張成寶 喻德富 余潤(rùn)澤 陳 濤 張 彪 沈 政 于 水 許友軍 陳 鵬 王少華 徐仲林

近年來隨著材料學(xué)及生物力學(xué)的快速發(fā)展，人工關(guān)節(jié)基礎(chǔ)研究、生產(chǎn)設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)步，以及關(guān)節(jié)置換術(shù)圍手術(shù)期處理、術(shù)中操作技術(shù)、術(shù)后康復(fù)鍛煉的不斷完善及成熟，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)已在臨床廣泛開展[1]。骨關(guān)節(jié)炎、股骨頭缺血性壞死、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、股骨頸骨折等患者亦樂意接受人工關(guān)節(jié)置換術(shù)，對(duì)術(shù)后的效果充滿了信心[2]。切口感染是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后常見的并發(fā)癥，可導(dǎo)致患者住院時(shí)間延長(zhǎng)、住院費(fèi)用增加，嚴(yán)重切口感染可演變?yōu)榧袤w周圍感染、膿毒癥等[3]。周玉萍等[4]統(tǒng)計(jì)5429例骨科手術(shù)患者的臨床資料，發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染率為4.12%。紅細(xì)胞免疫、炎癥介質(zhì)作為人體免疫系統(tǒng)中重要的組成部分，兩者與呼吸道感染、外科手術(shù)后感染、消化道感染密切相關(guān)。本研究探索人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期切口感染患者紅細(xì)胞免疫及炎癥介質(zhì)水平變化，旨在揭示此類疾病的免疫學(xué)機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) ①納入標(biāo)準(zhǔn)：初次行單側(cè)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)者，包括人工股骨頭置換者、全髖關(guān)節(jié)置換者、全膝關(guān)節(jié)置換者，具有相應(yīng)的手術(shù)指征；術(shù)前無急慢性感染性疾??；近半年內(nèi)未使用糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑、免疫增強(qiáng)劑等，近半年內(nèi)未使用促紅細(xì)胞生成素等影響紅細(xì)胞代謝的藥物。②排除及剔除標(biāo)準(zhǔn)：化膿性關(guān)節(jié)炎或術(shù)前合并活動(dòng)性感染、合并惡性腫瘤；合并免疫缺陷病或自身免疫?。粐?yán)重肝腎功能不全、嚴(yán)重凝血障礙；治療中依從性較差者，臨床資料不完全者；圍手術(shù)期出現(xiàn)死亡等意外或轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護(hù)室過渡者。

1.2 臨床資料 本研究類型為回顧性分析，收集2016年5月-2019年12月在本醫(yī)院骨科行人工關(guān)節(jié)置換患者341例，依據(jù)是否發(fā)生切口感染將患者分為切口感染組（15例）、未感染組（326例），其中從未感染組中隨機(jī)抽取15例患者的臨床資料，同時(shí)選取15例健康體檢者作為對(duì)照組，三組研究對(duì)象的性別、年齡、內(nèi)科合并癥等基線資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性，詳見表1。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核通過，研究對(duì)象及其家屬均知情，并簽署知情同意書。

表1 三組研究對(duì)象的基線資料比較

1.3 方法 切口感染組、未感染組研究對(duì)象分別于術(shù)后1周抽取5 mL外周靜脈血進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)照組入院后即抽取，分別置于含有抗凝劑的真空采集管中，采用DT5-4B型醫(yī)用離心機(jī)離心5 min，離心速度為3000 r/min，留取上清液及紅細(xì)胞備用檢測(cè)。協(xié)同腫瘤紅細(xì)胞花環(huán)率（ATER）、免疫黏附促進(jìn)因子（FEER）、直向腫瘤紅細(xì)胞花環(huán)率（DTER）、紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率（RBC-C3bR）采用郭峰法[5]檢測(cè)。紅細(xì)胞表面CD35、CD58幾何平均熒光強(qiáng)度比值（GMFIR）采用Sysmex CyFlow流式細(xì)胞儀測(cè)定。血清炎癥介質(zhì)如白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、C反應(yīng)蛋白（CRP）、降鈣素原（PCT）水平測(cè)定采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）測(cè)定，檢測(cè)儀器為Biorad680酶標(biāo)儀，試劑盒為上海酶聯(lián)生物科技有限公司提供。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 研究所得數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以±s來表示，組間比較采用方差分析，組間兩兩比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以百分?jǐn)?shù)表示，采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染病原菌構(gòu)成情況分析 341例人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者中15例患者出現(xiàn)切口感染，感染率為4.40%，共分離出病原菌23株，其中革蘭陽(yáng)性菌14株，包括金黃色葡萄球菌7株，溶血性鏈球菌3株，凝固酶陰性葡萄球菌2株，表皮葡萄球菌2株；革蘭陰性菌9株，其中大腸埃希菌5株，銅綠假單胞桿菌4株。

2.2 紅細(xì)胞免疫水平變化情況分析 切口感染組患者ATER、FEER、DTER、RBC-C3bR顯著低于其余兩組，未感染組患者上述指標(biāo)顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），切口感染組患者紅細(xì)胞表面CD35及CD58熒光強(qiáng)度顯著低于其余兩組，未感染組患者上述指標(biāo)顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 三組研究對(duì)象紅細(xì)胞免疫水平變化情況比較（±s）

表2 三組研究對(duì)象紅細(xì)胞免疫水平變化情況比較（±s）

注：與對(duì)照組比較，★P＜0.05；與未感染組比較，#P＜0.05；與切口感染組比較，△P＜0.05

組別 n ATER(%) FEER(%) DTER(%) RBC-C3bR(%) CD35(GMFIR) CD58(GMFIR)切口感染組 1550.7±6.2★# 44.7±5.7★# 30.2±5.1★# 11.5±1.7★# 2.5±0.8★# 4.1±1.2★#未感染組 1558.4±5.7★△ 52.4±5.9★△ 35.6±4.9★△ 15.4±2.1★△ 3.2±0.8★△ 5.2±1.3★△對(duì)照組 1566.4±6.7#△ 60.4±7.1#△ 40.9±5.5#△ 19.4±1.9#△ 4.1±1.0#△ 6.6±1.4#△F 14.8311.659.579.5710.447.82 P 0.0010.0010.0010.0010.0010.001

2.3 炎癥介質(zhì)水平變化情況分析 切口感染組患者血清IL-6、TNF-α、CRP、PCT水平顯著高于其余兩組，未感染組患者上述指標(biāo)顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 三組研究對(duì)象炎癥介質(zhì)水平變化情況比較（±s）

表3 三組研究對(duì)象炎癥介質(zhì)水平變化情況比較（±s）

注：與對(duì)照組比較，★P＜0.05；與未感染組比較，#P＜0.05；與淺部感染組比較，△P＜0.05

組別 n IL-6(pg/mL)TNF-α(ng/mL)CRP(mg/L)PCT(μg/L)切口感染組1522.3±5.2★#3.5±1.0★#7.4±2.3★#3.8±1.1★#未感染組 1516.8±4.3★△1.9±0.8★△5.5±1.6★△2.5±0.9★△對(duì)照組 1512.4±4.4#△0.9±0.4#△3.8±1.4#△1.6±0.5#△F 11.657.288.769.64 P 0.0010.0010.0010.001

2.4 典型病例 ①何某某，男，74歲，主因雙髖部疼痛數(shù)十年入院，術(shù)前診斷為雙側(cè)股骨頭壞死，行右側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，術(shù)后傷口反復(fù)滲出，傷口分泌物培養(yǎng)提示銅綠假單胞桿菌感染，予以傷口清創(chuàng)、換藥、抗炎等處理后好轉(zhuǎn)，詳見圖1。②曹某某，男，67歲，主因左膝關(guān)節(jié)疼痛5年余入院，術(shù)前診斷為左膝骨關(guān)節(jié)炎，行左側(cè)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，術(shù)后傷口少量滲出，傷口周圍紅腫明顯，穿刺行分泌物培養(yǎng)提示溶血性鏈球菌感染，予以傷口清創(chuàng)、換藥、抗炎等處理后好轉(zhuǎn)，詳見圖2。

圖1 全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后影像學(xué)資料及傷口情況

圖2 全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后影像學(xué)資料及傷口情況

3 討論

3.1 人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后切口感染發(fā)生率及致病菌分析 由于創(chuàng)傷較大，術(shù)中需植入假體，術(shù)后住院時(shí)間較長(zhǎng)等因素，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后容易出現(xiàn)切口感染，既往研究顯示年齡、基礎(chǔ)疾病、異體輸血、留置導(dǎo)尿管、預(yù)防性應(yīng)用抗菌藥物、備皮時(shí)間以及住院時(shí)間等因素均是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后切口感染的危險(xiǎn)因素[6]。杜英勛等[7]發(fā)現(xiàn)992例患者人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后共發(fā)生感染15例，感染率為1.51%。呂亮等[8]發(fā)現(xiàn)237例人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)患者共有21例發(fā)生術(shù)后感染，感染發(fā)生率在8.86%，其中金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌是主要的致病菌。本研究結(jié)果顯示341例人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者中有15例患者出現(xiàn)切口感染，感染率為4.40%，與既往研究結(jié)果存在一定的差異性，這可能與樣本的篩選標(biāo)準(zhǔn)不同、樣本量大小等因素有關(guān)。本研究結(jié)果顯示致病菌中革蘭陽(yáng)性菌14株，包括金黃色葡萄球菌7株，溶血性鏈球菌3株，凝固酶陰性葡萄球菌2株，表皮葡萄球菌2株；革蘭陰性菌9株，其中大腸埃希菌5株，銅綠假單胞桿菌4株，與既往研究結(jié)果一致。

3.2 紅細(xì)胞免疫與人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后切口感染關(guān)聯(lián)性分析 較多學(xué)者發(fā)現(xiàn)大型手術(shù)后感染與機(jī)體的免疫狀態(tài)密切相關(guān)，紅細(xì)胞作為血液中最主要的成分，不僅具有識(shí)別、儲(chǔ)存、提呈抗原等功能，還可消除循環(huán)免疫復(fù)合物，提高吞噬細(xì)胞功能。RBC-C3bR、FEER是反應(yīng)紅細(xì)胞表面粘附受體的重要指標(biāo)，ATER、DTER是反應(yīng)紅細(xì)胞腫瘤免疫的重要指標(biāo)[9]。本研究結(jié)果顯示切口感染組患者ATER、FEER、DTER、RBC-C3bR顯著低于其余兩組，未感染組患者上述指標(biāo)顯著低于對(duì)照組，這說明手術(shù)、感染等刺激可導(dǎo)致紅細(xì)胞表面活性粘附受體下降，降低紅細(xì)胞粘附免疫功能，同時(shí)可抑制紅細(xì)胞腫瘤免疫作用。CD35是紅細(xì)胞發(fā)揮免疫粘附功能的重要分子基礎(chǔ)，感染性疾病、腫瘤、自身免疫疾病等患者紅細(xì)胞表面CD35數(shù)量下降，可引發(fā)紅細(xì)胞免疫功能紊亂。CD58是紅細(xì)胞調(diào)控T淋巴細(xì)胞免疫功能的重要天然免疫物質(zhì)，其數(shù)量變化可影響Th1/Th2細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)平衡，影響紅細(xì)胞對(duì)自身淋巴細(xì)胞免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)作用[10]。本研究結(jié)果顯示切口感染組患者紅細(xì)胞表面CD35及CD58熒光強(qiáng)度顯著低于其余兩組，未感染組患者上述指標(biāo)顯著低于對(duì)照組，這進(jìn)一步說明手術(shù)、感染等刺激可顯著影響紅細(xì)胞粘附免疫功能，進(jìn)而降低紅細(xì)胞清除循環(huán)免疫復(fù)合物能力。

3.3 炎癥介質(zhì)與人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后切口感染關(guān)聯(lián)性分析 TNF-α和IL-6是機(jī)體免疫調(diào)節(jié)及炎癥反應(yīng)中的重要介質(zhì)，可促進(jìn)中性粒細(xì)胞的黏附和激活，引起炎癥損傷級(jí)聯(lián)反應(yīng)，其可參與膿毒癥、多器官功能障礙、全身炎癥反應(yīng)綜合征等病情進(jìn)展，內(nèi)毒素及外毒素是TNF-α和IL-6合成及釋放的重要誘導(dǎo)因素，其血清學(xué)水平反應(yīng)機(jī)體炎癥水平、機(jī)體感染程度等[11]。CRP及PCT目前已被臨床上應(yīng)用為感染的生物學(xué)標(biāo)志物，其血清學(xué)水平可評(píng)估感染的嚴(yán)重程度，評(píng)估患者預(yù)后。本研究結(jié)果顯示切口感染組患者血清IL-6、TNF-α、CRP、PCT水平顯著高于其余兩組，未感染組患者上述指標(biāo)顯著高于對(duì)照組，這可能由于植入性人工假體、細(xì)菌均可刺激機(jī)體釋放炎癥因子，誘導(dǎo)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。同時(shí)既往研究結(jié)果顯示血清炎癥介質(zhì)水平與紅細(xì)胞免疫功能呈負(fù)相關(guān)，紅細(xì)胞免疫功能的下降可進(jìn)一步加速炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的擴(kuò)大，提高血清炎癥介質(zhì)水平。本研究結(jié)果亦說明血清IL-6、TNF-α、CRP、PCT水平均可作為評(píng)估人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期切口感染的檢測(cè)指標(biāo)。

綜上所述，紅細(xì)胞免疫功能下降，炎癥介質(zhì)水平增高均是參與人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期切口感染病情進(jìn)展的重要因素，對(duì)其監(jiān)測(cè)有助于術(shù)后切口感染的防控。然而本研究仍有一定的局限性，如切口感染組的樣本量較小，未比較深部切口感染及淺部切口感染等。紅細(xì)胞免疫與炎癥介質(zhì)之間的相互作用關(guān)系，感染、手術(shù)等刺激因素影響紅細(xì)胞免疫及炎癥介質(zhì)水平的具體途徑，不同致病菌對(duì)紅細(xì)胞免疫及炎癥介質(zhì)的影響是否不同等有待于進(jìn)一步探索。