假体周围感染（PJI）诊断治疗方法的创新和应用



假体周围感染PJI诊断治疗方法的创新和应用

作者：曹力，纪保超

来源：新疆医科大学第一附属医院

假体周围感染（Periprosthetic joint infections，PJI）是人工关节置换术后最难处理的灾难性并发症。其漫长反复的治疗周期，居高不下的死亡率和感染复发率，以及巨额的医疗费用，在给患者及家属带来无法弥补的生理和心理创伤的同时也给整个社会造成巨大的医疗负荷。新疆医科大学第一附属医院曹力团队长期致力于人工关节置换术后假体周围感染的诊治研究，在长达20年的研究中，该团队在Journal of Bone and Joint Surgery（Am）、Bone & Joint Journal、Journal of Arthroplasty、International Orthopaedics、中华骨科杂志、中华外科杂志及中华创伤骨科杂志等国内外权威杂志发表五十篇临床和基础研究，为PJI的诊治做出了重要贡献。

在PJI诊断方面，即使过去20年全球微生物学家和关节外科医生通过各种方式提高了PJI的病原学诊断水平，但我们实际临床中病原菌培养阴性率即使在大的中心仍然高达15%-25%。虽然宏基因二代测序技术可以明显提高病原菌的鉴定阳性率，但目前仍存在读长较短、计算压力大、序列误差率高、测序深度偏差和没有药敏等问题。假体超声振荡裂解培养是既往经典的提高病原菌培养阳性率的方法，但该方法需要专门的实验室，多种试验设备，样本从取出到转运再到振荡裂解需要多种人员接触，经历多个复杂的步骤才能完成，标本易污染且阳性率仍不尽人意，造成该方法在国内外没有得到广泛应用。

该团队为提高PJI病原菌培养阳性率，首次在国际上提出并使用术中直接超声生物膜裂解方法，无需专门的实验室，在手术室无菌条件下直接进行假体和组织超声振荡裂解，极大的简化了其操作步骤，不仅可以显著提高术中病原菌培养阳性率，而且降低了既往复杂操作过程中带来的样本污染风险；更重要的是该方法简单易施，可以在基层医院广泛应用，大大提高病原菌培养阳性率。该研究结果今年3月在JBJS期刊上发表，并被杂志主编选为当期重点宣传文章，由专门的制作团队对该研究的结果做进一步的国际化推广。（J Bone Joint Surg Am.2023;00:1-10.http://dx.doi.org/10.2106/JBJS.22.00446. 第一作者纪保超，通讯作者曹力）。

在PJI治疗方面，既往二期翻修一直被认为是治疗慢PJI的“金标准”手术方案，但近年多篇文献报道，接受二期翻修的患者中，有11.1%-19.6%的患者由于各种原因没有接受第二期假体植入，算上这些患者，二期翻修的实际感染控制率从既往文献中报道的90%以上下降至70%左右。此外，一些研究报道由于抗生素复合骨水泥间隔器无法长时间释放充足的抗生素浓度，亚治疗浓度的骨水泥间隔器反而更容易导致病原菌产生耐药性。同时抗生素复合骨水泥间隔器的有效性也不断被提出质疑；此外，骨水泥间隔器相关并发症例如间隔器脱位，移位和断裂，继发性骨缺损等问题也迫使人们开始重新考虑二期翻修在PJI治疗中的真正作用。而一期翻修仅需一次手术，对患者的创伤小，疗程短，康复更快，花费更少；但由于仅有1次彻底清创的机会，因此被认为适应证非常窄，有文章甚至指出真正符合一期翻修标准的患者仅为19%。

针对上述问题，该团队2019年在Bone & Joint Journal期刊上发表了一期非骨水泥翻修技术治疗慢性髋关节假体周围感染治疗策略的临床研究，打破了“一期翻修需要严格选择适应证”的固有临床诊疗思维；通过大量样本，长时间随访结果证实，一期非骨水泥髋关节翻修技术可以常规在临床上使用，拓宽了一期翻修适应证并提高了治疗成功率（B.Ji,T.Wahafu,G.Li,X.Zhang,Y.Wang,M.Momin,L.Cao.Single-stage treatment of chronically infected total hip arthroplasty with cementless reconstruction results in 126 patients with broad inclusion criteria. Bone Joint J. 2019 Apr；101-B（4）:396-402. doi:10.1302/0301-620X.101B4.BJJ-2018-1109.R1）。因为该研究的重要意义，曹力教授接受了美国发行量最大的骨科周刊Orthopaedic this week的专访，并预测一期翻修技术或许会成为将来治疗假体周围感染的金标准。中华创伤骨科杂志也特约曹力教授撰写专家论坛“二期翻修还是金标准吗?--重新认识一期翻修在慢性假体周围感染治疗中的作用”（中华创伤骨科杂志2022年11月第24卷第11期）。

除此之外，既往治疗假体周围感染患者需要接受长时间、大剂量的静脉抗生素。但由于假体生物膜的存在，使得关节腔内的抗生素浓度不足，感染复发率居高不下。同时长期大量的静脉抗生素导致很多患者发生肝肾功能可逆或不可逆的损伤，在治疗感染的同时又雪上加霜。该团队面对此难题，首次提出了一期翻修技术联合关节腔注射抗生素治疗多重病原菌感染；术前培养结果为阴性的假体周围感染以及有大量既往手术史的感染等。通过大量病例长期随访数据，在国际上首先提出术前培养结果为阴性的假体周围感染不应该做为一期翻修的禁忌证，通过关节腔注射抗生素的方式，可以提高足够高的关节液抗生素浓度，同时又极大程度的降低了抗生素对肝肾功能的影响，能够做为治疗该类患者的一种有效且副作用小的治疗策略；并提出了抗菌药物局部关节腔直接使用的新方案，为假体周围感染的治疗提供了重要的临床治疗价值。2022年骨科权威杂志The Journal of Bone & Joint Surgery（Am）在总结过去最有价值的研究中，专门提到该篇报道，并评论指出其团队的研究打开了局部关节腔注射抗菌药物的新纪元（B.Ji,G.Li,X.Zhang,Y.Wang,W.Mu,L.Cao.Effective treatment of single-stage revision using intra-articular antibiotic infusion for culture-negative periprosthetic joint infection—A comparative study. Bone Joint J. 2020;102-B（3）:336-344.）。把局部抗生素注射也扩展应用于早期急性PJI清创保留假体（DAIR）手术当中（此类感染培养阳性率更低），明显提高了感染治愈率（Mu W，Xu B，Guo W，Ji B，Wahafu T，Cao L. Outcome of Irrigation and Debridement With Topical Antibiotics Delivery for the Management of Periprosthetic Joint Infection Occurring Within 3 Months Since the Primary Total Joint Arthroplasty. J Arthroplasty. 2021 May；36（5）:1765-1771.doi:10.1016/j. arth. 2020.11.033.）。

该团队在国际上首次把超声波用于PJI的清创，在常规机械清创和化学清创的基础上增加了超声清创概念，早期结果令人鼓舞，为顽固性复发性PJI提供了一条新的解决之道。文章发表于中华外科杂志（中华外科杂志，第61卷第2期129-137）。

由于关节置换数量的迅速增加，PJI发病总数也随之增多。为提高我国医生在该领域的话语权，我们还需要更多病例的多中心研究数据，把更方便经济有效的诊治得以进一步推广，使更多病人受益。

曹力团队相关研究文献点击链接查看

专家简介

曹力，主任医师，教授，博士研究生导师，现任新疆医科大学第一附属医院骨科中心主任、新疆医科大学第一临床医学院外科教研室主任，骨科学科带头人。享受国务院特贴专家，新疆维吾尔自治区“天山领军人才”、新疆维吾尔自治区有突出贡献专家、国家卫生计生有突出贡献中青年专家、人民日报“国之名医·卓越建树”称号获得者﹑新疆维吾尔自治区第八次民族团结进步模范个人、白求恩精神研究会第五届“白求恩式好医生”。

学术兼职：中国医师协会骨科医师分会副会长兼关节外科工作委员会副主任委员，中华医学会骨科学分会关节外科学组副组长，新疆医学会骨科学分会主任委员，英国皇家外科学院Fellow（F.R.C.S. England）院士，亚太人工关节协会（APAS）第九届主席（2018-2021），美国髋膝关节协会（AAHKS）国际委员会执行委员（全球共15名），国际髋关节协会（IHS）终身委员等。

以第一作者或通讯作者发表核心论文100余篇，被SCI收录18篇，主编专著及教材4部，参编十余部。获新疆维吾尔自治区科技进步一等奖1项、二等奖2项，获新疆医学科技奖二等奖1项;与北京301医院合作主持国家863项目1项。

纪保超，副主任医师。擅长髋，膝人工关节置换，人工关节置换术后感染，膝关节骨关节炎，股骨头缺血性坏死，发育性髋关节脱位，髋臼发育不良，髋关节创伤性关节炎，膝关节创伤性关节炎

学术兼职：中国骨科菁英会关节外科会员，Arthroplasty杂志特约审稿专家。先后前往香港玛丽医院，美国纽约特种外科医院学习人工关节置换技术，多次受邀在亚太关节协会年会，亚洲关节协会年会发表学术演讲。