人工关节置换术后手术部位早期感染与外周血淋巴细胞的关系

张开宝 刘日光

人工关节置换术后感染被公认为是关节成形术中一个灾难性的并发症。虽然人工关节置换的感染率从早期的10%～15%下降到1%甚至更低[1-2]，但感染一旦出现，就会加重患者的痛苦，而且影响关节置换效果，因此，预防、控制感染是人工关节置换手术成败的关键[3]。本文通过对人工关节置换术后手术部位早期感染患者外周血淋巴细胞相对数量变化的研究，了解外周血淋巴细胞变化与人工关节置换术后手术部位早期感染发生之间的关系，为临床有效控制和预防人工关节置换术后手术部位感染提供新思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料 自2001年1月-2012年6月本院共有人工关节置换术（共行髋膝关节置换3021例，3183个关节）后手术部位感染患者30例，年龄63～78岁，平均年龄68岁。置换假体类型：全膝关节置换（TKA）16例，全髋关节置换（THA）14例。原发性疾病：股骨颈骨折3例，无菌性股骨头坏死7例，骨性关节炎13例，类风湿膝关节炎7例，其中9例合并有糖尿病，7例类风湿膝关节炎患者长期服用免疫抑制性药物。感染类型：浅表切口感染18例，深部切口感染12例。按照分层随机原则，从同年龄阶段人工关节置换术后手术部位未感染病例中选出54例作对照组。所有病例术前均无全身或局部活动性感染病灶，常规应用一、二代头孢5～7 d预防感染。

1.2 方法 所有行人工关节置换术患者在术前、术后第1天、第3天清晨取空腹外周静脉血作血常规检查。外周血淋巴细胞用百分比表示。正常值为：20.50%～51.00%。

1.3 统计学处理 采用SPSS 13.0软件进行数据统计处理。均数比较采用重复测量资料的方差分析，以（±s）表示，P<0.05为差异有统计学意义。q检验在同一格内提示差异无统计学意义，q检验不在同一列内提示差异有统计学意义。

2 结果

感染组病例术后第1天、第3天外周血淋巴细胞的百分比明显低于术前，比较差异有统计学意义（q检验不在同一列），而术后第1天与第3天外周血淋巴细胞之间的百分比变化无统计学意义（q检验在同一格）。对照组术后第1天外周血淋巴细胞的百分比较术前明显下降，有统计学意义（q检验不在同一列），术后第3天外周血淋巴细胞的百分比较术前变化无统计学意义（q检验在同一格）。感染组与对照组比较，术前外周血淋巴细胞百分比差异无统计学意义（P>0.05）；术后1 d感染组外周血淋巴细胞百分比较未感染组明显降低（P<0.05）；术后3 d感染组外周血淋巴细胞百分比较未感染组也明显降低（P<0.05），且在正常值下限以下。见表1。

表1 感染组和对照组各时间点的淋巴细胞检测结果比较（±s） %

表1 感染组和对照组各时间点的淋巴细胞检测结果比较（±s） %

组别 术前 术后第1天 术后第3天感染组（n=30） 34.65±5.27 20.58±2.76 19.79±2.38未感染组（n=54） 35.98±4.23 26.52±3.66 34.16±4.12

3 讨论

人工髋膝关节置换的感染率与过去相比下降了很多，但仍然使医务人员感到十分棘手，如何预防成为大家普遍关心的话题。

影响人工髋膝关节置换术后手术部位感染（Surgical-site infection， SSI）的重要且独立危险因素包括以下几个方面：（1）年龄：有研究认为，大于75岁的患者人工关节置换术后SSI的发病率增高[4]，因此类患者机体免疫力低下，术后住院时间的延长，增加了查明SSI的机会。本文感染组中有13例年龄都在75岁以上。（2）患者的身体状况：患者术前营养状况、并发疾病能影响患者免疫机能，使关节置换术后感染率升高。老年、肥胖、营养不良、体质差的患者自身的免疫力都可能下降，成为人工关节置换术后手术部位感染的高发人群。类风湿性关节炎长期服用激素或免疫抑制剂患者，免疫力降低，人工关节置换术后手术部位感染的可能性就大大增加；合并糖尿病也是术后伤口感染的重要因素之一，因小血管闭塞，组织供血不足，组织水肿和伤口愈合不良，细菌容易通过伤口进入深部，导致伤口感染。（3）手术区域既往有感染史、局部有进行性血管病变、牛皮癣皮损者[5]。（4）术前外伤性损伤：人体对骨折创伤的生理反应部分是由肾上腺皮质系统调节的，肾上腺脱氢异雄酮硫酸盐（DHEAS）和皮质醇对先天性免疫系统有对抗作用，临床实验数据表明，骨折创伤后使患者体内皮质醇和DHEAS含量升高，对中性粒细胞功能和免疫有潜在的抑制作用[6]。（5）术中出血量：术中出血量越多，体内具有抗感染功能的淋巴细胞丢失就越多，机体如果短期内不能代偿，术后伤口感染的风险就增加。本文人工关节置换术中出血量大于600 ml的患者术后伤口早期感染的比例明显高于出血量少的患者。（6）手术持续时间：除严格手术室空气消毒和无菌操作外，娴熟的手术技术对感染的预防极为重要。Jeffrey[7]认为，经验丰富的医师能减少术中过度的组织剥离、牵拉、骨损伤，不仅有效缩短手术持续时间，而且能注意止血，避免术后血肿形成并可仔细缝合各层组织避免皮肤张力过高，大大降低术后手术部位的感染。因此，手术持续时间的长短往往间接地反映了手术质量。当然，与人工髋膝关节置换术后感染的相关因素还有许多，如是否正确运用抗生素、手术室环境、无菌操作规程、手术器械和植入物质量控制、术后护理及是否及时补充血容量、纠正贫血等。

影响人工关节置换术后SSI的危险因素固然重要，但是否会发生感染还要看机体的免疫状况。免疫系统除了在机体防御及炎症反应中起作用，还通过免疫细胞产生多种细胞因子对创伤愈合过程进行调节，并伴随创伤修复的整个过程[8]。人体之所以能免受病原微生物的侵害保持健康，与机体拥有一个完整健全的免疫调节系统密切相关，如果免疫系统遭受破坏或免疫功能异常，人体遭受病原微生物侵害的风险就大大增加。手术对机体免疫功能的影响已有文献报道[9-10]。

有很多直接和间接的实验室检验指标可以帮助医生来判断患者的免疫状况。如有学者认为，外周血淋巴细胞计数小于1500/μl，CD4+阳性计数小于100/μl的患者，人工关节置换术后出现感染的可能性非常大[11]。外周血淋巴细胞在机体抗感染免疫中发挥非常重要作用，主要是产生抗体介导体液免疫应答（B淋巴细胞）和产生细胞因子介导细胞免疫应答或辅助体液免疫应答（T淋巴细胞），从而维持机体健康。通过检测外周血淋巴细胞数量百分比可以了解患者机体的免疫状况。

淋巴细胞在人体免疫系统中占有非常重要的地位，正常细胞和体液免疫功能对恢复宿主机能完整性是必需的。任何淋巴细胞的数量和功能的改变必将反映在感染、脓毒症和损伤的因果关系上。人体内的淋巴细胞主要包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK淋巴细胞。T淋巴细胞介导细胞免疫，其Th2亚群可分泌IL-4、IL-、IL-6、IL-10、IL-13等细胞因子，辅助体液免疫应答，并在过敏性疾病和感染性疾病中发挥作用；活化的NKT淋巴细胞具有细胞毒作用和免疫调节作用；B细胞主要介导特异性体液免疫，其以产生抗体的方式参与体液免疫应答，活化的B细胞还可向T细胞提呈可容性抗原。在伤口愈合过程，T淋巴细胞起着极其重要的作用，实验证实，CD8+T细胞可能下调伤口愈合活力伤口，CD4+T辅助细胞则促进其活力[11]。伤口愈合的启动不需要淋巴细胞，但一个完整的细胞免疫才能保证组织修复的正常结果，严重损伤会影响淋巴细胞的免疫机制[12]，导致全身性免疫抑制，转而增加宿主的感染机会和脓毒症危机[13]。

手术创伤后的免疫抑制程度与手术创伤后的严重性和伴随的炎症反应强度成正比，表现为外周血淋巴细胞数量减少，淋巴细胞出现功能不良（如CD4+和CD8+T淋巴细胞活力受损、CD4+/CD8+比例下降，不成熟T细胞的出现等）、淋巴细胞的有丝分裂反应性降低，NK细胞和淋巴液子激活杀伤细胞（LAK细胞）活力下降等[14]。创伤局部的炎性反应原是一种生理性保护反应，失却这一局部反应或形成过度的激发反应，即可发生全身性炎症反应综合症，这时细胞因子起破坏作用而不是保护作用，如具有免疫抑制介质作用的IL-6（白介素-6）产生过度的反调节最终引发免疫抑制，导致体内调节平衡紊乱，诸如继发肠道细菌移位、脓毒症等。

正常情况下，机体在受创伤打击后，淋巴细胞比例会明显下降，但很快就恢复到原来的水平以继续保持机体的健康。如果创伤打击超过机体的承受能力，淋巴细胞比例下降后很难在短期内恢复。本文收集的人工关节置换术后早期伤口感染病例及人工关节置换术后伤口未感染病例（对照组），术后外周血淋巴细胞的百分比都有明显下降，但感染组与未感染组相比术后淋巴细胞下降更多。对照组外周血淋巴细胞的百分比在术后3 d就恢复到接近术前的水平，而感染组的外周血淋巴细胞的百分比在术后3 d没有恢复到术前水平，还有进一步下降的趋势，这表明手术创伤后体内淋巴细胞相对数量及功能的及时恢复，对预防感染及机体恢复健康有着直接的影响，如果体内淋巴细胞相对数量及功能不能恢复至接近正常水平，就极有可能发生伤口感染的可能。本文收集的人工关节置换术后3 d外周血淋巴细胞下降没有恢复的患者，最后都发生了伤口感染；而对照组术后3 d外周血淋巴细胞下降及时恢复的患者，均未发生早期感染。

人工关节置换是大手术，对机体来说都是一个较大的创伤，当这种创伤超出机体的承受能力，机体的免疫功能就很难在短期内恢复，作为反应机体免疫功能的外周血淋巴细胞的相对数量及功能很难在短期内恢复到术前水平，术后伤口感染的几率就大大增加。本文感染组中有17例术中出血较多，均在600 ml以上，从而加重创伤打击，引发了免疫抑制，外周血淋巴细胞在短期内没有恢复，甚至有继续下降的趋势。7例类风湿性关节炎患者长期服用免疫抑制剂，9例并发糖尿病患者长期应用胰岛素，原本免疫功能就下降，加上手术打击，出现免疫抑制在所难免。

本文人工关节置换术后伤口感染组和对照组外周血淋巴细胞变化的对比研究提示，人工关节置换术后手术部位早期感染者术后外周血淋巴细胞相对数量减少且恢复缓慢。作为反映机体免疫状况的外周血淋巴细胞的检测可以指导控制和预防严格关节置换术后的早期感染。由于本研究没有进行淋巴细胞亚群分析，所得结论仍有待在以后的研究中进一步加以补充和完善。

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