关节置换围术期无症状性菌尿应用抗生素治疗必要性的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1225

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (24): 3909-3915.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1225

• 骨与关节循证医学 evidence-based medicine of the bone and joint • 上一篇下一篇

关节置换围术期无症状性菌尿应用抗生素治疗必要性的Meta分析

何龙，张超凡，许志阳，黄子达，方心俞，李文波，张文明

福建医科大学附属第一医院骨科，福建省福州市 350005

出版日期:2019-08-28 发布日期:2019-08-28
通讯作者: 张文明，博士，硕士生导师，主任医师，福建医科大学附属第一医院骨科，福建省福州市 350005
作者简介:何龙，男，1993年生，福建省福清市人，汉族，福建医科大学在读硕士，主要从事骨关节置换及感染相关研究。
基金资助:
福建省自然科学基金高校产学合作项目(2018Y4003)，项目负责人：张文明|福建省自然科学基金对外合作项目(2018I0006)，项目负责人：李文波

Whether antibiotic treatment is necessary for treating asymptomatic bacteriuria in the perioperative period of joint arthroplasty: a meta-analysis

He Long, Zhang Chaofan, Xu Zhiyang, Huang Zida, Fang Xinyu, Li Wenbo, Zhang Wenming

Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Fujian Medical University, Fuzhou 350005, Fujian Province, China

Online:2019-08-28 Published:2019-08-28
Contact: Zhang Wenming, MD, Master’s supervisor, Chief physician, Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Fujian Medical University, Fuzhou 350005, Fujian Province, China
About author:He Long, Master candidate, Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Fujian Medical University, Fuzhou 350005, Fujian Province, China
Supported by:
the University Production-Learn Cooperation Project of Natural Science Foundation of Fujian Province, No. 2018Y4003 (to ZWM)| the Foreign Cooperation Project of Natural Science Foundation of Fujian Province, No. 2018I0006 (to LWB)

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

人工关节假体周围感染：是关节置换手术潜在最灾难性并发症。即使有充足的术前准备及抗生素预防，但是关节假体周围感染的发生却依然不能避免，而且随着关节成形手术量的不断增加、人口老龄化，假体关节感染的经济负担在显著增加。

无症状性菌尿：是一种隐匿型尿路感染，指的是患者有真性细菌尿(清洁中段尿细菌定量培养连续2次大于10⁸ L^-1，且2次菌种相同，并确切排除了结果的假阳性)而无任何尿路感染的症状。

摘要

背景：关节假体周围感染是关节置换后灾难性的并发症。临床上针对关节置换围术期无症状性菌尿会选择口服抗生素治疗，但既往研究针对无症状性菌尿是否会引起关节假体周围感染尚无统一定论，抗生素的疗效也不得而知。

目的：通过Meta分析研究无症状性菌尿是否是引起关节假体周围感染的危险因素及抗生素治疗是否有效。

方法：系统检索主要外文和中文数据库，例如PubMed、Ovid、Cochrane图书馆、EMBASE、CNKI、万方、维普数据库、CMB等，并通过手工检索、文献溯源等查找建库至2018年5月研究无症状性菌尿对关节置换预后影响的文章。根据 Cochrane 系统评价方法进行筛选文献筛选、质量评价、数据提取，使用Review Manager 5.3软件进行分析。

结果与结论：①共纳入9篇文献，共计29 844例关节置换的病例，其中合并无症状性菌尿的病例共2 366例；②相比于非无症状性菌尿组，关节假体周围感染在无症状性菌尿组中的发病率更高，差异有显著性意义(OR=3.15，95%CI：1.23-8.02，P=0.02)；③9篇中有7篇文献报道了抗生素使用于治疗围术期无症状菌尿，抗生素组及抗生素未使用组关节假体周围感染发病率差异无显著性意义(OR=1.64，95%CI：0.84-3.23，P=0.15)；④提示关节置换围术期无症状性菌尿的发生是假体关节周围感染的危险因素，而针对无症状性菌尿的抗生素使用与否并不会改变关节假体周围感染的发生率。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0003-1904-3046(何龙)

关键词: 尿路感染, 无症状性菌尿, 抗生素治疗, 关节置换, 人工关节, 假体周围感染, 危险因素, Meta分析

Abstract:

BACKGROUND: Periprosthetic joint infection is a serious and catastrophic complication after joint arthroplasty. For asymptomatic bacteriuria, during perioperative period of joint arthroplasty, many doctors choose oral antibiotics. However, the previous research on whether asymptomatic bacteriuria will cause periprosthetic joint infection has no consensus, and the effect of antibiotics is unknown.

OBJECTIVE: To investigate whether asymptomatic bacteriuria is a risk factor for periprosthetic joint infection and whether antibiotic treatment is effective by meta-analysis.

METHODS: Through systematic research based on computer of major foreign and Chinese databases, such as PubMed, Ovid, Cochrane Library, EMBASE, CNKI, WanFang, VIP, and CMB databases, and manual research, literature traceability was performed. The articles concerning the effect of asymptomatic bacteriuria on the prognosis of joint arthroplasty published before May 2018 was searched. Literature screening, quality evaluation and data extraction were performed according to the Cochrane system, and analysis was undergone on Review Manager 5.3 software.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Nine articles were enrolled, involving 29 844 cases of joint arthroplasty, including 2 366 cases of asymptomatic bacteriuria. (2) Periprosthetic joint infection had a significantly higher incidence in the asymptomatic bacteriuria group than that in the non-asymptomatic bacteriuria group (OR=3.15, 95%CI: 1.23-8.02, P=0.02). (3) Seven in the nine articles reported the use of antibiotics for treating perioperative asymptomatic bacteriuria, and there was no significant difference in the incidence of periprosthetic joint infection between two groups (OR=1.64, 95%CI: 0.84-3.23, P=0.15). (4) To conclude, the occurrence of asymptomatic bacteriuria in the perioperative period of joint arthroplasty is a risk factor for periprosthetic joint infection, and the use of antibiotics for asymptomatic bacteriuria does not change the incidence of periprosthetic joint infection.

Key words:

urinary tract infection, asymptomatic bacteriuria, antibiotic treatment, joint arthroplasty, artificial joint, periprosthetic joint infection, risk factors, meta-analysis

中图分类号:

R459.9

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R459.9

何龙，张超凡，许志阳，黄子达，方心俞，李文波，张文明. 关节置换围术期无症状性菌尿应用抗生素治疗必要性的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(24): 3909-3915.

He Long, Zhang Chaofan, Xu Zhiyang, Huang Zida, Fang Xinyu, Li Wenbo, Zhang Wenming .

Whether antibiotic treatment is necessary for treating asymptomatic bacteriuria in the perioperative period of joint arthroplasty: a meta-analysis

[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(24): 3909-3915.

图/表（结果） 4

2.1 文献检索结果 初步检索出共120篇文献，其中PubMed 38篇、Ovid 20篇、Cochrane图书馆30篇、Embase 17篇、万方3篇、维普9篇、CNKI 3篇，通过手工检索未查找到文献，去除重复文献35篇，通过阅读题目、摘要、关键词去除不符合纳入标准的70篇；共15篇文章详细阅读全文，去除6篇，最终纳入9篇文献^{[8-11，15-19]}，包括29 844例关节置换病例及2 366例无症状性菌尿病例，其中6篇为回顾性队列研究，1篇为前瞻性队列研究，2篇为前瞻性随机对照研究，具体文献筛选流程见图1。9篇文章基本情况见表1。9篇中共有7篇分析了抗生素应用对于关节置换围术期无症状性菌尿的预后影响，7篇文献中抗生素的基本情况见表2。

2.2 纳入研究的方法学质量评价 运用NOS对纳入研究进行质量评价，评价结果从5-9分不等，结果见表3。

2.3 Meta分析结果

2.3.1 关节置换围术期无症状性菌尿与术后关节假体周围感染之间的关系共纳入9项研究^{[8-11，15-19]}，结局均包括术后关节假体周围感染率的统计，异质性检验结果为：I²=78%，P=0.000 2，提示纳入研究存在高度异质性，故采用随机效应模型合并统计量。结果显示，与对照组相比，关节置换围术期出现无症状性菌尿患者罹患关节假体周围感染的可能性更高，差异有显著性意义(OR=3.15，95%CI：1.23-8.02，P=0.02)，见图2。发现省略Honkanen等^[9]的文章后，异质性下降：I²=42%，P=0.12，存在中度异质性，采用固定效应模型分析结果显示，2组结果的差异仍有显著性意义(OR=3.81，95%CI：2.46-5.91，P < 0.000 01)，森林图见图3。

2.3.2 关节置换围术期抗生素治疗无症状性菌尿与术后关节假体周围感染之间的关系共纳入7项研究^{[8-10，15-17，19]}，异质性分析：I²=35%，P=0.19，存在低度的异质性，采用固定效应模型Meta分析结果显示，非抗生素治疗组与抗生素治疗组关节假体周围感染发生率差异无显著性意义，即关节置换围术期抗生素治疗无症状性菌尿并不会降低术后关节假体周围感染发生率(OR=1.64，95%CI：0.84-3.23，P=0.15)，森林图见图4。

2.4 敏感性分析及发表偏倚 在针对主要指标分别进行的敏感性分析中，换用不同效应模型(固定效应和随机效应模型)，去除随机序列产生方法导致选择偏倚不明的研究，是否应用意向性分析，最终合并数据后结论均未发生改变。表明研究结果具有稳定性。各个分析纳入文献均不足10篇，不具备评估发表偏倚的条件。

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引言

人工关节假体周围感染是关节置换手术潜在最灾难性并发症，初次关节置换关节假体周围感染发生率为1%-2%，翻修手术则达到3%-5%^[1-2]。即使有充足的术前准备及抗生素预防，但是关节假体周围感染的发生却依然不能避免，而且随着关节成形手术量的不断增加、人口老龄化，假体关节感染的经济负担在显著增加^[3]。因此识别术前危险因素进行及时预防、及早诊断、合理治疗是非常重要的。

无症状性菌尿是一种隐匿型尿路感染，指的是患者有真性细菌尿(清洁中段尿细菌定量培养连续2次大于10⁸L^-1，且2次菌种相同，并确切排除了结果的假阳性)而无任何尿路感染的症状。在漫长的病程中，患者可能会间歇地发生急性有症状的尿路感染。有研究表明，泌尿系感染可能会引起人工髋、膝关节的血源性感染^[4-6]，但就无症状性菌尿是否会引起人工关节感染目前仍无统一的定论，仍需进一步验证。有学者报道了无症状性菌尿并不会影响关节置换术后关节假体周围感染的发生率，且即使存在关节假体周围感染，感染细菌也与尿路感染细菌不尽相同^[7-9]；另一些学者则报道了无症状性菌尿会增加术后关节假体周围感染的发生率，但仅限于回顾性研究，证据质量较低^[10-11]。

围术期抗生素治疗无症状性菌尿是否能降低后续关节假体周围感染的风险在临床上也有着巨大争论，目前临床上许多医师针对无症状性菌尿患者运用经验性抗生素治疗以及推迟了手术时间，这有可能造成抗生素滥用及资源的浪费。

因此文章对既往发表的文献进行收集、整理并进行Meta分析，以正确评价：①关节置换围术期无症状性菌尿对假体关节周围感染的影响；②围术期无症状菌尿抗生素治疗与否对假体关节周围感染的影响。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 文献入选标准

纳入标准：①纳入关节置换术的病例，包括全膝关节置换、全髋关节置换、半髋关节置换术；②文献中根据否罹患无症状性菌尿分为试验组与对照组；③提供的数据可以评估相对危险度(Odd Ritio，OR)；④预后结果包括假体关节周围感染。

排除标准：①并发除无症状性菌尿的其他感染或非假体关节周围感染；②文献数据不完整，无法提取数据；③重复发表的文献；④文章形式为综述、系统回顾、个案报道。

1.2 文献检索 系统检索主要外文数据库，例如PubMed、Ovid、Cochrane图书馆和EMBASE等自成立至2018-05-30发布的研究报告。主要关键词是asymptomatic bacteriuria，pyuria、leukocyturia，arthroplasty，Hemiarthroplasty，Prosthetic joint infection，Prosthesis Related Infections。

系统检索CNKI、万方、维普数据库、CMB自建库至2018-05-30的研究报告，主要关键词是无症状性菌尿、脓尿、白细胞尿、关节置换、全膝关节置换、全髋关节置换、半髋关节置换、假体关节周围感染。

手工检索主要骨科杂志和近期综述的参考文献；并向同行询问、了解已完成但未发表文献的相关实验结果和相关未完成实验的结果，对纳入原始文献的参考文献进行扩大检索。由2名作者独立进行文献筛选，若筛选结果不一致，由第3名作者决定筛选结果，必要时联系作者。

1.3 文献筛选、资料提取 将所有检索结果合并，通过阅读标题、摘要、全文剔除不符合标准的文献。提取资料包括：①基本资料：第一作者、发表年份、研究地区；②文献合格性资料：研究类型、样本量、一般人口学数据、各研究组样本量、关节置换比例、尿液培养病原菌与关节假体周围感染细菌是否一致、各研究组抗生素使用情况(包括使用时间、使用药物、是否复查)；③方法学资料：文献研究类型。所有数据进行交叉核对，如诺不一致由第3个作者决定。

1.4 质量评价 运用纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle- Ottawa Scale，NOS)评估纳入研究的质量^[12]。纽卡斯尔-渥太华量表是非随机研究质量评估的有效工具，它通过3大块共8个条目的方法评价病例对照研究和队列研究，具体包括研究人群选择(selection)、可比性(comparability)、暴露(exposure)评价或结果(outcome)评价。NOS对文献质量的评价采用了星级系统的半量化原则^[13]。满分为9颗☆。文献的检索、纳入和评价由2名评价员分别独立进行，评价结果有分歧时通过讨论或者第三方协商解决，必要时联系原文作者进一步明确。

1.5 统计学方法及Meta分析 提取各篇文献的观察对象资料，由2名评价员分别独立录入 Review Manager 5.3软件行Meta分析。连续变量选择相对危险度(OR)作为效应量，使用Review Manager 5.3计算I²、P值检验异质性，P > 0.1或I²< 50%，认为各研究间异质性不大，使用固定效应模型(Fixed)合并结局变量；若P < 0.1或I² > 50%，认为各研究间有异质性较大，排除各文献临床异质性与统计学异质性后用随机效应模型(Random)合并结局变量，必要时行亚组分析或敏感性分析。不能合并的资料采用描述性分析。异质性程度的低、中、高分别表示I²统计量的≤25%，25%-50%，≥75%^[14]。最终合并结果以森林图表示，总效应值行Z 检验，以P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

人工关节感染是关节置换术后最具灾难性的并发症之一，给社会、家庭及个人带来沉重的灾难。因此，如何对关节假体周围感染防患于未然对人工关节置换的预后绝对具有意义重大。

既往文献对围术期的无症状性菌尿是否会引起关节假体周围感染持截然不同的观点，特别是从以下2篇最新的文章中可以观察到这种差别：Honkanen等^[9]通过纳入11年内23 171例关节置换病例，回顾性分析术前无症状性菌尿与关节假体周围感染之间的关系，结果认为无症状性菌尿与关节假体周围感染未表现除明显的相关性，无论是在单因素(0.51% vs. 0.71%，OR=0.72，95%CI：0.34-1.54)还是在多因素分析中(OR=0.82，95%CI：0.38-1.77)，也没有关节假体周围感染的病原菌与无症状性菌尿的病原菌相同。相反的，Weale等^[11]通过回顾性纳入5年之内4 368例关节置换的病例，无症状性菌尿组的关节假体周围感染患病率远高于非无症状性菌尿组，差异有显著性意义(7/140 vs. 26/4 228，5% vs. 0.61%，P < 0.001)，在无症状性菌尿组中的7例关节假体周围感染中仅有1例病原菌与无症状性菌尿的病菌相同。

此次研究纳入9篇文献分析围术期无症状性菌尿对术后关节假体周围感染的影响，结果认为围术期患有无症状性菌尿是术后关节假体周围感染的危险因素，结果呈现高度异质性。进行敏感性分析，发现去除Honkanen等^[9]的研究后，异质性I²=42%，异质性明显下降，结果更具代表性，见图3。分析其原因：文章中无症状性菌尿患病率为6.8%，关节假体周围感染患病率为0.68%。文章材料与方法中未提及无症状性菌尿的诊断方法：局限性中提及未区分有症状尿路感染与无症状菌尿，且单纯从尿液培养结果回顾性分析所有病例，未结合临床症状，这可能导致纳入相当一部分的有泌尿系刺激症状的病例，存在相当大的测量偏倚及混杂偏移；其次，未提及浅部组织、深部组织及关节假体周围感染的诊断流程，各感染并发症诊断标准不明确导致在纳入关节假体周围感染病例的同时纳入一部分浅表及深部组织感染，可能存在一定的测量偏倚；最后，存在较大的失访率(达12.7%)，存在很大的失访偏倚。综上所述，统计结果中对此篇文献予以去除。

虽然将假体关节感染与术后尿路感染联系起来的证据十分丰富。此文章Meta分析结果认为围术期无症状性菌尿是关节假体周围感染的危险因素，增加了关节假体周围感染的患病率，但仅从尿液培养与关节假体周围感染培养分析结果来看，仅1例相同(Weale等^[11]均培养出大肠杆菌)，提示关节假体周围感染的细菌可能并非泌尿系来源。此次研究无症状性菌尿和关节假体周围感染的病原微生物对比不一致可以解释为无症状性菌尿患者可能存在多种不同微生物复发的风险。至于无症状性菌尿增加关节假体周围感染患病率的原因，David等^[20]认为这可能与该组中患者免疫功能下降或对定植菌导致的感染易感性增加，而非直接的播种感染，也有可能是抗生素应用导致定植微生物的耐药，或者是无症状性菌尿患者具有目前公认的其他风险因素与关节假体周围感染密切相关。多篇文献亦报道了无症状性菌尿的患病增加了切口表面感染的概率^{[8-9，21-22]}，具体原因同样不得而知。Weale等^[11]研究发现革兰阳性细菌导致的关节假体周围感染(89%)占研究中的主导地位，膝关节感染中甲氧西林敏感的葡萄球菌更多而髋关节感染中凝固酶阴性葡萄球菌更多，降低关节假体周围感染风险的干预措施应侧重于减少这些皮肤表面定植菌的影响而不是尿液中的革兰阴性菌。

在此文中，无症状性菌尿的总发病率为6.81%，既往文献报道发病率为4%-28%不等^{[5，16，20，23]}，与此文结果相似。根据对泌尿系感染可能的血源性传播，一些作者建议假体置入前应当排除术前菌尿，仔细筛查拟行全关节假体置换的患者的尿路梗阻及其他症状。对于免疫系统异常，身体状态不佳、留置导尿管、长期住院的患者，必须努力排除慢性无症状尿路感染。文献并不支持对仅存在社区感染的无症状性菌尿推迟手术时间，可以在手术后定期检测并适时的敏感抗生素治疗。

传统认为多次中段尿菌落计数多于10⁸ L^-1应认为有感染，少于10⁷ L^-1可能为污染，此值在急性的尿路感染和未曾使用过抗生素的病例中才有意义。细菌计数低于传统指标1×10⁸ L^-1仍可能尿路感染。存在刺激性症状时，计数大于1×10⁶ L^-1也视为尿路感染，针对长期抗生素治疗及免疫功能异常的患者则更为复杂。术前脓尿是一种可靠的标准，但存在一定的非特异性。在细菌计数小于1×10⁷ L^-1的标本中，尿液革兰染色已经被证实无法很好的检测尿液细菌，有文章报道检出率仅20%-30%^[24]。无症状性菌尿及泌尿系感染的判断有时是不容易的，需要综合临床症状、检查等综合判断。应询问患者是否存在与尿路刺激及尿路梗阻相关的症状。没有刺激症状的患者可以安全地接受手术，无论其尿液分析结果如何，只要给予常规的围术期预防性抗生素。如果有尿路刺激症状并从尿液中检出> 10⁶ L^-1的病菌，则应该予以1个疗程(8-10 d)的抗生素素治疗。

此文亦通过Meta分析得出抗生素的运用在预防无症状性菌尿导致的关节假体周围感染中没有显著的效果，这与当前医学界对于无症状性菌尿的治疗态度一致^[25-27]。常规的泌尿系感染病菌也对用于头孢菌素及青霉素敏感，因此手术前抗生素的预防亦可用于预防泌尿系感染。Ollivere等^[22]虽然对所有术前患无症状菌尿的患者进行了有效的抗生素治疗，但切口不愈合和浅表感染的发生率仍然要明显高于无菌尿患者，因此并不能证明这一措施的有效性。再者，注意到只有少量研究在运用抗生素后评估了治疗效果，复查了尿培养与尿常规等，因为对于其他文章很难评判抗生素的治疗效果^[15，19]。常规的关节置换术前需要使用预防剂量的抗生素已是共识。但对于合并无症状性菌尿的患者，术前是否需要使用治疗剂量的抗生素仍存在争议。此文纳入文章中抗生素的使用为治疗量，通常为头孢菌素，疗程约为1周，见表2。临床上在关节置换术围术期，针对无症状性菌尿无需治疗，可以减少抗生素的使用，避免抗生素的滥用，有一定的临床意义。

此文亦存在局限性：纳入的9篇文献中2篇为前瞻性随机对照试验研究，但均为小样本量的研究，6篇为回顾性队列研究，1篇为前瞻性队列研究，大多数回顾性研究均不是随机分组，未遵循盲法，缺少正确的随机分组方法可能导致选择偏倚，使组间基线不平衡，再者回顾性队列研究质量等级偏低，从而导致Meta分析的证据等级偏低，可能会影响研究结果；其次，纳入研究虽统计了人口学基本特征并进行了比较，但如体质量指数、并发症、一般身体状况等直接影响关节假体周围感染发病率的人口学特征原始文章均未纳入，导致无法进行亚组进行；再者，仅有1篇抗生素研究的文章遵循随机和盲法的原则对无症状性菌尿患者予以治疗，其余均为医师自主判断或决定，也只有1篇文章在治疗后评估了治疗的结果，存在选择及混杂偏倚；此次研究发现无症状性菌尿是关节假体周围感染的危险因素，但无症状性菌尿的病原菌和关节假体周围感染病原菌可以不同，目前尚不清楚背后的具体原因和逻辑，作者推测，合并无症状性菌尿的患者其机体免疫平衡已受破坏，容易合并其他病原菌的感染；或者由于培养技术条件所限无症状性菌尿和关节假体周围感染中的某些病原菌并没有被培养出来，因而仍需开展更多设计完善的、高质量的研究来探讨这一科学问题；最后，虽然排除了1篇文章，纳入文章仍有中度的异质性，从侧面也反映出对分析结果存在一定的不可靠性，进行合并仍存在一定的局限，应该谨慎解释。

综上所述，文章通过对纳入文献进行Meta分析统计得出，围术期无症状性菌尿的发生是假体关节周围感染的危险因素，而抗生素使用与否并不会改变关节假体周围感染的发生率。仍然需要多中心前瞻性研究结果来补充完善结论。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关节置换围术期无症状性菌尿应用抗生素治疗必要性的Meta分析

Whether antibiotic treatment is necessary for treating asymptomatic bacteriuria in the perioperative period of joint arthroplasty: a meta-analysis

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