关节液AD⁃1、CRP 及sTREM⁃1 在全髋关节置换术后假体周围感染中的诊断价值

邓怀利 雷碧涛 张颖

随着外科手术和假体技术的显著发展，全关节置换术（Total hip arthroplasty，THA）在过去近十年的临床应用数量逐年递增，并且预计未来还会进一步增加［1］。而假体周围关节感染（periprosthetic joint in⁃fection，PJI）仍然是THA 的主要并发症之一，对THA患者术后恢复造成巨大干扰，可导致肢体丧失甚至死亡。据报道［2⁃3］，THA 术后的PJI 发生率为0.7%～2.4%，占初次THA 失败的15%，占THA 术后翻修失败的25%。既往研究表明［4］，PJI 的诊断和治疗非常复杂以及具有挑战性，且常常延误。多种血清学标志物应用于PJI 的诊断，但普遍缺乏特异性，无法形成统一的金标准。临床研究认为［5］，与血清生物标记物和其他现有检测方法相比，对感染关节滑液中生物标志物进行直接检测可能对PJI 的诊断更为可靠和准确。因此，本研究通过对比是否发生PJI的两组的关节液α 防御素⁃1（α⁃defensin⁃1，AD⁃1）、C⁃反应蛋白（C⁃reactive protein，CRP）及可溶性细胞间黏附分子⁃1（soluble intercellular adhesion molecule⁃1，sICAM⁃1）的表达差异，探讨其在THA患者术后PJI诊断中的临床应用价值。现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2016 年8 月至2022 年5 月期间于富顺县中医医院就诊的初次接受THA 患者122 例为研究对象。其中男65 例，女57 例，平均年龄（67.25±4.81）岁。纳入标准：出现疑似PJI 的临床适应症包括关节疼痛、持续肿胀、渗出、关节活动受限、发热或不适，或者血清血沉（Erythrocyte sedimentation rate，ESR）或CRP 升高需行关节腔穿刺术抽取关节液鉴定关节是否感染的患者。排除标准：①术后4 周内出现急性PJI；②存在其他感染和自身免疫性疾病；③未抽取足量检测关节液（>2 mL）；④临床资料和实验室检测结果不完整者。根据2013 年美国肌肉骨骼感染学会（MusculoSkeletal infection Society，MSIS）的PJI 诊断标准［6］，将122例THA 患者分为PJI 组（37 例）和非PJI 组（85例）。两组的性别、年龄、BMI 等一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。所有纳入对象或家属均知情同意并自愿签署知情同意书。本研究获得本院临床伦理委员会审核批准。

1.2 检测方法

以常规穿刺术获取的关节液1 mL 按照3 500 rpm/min 低速离心5 min，离心半径为8 cm 分离关节液细胞和上清液。利用Multiskan FC 型全自动酶标仪（美国Thermo Fisher），按照ELISA 检测试剂盒（上海科顺生物科技有限公司）的操作说明，检测AD⁃1（货号：KS14425）、CRP（货号：KS12458）及sICAM⁃1（货号：KS13148）的蛋白表达。

1.3 PJI 诊断

按照2013 年修订的MSIS 标准［7］，满足2 个主要标准中的一个或者5 个次要标准中三个即判定未PJI。主要标准：①假体存在引流窦道；②2 个假体周围组织或关节液培养出同一阳性培养物。次要标准：①ESR）升高（>30 mm/h）和CRP 升高（>10 mg/L）；②关节液白细胞计数升高（<3000 个细胞/mL）或白细胞酯酶试验阳性（++）；③多形核中性粒细胞百分比升高（慢性>80%）；④单一组织或关节液病原物培养阳性；⑤病理学组织阳性，即5 个高倍镜（×400）下中性粒细胞数>5 个。

1.4 统计学方法

以SPSS 19.0 软件进行数据统计分析。计数资料以n（%）表示，行χ2检验；符合正态分布的定量资料以（）表示，行t检验；呈非正态分布的定量资料以中位数（四分位数）进行描述，采用Mann⁃Whitney U 检验。绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 指标的诊断价值，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 指标水平比较

PJI 组的THA 患者关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 的表达水平明显高于非PJI 组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

表1 两组间关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 水平比较［M（Q）］Table 1 Comparison of AD⁃1，CRP and sICAM⁃1 levels in joint fluid between two groups of THA patients［M（Q）］

2.2 关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 指标对THA患者术后PJI 的诊断价值

绘制ROC 曲线结果显示，关节液AD⁃1、CRP及sICAM⁃1 指标诊断THA 患者术后PJI 的ROC 曲线下面积（AUC 值）分别为0.827、0.825 和0.764。利用Logistic 建立AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 指标联合诊断THA 患者术后PJI 的模型：F=-7.991+0.014×AD⁃1+0.006×CRP+0.033×sICAM⁃1，结果显示三个指标联合检测PJI 的AUC 值为0.927（95%CI：0.867～0.987）。提示相比单独检测关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 指标，三者联合检测的诊断效能明显进一步提升，差异有统计学意义（Z=3.881，4.083，5.358，P<0.05）。见表2、图1。

图1 ROC 曲线Figure 1 ROC curve

表2 关节液各指标对THA 患者术后PJI 的诊断ROC曲线参数Table 2 ROC curve parameters of postoperative PJI of THA patients evaluated by various indicators of joint fluid

通过对ROC 曲线参数进行分析计算各指标的约登指数，确定关节液各指标的最佳截断值（Cut⁃off 值）分别为AD⁃1>117.12 μg/L、CRP>33.36 mg/L 和sICAM⁃1>614.99 ng/L 时，灵敏度和特异度最优。三者联合检测的约登指数最大，灵敏度和特异度分别为86.49%和100.00%时，联合检测THA 患者术后PJI 的诊断准确度最高为95.90%，明显高于AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 指标单独检测的准确度，差异有统计学意义（χ2=3.112，2.587，P<0.05）。见表3。

表3 关节液各指标在THA 患者术后PJI 中的诊断效能比较Table 3 Comparison of diagnostic efficacy of various indicators of joint fluid in postoperative PJI of THA patients

3 讨论

近年来，关节液中的相关生物标志物变化水平在PJI 诊断中的作用备受关注，包括关节液AD⁃1、CRP］等多种关节液生物标志物已被评估并应用于关节置换术后感染患者的诊断［7］。相比血清生物标记物，直接检测可能感染关节中的关节液相关生物标志物可能为复杂的PJI 诊断带来新的突破。而本研究结果显示，THA 术后发生PJI 患者的患侧关节中关节液AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 的表达水平相比未发生PJI 的THA 患者明显升高。提示上述关节液中的各指标对于THA 患者的PJI 诊断可能是一种有效的诊断工具。

AD⁃1 是一种由中性粒细胞分泌的抗菌肽，在感染关节中可发挥抑制关节液病原体的广谱抗菌作用。多项研究表明［8⁃9］，在所有关节液生物标记物中，关节液α⁃防御素是最有前途的，对PJI 的诊断优势比最高。Wyatt 等［10］在一项系统综述和荟萃分析中证明，AD⁃1 具有非常高的综合诊断效能，敏感性和特异性分别高达100%和96%，明显优于白细胞酯酶试验。本研究结果发现，关节液AD⁃1 诊断PJI的准确率高达90.98%，高于同样在关节液中的CRP（88.52%）和sICAM⁃1（68.03%）。提示关节液AD⁃1对于HA 患者的PJI 诊断具有极好的准确性。

CRP 是一种急性时相蛋白，长期以来一直作为全身感染的标志物在血清中检测。然而，由于在多种炎症条件下均可观察到血清CRP 水平的升高，因此，血清CRP 对于局部感染的诊断是非特异性的。Parvizi 等［11］首次通过关节液CRP 诊断研究证明，与血清CRP 相比，关节液相应生物标记物在诊断PJI 方面更准确。Baker 等［12］研究发现，关节液CRP 对PJI 的诊断灵敏度和特异性分别为74.7%和97.8%，是诊断PJI 的有力辅助诊断指标。本研究结果也证明，关节液CRP 单独诊断PJI 的灵敏度为64.86%，特异度为98.82%，诊断准确度仅次于AD⁃1。Stone 等［13］进一步研究证明，关节液CRP 联合AD⁃1 对PJI 的诊断具有很高的敏感性，但存在金属病时可能产生假阳性，而存在低毒性菌时可能产生假阴性。当关节液CRP 和AD⁃1 检测均呈阳性时，诊断PJI 的特异性非常高。

此外，本研究还发现，在THA 术后PJI 患者中的关节液sICAM 显著升高，应用其诊断PJI 具有较高的诊断效能，是评估感染的敏感性指标。sICAM⁃l 是一种可溶性膜糖蛋白，在白细胞迁移和激活中起着关键作用，并被广泛用于感染和/或败血症的诊断和评估［14］。而Worthington 等［15］研究表明，血清降钙素原、sICAM⁃l 以及IL⁃6 可作为全关节假体翻修术中感染的预测因子，三者联合检测用于区分人工关节的脓毒性感染和无菌性松动。而本研究结果显示，AD⁃1、CRP 及sICAM⁃1 三者联合检测在THA 患者术后PJI 的诊断中相比三指标的单独检测具有最优的诊断价值，可为临床诊断THA 术后PJI 提供重要依据。

综上所述，本研究结果显示关节液生物标志物在THA 患者术后PJI 诊断中已表现出令人鼓舞的成果，应作为关节液白细胞计数和病原菌培养鉴定PJI 的辅助诊断手段。而关节液AD⁃1、CRP及sICAM⁃1 的联合检测结果相比相关关节液指标单独检测更准确，上述发现支持将此三者联合检测手段用作PJI 的辅助评估。