王 海，宋 燕，秦磊磊，王明貴，劉曉冬，饒銳強(qiáng)，尚 松，冉廣文 (.重慶市涪陵中心醫(yī)院骨一科，重慶 408099；.重慶市涪陵中心醫(yī)院兒科，重慶 408099；.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科，重慶 40006)

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)是終末期關(guān)節(jié)疾病的有效治療方式，對糾正關(guān)節(jié)畸形，恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，緩解患者疼痛和提高其生活質(zhì)量有著良好的臨床效果。慢性假體周圍感染(periprosthetic joint infection,PJI)是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，盡管已經(jīng)有很多手段預(yù)防關(guān)節(jié)置換術(shù)后PJI的發(fā)生，但依舊存在大量與PJI發(fā)生相關(guān)的關(guān)節(jié)置換術(shù)后翻修等問題。PJI的發(fā)生已經(jīng)成為導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)置換(total hip arthroplasty,THA)術(shù)后翻修的第三大原因[1-3]。

由慢性PJI和其他原因造成的關(guān)節(jié)翻修治療方案完全不同，因此對于PJI的準(zhǔn)確診斷一直是臨床醫(yī)師關(guān)注的焦點(diǎn)。但目前對于THA術(shù)后慢性PJI的診斷標(biāo)準(zhǔn)仍存在諸多爭議，并且由于其早期診斷困難，常導(dǎo)致重復(fù)感染、骨質(zhì)嚴(yán)重缺損、關(guān)節(jié)功能障礙甚至截肢等，增加了治療費(fèi)用，給患者和社會造成了極大的負(fù)擔(dān)[4-5]。因此，及時診斷THA術(shù)后慢性PJI并及時干預(yù)具有重要意義。已有報道多種分子標(biāo)志物可以用來診斷PJI，如C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)、白細(xì)胞介素6(interleukin 6，IL-6)、降鈣素原(procalcitonin，PCT)、關(guān)節(jié)液α防御素以及D-二聚體等[6-7]。其中D-二聚體是纖溶酶作用于交聯(lián)纖維蛋白過程中產(chǎn)生的降解產(chǎn)物，其水平升高可反映受體內(nèi)凝血系統(tǒng)以及纖溶系統(tǒng)的激活，提示患者體內(nèi)有纖溶或血栓形成的可能[8]。Alijanipour等[9]通過對84例急性PJI及176例慢性PJI患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，診斷慢性PJI的ESR和CRP水平高于常規(guī)診斷閾值，但炎癥標(biāo)志物診斷急慢性PJI的最佳閾值不同。本研究通過檢測因THA術(shù)后慢性PJI或假體松動而接受關(guān)節(jié)翻修手術(shù)患者的CRP、ESR及D-二聚體水平，探討其在THA術(shù)后慢性PJI診斷中的臨床意義和價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2015年9月至2019年9月重慶市涪陵中心醫(yī)院收治的47例髖關(guān)節(jié)翻修手術(shù)患者的臨床資料，其翻修原因包括THA術(shù)后慢性PJI和無菌性松動。本研究對于PJI的診斷采用2013年美國肌肉與骨骼感染協(xié)會(Musculoskeletal Infection Society，MSIS)診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]，將納入患者分為慢性PJI組(18例)和無菌性松動組(29例)。其中滿足1項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)或3項(xiàng)次要標(biāo)準(zhǔn)即可診斷為PJI(表1)，假體置入后出現(xiàn)疼痛等感染癥狀超過6周則診斷為慢性PJI[11]。排除標(biāo)準(zhǔn)：①未能在術(shù)前完成D-二聚體檢測；②合并凝血功能障礙疾病或既往存在血液高凝病史；③術(shù)前存在任何類型的皮膚潰瘍、血腫、青紫瘀斑、近期外傷、人工關(guān)節(jié)脫位史(<2周)以及人工心臟瓣膜手術(shù)史；④前次手術(shù)為假體取出關(guān)節(jié)曠置術(shù)，此次因去除骨水泥間隔器行翻修手術(shù)；⑤術(shù)前篩查存在下肢或肺部血栓；⑥THA術(shù)后急性PJI(癥狀出現(xiàn)<6周)；⑦排除其他炎癥性疾病如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎等。2組患者年齡、性別、BMI等比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表1 MSIS的PJI診斷標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)指標(biāo)閾值

表2 2組患者基本資料

1.2 方法

本研究收集了因髖關(guān)節(jié)假體松動以及慢性PJI而進(jìn)行翻修手術(shù)患者的資料和實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果，包括患者年齡，性別，BMI，入院時CRP、ESR以及D-二聚體水平。此外，所有患者常規(guī)行關(guān)節(jié)液細(xì)胞分類計數(shù)及病原微生物培養(yǎng)，術(shù)中至少取3處假體周圍組織行組織病理學(xué)檢測及病原微生物培養(yǎng)。所有標(biāo)本微生物培養(yǎng)包括需氧培養(yǎng)、厭氧培養(yǎng)、真菌培養(yǎng)及延長培養(yǎng)，術(shù)前均進(jìn)行了下肢深靜脈血栓的篩查。

標(biāo)本來源與采集：所有血液標(biāo)本均于患者入院后次日清晨空腹抽取，置入真空靜脈采血管，留取血清待檢測或置于-20 ℃冰箱保存。ESR測定采用紅細(xì)胞聚集計算的方法，CRP及D-二聚體測定采用免疫比濁法。所有操作嚴(yán)格按照試劑盒說明進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel建立和整理數(shù)據(jù)庫，使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計量資料，2組間的差異性比較采用獨(dú)立樣本非參數(shù)秩和檢驗(yàn)。對于性別、手術(shù)部位等計數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)。根據(jù)受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)測量各項(xiàng)指標(biāo)的診斷價值，采用約登指數(shù)計算截斷值，使用MedCalc 13.2.2軟件(MedCalc Software bv,Ostend,Belgium)計算各指標(biāo)敏感性、特異性和曲線下面積(area under curve,AUC)，并比較CRP、ESR及D-二聚體聯(lián)合診斷結(jié)果。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 THA術(shù)后各分子標(biāo)志物分析比較

THA術(shù)后慢性PJI組患者ESR、CRP、D-二聚體的中位數(shù)水平高于無菌性松動組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 2組患者各分子標(biāo)志物分析比較

2.2 ESR、CRP及D-二聚體的ROC及AUC

CRP、ESR及D-二聚體的AUC分別為0.718、0.717、0.911，CRP、ESR及D-二聚體在診斷慢性PJI中均具有較好的診斷價值(P<0.05)，見圖1。通過約登指數(shù)計算截斷值，CRP為3.37 mg/L、ESR為32 mm/h、D-二聚體為1 180 ng/mL(表4)。

圖1 ESR、CRP及D-二聚體的ROC及AUC

表4 CRP、ESR及D-二聚體的ROC及AUC結(jié)果

2.3 ESR、CRP及D-二聚體聯(lián)合診斷結(jié)果比較

聯(lián)合各血清學(xué)檢測指標(biāo)，觀察其在診斷慢性PJI中的應(yīng)用價值，根據(jù)CRP、ESR及D-二聚體各自的ROC及AUC，選擇CRP>3.37 mg/L、ESR>32 mm/h、D-二聚體>1 180 ng/L作為診斷THA術(shù)后慢性PJI的閾值，用以評價聯(lián)合指標(biāo)的應(yīng)用價值。當(dāng)CRP>3.37 mg/L、ESR>32 mm/h時，診斷慢性PJI的敏感性和特異性分別為15.20%和81.60%。當(dāng)D-二聚體>1 180 ng/mL、ESR>32 mm/h時，診斷慢性PJI的敏感性和特異性分別為21.20%和87.20%。當(dāng)D-二聚體>1 180 ng/mL、CRP>3.37 mg/L時，診斷慢性PJI的敏感性和特異性分別為90.90%和82.10%，診斷準(zhǔn)確性可達(dá)到84.17%，明顯高于其他3種組合。但是，當(dāng)CRP>3.37 mg/L、ESR>32 mm/h、D-二聚體>1 180 ng/mL均滿足時，在診斷的敏感性和準(zhǔn)確性方面并沒有表現(xiàn)出較高的價值(表5)。

表5 ESR、CRP及D-二聚體聯(lián)合診斷結(jié)果比較

3 討論

PJI是關(guān)節(jié)置換術(shù)后嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。PJI的診斷至今仍然是困擾骨科醫(yī)生的主要問題。Virolainen等[12]認(rèn)為至今沒有任何一種實(shí)驗(yàn)室檢查可以準(zhǔn)確地診斷PJI。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢查如白細(xì)胞計數(shù)、CRP、ESR已經(jīng)廣泛應(yīng)用于PJI的診斷，但由于這些指標(biāo)的敏感性及特異性較低，因此傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢查往往并不可靠，僅能作為疾病的初篩。近年來，D-二聚體在骨科感染領(lǐng)域的研究越來越多，有報道認(rèn)為血清D-二聚體可以作為PJI診斷的敏感指標(biāo)，并認(rèn)為D-二聚體水平的變化可以指導(dǎo)二期翻修的時機(jī)，且與患者的感染嚴(yán)重程度和預(yù)后具有一定的相關(guān)性[13-14]。THA術(shù)后慢性PJI常以慢性包膜感染的形式出現(xiàn)，患者全身反應(yīng)較輕且傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢查常無異常表現(xiàn)，與THA術(shù)后假體松動相似度更高[15-16]。既往研究尚未對急慢性PJI予以區(qū)分，考慮到慢性PJI患者局部及全身的炎癥反應(yīng)較輕，診斷難度更大。以此為背景，本研究對THA術(shù)后慢性PJI及假體松動患者進(jìn)行對比分析，探究D-二聚體在THA術(shù)后慢性PJI診斷中的作用，并觀察D-二聚體聯(lián)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)能否提高THA術(shù)后慢性PJI診斷的準(zhǔn)確性。

D-二聚體是纖溶酶水解交聯(lián)纖維蛋白后生成的特異性降解產(chǎn)物，為纖維蛋白降解產(chǎn)物中的最小片段，是反映機(jī)體纖溶亢進(jìn)與高凝狀態(tài)的分子標(biāo)志物[17]。不僅如此，D-二聚體在診斷感染以及評估患者預(yù)后方面也得到了廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是診斷感染性疾病的特異性分子標(biāo)志物[18-21]。鄭照煉等[21]研究發(fā)現(xiàn)D-二聚體預(yù)測感染的截斷值為436 μg/L，其診斷敏感性、特異性和陽性似然比均高于CRP，并且D-二聚體作為一種更為簡單經(jīng)濟(jì)的檢測手段，在未來的臨床應(yīng)用中可以取代CRP、PCT等感染篩查指標(biāo)。D-二聚體在骨科領(lǐng)域最初是用于全關(guān)節(jié)置換術(shù)后下肢深靜脈血栓(DVT)或肺栓塞(PE)的篩查。近年來，有報道發(fā)現(xiàn)D-二聚體在關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期短時間內(nèi)急劇增加至基線值的雙倍水平并在短期內(nèi)降至基線水平，這種動態(tài)變化比ESR和CRP更迅速，通過聯(lián)合ESR和CRP檢測可以作為早期診斷PJI的有效手段[22]。Shahi等[14]通過對86例關(guān)節(jié)置換術(shù)后無菌性松動及57例PJI患者進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，D-二聚體在診斷PJI中優(yōu)于ESR和CRP，其敏感性和特異性分別為89%和93%，而ESR和CRP的敏感性分別為73%和79%，特異性分別為78%和80%，其中850 ng/mL被認(rèn)為是D-二聚體診斷PJI的最佳閾值，并且D-二聚體被認(rèn)為有望成為評估PJI患者二期翻修最佳時機(jī)的有效指標(biāo)。但該研究納入患者未明確定義急性或慢性PJI，也未將髖膝關(guān)節(jié)予以區(qū)分。據(jù)Parvizi等[10]研究發(fā)現(xiàn)THA術(shù)后慢性PJI與急性PJI的ESR和CRP診斷閾值不同，需要進(jìn)一步將二者區(qū)分診斷。本研究中，D-二聚體診斷THA術(shù)后慢性PJI的最佳閾值為1 180 ng/mL，與Shahi等[14]研究結(jié)果有所區(qū)別，但這一結(jié)果再次證實(shí)了Parvizi等[10]認(rèn)為的THA術(shù)后急慢性PJI患者在炎癥標(biāo)志水平方面有所不同并且應(yīng)予以區(qū)分的觀點(diǎn)。

D-二聚體可以反映人體凝血障礙以及炎癥反應(yīng)。當(dāng)器官、組織出現(xiàn)感染，血管內(nèi)皮細(xì)胞受到損傷時，形成局部微血栓，D-二聚體水平會迅速升高，而后續(xù)炎癥反應(yīng)會使人體凝血功能下降，進(jìn)一步擴(kuò)大感染。因此，D-二聚體的升高可以表明患者感染程度增加[23]。D-二聚體水平變化是機(jī)體發(fā)生各種不良事件的標(biāo)志，包括感染性休克、菌血癥以及凝血功能紊亂等。Mikula等[24]發(fā)現(xiàn)在菌血癥發(fā)生3.5 h以內(nèi)，迅速升高的D-二聚體水平可以識別菌血癥并評估患者預(yù)后及死亡發(fā)生風(fēng)險。全身感染及機(jī)體各器官衰竭會引起D-二聚體水平升高，同時D-二聚體也可以作為這些疾病的早期診斷標(biāo)志物[25]。在骨關(guān)節(jié)感染領(lǐng)域中，D-二聚體同樣也表現(xiàn)出早期識別感染的優(yōu)越性。Ribera等[26]的研究認(rèn)為，骨關(guān)節(jié)感染同樣也會引起纖溶系統(tǒng)的激活，導(dǎo)致微血栓的形成及D-二聚體等分子標(biāo)志物的升高。

本研究評估患者ESR、CRP和D-二聚體作為THA術(shù)后慢性PJI診斷標(biāo)志物的作用，慢性PJI組ESR、CRP和D-二聚體中位數(shù)水平高于無菌性松動組。CRP和ESR在診斷感染性疾病中具有良好的敏感性和特異性，也被廣泛應(yīng)用于PJI的診斷[27-28]。但在本研究中，CRP和ESR在診斷THA術(shù)后慢性PJI方面并未顯示出優(yōu)越的價值，這一結(jié)果與既往Della Valle等[29]及Pérez-Prieto等[30]的觀點(diǎn)相一致，他們認(rèn)為慢性PJI常由低毒力的感染引起，這種慢性低毒力的感染并不會引起全身劇烈的炎癥反應(yīng)，ESR及CRP在鑒別此類感染中的作用有限。本研究基于MSIS診斷標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)的診斷分子標(biāo)志物，分析比較了ESR、CRP以及D-二聚體3種常用分子標(biāo)志物在慢性PJI診斷中的作用，發(fā)現(xiàn)D-二聚體在THA術(shù)后無菌性松動與慢性PJI中具有顯著差異，并且當(dāng)D-二聚體>1 180 ng/L時，診斷慢性PJI的敏感性及特異性分別為96.97%、69.23%，在3種標(biāo)志物中敏感性最高。

不僅如此，本研究結(jié)果提示聯(lián)合指標(biāo)較單一指標(biāo)更能顯著提高慢性PJI診斷的準(zhǔn)確性。當(dāng)滿足CRP>3.37 mg/L和D-二聚體>1 180ng/L時，對慢性PJI的診斷準(zhǔn)確率可達(dá)到84.17%；但當(dāng)聯(lián)合3種指標(biāo)時，即當(dāng)滿足ESR>32 mm/h、CRP>3.37 mg/L、D-二聚體>1 180 ng/L時，診斷慢性PJI的敏感性和特異性并沒有顯著提升，而當(dāng)滿足CRP>3.37mg/L、D-二聚體>1180 ng/L時在診斷的特異性方面有所改善。因此本研究建議將CRP與D-二聚體聯(lián)合應(yīng)用于THA術(shù)后慢性PJI的早期診斷。

本研究存在一些局限性：①納入的患者數(shù)量相對較少，可能對研究結(jié)果產(chǎn)生偏移，需要多中心大樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；②慢性PJI的診斷至今尚無準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)，本研究以2013年MSIS的PJI診斷標(biāo)準(zhǔn)作為主要診斷依據(jù)，因此被分配到無菌性松動組的部分患者可能也存在THA術(shù)后慢性PJI；③納入患者在術(shù)中取組織活檢時雖然根據(jù)外科醫(yī)生的判斷收集了炎癥變化最明顯的組織樣本，但是所選擇的區(qū)域有可能沒有被感染，也被納入作為對照，因而對研究結(jié)果可能產(chǎn)生影響。

綜上，本研究認(rèn)為D-二聚體是診斷THA術(shù)后慢性PJI的良好分子標(biāo)志物之一，在區(qū)分THA術(shù)后無菌性松動與慢性PJI中，相對于傳統(tǒng)炎癥標(biāo)志物，其敏感性和特異性較高，并且CRP聯(lián)合D-二聚體可顯著提高診斷的準(zhǔn)確性和特異性。但目前關(guān)于D-二聚體在關(guān)節(jié)置換術(shù)后慢性PJI領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少，需要更多的證據(jù)來支持D-二聚體對慢性PJI的診斷以及其變化趨勢對二期翻修時機(jī)選擇的有效性。