骨折相關(guān)性感染（fracture-relatedinfection,FRI）的發(fā)生與骨折的部位，骨折的嚴重性，伴隨損傷的程度和患者的生理特性等密切相關(guān)。低能量損傷骨折后FRI的發(fā)生率為1%；而高能量開(kāi)放性四肢骨折損傷后FRI的發(fā)生率為15%，因為高能量開(kāi)放性損傷往往伴隨著(zhù)嚴重的骨損傷，如骨膜剝脫，嚴重的軟組織損傷和傷口周?chē)鷩乐氐奈廴尽RI往往是由外部導致的，如首次創(chuàng )傷的機制或手術(shù)等。

感染的菌群往往能夠逃離免疫反應和抵抗抗生素治療，這使得它不僅難以被識別，同時(shí)也很難被治療。所以，骨折相關(guān)性感染時(shí)骨折術(shù)后最讓人頭疼的并發(fā)癥。在美國每年有將近10萬(wàn)例骨折相關(guān)性感染發(fā)生，每例FRI耗費的醫療費用達到了15000美元，據估計總費用將近假體周?chē)腥?PJI)的四倍。要克服這個(gè)難題，不僅要重于預防，同時(shí)也需要多學(xué)科合作的診斷和治療。與PJI不同的是，臨床上依然缺乏診斷FRI的標準。我們通過(guò)本文章來(lái)回顧骨折相關(guān)性感染（FRI）現有和未來(lái)的診斷技術(shù)。

病理標本運送和術(shù)中發(fā)現

顯然，對于可靠和可重復的病理和微生物檢查而言，術(shù)中采集標本是重要的一環(huán)。為了避免錯誤的結果，拭子培養已經(jīng)過(guò)時(shí)，因為淺表組織拭子培養的結果往往顯示的是皮膚定植菌而非感染菌群。即使是深層的拭子也常常無(wú)法采集位于骨頭深層的病原菌。為了獲得標準而完整的樣本集，手術(shù)醫師、手術(shù)護士和臨床微生物部門(mén)人員都必須遵循規范操作。這需要精確的術(shù)前準備，標本采集和標本運輸。

以往文章推薦對感染部位（先前骨折部位，壞死骨碎片，深層軟組織）進(jìn)行3次的活組織檢查，但是我們更傾向于進(jìn)行5-6次活組織檢查，活檢組織用于微生物和病理學(xué)檢查。為了避免污染，需要使用干凈的承裝容器，避免觸碰皮膚，且采集后應盡快將樣本放入運輸箱中。為了避免污染，樣本采集需要在徹底清創(chuàng )和使用電刀、吸引器之前進(jìn)行。盡可能在進(jìn)行活組織檢查前2周內避免使用抗生素，因為這可能導致檢查結果呈現出假陰性。如果在翻修手術(shù)中需要取出原來(lái)的植入物，應該將取出的植入物送至實(shí)驗室行超聲處理。術(shù)中發(fā)現對于FRI的診斷流程至觀(guān)重要，如在術(shù)中發(fā)現植入物松動(dòng)或失效，骨折不穩定，軟組織壞死或壞死骨塊等征象。

微生物學(xué)診斷

大部分FRI是由于病原菌群在金屬置入物、壞死然組織或壞死骨塊的生物保護膜下生長(cháng)繁衍所致。這些定植病原菌往往都是代謝停止狀態(tài)，這使得它們難以被發(fā)現和培養。但是，在術(shù)中取組織活檢進(jìn)行病原菌培養依然是診斷FRI的主要手段。樣本組織可以直接在肉湯液體中進(jìn)行培養，也可以接種在瓊脂板上。在血培養瓶中培養細菌則敏感性更高。聲波講解法的作用范圍包括整個(gè)植入物的表面，這可以檢測和激惹植入物上被生物膜包繞的細菌，使得他們能夠被培養獲得。超聲降解法已經(jīng)被證實(shí)可以提高培養的陽(yáng)性率，特別是對于術(shù)前使用過(guò)抗生素的情況下。

如果兩個(gè)相同的微生物從至少兩份不同術(shù)中組織中培養出來(lái)，我們就有理由相信這是感染相關(guān)的病原菌。如果培養結果是危害嚴重的菌群，如金黃色葡萄球菌（S.aureus）或大腸桿菌（E.coli）等細菌，單一的培養結果陽(yáng)性就能夠診斷FRI。對于培養時(shí)間的長(cháng)短仍然存在爭議。每個(gè)實(shí)驗室都應該建立自己的可靠截至時(shí)間點(diǎn)，7天至14天的培養時(shí)間應該是比較合理的，這樣平衡了錯失難以培養的細菌和培養受到污染的風(fēng)險。特定的培養，如分枝桿菌和真菌培養可以根據環(huán)境及流行病學(xué)風(fēng)險進(jìn)行選擇。微生物培養的優(yōu)點(diǎn)在于其可行性、價(jià)格低、提供有效的信息和最重要的是藥敏試驗提供了抗生素的選擇依據。近來(lái)，分子方法如多聚酶鏈式反應（PCR）的使用逐漸增加，它可以診斷可培養細菌感染，也可以診斷不可培養的細菌感染，特別是在使用了抗生素治療后，PCR已被證實(shí)是一項可靠的補充檢查手段。

但是，PCR的高敏感性也增加了因樣本污染所致的假陽(yáng)性風(fēng)險。同時(shí)，PCR無(wú)法分辨活細菌和死亡細菌，這使得它無(wú)法指導抗生素用藥，特別是在開(kāi)放性骨折的情況下，大量的病原菌與傷口接觸，形成了復合微生物保護膜。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一項名為IBIST5000的非常有前途的技術(shù)被研發(fā)出來(lái)，它將PCR與電噴霧相結合，可以在進(jìn)行多細菌檢測的同時(shí)進(jìn)行半定量的評估，以此來(lái)發(fā)現可能的病原菌。此外，下一代的測序技術(shù)可能成為檢測病原菌的可靠工具。熒光原位雜交技術(shù)（FISH）是一項有前景的顯微鏡技術(shù)，它可以直接觀(guān)察植入物上的生物膜和細菌。但是，這項新技術(shù)仍然需要更多的研究來(lái)證明它的經(jīng)濟效益和臨床可行性。

組織學(xué)診斷

形態(tài)學(xué)上輕微的改變，就意味著(zhù)組織有許許多多的刺激因素在激活反應，這也是組織病理學(xué)的主要限制之一。尤其是當存在炎癥反應時(shí)，只有特殊的少量致病原導致的特異性改變，提示我們只能通過(guò)組織病理學(xué)來(lái)診斷此致病原，并且獨立于臨床癥狀和微生物學(xué)檢查。骨組織和骨髓炎癥可以由多種致病原所致，甚至還有一些至今仍未發(fā)現的，我們稱(chēng)之為非特異性骨髓炎。

急性炎癥的特點(diǎn)包括：中性粒細胞增高，水腫，骨內壓力增高導致的骨組織和骨髓缺血性壞死。破骨細胞參與骨吸收和骨重塑，同時(shí)也伴有骨髓纖維化。隨著(zhù)時(shí)間的進(jìn)展，炎性滲出物慢慢轉變?yōu)橛闪馨图毎蜐{細胞主導。如上所述，組織學(xué)上關(guān)于FRI的檢查是非特異性的。特別是對于“低度感染”患者，病理醫師需要仔細地對目標組織的中性粒細胞進(jìn)行觀(guān)察，因為中性粒細胞可以出現在任何炎癥反應中。

許多組織嘗試去定義診斷FRI的中性粒細胞數量范圍，Banit定下的范圍似乎是相對準確的（1/5高倍鏡視野下中性粒細胞數量>10）。這是使用形態(tài)學(xué)的方法來(lái)診斷感染，已經(jīng)應用在假體周?chē)腥荆‵RI），但是，對于FRI此方法是否有可比性和可行性仍然值得商榷。總而言之，組織學(xué)診斷結果需要謹慎對待，因為它難以除外二次污染帶來(lái)的干擾。因此，組織學(xué)診斷對于診斷FRI來(lái)說(shuō)只是其中的一塊拼圖，最終的結果依然需要結合多學(xué)科來(lái)綜合判斷。

免疫標記物

免疫反應是宿主直接對抗致病原的一個(gè)自我保護機制，最終目標是中和或清除致病原和重新建立內穩態(tài)。骨免疫學(xué)同時(shí)關(guān)注無(wú)菌性骨折愈合和骨折相關(guān)性感染（FRI），可能是未來(lái)一種新的診斷方法。骨折固定術(shù)后的骨愈合是一個(gè)骨組織修復的動(dòng)態(tài)過(guò)程。創(chuàng )傷初期會(huì )激活短暫的炎癥反應，促使細胞聚集從而帶來(lái)骨組織再生因子。感染會(huì )誘導促炎癥反應，持續存在的炎癥會(huì )影響骨組織的正常愈合過(guò)程。免疫反應受多種多樣的因素影響。因此，尋找一種具備骨感染相關(guān)特異性的免疫標志物是一項不小的挑戰。骨組織感染模型和人體研究都證實(shí)數個(gè)與葡萄球菌骨感染相關(guān)的分子：抗菌肽（AMPs）促炎癥因子和特異性免疫球蛋白G（IgG）。在假體周?chē)腥荆≒JI）中，新型的標志物對PJI的診斷有著(zhù)重要的價(jià)值。學(xué)者Nishitani的研究發(fā)現，金黃色葡萄菌感染的實(shí)驗組中，特異性免疫球蛋白G（IgG）水平較對照組升高。然而，還需要更多的研究來(lái)證實(shí)免疫標記物技術(shù)在FRI診斷上的可行性。

總結

骨折相關(guān)性感染（FRI）是骨折術(shù)后的嚴重并發(fā)癥，不僅僅對于病人健康損害巨大，同時(shí)也對整個(gè)醫療系統造成損傷。FRI往往難以診斷，至今仍沒(méi)有標準的診斷試驗。影像學(xué)、微生物學(xué)、組織學(xué)和免疫學(xué)的新技術(shù)可能會(huì )幫助我們診斷FRI，未來(lái)需要有更多的研究投入到FRI的研究中。