糖尿病與人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍感染的相關(guān)性研究

趙振 馬保安 龍華 牛舜

糖尿病已經(jīng)成為最常見的慢性疾病之一。據(jù)統(tǒng)計(jì) 2013 年，全球大約有 3 億 8200 萬人患糖尿病，預(yù)計(jì)到 2035 年將上升至 5 億 9200 萬；而大多數(shù)糖尿病患者生活在低收入和中等收入的國家和地區(qū)( 包括中國 )[1]。文獻(xiàn)報(bào)道中關(guān)節(jié)置換的患者中糖尿病患者的比例約為 7.8%～25%[2-9]。O’Toole 等[3]報(bào)告到 2030 年進(jìn)行人工關(guān)節(jié)置換 ( total joint arthroplasty，TJA ) 的患者中大約 40% 將是糖尿病患者。

TJA 能夠明顯緩解患者關(guān)節(jié)疼痛、改善關(guān)節(jié)功能、提高患者生活質(zhì)量，已經(jīng)成為治療終末期關(guān)節(jié)疾病最有效的方法之一。但是術(shù)后并發(fā)癥，特別是關(guān)節(jié)假體周圍感染 ( prosthetic joint infection，PJI )，常導(dǎo)致嚴(yán)重后果，并造成患者嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[10-13]。據(jù)報(bào)道，PJI 在關(guān)節(jié)置換后的發(fā)生率為0.51%～3.35%[6,8-9,11,13-18]，同時(shí) Bozic 等[19]認(rèn)為 PJI 患病率可能因?yàn)槠湓\斷的困難而被低估。并且 PJI 已經(jīng)成為術(shù)后翻修的最常見原因之一，超過 25% 的翻修是由于發(fā)生感染，而這個(gè)比例還在上升。據(jù)多篇文獻(xiàn)報(bào)道，糖尿病被認(rèn)為是關(guān)節(jié)置換后發(fā)生 PJI 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[7,20-25]。也有研究認(rèn)為糖尿病和 PJI 患病率并沒有相關(guān)性[26-27]。本研究回顧性分析了我院經(jīng)治的 1799 例全髖、全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者的臨床資料，以探討糖尿病及糖耐量異常與初次人工全髖及全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的關(guān)系。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 2010 年 1 月至 2016 年 3 月，在我院行初次人工全髖或全膝關(guān)節(jié)置換者；( 2 ) 臨床診斷明確者；( 3 ) 年齡 ≥ 18 歲者。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 資料不全者；( 2 ) 失訪或隨訪時(shí)間＜12 個(gè)月者；( 3 ) 合并有免疫功能缺陷或者其它特殊的內(nèi)科疾病者；( 4 ) 腫瘤患者；( 5 ) 肺部感染者。

二、數(shù)據(jù)收集

本研究共納入 1799 例，2319 個(gè)人工關(guān)節(jié) ( 雙側(cè)同時(shí)置換者 520 例 )。其中糖尿病組 361 例，共453 個(gè)人工關(guān)節(jié) ( 雙側(cè)同時(shí)置換者 92 例 )，非糖尿病組 1438 例，共 1866 個(gè)人工關(guān)節(jié) ( 其中雙側(cè)同時(shí)置換者 428 例 )，1799 例隨訪至少 12 個(gè)月 ( 12～48 個(gè)月 )?；€資料收集包括年齡，性別，吸煙史，并發(fā)癥 ( 腦梗、冠心病 )，高血壓史，手術(shù)時(shí)間，是否炎性關(guān)節(jié)炎。

三、診斷標(biāo)準(zhǔn)

1. 本次研究采用美國肌肉與骨骼感染協(xié)會(huì) ( Muscularskeletal infection society，MSIS ) 共識(shí) PJI 的診斷標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 2 次假體周圍標(biāo)本培養(yǎng)出同一種致病菌或發(fā)現(xiàn)與關(guān)節(jié)相通的竇道；( 2 ) 當(dāng)下列 6 種情況中存在 4 種時(shí)：ESR 及 CRP 水平升高；關(guān)節(jié)液中 WBC計(jì)數(shù)升高；關(guān)節(jié)液中 PMN% 升高；受感染關(guān)節(jié)周圍發(fā)現(xiàn)膿液；從 1 例假體周圍組織標(biāo)本中培養(yǎng)、分離出細(xì)菌；假體組織病理學(xué)分析，在 5 個(gè)或以上高倍鏡視野下觀察到至少 5 個(gè)中性粒細(xì)胞 / 視野。

2. 糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn) WHO ( 1999 年 )：( 1 ) 糖尿病癥狀 ( 典型癥狀包括多飲、多尿和不明原因的體重下降 ) 加 ① 隨機(jī)血糖 ≥ 11.1 mmol / L ( 200 mg /dl ) 或 ② 空腹血糖 ≥ 7.0 mmol / L ( 126 mg / dl ) 或③ 葡萄糖負(fù)荷后 2 h 血糖 ≥ 11.1 mmol / L ( 200 mg /dl )；( 2 ) 無糖尿病癥狀者，需另日重復(fù)檢查明確診斷。糖耐量異常診斷標(biāo)準(zhǔn)：6.1 mmol / L ≤ 空腹血糖＜7.0 mmol / L 和 ( 或 ) 7.8 mmol / L ≤ 葡萄糖負(fù)荷后 2 h 血糖＜11.1 mmol / L。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

本次隊(duì)列研究數(shù)據(jù)采用 SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)基線資料采用χ2檢驗(yàn)或非參數(shù)檢驗(yàn)，通過Logistic 回歸分析來計(jì)算比值比 ( odds ratios，OR) 和95% 可信區(qū) ( confidence intervals，CI)，評(píng)估糖尿病與 PJI 發(fā)病率的相關(guān)性。之后將性別、年齡、手術(shù)時(shí)間、高血壓病史、并發(fā)癥進(jìn)行分層，評(píng)估糖尿病與 PJI 發(fā)病率的相關(guān)性。最后按照血糖正常、糖耐量異常、糖尿病患者進(jìn)行分組，評(píng)估糖尿病及糖耐量異常與 PJI 發(fā)病率的相關(guān)性。以P≤ 0.05 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

糖尿病組與非糖尿病組在性別、手術(shù)時(shí)間及吸煙史方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05 )。糖尿病組中高齡人群、高血壓患者、患有其它并發(fā)癥比例高于非糖尿病組患者 (P＜0.05 ) ( 表1 )。

糖尿病組患者 PJI 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)提高了 1.83 倍 ( 95%CI：1.01～3.32，P＜0.05 )；調(diào)節(jié)性別、年齡、手術(shù)時(shí)間、吸煙、高血壓、并發(fā)癥、炎性關(guān)節(jié)炎等因素后OR值為 1.8 ( 95%CI：0.971～3.34，P＝0.06 ) ( 表2 )。

表3 將患者性別、年齡、手術(shù)時(shí)間、并發(fā)癥進(jìn)行分層后，女性患者中相較于非糖尿病患者，糖尿病組患者 PJI 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)提高了 2.0 倍 ( 95%CI：0.95 ～4.1；P＝0.067 )；年齡＜55 歲患者中糖尿病組患者比非糖尿病患者 PJI 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)提高了 6.2 倍 ( 95%CI：0.95～41.1，P＝0.057 )；手術(shù)時(shí)間＞180 min 患

注：廣泛調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)性別、年齡、手術(shù)時(shí)間、吸煙、高血壓、并發(fā)癥、炎性關(guān)節(jié)炎

Notice: Wide range of adjustment: to adjust the gender, age, operation time,smoking, high blood pressure, complications, inflammatory arthritis者中相較于非糖尿病患者，糖尿病患者發(fā)生 PJI 的OR值為 3.2 ( 95%CI：1.2～8.7；P＜0.05 )，明顯高于手術(shù)時(shí)間＜180 min 組；雙側(cè)同時(shí)行人工關(guān)節(jié)置換患者組中，糖尿病患者 PJI 發(fā)病率的OR值為 7.2( 95%CI：1.2～43.6；P＜0.05 )，明顯高于僅行單側(cè)人工關(guān)節(jié)置換組患者 (OR值為 1.9 )。

表3 糖尿病與 PJI 相關(guān)性的分層分析Tab.3 Stratified analysis of the relationship between diabetes mellitus and periprosthetic infection

糖尿病組患者的糖耐量異常，血糖正常組患者在性別、手術(shù)時(shí)間、吸煙史及炎性關(guān)節(jié)病方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05 )。糖尿病組中高齡人群、高血壓患者、患有其它并發(fā)癥比例高于糖耐量異常組及血糖正常組患者 (P＜0.05 ) ( 表4 )。

表4 按照血糖正常、糖耐量異常、糖尿病分組患者基線資料特點(diǎn)Tab.4 Baseline characteristics in different groups: normal blood glucose, abnormal glucose tolerance and diabetes mellitus

糖尿病組患者及糖耐量異?；颊?PJI 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)提高了 7.5 倍 ( 95%CI：1.4～38.7，P＜0.05 ) 和 5.8 倍( 95%CI：1.1～31.6，P＜0.05 )；調(diào)節(jié)性別、年齡、手術(shù)時(shí)間、吸煙、高血壓、并發(fā)癥、炎性關(guān)節(jié)炎等因素后OR值分別為 7.2 ( 95%CI：1.3～39.2，P＜0.05 ) 和 5.6 ( 95%CI：1.0～31.0，P＜0.05 ) ( 表5 )。

討 論

本研究結(jié)果顯示，糖尿病及糖耐量異?；颊逿JA 術(shù)后發(fā)生 PJI 的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著增加，糖尿病患者雙側(cè)同時(shí)行 TJA 時(shí)，更容易發(fā)生 PJI。

表5 糖尿病及糖耐量異常與 PJI 相關(guān)性的比較Tab.5 Comparison of the relationship between diabetes mellitus,abnormal glucose tolerance and periprosthetic infection

Namba 等[7]回顧性分析了 56 216 例 TKA 患者，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者 TKA 術(shù)后發(fā)生 PJI 的風(fēng)險(xiǎn)是無糖尿病患者的 1.28 倍。同時(shí) Iorio 等[18]報(bào)告 4241 例關(guān)節(jié)置換患者的回顧性隊(duì)列研究，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者感染的風(fēng)險(xiǎn)比非糖尿病患者高 4.027 倍。Kong 和 Kunutsor等[24]對(duì) TKA 或 THA 后 PJI 危險(xiǎn)因素的 Meta 分析證明，糖尿病與 TKA 或 THA 后 PJI 相關(guān)。來自中國的臨床研究也有類似的結(jié)論，上海第九人民醫(yī)院的 Wu等[23]進(jìn)行的病例對(duì)照研究顯示糖尿病患者較非糖尿病患者 PJI 的風(fēng)險(xiǎn)增加 (OR＝5.47；95%CI，1.77～16.97 )。與此不同的是，Bozic 等[16]通過病例對(duì)照研究，得出糖尿病與 THA 后 PJI 關(guān)系無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)論。Maradit 等[2]進(jìn)行了包含 20 171 例 TJA 的回顧性隊(duì)列研究，發(fā)現(xiàn)調(diào)整了 BMI、手術(shù)類型、ASA 評(píng)分、手術(shù)時(shí)間后，糖尿病與 PJI 不再具有顯著相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)，相較于非糖尿病患者，糖尿病患者發(fā)生假體感染的概率增加了 1.8 倍，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)糖尿病患者及糖耐量異?；颊甙l(fā)生 PJI 風(fēng)險(xiǎn)是血糖正?；颊叩?7.2 倍和 5.6 倍。

圍手術(shù)期血糖值為糖尿病患者圍手術(shù)期血糖控制的直觀指標(biāo)，反映血糖控制的實(shí)時(shí)水平。Hwang等[28]回顧性分析了 3112 例 TKA 患者，發(fā)現(xiàn)空腹血糖 FBG＞11.1 mmol / L 可以作為糖尿病患者 TKA 術(shù)后感染的預(yù)測因素。同時(shí) J?msen 等[29]發(fā)現(xiàn)無論是否糖尿病患者，隨著術(shù)前空腹血糖升高，PJI 發(fā)生率均有明顯的提升。Maradit Kremers 等[2]也發(fā)現(xiàn)術(shù)前 1 天血糖值升高對(duì)于糖尿病患者和非糖尿病患者術(shù)后 PJI 風(fēng)險(xiǎn)升高均相關(guān)。與此同時(shí)，Boris 等發(fā)現(xiàn)糖尿病患者術(shù)后第 1 天清晨高血糖 ( BG＞11.1 mmol /L ) 增加的 PJI 的風(fēng)險(xiǎn)超過 2 倍。而即使患者無糖尿病，如果術(shù)后第 1 天空腹血糖＞7.8 mmol / L，感染的幾率將增加 3 倍[30]。本研究同樣發(fā)現(xiàn)糖尿病患者及糖耐量異常患者發(fā)生 PJI 風(fēng)險(xiǎn)均會(huì)顯著提高。因此糖尿病患者實(shí)現(xiàn)最佳的血糖控制是很重要的，同時(shí)，糖耐量異?；颊邍中g(shù)期血糖控制也值得重視。圍手術(shù)期高血糖可能比糖尿病本身對(duì)術(shù)后 PJI的發(fā)生有更強(qiáng)的預(yù)測性，應(yīng)努力保持在整個(gè)圍手術(shù)期中充分控制血糖水平。而最佳的血糖狀態(tài)水平，尚未確立，還須進(jìn)一步研究提供更多的證據(jù)，筆者推薦將糖尿病及糖耐量異?；颊叩男g(shù)前及術(shù)后血糖盡量控制在正常血糖水平，即空腹血糖＜6.1 mmol /L，餐后 2 h 血糖＜7.8 mmol / L。進(jìn)一步分層分析發(fā)現(xiàn)雙側(cè)同時(shí)行人工關(guān)節(jié)置換患者組中，糖尿病患者PJI 發(fā)病率明顯高于僅行單側(cè)人工關(guān)節(jié)置換組患者，因此對(duì)于糖尿病患者應(yīng)謹(jǐn)慎評(píng)估術(shù)后感染的風(fēng)險(xiǎn)，盡量避免雙側(cè)同時(shí)行 TJA。

相較于前人對(duì)于糖尿病和 PJI 相關(guān)性的研究報(bào)道，本研究有如下優(yōu)勢(shì)。首先，這是第一個(gè)針對(duì)中國人糖尿病和 PJI 發(fā)病率相關(guān)性的隊(duì)列研究；其次，引入糖耐量異常組，這可以更全面地了解患者血糖異常和 PJI 的相關(guān)性。同時(shí)，本次研究的不足是：首先，病例數(shù)相對(duì)較小，降低了本研究結(jié)論的普遍性。其次，由于本研究為回顧性研究，部分臨床資料不足，如血糖控制情況及 BMI 等信息收集不全，這將會(huì)降低本次研究結(jié)論的可靠性。希望有越來越多的針對(duì)中國人的此類研究，還須進(jìn)行大量的前瞻性研究，完全隨機(jī)臨床試驗(yàn)來進(jìn)一步證實(shí)糖尿病及血糖異常與 TJA 術(shù)后的 PJI 發(fā)生率的關(guān)系。

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