湖南地区单中心四肢骨干创伤后骨髓炎患者的菌种分布和临床特征分析

郭强

（中南大学湘雅三医院 骨科，湖南 长沙 410015）

骨髓炎是由微生物造成的感染性炎症，可局限于骨的某一部位，也可累及包括骨膜、骨皮质、骨松质和骨髓组织甚至周围软组织［1］。感染途径主要分为血源性感染、创伤后感染和临近感染灶。创伤后骨髓炎是指在骨骼创伤后或内固定术后发生的骨髓炎［2］，是骨科手术的严重并发症之一，治疗周期长，难度大，严重者可致残甚至危及生命，一直是临床治疗的难点［3］。本研究对近5 年中南大学湘雅三医院骨科的四肢骨干创伤性骨髓炎的菌种分布和临床特征进行分析，为创伤后骨髓炎的治疗和防治提供临床依据。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

本研究符合以下任意一条即诊断为创伤后骨髓炎［4］：①窦道或内置物外露；②伤口有脓液；③术中深部组织标准取材，致病微生物培养结果阳性；④病检诊断为骨髓炎。

纳入标准：2016 年1 月1 日至2021 年3 月31 日就诊于中南大学湘雅三医院骨科，按照诊断标准诊断为四肢骨干创伤后骨髓炎。排除标准：①假体周围感染者；②非四肢骨干感染；③资料不全者。本研究经湘雅三医院伦理委员会审核通过。

1.2 收集信息

自行设计信息采量表，按照骨髓炎检索病例系统，记录入选患者的一般信息（姓名，住院号，性别）、发病年龄、是否开放，诊断，治疗结果，微生物培养结果，病检结果。若患者为多次住院，则按照1 例患者处理。分析病史，排除血源性骨髓炎，糖尿病性骨髓炎。

1.3 统计学方法

将统计的相关数据输入Microsoft Office Excel 2017 表格，采用SPSS 20.0 统计软件进行统计分析并应用GraphPad Prism 7.0 软件绘图。首先对入组的创伤后骨髓炎患者信息做统计描述，连续变量的样本量是否符合正态分布用单样本Kolmogorov-Smirnov 方法，如果符合采用均数±标准差（）表示，否则以中位数和四分位间距M（P25,P75）表示，符合正态分布的用t检验或者单因素方差分析，不符合正态分布的用非参数检验（Mann-WhitneyU检验或者Kruskal-WallisH检验）；计数资料采用百分率（%）表示，用χ2检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 性别分布

共纳入142 例创伤后骨髓炎患者，其中男111 例，女31 例，男女比为3.58∶1。

2.2 年龄分布

纳入病例中创伤后首次发病的中位年龄为47 岁（7 岁，82 岁），其中男性患者为48 岁（7 岁，82 岁），女性患者为45 岁（8 岁，77 岁），二者比较差异无统计学意义（P>0.05）。

2.3 创伤性质

本研究纳入病例中开放性损伤为114 例（80.3%），闭合性损伤为28 例（19.7%）。142 例四肢骨干创伤后骨髓炎患者均为单一部位创伤后骨髓炎，最常见的感染部位是胫骨（87 例，61.3%），其次依次是股骨（40 例，28.2%）、腓骨（10 例，7.0%）、肱骨（4 例，2.8%），桡骨（1 例，0.7%）。下肢创伤后骨髓炎的发生率较上肢高。左侧肢体创伤后骨髓炎45 例（31.7%），右侧肢体创伤后骨髓炎97 例（68.3%）。

2.4 临床症状

本研究中创伤到骨髓炎诊断中位时间为18 个月（1～484 个月）；结合影像学根据Cierny-Mader骨髓炎解剖分型和宿主分型：Ⅰ型16 例，Ⅱ型29 例，Ⅲ型54 例，Ⅳ型43 例；A 型40 例，B 型96 例，C 型6 例；创伤后骨髓炎合并窦道者98 例（69.01%）；创伤后骨髓炎的手术治疗主要包括清创+负压吸引，内固定装置取出，骨搬运，皮瓣移植，Masquelet 技术，截肢。本研究中平均手术中位次数3.2 次（1 次，6 次）。随访时间大于12 月的患者例数为110 例，不同手术方案的治愈例数（1 年无复发）为93 例（84.5%），截肢例数3 例（2.7%）。

2.5 菌种分布

本研究纳入患者均按照规范化操作在术中取深部组织不同部位进行培养，结果显示83 例患者培养结果为阳性，阳性率为58.5%。其中，单一致病微生物引起的四肢骨干创伤后骨髓炎患者为75 例（90.4%），多种致病微生物引起的四肢骨干创伤后骨髓炎患者8 例（9.6%）。8 例混合多种致病微生物所致的创伤后骨髓炎患者的致病微生物分布如下：粪肠球菌（D 群）+阴沟肠杆菌、木糖氧化产碱杆菌木糖亚种+表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌+化脓链球菌（A 群）、鲍曼不动杆菌+粪肠球菌（D 群）、表皮葡萄球菌+铜绿假单胞菌+蜡样芽孢杆菌I 型、大肠埃希菌+嗜麦芽假单胞菌、奇异变形菌+大肠埃希菌、嗜水豚鼠气单胞菌+肺炎克雷伯菌+嗜水气单胞菌+大肠埃希菌。

75 例由单一致病微生物引起的四肢骨干创伤后骨髓炎患者中，最常见的致病微生物是金黄色葡萄球菌（25 例，33.3%），其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌10 例（13.3%）；其次分别为阴沟肠杆菌（10 例，13.3%）、铜绿假单胞菌（8 例，10.7%）、大肠埃希菌（6 例，8.0%）、肺炎克雷伯菌（3 例，4.0%）、停乳链球菌（3 例，4.0%）、产气肠杆菌（3 例，4.0%）、表皮葡萄球菌（3 例，4.0%），路登葡萄球菌、肠炎沙门菌、鲍曼不动杆菌、人葡萄球菌、雷氏普鲁威登菌、梭状梭菌各2 例，分别各占2.7%，鲁氏不动杆菌、产碱假单胞菌各1 例，分别占各1.3%。见表1。

表1 单一致病微生物病原菌的分布及占比

3 讨论

随着工业的快速发展和交通工具的普及，高能量损伤造成复杂骨折进而引起四肢骨干创伤后骨髓炎患者不断增加，复杂的创面和难以控制的感染使其目前仍是创伤骨科领域的重大难题［5］。近年来，开放性骨折和手术内植物相关骨髓炎占骨髓炎发病率的80%，其中有10%～30%的患者最终转归为慢性骨髓炎，也称作创伤后骨髓炎［6］。慢性骨髓炎发病率较40 年前增加了近2 倍［7］，达到了21.8/100 000 例，约23% 的患者在骨移植前需2 次以上清创；最终约6%的患者因感染无法控制需要截肢［8］。研究发现闭合性骨折内固定术后感染发生率约为1%～2%，而开放性骨折内固定术后感染率大于30%，远高于闭合性骨折。复杂的创面条件，软组织缺损，多次手术极大的增加了治疗难度和患者的心理、经济负担。目前对于四肢骨干创伤后骨髓炎仍缺乏有效的治疗手段，因此对四肢骨干创伤后骨髓炎患者的临床特征和菌种分布深入剖析有助于为临床诊治提供参考。湖南地区四肢骨干创伤后骨髓炎的临床特征和菌种分布尚未见报道。

本研究发现，湖南地区创伤性骨髓炎的发病人群，以男性多见，男女发病中位年龄分别为48 岁和45 岁，处于青壮年。导致这一现象的原因与社会因素有关，社会上重体力劳动和高危工种工作主要由青壮年人群承担，他们暴露于高能量创伤和交通事故的风险增加。本研究提示骨折是否开放与创伤后骨髓炎的发生率密切相关，所以对于创伤后骨髓炎的预防显得尤为关键。开放性骨折的早期多次彻底清创，降低感染危险因素，合理使用抗生素可以有效降低创伤后骨髓炎的发生［9］。

单部位创伤后骨髓炎最常见的部位是胫骨，其次是股骨。下肢较上肢发病率高。这与胫骨解剖位置有关。交通伤和摔伤容易导致胫骨骨折，10～19 岁年轻男性中胫骨骨折的发病率为39 人/（10 万人·年），而其中24%为开放性胫骨骨折。BEZSTAROSTI 等［10］回顾3 711 例骨折相关的感染发现，胫骨及足部骨髓炎占75.4%。胫骨前方软组织薄，血供有限使其在遭受高能量损伤后更容易发生骨折畸形愈合，骨不连及骨髓炎等并发症。

四肢骨干创伤后骨髓炎的诊断主要依靠病史、影像学检查和实验室检查，确诊需要取深部受累及的骨组织标本进行培养和病理学检查［11］。本研究中细菌培养的阳性率为58.5%，如何增加术中培养的阳性率是创伤后骨髓炎诊治的难点之一。此外，伤口和窦道分泌物培养并不能正确反映深部感染微生物，基于“错误”的细菌进行治疗会导致抗生素的无效使用和耐药菌的发生［12］。术中采取多点取样培养可以提高微生物培养阳性率，每取一个部位都要更换新的手术器械。此外若在常规时间内无法培养出细菌，要考虑特殊微生物感染。专家共识认为组织病理学检查是诊断骨折内固定术后感染的“金标准”，镜下看到特殊染色的微生物可明确诊断，高倍镜下≥5 个中性粒细胞的数量也可以作为病理的诊断标准［13］。

本研究显示湖南地区创伤性骨髓炎最常见的致病革兰氏阳性菌为金黄色葡萄球菌，革兰氏阴性菌为阴沟肠杆菌和铜绿假单胞菌。乔林等多中心临床研究显示，引发创伤后慢性骨髓炎的细菌种类中革兰阴性菌约占43.41%，其中铜绿假单胞菌检出率最高（26.90%），革兰阳性菌约占56.59%，其中金黄色葡萄球菌属病菌检出率最高（58.20%）［14］。了解各地区创伤后慢性骨髓炎的菌种分布有助于抗生素的选择。

金葡菌可形成生物膜增加治疗难度，生物膜的构成通常是10%～25%的细菌被75%～90%的自身分泌的胞外聚合物所包裹。不同种类细菌形成生物膜的黏附因子和胞外多糖有显著差异，以葡萄球菌为代表的革兰阳性菌的胞外多糖成分主要是聚乙酰氨基葡萄糖，而以假单胞菌为代表的革兰阴性菌的胞外多糖成分中则含有鼠李糖脂［15］。因此，研究生物膜在骨髓炎中的作用，明确生物膜在骨髓炎中发挥作用的机制和通路是未来研究的趋势，应用针对生物膜的治疗策略辅助抗生素和外科清创是慢性骨髓炎的临床转化热点［16］。

综上所述，在我国湖南地区，四肢骨干创伤后骨髓炎多发生于青壮年男性，开放性损伤是其主要危险因素，主要累及胫骨和股骨。多数创伤后骨髓炎的致病微生物为金黄色葡萄球菌。本研究对于创伤后骨髓炎的防控工作具有重要意义。