荐读：骨折相关性感染的诊断和最新进展（下篇）

骨折相关性感染（fracture-relatedinfection,FRI）的发生与骨折的部位，骨折的严重性，伴随损伤的程度和患者的生理特性等密切相关。低能量损伤骨折后FRI的发生率为1%；而高能量开放性四肢骨折损伤后FRI的发生率为15%，因为高能量开放性损伤往往伴随着严重的骨损伤，如骨膜剥脱，严重的软组织损伤和伤口周围严重的污染。FRI往往是由外部导致的，如首次创伤的机制或手术等。

感染的菌群往往能够逃离免疫反应和抵抗抗生素治疗，这使得它不仅难以被识别，同时也很难被治疗。所以，骨折相关性感染时骨折术后最让人头疼的并发症。在美国每年有将近10万例骨折相关性感染发生，每例FRI耗费的医疗费用达到了15000美元，据估计总费用将近假体周围感染(PJI)的四倍。要克服这个难题，不仅要重于预防，同时也需要多学科合作的诊断和治疗。与PJI不同的是，临床上依然缺乏诊断FRI的标准。我们通过本文章来回顾骨折相关性感染（FRI）现有和未来的诊断技术。

病理标本运送和术中发现

显然，对于可靠和可重复的病理和微生物检查而言，术中采集标本是重要的一环。为了避免错误的结果，拭子培养已经过时，因为浅表组织拭子培养的结果往往显示的是皮肤定植菌而非感染菌群。即使是深层的拭子也常常无法采集位于骨头深层的病原菌。为了获得标准而完整的样本集，手术医师、手术护士和临床微生物部门人员都必须遵循规范操作。这需要精确的术前准备，标本采集和标本运输。

以往文章推荐对感染部位（先前骨折部位，坏死骨碎片，深层软组织）进行3次的活组织检查，但是我们更倾向于进行5-6次活组织检查，活检组织用于微生物和病理学检查。为了避免污染，需要使用干净的承装容器，避免触碰皮肤，且采集后应尽快将样本放入运输箱中。为了避免污染，样本采集需要在彻底清创和使用电刀、吸引器之前进行。尽可能在进行活组织检查前2周内避免使用抗生素，因为这可能导致检查结果呈现出假阴性。如果在翻修手术中需要取出原来的植入物，应该将取出的植入物送至实验室行超声处理。术中发现对于FRI的诊断流程至观重要，如在术中发现植入物松动或失效，骨折不稳定，软组织坏死或坏死骨块等征象。

微生物学诊断

大部分FRI是由于病原菌群在金属置入物、坏死然组织或坏死骨块的生物保护膜下生长繁衍所致。这些定植病原菌往往都是代谢停止状态，这使得它们难以被发现和培养。但是，在术中取组织活检进行病原菌培养依然是诊断FRI的主要手段。样本组织可以直接在肉汤液体中进行培养，也可以接种在琼脂板上。在血培养瓶中培养细菌则敏感性更高。声波讲解法的作用范围包括整个植入物的表面，这可以检测和激惹植入物上被生物膜包绕的细菌，使得他们能够被培养获得。超声降解法已经被证实可以提高培养的阳性率，特别是对于术前使用过抗生素的情况下。

如果两个相同的微生物从至少两份不同术中组织中培养出来，我们就有理由相信这是感染相关的病原菌。如果培养结果是危害严重的菌群，如金黄色葡萄球菌（S.aureus）或大肠杆菌（E.coli）等细菌，单一的培养结果阳性就能够诊断FRI。对于培养时间的长短仍然存在争议。每个实验室都应该建立自己的可靠截至时间点，7天至14天的培养时间应该是比较合理的，这样平衡了错失难以培养的细菌和培养受到污染的风险。特定的培养，如分枝杆菌和真菌培养可以根据环境及流行病学风险进行选择。微生物培养的优点在于其可行性、价格低、提供有效的信息和最重要的是药敏试验提供了抗生素的选择依据。近来，分子方法如多聚酶链式反应（PCR）的使用逐渐增加，它可以诊断可培养细菌感染，也可以诊断不可培养的细菌感染，特别是在使用了抗生素治疗后，PCR已被证实是一项可靠的补充检查手段。

但是，PCR的高敏感性也增加了因样本污染所致的假阳性风险。同时，PCR无法分辨活细菌和死亡细菌，这使得它无法指导抗生素用药，特别是在开放性骨折的情况下，大量的病原菌与伤口接触，形成了复合微生物保护膜。为了解决这个问题，一项名为IBIST5000的非常有前途的技术被研发出来，它将PCR与电喷雾相结合，可以在进行多细菌检测的同时进行半定量的评估，以此来发现可能的病原菌。此外，下一代的测序技术可能成为检测病原菌的可靠工具。荧光原位杂交技术（FISH）是一项有前景的显微镜技术，它可以直接观察植入物上的生物膜和细菌。但是，这项新技术仍然需要更多的研究来证明它的经济效益和临床可行性。

组织学诊断

形态学上轻微的改变，就意味着组织有许许多多的刺激因素在激活反应，这也是组织病理学的主要限制之一。尤其是当存在炎症反应时，只有特殊的少量致病原导致的特异性改变，提示我们只能通过组织病理学来诊断此致病原，并且独立于临床症状和微生物学检查。骨组织和骨髓炎症可以由多种致病原所致，甚至还有一些至今仍未发现的，我们称之为非特异性骨髓炎。

急性炎症的特点包括：中性粒细胞增高，水肿，骨内压力增高导致的骨组织和骨髓缺血性坏死。破骨细胞参与骨吸收和骨重塑，同时也伴有骨髓纤维化。随着时间的进展，炎性渗出物慢慢转变为由淋巴细胞和浆细胞主导。如上所述，组织学上关于FRI的检查是非特异性的。特别是对于“低度感染”患者，病理医师需要仔细地对目标组织的中性粒细胞进行观察，因为中性粒细胞可以出现在任何炎症反应中。

许多组织尝试去定义诊断FRI的中性粒细胞数量范围，Banit定下的范围似乎是相对准确的（1/5高倍镜视野下中性粒细胞数量>10）。这是使用形态学的方法来诊断感染，已经应用在假体周围感染（FRI），但是，对于FRI此方法是否有可比性和可行性仍然值得商榷。总而言之，组织学诊断结果需要谨慎对待，因为它难以除外二次污染带来的干扰。因此，组织学诊断对于诊断FRI来说只是其中的一块拼图，最终的结果依然需要结合多学科来综合判断。

免疫标记物

免疫反应是宿主直接对抗致病原的一个自我保护机制，最终目标是中和或清除致病原和重新建立内稳态。骨免疫学同时关注无菌性骨折愈合和骨折相关性感染（FRI），可能是未来一种新的诊断方法。骨折固定术后的骨愈合是一个骨组织修复的动态过程。创伤初期会激活短暂的炎症反应，促使细胞聚集从而带来骨组织再生因子。感染会诱导促炎症反应，持续存在的炎症会影响骨组织的正常愈合过程。免疫反应受多种多样的因素影响。因此，寻找一种具备骨感染相关特异性的免疫标志物是一项不小的挑战。骨组织感染模型和人体研究都证实数个与葡萄球菌骨感染相关的分子：抗菌肽（AMPs）促炎症因子和特异性免疫球蛋白G（IgG）。在假体周围感染（PJI）中，新型的标志物对PJI的诊断有着重要的价值。学者Nishitani的研究发现，金黄色葡萄菌感染的实验组中，特异性免疫球蛋白G（IgG）水平较对照组升高。然而，还需要更多的研究来证实免疫标记物技术在FRI诊断上的可行性。

总结

骨折相关性感染（FRI）是骨折术后的严重并发症，不仅仅对于病人健康损害巨大，同时也对整个医疗系统造成损伤。FRI往往难以诊断，至今仍没有标准的诊断试验。影像学、微生物学、组织学和免疫学的新技术可能会帮助我们诊断FRI，未来需要有更多的研究投入到FRI的研究中。