中国大陆居民髋膝关节置换后假体周围感染危险因素的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.35.025

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

假体周围感染：是关节置换术后最具挑战性的并发症之一，可导致严重的、灾难性的后果。目前还没有得到公认的假体周围感染的定义，主要依靠临床怀疑、血清学检查、细菌培养、组织学检查以及一些分子学检查技术等几方面综合进行诊断。

大量输注异体血：其可增加术后感染概率。手术过程中，异体输血量≥ 800 mL的患者感染风险增高，可能是异体血引起机体外源性免疫反应，导致免疫抑制所致。可能的原因是患者血液中被诱生出抗供者白细胞和血小板表面抗原的抗体，多次输异体的患者可发生非溶血性输血反应，引起白细胞减少，从而使感染的概率增加。为减少术中出血可在手术过程中行低血压麻醉，并可采用自体血回输器进行自体血回输。

摘要

背景：假体周围感染是关节置换术后严重的、灾难性的并发症。随着国内人口老龄化日趋明显，将有更多的患者面临关节置换手术，研究显示不同种族间关节置换术后感染的危险性存在差异。

目的：通过Meta分析了解中国大陆居民髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，为关节置换术后假体周围感染的预防与控制提供依据。

方法：计算机检索中文数据库(万方、CNKI、维普、CBM)、外文数据库(PubMed、Cochrane、Embase、Medline)，并以手工检索、文献追溯等方法收集自建库至2016年9月公开发表的关于中国大陆居民髋膝关节置换术后假体周围感染危险因素的文献，按纳入、排除标准进行文献筛选，提取数据，采用stata 12.0软件进行分析。

结果与结论：①共纳入14篇文献，假体周围感染417例关节；②Meta分析显示，合并糖尿病、有激素使用史、手术持续时间大于90 min、年龄大于65岁、既往膝髋关节手术史是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素；③提示髋膝关节置换术后假体周围感染与多个因素相关，临床医师应注意相关危险因素，积极采取有效措施避免患者发生关节置换术后假体周围感染。

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: 0000-0001-7137-389X(帖小佳)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 髋关节置换, 膝关节置换, 假体周围感染, 危险因素, Meta分析

Abstract:

BACKGROUND: Periprosthetic joint infection (PJI) is a serious and catastrophic complication after hip or knee arthroplasty. With aging population increasing, more patients will undergo hip or knee arthroplasty. Studies have shown that the risk for PJI following arthroplasty is different in different populations.

OBJECTIVE: To evaluate the risk factors for PJI after hip or knee arthroplasty in Mainland of China through a meta-analysis, thereby providing reference for the prevention and control of postoperative PJI.

METHODS: A computer-based search of WanFang, CNKI, VIP, CBM, PubMed, Cochrane, Embase and Medline databases was performed and the literatures concerning the risk factors for PJI after hip or knee arthroplasty in Mainland of China published before September 2016 were collected by manual retrieval and retrospective approach. All the literatures were screened based on the inclusion and exclusion criteria, followed by data extraction and analyzed on Stata 12.0 software.

RESULTS AND CONLUSION: (1) Finally 14 literatures were included, including 417 patients with PJI. (2) The results of the meta-analysis showed that the risk factors for PJI after hip or knee arthroplasty including the complication of diabetic mellitus, long-term use of steroids, long operation time (> 90 minutes), age (> 65 years), and history of hip or knee surgery. (3) To conclude, PJI after hip or knee arthroplasty is related to multiple factors, so physicians should pay attention to these factors to reduce the incidence of PJI.

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

Key words: Arthroplasty, Replacement, Hip, Arthroplasty, Replacement, Knee, Infection, Risk Factors, Meta-Analysis, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

帖小佳，赵梦，韩亚军，张静，赵合意，马国驹. 中国大陆居民髋膝关节置换后假体周围感染危险因素的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(35): 5727-5732.

Tie Xiao-jia, Zhao Meng, Han Ya-jun, Zhang Jing, Zhao He-yi, Ma Guo-ju. Risk factors for periprosthetic joint infection after hip or knee arthroplasty in Mainland of China: a meta-analysis [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(35): 5727-5732.

图/表（结果） 2

2.1 文献检索结果 英文数据库检索到368篇文献，经筛选后纳入1篇；中文数据库检索到1 862篇文献，经筛选后纳入13篇。14篇文献涉及假体周围感染病例417例。文献筛选流程图见图1，文献基本特征见表1。

2.2 相关危险因素的Meta分析 分析发现合并糖尿病、激素使用史、手术持续时间大于90 min、年龄大于65岁、既往膝髋关节手术史是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素。

2.2.1 糖尿病对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响本研究共有9篇文献涉及糖尿病对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响^[5^，^7-8^，^10-15^，^19]，研究显示9篇文献存在统计学异质性(P=0.001，I²=68.6%)，故采用随机效应模型，结果显示OR=3.47，95%CI：2.29-5.42，即糖尿病是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，见图2。

2.2.2 激素使用史对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响本研究共有5篇文献涉及激素使用史对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响^[7^，^11-13^，^18]，研究显示5篇文献存在统计学异质性(P < 0.001，I²=93.0%)，故采用随机效应模型，结果显示OR=3.12，95%CI：1.37-7.10，即激素使用史是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，见图3。

2.2.3 手术持续时间大于90 min对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响本研究共有3篇文献涉及手术持续时间大于90 min对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响^[9^，¹¹^，¹⁷^]，研究显示3篇文献无统计学异质性(P=0.317，I²=13.0%)，故采用固定效应模型，结果显示OR=2.62，95%CI：1.73-3.97，即手术持续时间大于90 min是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，见图4。

2.2.4 年龄大于65岁对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响本研究共有3篇文献涉及年龄大于65岁对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响^[10^，¹⁶^，^19]，研究显示3篇文献存在统计学异质性(P=0.027，I²=72.5%)，故采用随机效应模型，结果显示OR=1.97，95%CI：0.27-14.42，即年龄大于65岁是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，见图5。

2.2.5 既往髋膝关节手术史对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响本研究共有4篇文献涉及既往髋膝关节手术史对髋膝关节置换术后假体周围感染的影响^[10^，^12-14]，研究显示4篇文献存在统计学异质性(P < 0.001，I²=93.4%)，故采用随机效应模型，结果显示OR=2.85，95%CI：1.41-5.78，即既往髋膝关节手术史是髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，见图6。

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引言

材料方法

1.1 资料来源

1.1.1 检索数据库通过检索中文数据库万方数据库、中国期刊全文数据库(CNKI)、维普信息资源系统、中国生物医学文献数据库(CBM)，外文数据库PubMed、Cochrane Library、Embase、Medline。另外根据已纳入文献中的参考文献进行文献追踪。

1.1.2 英文检索词 Hip arthroplasty，knee arthroplasty，Total Hip arthroplasty，Total knee arthroplasty ，Peri-prosthetic joint infection，PJI，Risk factor，China；

1.1.3 中文检索词髋关节置换，膝关节置换，假体周围感染，危险因素。

1.1.4 补充检索并以手工检索、文献追溯等方法收集自建库至2016年9月关于中国大陆居民髋膝关节置换术后假体周围感染危险因素的文献。

1.2 文献纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准 ①公开发表的、研究现场在中国地区的有关中国大陆居民髋膝关节置换术后假体周围感染危险因素的研究；②探讨各因素与髋或膝关节置换术后假体周围感染风险间相关性的研究；③假体周围感染相关危险因素定义明确，量化方式基本一致；④原始数据有明确的OR值及95%CI或通过数据可以计算出OR值及95%CI；⑤研究设计合理，统计方法正确。

1.2.2 排除标准 ①数据有明显错误、数据不完整或不清楚无法利用的文献；②重复发表的文献；③术后感染非假体周围感染的文献。

1.3 文献筛选、数据提取与质量评价 通过阅读检索到的各数据库自建库至2016年9月发表的相关文献的摘要进行初筛，再对初筛的文献阅读全文进行二次筛选，然后按照纳入及排除标准剔除不合格的文献。此过程采用盲法由2名研究者独立完成，对有不同意见的文献则交由第3人审核决定是否录用。

1.4 减少偏倚及及随机误差方案 通过完善检索方法，减少漏检或误检文献，降低抽样偏倚；通过制定明确的、严格统一的文献纳入、排除标准，由2人以上采用盲法独立选择文献，减少选择偏倚；通过两人以上独立盲法提取资料，有专门提取数据的表格，一般包括基本信息、研究特征、结果测量等，明确各数据及质量评价统一标准，降低本研究内偏倚。

1.5 统计学分析 数据处理采用Stata 12.0完成，采用软件中homogeneity test进行异质性检验，以P > 0.1和I²< 50%为检验水准，同时满足以上两个条件时表明合并效应量同质，使用固定效应模型进行Meta分析；反之，则表明存在异质性，采用随机效应模型。

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

讨论

随着国内居民生活水平的不断提高，以及人口老龄化趋势的不断加重，需要进行髋膝关节置换手术改善生活质量的人群也呈现逐步增加的趋势，术后并发症亦随之增加，假体周围感染所引起的严重后果越来越引起重视。目前大量文献报道分析了中国居民髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素，但各因素与术后假体周围感染的关联性及其关联强度报道不一，因此本研究将国内外的相关文献进行汇总分析，通过扩大样本量进而增加了研究的可靠性。研究显示合并糖尿病、激素使用史、手术持续时间大于 90 min、年龄大于65岁、既往膝髋关节手术史在不同程度上增加了髋膝关节置换术后假体周围感染的风险。

糖尿病是一种常见疾病，在世界范围呈现流行趋势，国际糖尿病联盟在第6版IDF糖尿病地图中估测：2013年全球糖尿病患者达到3.82亿人，其中80%的患者来自于低中收入国家。国内糖尿病患病率近几年更是呈现迅速增长表现。在国内从1980年的低于1%，1994年的2.5%，2002年的2.7%，2007年的9.7%，增至2010年的11.6%^[20-21]。随着国内人口老龄化、人口城市化进程的不断进展，以及居民生活方式的不断改变，国内糖尿病人口基数更是呈现为迅速增加，如此基础疾病的背景下，髋膝关节置换患者中合并糖尿病疾病的患者亦随之增加，由此而导致的假体周围感染的风险基数亦随之增加。

糖尿病患者存在胶原合成功能障碍，白细胞功能低下，并且高血糖状态不仅为细菌繁殖创造了微环境，而且容易诱发术后组织水肿，进而影响创口的愈合，增加了术后感染的机会。因此，对合并糖尿病的患者，术前术后应控制好血糖，加强向患者及家属的宣教工作、合理糖尿病饮食，加强术前、术后血糖监测，保证患者全天血糖控制在正常水平或接近正常水平，有利于降低患者关节置换术后发生感染的概率。当然也有研究显示不论血糖控制是否良好，糖尿病患者膝关节置换术后感染的风险并不高于非糖尿病患者，具体原因有待进一步分析^[22]。

随着医学技术的不断发展，越来越多的合并不同疾病的患者可行关节置换手术用于改善生活质量。许多患者因疾病需要需长期或短期使用激素治疗，而既往使用激素会使患者的免疫功能降低^[23]，导致机体对病原菌的防御能力降低，加之手术应激使患者处于一种低免疫状态，术后发生假体周围感染的概率明显增高，因此，对于有激素使用史的患者术后应注意患者体温、膝关节周围局部变化以及化验检查等感染指标的变化，如一旦开始怀疑感染应尽早干预，尽早使感染风险降至最低。

随着手术时间的延长，切口周围随汗腺排出的细菌数量逐渐增多，加上手术切口及器械长时间暴露于空气中被污染的概率也随之增加。对于膝关节置换而言手术时间的延长也增加了止血带使用时间，而局部组织的持续低氧状态可导致机体对病原菌的抵抗力降低，进而增加了感染风险。所以标准化手术流程，提高手术技术，缩短手术时间是降低感染风险的有效措施。因关于手术时间标准的不统一，各文献中关于手术时间作为假体周围感染危险因素的研究有80，90，120，150，180 min等不同时间段的研究，本研究选取文献研究数量较多的90 min作为危险因素是为了降低异质性，而具体的手术时间与术后假体周围感染的量化关系有待后续进一步研究。

2000年中国正式步入人口老龄化社会，65岁及以上老年人口占总人口比例达到7%；到2013年65岁及以上老年人口占总人口的比例已高达9.7%，人口老龄化速度进一步加快。中国人口老龄化更有着自身的特殊性：老年人口基数大、发展速度快、高龄化等^[24]。随着国内人口老龄化进程的发展，将有越来越多的老年人面临关节置换问题。高龄患者由于其身体代谢能力降低，免疫力下降，应对创伤能力不足，关节置换术后发生假体周围感染的概率明显增加^[25]，所以对于达到手术指征的患者应尽早手术，拖延手术的时间年限越长患者身体的各项机能越差。当然随着国民生活水平的不断提高，居民对疾病的认知水平的不断提高，也将会有更多的患者能及时得到有效治疗，早诊断、早治疗将感染的风险降至最低。

随着生活水平、对疾病认识以及居民对生活质量要求的不断提高，将有更多的患者面临因各种疾病需在髋膝关节周围手术。既往有髋膝关节手术史的患者，前次的手术疤痕将影响术区的局部血液循环，影响再次手术后手术部位白细胞的迁移数量，同时使肉芽组织的生长能力降低，使创口愈合时间延长，增加了关节置换术后假体周围感染的风险^[26]。

因髋膝关节置换术后假体周围感染的危险因素较多，以及各危险因素尚没有统一的指标，本研究纳入的文献中各研究者均选择部分危险因素而不是全部因素进行分析，使得很多危险因素因可提取的数据较少无法进行数据的汇总分析。故对其他可能的危险因素进行分析如下：

手术出血量多为关节置换术后假体周围感染的危险因素之一，出血量多导致患者血容量下降，从而使机体抵抗力下降^[27]，导致机体术后感染概率增高。出血量多的患者术后留置引流管的时间随之相应延长，研究显示放置引流对于预防细菌在假体周围形成生物被膜具有重要的作用^[28]，但如果长时间放置引流管，引流管周围组织因局部刺激易发生炎症等改变，而且长时间的引流可能导致病原菌沿引流管逆行，从而进一步加大感染的风险^[29]。

大量输注异体血亦可增加术后感染概率。手术过程中，异体输血量≥ 800 mL的患者感染风险增高，可能是异体血引起机体外源性免疫反应，导致免疫抑制所致。可能的原因是患者血液中被诱生出抗供者白细胞和血小板表面抗原的抗体，多次输异体的患者可发生非溶血性输血反应，引起白细胞减少，从而使感染的概率增加^[30]。为减少术中出血可在手术过程中行低血压麻醉，并可采用自体血回输器进行自体血回输^[31]。

术前血清白蛋白浓度较低的患者术后更容易发生感染^[32]，Greene等^[33]研究显示血清白蛋白值低于35 g/L较易发生感染。术前血清白蛋白值反应的是患者的自身营养状况，而白蛋白值低可导致创口延迟愈合，与术后感染呈正相关^[34]。

随着居民生活水平的不断提高，以及饮食生活习惯的不合理等因素的影响，居民体质量指数逐渐增高，肥胖人群比例逐步增加。肥胖患者由于其皮下脂肪较厚，造成手术切口较深，影响手术操作。暴露术野需延长切口，同时需对切口周围软组织用力牵拉，造成切口周围软组织损伤，影响切口愈合。较深的手术切口在关闭过程中易形成死腔，增加感染概率。

综上所述，预防髋膝关节置换术后假体周围感染应从其可能的危险因素入手，对于合并有糖尿病、激素使用史、高龄、既往膝髋关节手术史、肥胖、低蛋白血症等的患者应重点关注和预防。与此同时，注意术中的无菌技术操作观念、提高自身的手术操作技巧、减少手术的持续时间以及加强手术室的预防感染管理，有效的预防髋膝关节置换术后假体周围感染的发生。髋膝关节置换术后假体周围感染的发生多数情况下并非某一种因素独立作用所产生，上述所有因素对感染的发生均在不同层面产生一定的危险作用，故应从全面考虑分析，针对不同患者的不同身体情况，有针对性个体化的调整相关危险因素，减少髋膝关节置换术后假体周围感染的发生。

因本研究纳入的文献较少，故未做各危险因素的发表偏倚分析。本研究存在一定的局限性：①检索文献方式为公开发表的文献影响了资料全面性；②纳入的文献中各研究者均选择部分危险因素而不是全部因素进行分析，因此各研究结果存在一定的偏倚，并导致可分析的危险因素数量减少；③纳入的文献多为中文文献，仅一篇英文文献，可能导致本研究结果存在部分偏倚；④纳入的文献均为回顾性研究，并不能提供各危险因素与术后感染直接的因果关系，因此需要更多的前瞻性队列研究，提供更可靠的数据来指导髋膝关节置换术后假体周围感染的预防与控制。

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