血清D-二聚体和炎症指标单独及联合检测对髋、膝关节置换术后假体周围感染的诊断价值

李向平，胡 淼，李勇军

[1.河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院)检验科，河南 郑州 450000；2.新乡医学院三全学院医学检验学院，河南 新乡 453003]

人工关节感染又称假体周围感染(periprosthetic joint infection,PJI)，是指关节假体及邻近组织的感染[1]。目前，PJI仍是全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)和全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)最具挑战性和破坏性的并发症之一[2]，其在初次THA后发病率为0.3%～2.9%，在初次TKA后发病率为0.9%～2.0%[3-4]。因此，早期准确诊断PJI具有重要意义。本研究旨在探讨血浆D-二聚体和炎症指标单独及联合应用对髋、膝关节置换术后PJI的诊断价值，以期为PJI的临床诊断提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2018年1月至2020年6月河南省洛阳正骨医院行髋、膝关节置换术的124例患者为研究对象。病例纳入标准：(1)行全膝或全髋关节置换术；(2)术后随访时间为1 a以上；(3)临床病历资料完整者。排除标准：(1)创伤、风湿类疾病、肿瘤等需行人工关节置换者；(2)合并其他部位感染者。根据初次人工髋、膝关节置换术后是否发生PJI或无菌性松动将患者分为无症状组(n=45)、无菌松动组(n=42)和PJI组(n=37)。无菌松动组患者诊断标准[5]：(1)人工关节置换术后假体无菌性松动，关节功能障碍和局部疼痛进行性加重，且疼痛程度与负重有着密切关系；(2)松动的假体周围存在直径>2 mm的透亮带。以美国肌肉与骨骼感染协会对PJI的定义为PJI组患者的诊断标准，并以此作为金标准[6]。无症状组患者是指初次人工髋、膝关节置换术后随访1 a以上假体未出现松动或感染。无症状组：男18例，女27例；年龄 40～79(63.53±8.31)岁。无菌松动组:男19例，女23例；年龄37～85(64.67±9.91)岁。PJI组:男17例，女20例；年龄37～83(64.86±10.55)岁。3组患者的性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究获得医院医学伦理委员会审批通过，患者及家属均签署知情同意书。

1.2 检测指标术前1 d采集所有患者清晨空腹外周静脉血并检测D-二聚体、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)和降钙素原(procalcitonin,PCT)、白细胞(white blood cell,WBC)水平。D-二聚体水平检测使用Stago Compact Max全自动血凝分析仪及配套试剂盒(天津斯塔高诊断技术有限公司)；ESR水平检测使用Vital Monitor-100全自动血沉仪(意大利Vital Diagnostincs公司)；CRP水平检测使用Sysmex AU5800全自动生物化学分析仪及配套试剂盒(西班牙Biosystems公司)；PCT水平检测使用罗氏COBAS e601电化学发光免疫分析仪及其配套试剂盒(上海罗氏诊断产品有限公司)；WBC水平检测使用Sysmex XE-5000全自动血液分析仪及配套试剂盒(无锡希森美康生物科技有限公司)。所有操作均严格按照仪器及试剂盒说明书进行。

2 结果

2.1 3组患者外周静脉血中D-二聚体、ESR、CRP、PCT和WBC水平比较无症状组和无菌松动组患者外周静脉血中D-二聚体、ESR和CRP水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。PJI组患者外周静脉血中D-二聚体、ESR、CRP水平均显著高于无症状组和无菌松动组，差异有统计学意义(P<0.05)。3组患者外周静脉血中PCT、WBC水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 3组患者外周静脉血中D-二聚体、ESR、CRP、PCT和WBC水平的比较

2.2 血清D-二聚体、ESR、CRP对髋、膝关节置换术后PJI的诊断效能外周静脉血中D-二聚体、ESR、CRP诊断髋、膝关节置换术后PJI的ROC曲线见图1。D-二聚体水平诊断髋、膝关节置换术后PJI的ROC曲线下面积(areaundercurve,AUC)为0.732(95%置信区间：0.620～0.844)，截断值为1.08 mg·L-1；ESR水平诊断髋、膝关节置换术后PJI的AUC为 0.848(95%置信区间：0.762～0.935)，截断值为 21 mm·h-1；CRP水平诊断髋、膝关节置换术后PJI的AUC为0.889(95%置信区间：0.762～0.935)，截断值为 8.7 mg·L-1。

图1 外周静脉血中D-二聚体、ESR、CRP诊断髋、膝关节置换术后PJI的ROC曲线

2.3 血清D-二聚体、ESR、CRP单独及联合检测对髋、膝关节置换术后PJI的诊断效能结果见表2。以D-二聚体>1.08 mg ·L-1、ESR>21 mm·h-1、CRP>8.7 mg·L-1作为阳性判定标准。D-二聚体、ESR、CRP单独及联合诊断髋、膝关节置换术后PJI的灵敏度比较差异均无统计学意义(P>0.05)。D-二聚体、ESR、CRP单独诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度比较差异无统计学意义(P>0.05)。D-二聚体+CRP、CRP+ESR、D-二聚体+ESR+CRP联合诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度比较差异无统计学意义(P>0.05)。D-二聚体+ESR、D-二聚体+CRP、CRP+ESR和 D-二聚体+ESR+CRP联合诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度显著高于D-二聚体、ESR、CRP单独诊断，差异均有统计学意义(P<0.05)。D-二聚体+ESR+CRP联合诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度显著高于D-二聚体+ESR，差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 血清D-二聚体、ESR、CRP单独及联合检测时对髋、膝关节置换术后PJI的诊断效能

3 讨论

PJI是人工关节置换术成功与否的重要影响因素[7]。PJI患者可表现为持续的关节置换部位窦道形成；置换部位持续引流；置换部位急性发作疼痛；置换后的持续慢性疼痛；关节置换术后无明显症状，间歇一定时间后出现关节置换部位疼痛。患者的临床表现差异较大给PJI的诊断带来困难，因此，获得准确和及时的PJI诊断指标至关重要。

关节周围组织及关节液细菌培养对PJI的诊断具有重要的价值，培养阳性可以诊断为PJI，但培养阴性不能排除PJI。此外，皮肤正常菌群如凝固酶阴性葡萄球菌、丙酸杆菌等会干扰对PJI的诊断[8]。因此，除了细菌培养外，国内外学者通过对炎症指标的研究，寻找PJI的炎症指标变化规律，以期对临床PJI的诊断提供依据。

目前尚未发现能够单独、准确诊断PJI的检测指标。CRP和ESR在PJI诊断中应用最广泛，肌肉与骨骼感染协会将CRP和ESR作为PJI诊断的次要标准。虽然PJI患者的CRP、ESR水平升高，但CRP、ESR水平升高也可发生在其他炎症反应中，此外，CRP水平也可能因先前使用抗生素而降低[9]。CRP和ESR对PJI诊断的截断值、灵敏度和特异度在不同的研究中也不尽相同[10]，CRP的灵敏度和特异度分别为74%～94%和20%～100%，ESR的灵敏度和特异度分别为42%～94%和 33%～87%；此外，如果ESR或CRP阳性被认为是感染的阈值，则诊断PJI的灵敏度可提高到97%，但特异度低至23%，这些因素使临床医生对ESR和CRP诊断PJI的满意度不高。近年来，研究者也在关注一些新的血清学指标，如肿瘤坏死因子、细胞间黏附分子-1、脂多糖结合蛋白、中性粒细胞表面标志物CD64、α-防御素等，有研究显示，有些指标在PJI诊断中的具有一定优势[10-12]，但尚缺乏大量临床数据支持，且这些指标的检测目前在临床上应用较少。

D-二聚体主要作为检测静脉血栓栓塞症的筛选试验指标。近年来，血清D-二聚体水平在预测败血症和细菌感染方面的作用备受关注[13]。WANG等[14]研究发现，感染性骨不连患者的血清D-二聚体水平显著高于无菌性骨不连患者；NADERPOUR 等[15]研究发现，D-二聚体水平在败血症患者发病期间显著升高，且D-二聚体已被用作脓毒症严重程度的标志物。国内外也有学者将D-二聚体与PJI联系起来，分析D-二聚体在PJI中的诊断价值。SHAHI等[16]研究发现，PJI患者的D-二聚体水平中位数1 110(243～8 487)mg·L-1明显高于无菌性松动患者的299(106～2 571)mg·L-1,血浆D-二聚体水平为850 mg·L-1是诊断PJI的最佳阈值，其灵敏度为89%，特异度为93%，优于ESR和CRP。而HUANG等[17]以D-二聚体>0.85 mg·L-1作为诊断PJI的最佳阈值时，其灵敏度和特异度与CRP和ESR比较差异无统计学意义。因此，D-二聚体水平是否对于PJI的诊断具有价值尚无定论。本研究结果显示，3组患者外周静脉血中PCT、WBC水平比较差异无统计学意义；PJI组患者外周静脉血中D-二聚体、ESR、CRP水平均显著高于无症状组和无菌松动组，这与SHAHI等[16]结论一致。国内外关于血浆D-二聚体与CRP、ESR两两联合和3项联合对PJI的诊断价值报道较少，本研究对此进行了评价。本研究结果显示，D-二聚体、ESR、CRP单独诊断髋、膝关节置换术后PJI的灵敏度和特异度比较差异均无统计学意义，这与HUANG等[18]研究结论一致。本研究结果显示，D-二聚体+ESR、D-二聚体+CRP、ESR+CRP和3项联合诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度显著高于D-二聚体、ESR、CRP单独检测；3项联合检测诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度显著高于D-二聚体+ESR联合检测，但与D-二聚体+CRP、CRP+ESR诊断髋、膝关节置换术后PJI的特异度比较差异无统计学意义，提示D-二聚体和CRP、ESR联合检测对髋、膝关节置换术后PJI的诊断价值较高。

综上所述，髋、膝关节置换术后PJI患者外周静脉血中的D-二聚体水平显著升高，但D-二聚体单独检测对于PJI的诊断价值不高；D-二聚体和CRP、ESR联合检测对髋、膝关节置换术后PJI的诊断价值较高。本研究的不足之处为样本数较少，未来可利用更多临床数据进行更深入的研究，以获得更全面、科学的结论。