糖尿病对全关节置换术疗效影响的研究进展

王圣淳，郑小飞，刘 宁，查振刚，王华军

全关节置换术（total joint arthroplasty，TJA）被 誉为二十世纪最成功的手术之一，是终末期骨关节疾病的主要治疗手段，可缓解患者的疼痛，重建关节功能和提高生活质量[1]。随着人口老龄化问题加剧以及人们对生活质量要求的提高，TJA 人群进一步扩大，目前全世界每年行TJA 的数量超过400万例[2]。

一项调查研究显示18%～30%的全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）患者和7%～11%的全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）患者术后关节功能恢复不理想，疼痛持续存在[3]。而在另一项对1712名TKA患者的调查中，只有89%的人表示愿意再接受一次TKA，总体满意度仅为81%[4]。导致患者TJA 满意度不高的因素有很多，主要包括术后疼痛、日常活动受限、功能恢复欠佳、未达到期望值等[5-7]。

糖尿病是影响手术预后的重要因素之一[8-10]，合并糖尿病的患者TJA术后功能恢复欠佳，感染率上升，住院时间延长，死亡率及翻修率加大[11-13]。明确糖尿病对TJA 手术的影响，有助于促进患者功能恢复，提高关节疾病的治疗水平。本文针对TJA 术后关节功能恢复、感染率、住院时间和费用、静脉血栓栓塞、死亡率、翻修率等内容，综述糖尿病对TJA 手术预后的重要影响，并提出相应的对策和预防措施。

1 关节功能恢复

TJA的主要目的是纠正关节病变患者的关节畸形，恢复关节活动度和功能。而关节周围肌肉力量的改善和恢复是TJA术后功能恢复的关键要素。糖尿病与骨骼肌功能受损密切相关[14-16]；随着糖尿病患病时间的延长，尤其是血糖控制不良的患者，其肌肉质量（经肌肉质量校正的肌肉力量）会进一步下降[15]，行动能力和步态均受到影响。

目前多项临床研究发现糖尿病可延缓患者术后关节功能的恢复[17-19]。Singh等[19]对Mayo医学中心TKA 患者进行随访研究，结果显示，无并发症糖尿病组TKA 术后2 年、5 年时出现中度-重度活动受限的患者比率分别较无糖尿病组高出1.7 倍和2.1 倍，而有并发症糖尿病组患者比率分别是非糖尿病组的3.5 倍和4.8 倍。Wada 等[18]的研究结果表明，较之无糖尿病组，糖尿病组患者术后膝关节屈曲度更小，膝关节学会评分改善程度更低，提示临床医生需严密治疗和监测糖尿病，以预防TKA 术后膝关节活动度受限、关节功能恢复不佳。Cheuy 等[20]还发现TKA 糖尿病组患者的坐-立测试、运动能力和平衡能力均低于非糖尿病组患者。

Brock等[21]对2008年至2013年单一医疗机构诊治的TKA 患者进行研究，发现糖尿病患者，尤其是血糖控制不佳的糖尿病患者（术前3 个月内HbA1c＞64 mmol/mol），TKA术后1年时膝关节功能WOMAC评分和生活质量SF-36评分改善度显著低于非糖尿病患者。Choi等[12]研究糖尿病对全踝置换手术短期和中期疗效的影响，平均2年的随访结果表明，非糖尿病组踝骨关节炎评分和美国足踝外科学会评分均优于糖尿病组，未控制血糖亚组疗效更差，伤口延迟愈合发生率更高。可见合并糖尿病对TJA患者术后短期和中期功能恢复均有不利影响。因此对糖尿病患者应进行针对性的术前教育和沟通，密切监测血糖变化，制定个体化术后康复治疗方案，同时积极进行康复锻炼，尽可能减少糖尿病对关节功能的负面影响。

2 住院时间和费用

缩短住院时间、降低治疗费用也是TJA 治疗的组成部分。随着近年来快速康复新理念的不断推广，医院管理者和手术医师越来越重视平均住院日、经济成本等相关指标[22]。然而糖尿病人群围手术期的血糖控制及TJA术后关节功能恢复延迟均会使其住院时间延长[23]，治疗、护理、检查、药品及床位的费用也随之增加。Ponce 等[24]收集了66485 例全肩关节置换（total shoulder arthroplasty，TSA）术后患者的临床资料，与非糖尿病患者比较，糖尿病患者的住院时间更长，平均住院费用高出1800 余美元。不仅如此，在肘、髋及膝关节置换中，研究人员也得出类似的结果。Pope等[25]对13698 名全肘关节置换（total elbow arthroplasty，TEA）患者的临床资料进行比较研究，同样发现糖尿病患者住院时间更长，平均住院费用更高。而最近一项纳入21487例髋膝关节置换术的研究也表明，术后血糖升高会导致住院时间延长6.1%[26]。Keswani 等[27]对4977 名TKA 患 者 和5135 名THA 患者的临床资料进行回顾性研究，多元分析结果提示糖尿病不仅导致TJA术后住院时间延长，而且还是术后再入院风险的独立预测因子。提高手术技术，优化围手术期管理，降低手术风险，实施个体化康复治疗，是缩短糖尿病患者TJA手术住院时间和降低治疗费用的有效途径。

3 感染率

TJA 手术部位感染，尤其是假体周围感染（periprosthetic joint infection，PJI），是TJA 术后最严重的并发症之一，如何避免术后感染一直是该领域最严峻的问题[28]。糖尿病大大降低机体白细胞和单核细胞的趋化、黏附、吞噬作用和杀菌活性，细胞免疫功能受到破坏，导致防御功能缺陷；同时还会引起机体代谢紊乱，蛋白质分解合成的平衡被打破，免疫系统中的免疫球蛋白、抗体及补体生成明显减少，体液免疫功能受损；血脂紊乱也会引起大血管及微血管并发症，导致血管硬化和血流减少，氧气和营养物质传递受阻，局部组织缺血、缺氧，利于厌氧菌的繁殖，最终导致全身系统抵御感染的能力下降[29]。

临床研究证实，糖尿病是术后感染的重要影响因素之一。Jämsen 等[30]报道糖尿病患者THA、TKA 术后PJI 发生率分别为1.59%和2.19%，高于非糖尿病患者的0.66%和0.48%。Mraovic 等[31]研究发现，仅仅是围手术期血糖值＞200 mg/dL也将使PJI发生率增加至血糖正常组患者的2倍。

有学者对我国TJA患者进行多变量回归曲线分析，结果显示糖尿病是TJA术后PJI的独立危险因素[32]。芬兰一家医院对本院1565 名TKA 患者随访1 年，发现糖尿病可导致PJI 发生风险增加4倍以上[33]。一项对2007年1月1日至2009年12月31日美国商业保险数据库的55861例TJA患者的回顾性研究发现，1127例在人工关节置换手术后发生术后感染，而糖尿病患者术后感染的风险比非糖尿病患者高38%[34]。这些结果均提示，并发糖尿病的TJA 手术患者需严格控制血糖水平，加强营养，必要时及时输血，增强机体免疫力，避免PJI的发生。

4 静脉血栓栓塞

静脉血栓栓塞（venous thromboembolism，VTE）包括深静脉血栓形成（deep venous thrombosis，DVT）和肺栓塞（pulmonary embolism，PE），是TJA 术后致命性的并发症，大大增加了患者的死亡率[35]。高糖环境导致的氧化应激状态以及晚期糖基化终末产物在血管壁聚集，能直接破坏机体内皮细胞的结构和功能，血液处于高凝状态，纤溶功能下降，血小板黏附和聚集增加，最终导 致 患 者 发 生VTE 的 风 险 增 加[36]。Shahi 等[37]报道VTE患者的院内死亡率为7.1%，而无VTE的患者仅为0.30%。

美国一项多中心临床研究回顾性分析180562例髋膝关节置换患者的临床资料，发现糖尿病是TJA术后DVT发生的危险因素[37]。国内学者Zhao等[38]对比研究358 例TKA 患者术后14 天内DVT发生率，结果表明，糖尿病患者发生DVT的风险比非糖尿病患者高2.71倍。

但目前针对这一问题，业界尚无统一结论。Yang 等[39]通过荟萃分析研究美国及亚洲505743例TKA患者，发现亚洲糖尿病患者的DVT风险较非糖尿病患者大大增加，而美国两者之间DVT风险差异并无统计学意义。Zhang 等[40]通过荟萃分析研究来自美国、中国台湾、丹麦、韩国598216例髋膝关节置换患者，固定效应模型分析显示糖尿病与VTE 之间无相关性。无论如何，考虑到VTE对患者的致命性危害，我们应对TJA术后患者，尤其是伴有糖尿病的患者予以更多重视，积极预防VTE的发生。

5 翻修率

自Valls[41]在美国进行首例短弯柄形股骨头假体半髋关节置换术后，TJA 技术逐渐普及。假体的使用寿命受限于早期关节假体的设计和手术技术，故近年来TJA翻修术的数量在不断攀升，增加了患者的经济负担，术后关节功能的恢复也往往不能令人满意。

丹麦一项多中心临床研究分析57575例THA患者，发现糖尿病组因深部感染风险增加而导致TJA翻修率上升（达1%），而非糖尿病组翻修率为0.7%[42]。Maradit 等[43]对597 名翻修术患者进行6年随访调查，发现TJA 患者术后无菌性松动导致的翻修风险增加与术前高血糖存在明显的相关性。Watts等[44]对非糖尿病、非胰岛素依赖型Ⅱ型糖尿病、胰岛素依赖型Ⅱ型糖尿病患者进行比较研究，结果显示胰岛素依赖是PJI的危险因素，胰岛素依赖型糖尿病患者因深部感染导致的翻修风险增加了2倍，9%的患者在10年内发生深部感染。

综上，糖尿病往往通过引起关节周围深部感染，进而导致TJA术后翻修风险增加，因此对于糖尿病TJA 手术患者应加强随访，定期进行影像学检查和实验室检测，以预防深部感染，减少术后翻修率的发生风险。

6 死亡率

TJA 患者多为老年人群，合并症多，体质弱，严重威胁手术的安全性。心脑血管并发症是围手术期死亡的最重要因素，糖尿病也同样导致TJA术后死亡率升高[45-46]。Ponce等[24]将66485例接受TSA 的患者分成糖尿病组（21%）和非糖尿病组（79%），结果证实糖尿病与较高的住院死亡率（in-hospital mortality，IHM）相关，糖尿病组IHM较非糖尿病组上升了200%（0.3%vs0.1%）。Martínez-Huedo 等[47]对西班牙国家医院出院数据库2010—2014 年的TKA 数据进行分析，结果表明，糖尿病患者IHM 几乎是对照组的4 倍（0.09%vs0.02%）。

国内有学者回顾性研究2254 例TKA 术后患者的临床资料，发现TKA术后30 d死亡率为0.1%（3/2254），而糖尿病是术后30 d 死亡的唯一危险因素[46]。Belmont 等[48]对多个中心15321 名TKA手术患者的临床资料进行研究，发现糖尿病（占18.2%）患者术后30 d死亡率较非糖尿病患者增加了300%，作者认为糖尿病是TKA 术后死亡率增加的独立危险因素。我们应进行严格的术前医学评估，同时改进围手术期管理方式，积极开展多学科合作，有效控制患者围手术期血糖水平，降低手术风险和死亡率。

7 小结和展望

糖尿病是TJA 术后并发症发生的危险因素，可导致TJA术后功能恢复欠佳，感染率增加，住院时间延长，深静脉血栓形成，甚至增加患者死亡率和翻修率。然而，许多行TJA 手术治疗的患者并不清楚自己的血糖异常状况。Capozzi等[49]回顾性分析663 例TJA 手术患者的术前HbA1c 水平，发现有223例患者（33.64%）血糖异常患者之前从未被诊断及治疗。Shohat等[50]对1461例TJA患者进行术前糖尿病筛查，结果发现糖尿病的发生率为20.6%（其中59.1%明确诊断为糖尿病，40.9%未被诊断为糖尿病），糖尿病前期的发生率为38.3%，于是作者建议对所有行关节置换手术的患者术前均行糖尿病筛查。

在一项对NIS数据库（1988年至2005年）数据所进行的研究中，无论糖尿病类型是1 型还是2型，非控制型糖尿病患者的死亡风险、感染风险和TJA 术后住院时间均高于控制型糖尿病患者[51]。而控制糖尿病的关键在于严密监测及优化糖化血红蛋白（HbA1c）水平，严格控制围手术期血糖水平。对于HbA1c水平显著升高的患者应在调节控制血糖水平后再行TJA 治疗；在术后还需延续糖尿病治疗方案，以减少术后并发症和长期系统性糖尿病并发症的发生，提高TJA 患者满意度。

在今后的研究中，可将HbA1c作为连续变量，量化评估糖尿病患者术前HbA1c水平与TJA术后死亡、感染和翻修风险等并发症发生风险的相关性，对比分析控制型和非控制型糖尿病患者对TJA 术后影响的差异性；还可在未来研究设计中考虑糖尿病分型及分期，以期进一步探究糖尿病对TJA 术后影响的相关机制，制定更为精准的预防措施，减少糖尿病相关手术并发症的发生。