骨科关节镜手术手术部位感染聚集的流行病学调查

杨剑税，闵琦芬

(常州市肿瘤医院感染管理科，江苏 常州 213032)

手术部位感染(surgical site infection, SSI)是医院感染目标性监测的重点内容。关节镜手术是一种微创手术，操作者可通过微小切口将透镜金属管插入关节腔，将关节腔内部结构投射到监视器上，从而掌握关节腔内的病变情况，处理病变部位。既往文献[1-3]报道关节镜手术术后SSI的年发病率约为1.4‰～18.0‰，尽管发病率较低，但一旦感染，患者再入院、再手术概率增加，切口愈合延缓，医疗负担增加[4-6]。铜绿假单胞菌属于革兰阴性杆菌，广泛存在于外界环境，尤其是潮湿环境，也可定植于人体皮肤表面、呼吸道和消化道等部位，属于条件致病菌[7]，当机体抵抗力下降或接受某些侵入性、创伤性操作后，可导致其感染概率增加[8]，引起呼吸道感染、尿路感染、败血症、SSI等。铜绿假单胞菌是SSI的致病菌之一[9]，定植通常先于感染，可通过污染的皮肤黏膜、手术器械、植入物等侵犯器官腔隙，引起SSI。铜绿假单胞菌易在细菌外层形成生物被膜，发挥屏障功能，产生免疫豁免，甚至导致细菌耐药，诱发持续性感染[10-12]。近年来，铜绿假单胞菌引起的关节镜术后SSI散发或聚集性事件屡见不鲜[13-15]，流行病学和循证医学在此类事件的调查和控制中发挥了重要作用。目前国内已形成成熟的感染聚集流行病学调查体系[16-17]，为医院感染防控提供了标准操作规程(standard operation procedure, SOP)。2020年10月29日，某三级医院骨科病区反映近期关节镜术后出现3例SSI病例，且切口部位分泌物均分离出铜绿假单胞菌，立即请求给予医院感染防控指导。感染管理科立即展开流行病学调查，并采取针对性干预措施，未再出现相关感染病例，现将调查过程和干预结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 通过众智医院感染预防与控制全流程管理系统获取某三级医院2020年9月1日—10月31日3例骨关节镜手术后发生SSI的患者临床信息，包括年龄、性别、床号、房间号、手术时间、手术器械、手术医生、切口感染时间等。

1.2 判定标准 按照2001年国家卫生部颁布的《医院感染诊断标准(试行)》[18]进行SSI诊断。

1.3 细菌鉴定和药敏试验 使用BD Phoenix100全自动微生物分析仪进行菌种鉴定和药物敏感性试验，采用Kirby-Bauer纸片扩散法对药敏结果进行补充和验证，药敏试验结果按照美国临床和实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute, CLSI)2020年制定的标准[19]判定。

1.4 流行病学调查 成立流行病学调查小组，通过众智医院感染预防与控制全流程管理系统获取相关资料，并结合现场调查，核实感染病例及其基本信息、手术医生等，分析病例的三间(时间、地点、人群)分布特征。采集环境物体表面、卫生手、手术器械等部位标本分析铜绿假单胞菌来源，按照标本的实验室结果进行干预，追踪评价干预效果。

1.4.1 病例搜索 通过众智医院感染预防与控制全流程管理系统对该医院骨科病区进行病例搜索，时间范围为2020年9月1日—10月31日，查询骨科病区行关节镜手术的病例。

1.4.2 病例对照研究 利用病例对照研究的方法，将3例关节镜术后SSI的患者作为病例组，通过众智医院感染预防与控制全流程管理系统匹配对照组病例。匹配条件：性别相同，年龄±10岁，手术类型为骨科Ⅰ类切口手术，手术等级为四级，手术日期为2020年9—10月。匹配原则：以感染病例的手术日期为起点，由近及远逐一匹配，按照1∶4匹配，达到数量匹配结束，共匹配对照病例16例。

1.4.3 环境卫生学采样 手卫生采样：使用浸有复方中和剂的一次性棉签在双手指曲面从指跟到指端往返涂擦，折去操作者接触部分后投入采样管。环境物体表面采样：使用一次性无菌棉签蘸取无菌生理盐水，对高频接触的环境物体表面(包括门把手、床栏、床头柜、导联线、监护仪按钮、水池出入口等)进行采样。关节镜手术器械采样：鞘卡(见图1)管腔充分摩擦后，一端倒入生理盐水，另一端收集入采样管内；关节镜其他器械采样同环境物体表面采样方法。所有批次的采样均设置阴性对照，标本采集后30 min内送至实验室，充分震荡后，接种于无菌平皿，进行目标微生物检测。

图1 关节镜鞘卡图片

1.5 统计分析 应用Excel 2010对数据进行整理和汇总，应用SPSS 25.0软件进行统计分析。不同组间SSI发病率比较采用似然比χ2检验或Fisher确切概率法。P≤0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 流行病学调查

2.1.1 感染病例基本信息 2020年9月1日—10月31日3例患者关节镜术后发生SSI，其中2例因SSI再入院，1例在住院期间发生，发生时间均在术后2～3周。主要临床表现为：切口局部皮肤红肿，皮温相对较高，按压疼痛，有不同程度的渗液、脓液，切口分泌物及关节穿刺液培养均为铜绿假单胞菌，符合SSI的判定标准。3例关节镜手术患者中男性1例，女性2例，年龄62～69岁，均合并基础疾病。手术日期分别为2020年9月4日、9月10日、10月15日，A、B医生参加了所有手术，C医生参加了2台，D医生参加了1台。见表1。药敏试验结果显示3例患者切口分泌物分离的铜绿假单胞菌对测试的抗菌药物哌拉西林/他唑巴坦、头孢他啶、头孢吡肟、氨曲南、亚胺培南、美罗培南、庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、左氧氟沙星、环丙沙星均敏感，药敏谱表型基本一致。

表1 3例关节镜术后SSI患者基本信息

2.1.2 时间分布 2020年9—10月3例关节镜术后SSI患者，感染时间距离较近。相比2019年同期及2020年其他月份，2020年该时间段关节镜手术后SSI发病率明显升高(均0 VS 25.00%)。

2.1.3 空间分布 3例SSI患者分别为27、29、31床，其中29、31床在同一个房间，27床在隔壁房间，相距较近，具体床位分布见图2。

图2 3例关节镜术后SSI患者床位分布

2.1.4 人群分布 2020年9—10月开展骨科关节镜手术共12例，3例发生SSI；同期开展非关节镜手术的其他清洁切口手术244例，1例发生SSI；关节镜手术患者术后SSI发生率高于非关节镜手术患者(P<0.001)。A、B、C、D医生参与手术75例，4例发生SSI；其余医生参与手术181例，均未发生SSI；A、B、C、D医生涉及的手术术后SSI发生率高于其他医生(似然比χ2=9.976，P=0.002)。本院共两套关节镜手术器械，编为1号和2号。其中使用1号关节镜手术器械的手术4台，3例SSI；使用2号关节镜手术器械的手术8台，未发生SSI；使用1号关节镜手术器械术后SSI发生率高于2号关节镜手术器械(P<0.001)。

2.1.5 病例对照研究 基于流行病学调查结果，将1号关节镜手术器械、26～31床和A、B、C、D医生分别作为危险因素进行病例对照研究，发现1号关节镜手术器械(P=0.009)和A、B医生(P值分别为0.011、0.033)是本次感染聚集事件的危险因素。见表2。

表2 关节镜手术术后SSI的危险因素分析

2.1.6 环境卫生学采样 共采集标本99份，其中医生卫生手15份，环境物体表面48份，1号关节镜手术器械(低温等离子灭菌或高温高压灭菌后)36份。过氧化氢低温等离子灭菌后的1号关节镜鞘卡管腔冲洗液培养出铜绿假单胞菌，与患者切口分泌物分离的铜绿假单胞菌两者药敏结果一致。高温高压灭菌后的1号关节镜鞘卡管腔冲洗液、医生卫生手和环境物体表面标本均未分离出铜绿假单胞菌。

2.2 防控措施评价 在未查明感染源的情况下，立即暂停关节镜手术，暂时取消A、B、C、D医生手术排班。在感染管理科流行病学调查结束后，将关节镜鞘卡等非精密器械的灭菌方式改成高温高压灭菌，于11月6日恢复关节镜手术和4位医生手术排班，至12月8日共开展7台关节镜手术，分别在1个月后对患者进行随访，未再出现SSI病例，证实感染防控措施有效。

3 讨论

2020年9—10月该三级医院骨科短期内出现3例关节镜术后SSI病例，高于历年同期和该年的正常SSI发病率水平，且切口分泌物均分离到铜绿假单胞菌，符合感染聚集性事件的定义。医院感染管理科立即介入，开展流行病学调查。通过数据收集、统计分析、标本采集等流程，分析传染源及传播途径，并采取有效感染控制措施，未再出现SSI病例。

本次流行病学调查分析SSI聚集事件的时间、空间、人群分布，发现3例SSI均使用了1号关节镜手术器械，涉及的4位医生在该时间段内SSI发生率普遍高于其他医生，且床位在相邻较近的26～31床，因此，选择1号关节镜手术器械、26～31床和A、B、C、D医生分别作为危险因素进行病例对照研究。初步发现1号关节镜手术器械和A、B医生是本次感染聚集事件的危险因素，最后根据标本采集和病原学鉴定发现，污染的关节镜鞘卡可能是本次聚集性事件的重要感染源。

关节镜鞘卡是一类中空、细长的管腔类金属器械，长约20 cm，直径约5 mm，两端开口。管腔内容易残留组织，且不易清洗。研究[20]发现，采用冲洗方式清洗曲卡管腔，内镜下仍然能发现附着在内壁上的残留组织，这些组织残渣为细菌的生长和繁殖提供了良好的生物基质。管腔内组织碎片同时也成为了细菌的避难所，导致消毒或者灭菌效率降低，甚至无效[21]。病原菌可通过污染的鞘卡管腔进入关节间隙，引起机会性感染，可能是导致感染聚集的生物学基础之一。此外，铜绿假单胞菌形成的生物膜可能是导致本次感染聚集事件的另一个重要生物学基础。铜绿假单胞菌普遍存在于环境中，在潮湿环境中尤甚，由此菌引起的SSI占所有SSI的10%～15%[22]，是SSI重要的致病菌之一。铜绿假单胞菌具有鞭毛，可通过泳动在介质表面聚集黏附，并分泌胞外多糖等基质将自身包裹，形成蘑菇状立体结构，即生物被膜[23]，为适应外界环境提供了良好的防御机制，增加了细菌在应激状态下存活概率。有文献[24]报道低温等离子灭菌未成功灭活生物膜的案例。低温等离子灭菌是通过高频的电场作用，在灭菌容器中形成均匀的等离子场，释放等离子体的同时产生紫外线，能使微生物、蛋白质、核酸等生命物质发生氧化，击穿细胞外壁，迅速达到灭菌效果。灭菌失败可能与下列因素有关：一方面是低温等离子灭菌器未能形成足够能量的等离子场；另一方面是生物膜的特性，生物膜胞外基质具备较强的防渗透能力，而且胞内细菌长期缺乏营养物质，部分转化为休眠菌，具备较强的应激潜能[25]。本起SSI事件可能是因生物膜形成，其内部包裹的致病菌获得了天然屏障，低温等离子灭菌产生的能量未能完全击穿被膜，引起灭菌失败。通过手术操作中挤压和摩擦等操作，生物膜内的致病菌被释放，进入关节腔后引发SSI。

关节镜鞘卡管腔内一旦形成生物膜，通过肉眼难以发现，甚至污染的关节镜鞘卡经过低温等离子灭菌后，生物监测指示卡也未曾出现异常。截至目前，国家相关规范也从未提及须对灭菌后的手术器械进行常规监测。在本次感染聚集事件报告之初，医院感染管理科也曾尝试管腔淋洗的采样方式，但未培养出细菌。因此，这种污染是相当隐蔽的。通过文献复习，优化了曲卡管腔的采样方式，模拟手术操作在其内壁充分摩擦后进行淋洗和收集，最终分离到铜绿假单胞菌，且药敏结果与患者切口分泌物中分离到的铜绿假单胞菌相同。在确定感染源后，供应室加强了关节镜鞘卡清洗的工作，采用热力高压灭菌替代了原先的低温等离子灭菌。微生物监测合格后恢复关节镜手术，1个月未再出现SSI病例。根据2016年国家卫生与计划生育委员会在《医院感染暴发控制指南》[26]中相关表述，在超过感染性疾病最长潜伏期的时间后1周内无新发感染病例出现或发病率恢复到医院感染暴发前的平均水平，说明采取的感染控制措施有效。

本次研究分析了关节镜术后SSI的原因，可能是鞘卡管腔灭菌失败，但存在一定的局限性。本次研究缺少直接证据证实铜绿假单胞菌来自同一感染源和排除清洗质量问题，也未验证生物膜的存在，主要受限于专业设备和技术的缺乏，但是本次研究希望能给类似感染事件的调查提供思路和借鉴。目前，医院感染暴发监测主要通过分析感染发生率增加获得线索，存在明显的滞后性。临床科室是发现感染聚集事件的“哨点”，临床医务人员须提高此类事件的敏锐度，及时吹哨，主动上报，加强感染控制、微生物、临床与护理等科室的团队协作，将感染暴发遏制在萌芽状态。此外，患者出院后SSI发病率资料难以获得，普遍存在失访情况，易造成暴发监测的缺失。因此，医疗机构应加强手术患者SSI的随访工作。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。