作者：陈培生、林凤飞、陈宾、郑科、林朝晖、陈辉
来源：中华创伤骨科杂志, 2020,22(04)
骨折相关感染（fracture-related infection, FRI）是创伤骨科手术最具挑战性的并发症之一。随着机械工业化进程以及汽车等交通工具的普及，创伤和骨折的发生率不断增加，骨折相关感染的发病率也呈逐年增长趋势[1,2]，给患者及其家属带来灾难性的后果。早发现、早诊断、早治疗是改善骨折相关感染患者预后的关键，其中，规范取材有利于提高细菌培养的阳性率，减少漏诊率。本文就目前骨折相关感染中细菌培养规范取材的研究进展作一综述。
目前国际上关于骨折相关感染的最新研究认为[3]：骨折相关感染包含4项诊断标准和若干项提示标准。符合以下4项诊断标准之一即可确诊：①与骨或内置物相通的窦道、瘘管或者伤口开裂（骨或内置物外露）；②伤口流脓或术中发现脓液；③术中深部组织或植入物表面取材标本（取材部位≥3处）至少2处培养出同一种细菌；④组织病理学证实术中深部组织存在微生物。'中国骨折内固定术后感染诊断与治疗专家共识（2018版）'建议将骨折内固定术后感染定义为[4,5]：骨折内固定置入术后由于致病微生物污染或患者自身免疫力低下所致的、与内置物接触的、伴或不伴周围软组织感染的骨组织感染。根据上述相关定义，我们认为骨折（内）固定术后感染是骨折相关感染的具体表现形式之一。
由于骨折相关感染患者在损伤机制、损伤程度、细菌来源、发病时间等方面存在一定差异，因此，在临床操作中应对细菌培养标本取材的前期准备、时机、部位、类型、数量、后期处理等方面予以重视。
取材前使用抗生素会影响细菌培养的阳性率。与内置物表面的生物膜细菌相比，游离浮游细菌对抗生素治疗可能更加敏感。针对骨折内固定术后感染的患者，为提高术中感染组织培养的阳性率，一般不建议术前常规应用抗生素（除外感染急性发作伴全身症状）。Li等[6]研究显示，取材前使用抗生素会降低假体周围感染诊断的敏感性（使用抗生素0.71比停用抗生素0.94）。Holinka等[7]研究发现，术前14 d使用过抗生素的假体周围感染患者，其超声处理液培养的敏感性从83.3%降至65.9%，1份组织培养的敏感性从72.2%降至57.5%，≥2份组织培养的敏感性从61.1%降至42.5%，超声处理液的离心沉积物中革兰氏染色的敏感性从76.5%降至55.0%，特异性仍为100%。因此，取材前停用抗生素可以增强致病菌的检出能力，'中国骨折内固定术后感染诊断与治疗专家共识（2018版）'[4,5]建议术前抗生素应至少停止使用2周。
目前对于开放性骨折伤后6 h内清创的做法仍存在争议。诸多研究认为即使超过6 h也应进行清创，并报道了不同清创时机与感染率的关系。Schenker等[8]以及Prodromidis和Charalambous[9]的系统评价发现，6 h内与6 h后清创的感染率无统计学差异。但其研究并不建议选择性延迟开放性骨折患者的清创治疗时间。Ketonis等[10]的系统评价表明，6 h内和12 h内进行清创的感染率分别为4.2%和3.6%，两组间无统计学差异。以上研究结果提示，超过6 h进行清创（延迟清创）可能不会增加感染性并发症的发生率。Srour等[11]通过一项关于清创灌洗时间对开放性骨折局部感染率影响的前瞻性研究发现，无论是在6 h内、7~12 h、13~18 h、19~24 h进行清创，早期（30 d内）和晚期（30 d后）的伤口感染率均无统计学差异。该项前瞻性研究表明，在接诊患者24 h内均可行灌洗清创，且不影响局部感染性并发症发生率。我们建议，尽早清创不是尽早取材。对于开放性骨折进行系统清创是很有必要的，通过去除异物和减低细菌负荷可以有效地减少骨折相关感染的发生率。
清创后取材更佳：开放性骨折由于皮肤和软组织的破坏，骨折端外露，明显增加了微生物污染和定植的概率。然而，其伤口中初始的微生物群落并不是真正的致病菌。开放性骨折伤口中的微生物群落组成和多样性在自然界中是动态变化的，受到损伤机制的影响[12]，在愈合过程中会逐渐和邻近皮肤的微生物群落趋于一致。D＇Souza等[13]通过一项回顾性研究发现，胫骨开放性骨折清创前培养敏感性更强（83%比42%），而清创后培养则特异性更强（71%比87%）。郝明等[14]调查发现，开放性骨折清创术中和创面感染后的细菌培养一致率仅为3.3%。Metsemakers等[15]研究认为：开放性伤口在清创时所取污染组织的培养结果与导致后续感染的致病菌之间无相关性。因此，我们认为：伤口污染不等同于感染，虽然清创前细菌培养的阳性率可能更高，但仍应避免清创前或清创时直接取污染组织进行培养。
近年来，越来越多的学者倾向于认为：早期及术中细菌培养结果无法预测造成术后感染的致病菌；术前及术后不需常规行细菌培养；应在明确发生感染后进行。
目前关于最佳培养标本的选择仍是困惑的。Bartow-McKenney等[12]研究发现，标本采集部位（伤口中心或邻近皮肤等）是区分开放性骨折伤口中微生物群落最明确的特征。Metsemakers等[16]总结了100项关于骨折固定的随机对照试验中用于诊断和定义骨折固定术后感染的关键词，其中使用频次最高的关键词是'脓性分泌物'（16项研究）。AO组织在骨折相关感染的专家共识中[3]，把'伤口流脓或术中发现脓液'和'术中深部组织或植入物表面取材标本（取材部位≥3处）至少2处培养出同一种细菌'列入确诊标准之中。中国骨折内固定术后感染诊断与治疗专家共识（2018版）[4]中推荐的微生物标本采集与感染诊断的'3-2-1'原则认为：术中至少取3个疑似感染组织的部位进行致病菌培养，有2点培养出相同致病菌诊断即可成立，而对于高毒力致病菌，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等，只要培养出1点，骨感染的诊断即可成立。Hellebrekers等[17]认为结构化的组织取材对于诊断骨折相关感染至关重要，规范的术中取材应该遵循标准化流程，严格按照无菌操作原则在疑似骨折相关感染区域收集≥5份深部组织标本，首选植入物-骨界面（例如肌肉、骨膜、愈伤组织）的标本。
有关骨组织与非骨组织培养结果的解读应慎重。Mackowiak等[18]研究发现，在慢性骨髓炎患者中只有44%的窦道培养含有术中标本培养出的病原菌。Soomro等[19]通过一项前瞻性横断面研究发现，67.8%（61/90）的慢性骨髓炎患者窦道分泌物培养结果与骨组织培养结果一致。Cherian等[20]研究表明，开放性骨折中拭子培养（26.7%）和组织培养（30.0%）的阳性率相仿，但组织标本培养出的特异性病原菌数量更多。Aggarwal等[21]在一项关于假体周围感染诊断的研究发现，拭子培养物不能识别或错误识别感染致病菌的风险较高，组织培养的诊断效能明显优于拭子培养。Zuluaga等[22]通过一项观察性研究发现，慢性骨髓炎中骨与非骨组织标本之间培养出的所有病原菌一致性仅为28%，对于常见的金黄色葡萄球菌一致性也仅有38%。与骨组织标本培养结果相比，非骨组织标本用于鉴定慢性骨髓炎的致病菌时存在52%的假阴性和36%的假阳性。Bernard等[23]研究发现，当两个不同时间点的窦道深部标本培养出相同微生物（86.4%）时，该结果与'金标准'（通过窦道外非感染区域行骨活检）之间的一致性为96%。此时的灵敏度为91%，特异度为86%，准确度为90%。该方法用于诊断单个细菌感染的准确率（94.3%）显著优于诊断多种微生物感染（78.9%）。Hellebrekers等[17]不建议将浅表、皮肤组织、液体标本等用于骨折相关感染的细菌鉴定。Ojo等[24]认为，在资源匮乏的环境中，对于无法获得院前护理和就诊较迟的患者而言，浅表伤口拭子培养仍有一定的应用价值。
根据目前研究进展，我们推荐术前连续≥2次取窦道分泌物标本，或在清创术中取≥3处可疑感染组织（首选植入物-骨界面，如肌肉、骨膜、愈伤组织等）送检细菌培养，将有利于进一步明确诊断。
Jorge等[25]在创伤性骨髓炎的清创术中收集≥3份感染的骨与软组织标本，分别送检微生物需氧、厌氧培养及组织病理学检查，细菌培养的总阳性率为95.8%，单种和多种细菌感染率分别为57.0%和37.8%。Qin等[26]在骨髓炎所致感染性骨缺损的手术清创期间，通过收集≥3处有代表性的坏死组织用于需氧和厌氧培养以鉴定责任致病菌，同时还收集骨组织标本和脓性分泌物进行组织学检查以确认骨髓炎并排除由慢性炎症过程引起的恶变。在怀疑感染性骨不连的术中处理上，Stucken等[27]将4~6份样本送至微生物实验室进行即刻革兰染色并进行后续细菌培养随访，同时也将标本送至病理科进行显微镜下每个高倍视野的白细胞数量评估。Wang等[28]则强调无菌操作原则，在内置物周围留取至少5份标本（包括异常软组织、'limy membrane'和脓液）送检微生物学培养和病理学检查，至少有2份标本培养出同一种细菌时感染的诊断成立。在怀疑假体周围感染时，Holinka等[7]除了抽取关节液用于鉴定脓液、革兰染色、白细胞计数和细菌培养，术中还在炎症最显著的区域留取至少3份假体周围的软组织标本送检。
Bernard等[23]对每一位存在皮肤窦道的骨髓炎患者均采集4份微生物标本，研究发现：当两个不同时间点的窦道培养结果一致时，该结果与'金标准'（通过窦道外非感染区域行骨活检）的一致性为96%。马显志等[29]研究发现，慢性骨髓炎清创术中细菌送检套数与确定致病菌的能力有关。细菌检出率依次为66.7%（1套）、69.7%（2套）、74.5%（3套）、78.0%（4套）、90.6%（5套），确定致病菌能力依次为42.1%（2套）、51.9%（3套）、68.3%（4套）、82.8%（≥5套），两者均随细菌送检套数的增加而显著提高。因此，其推荐在术中送检≥5套标本来确定致病菌。
因此，我们推荐清创术中在≥3处可疑感染区域进行标本取材，送检≥5份标本进行细菌培养，可明显提高细菌培养的阳性率和确定致病菌的能力。
超声处理可以提高细菌培养的阳性率：目前对于在取材前或取材时接受抗生素治疗、怀疑低毒力细菌感染的患者，可以考虑采用超声处理以提高细菌培养的阳性率。黏附在内置物表面的微生物生物膜可能会抑制感染病原菌的检测，通过应用超声处理破坏生物膜以释放黏附的细菌，可以改善细菌的检出率。在假体周围感染中，内置物的超声处理和随后的超声处理液接种已被证明是有用的[30]。有限的证据表明[7,31,32]，超声处理液培养具有比组织培养更高的诊断准确性。Holinka等[7]认为，对于没有明显的感染迹象或者延迟失效的内置物失效患者，推荐超声处理。而对于早期失效患者的感染诊断，超声处理并不优于内置物周围组织培养，因此不建议其常规使用。对于术前接受抗生素治疗的患者，超声处理液培养可能是骨折相关感染诊断的有用辅助手段[30]。我们建议未来可着力于研究设计、取材方法和实验室操作等方面的规范，以进一步明确超声处理在骨折相关感染诊断中的作用。
早发现、早诊断、早治疗是改善骨折相关感染患者预后的关键。重视细菌培养的规范取材，提高细菌检出率，有助于感染的早期诊断，并指导抗生素的合理使用[33]。但是由于既往大多数研究诊断标准不明确，异质性较大，无法为骨折相关感染的临床诊疗方案制定提供更多更高级别的循证医学证据。为此，我们呼吁通过学习骨折相关感染的定义，熟悉其诊断标准，并进一步规范细菌培养的标本取材，就此进行更为广泛、深入和细致的研究。
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