骨科感染致病微生物的分布及其耐药性分析

张辉，王亚妮，夏文波，胡建强，崔艳香，刘洁，王颖

骨科感染致病微生物的分布及其耐药性分析

张辉1，王亚妮1，夏文波2，胡建强2，崔艳香3，刘洁1，王颖1

1.青岛大学公共卫生学院，山东青岛 266071；2.青岛市黄岛区中医医院骨伤一科，山东青岛 266500；3. 青岛市黄岛区中医医院检验科，山东青岛 266500

分析我国各地区骨科感染类疾病致病微生物的分布特点。检索万方数据、中国知网和维普自建库至2022年5月有关骨科感染类疾病致病微生物的文献，提取数据，分析导致该类感染的病原微生物的种类和耐药性特征。共纳入1997—2021年发表文献84篇，包含病例48 533例，分离病原微生物28 584株。其中，革兰阳性菌占47.19%，主要为金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和粪肠球菌；革兰阴性菌占51.31%，以铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和阴沟肠杆菌为主；真菌仅占1.50%，计429株。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin resistant，MRSA）和耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌的检出率分别为50%和76%，MRSA的检出率在国内六大地理区域间比较差异有统计学意义。骨科感染的主要致病微生物为革兰阴性菌，金黄色葡萄球菌在所有致病菌中居于首位。目前，临床上针对凝固酶阴性葡萄球菌、真菌和病毒等的检测和治疗亟待提高。

骨科；感染；病原微生物；病原学

据全球疾病负担统计数据显示，我国骨科创伤类疾病患者从1990年的2600万上升至2017年的6100万[1]。骨科创伤易引发感染，其临床表现因患者的个体差异而复杂多变，加之骨骼的结构特殊、病灶隐蔽，较难获得准确的病原学分析结果，治疗不及时易发展成为慢性感染，影响患处的运动功能，严重者可能致残甚至危及生命，因此准确的早期临床诊断是有效治疗骨科感染的关键[2]。目前，骨科感染主要依靠影像、生化检验、微生物实验室培养等多科室的综合诊断[3]；其中，微生物实验室检验是确定致病微生物种类的关键。因此全面掌握骨科感染类疾病的常见病原体种类、地域分布特征和抗生素耐药性等信息，对该类感染性疾病的临床诊断和治疗具有实际的参考价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

使用关键词（骨、关节、感染、病原体）在万方数据、中国知网和维普中文期刊数据库中进行文献检索。

1.2 文献纳入标准

①文献发表时间自建库至2022年5月；②文献报道对象为骨科感染类疾病患者；③文献包含病原微生物的检验结果，提供病原微生物的分离鉴定数据；④文献提供病原微生物的抗生素耐药性检测结果。

1.3 文献排除标准

①骨结核病例和糖尿病足病例的研究报道；②针对单一特定人群（如儿童或老年人）骨科感染的研究报道；③院内感染和术后感染的病例报道；④微生物培养检验或抗生素耐药性数据不完整；⑤无法获取全文；⑥重复发表的文献。

1.4 统计学方法

使用Excel 2016对纳入文献的患者基本信息、临床样本数量、样本的病原微生物检验结果和抗生素耐药性分析结果进行整理分析，使用RStudio对数据进行检验和Kruskal-Wallis检验分析。

2 结果

2.1 文献检索结果

共检索到161篇相关文献，依据纳入和排除标准，由3位作者进行独立阅读、互相交换检验以剔除不符合要求的文献。最终纳入84篇文献，发表时间为1997年9月至2021年12月。由于篇幅所限，所纳入文献不逐一列出，如有需要，请联系本文作者。

2.2 报道病例的基本信息

84篇文献来自我国24个省和直辖市，共报道骨科感染类疾病患者48 533例。河南、浙江和广东的报道病例数排名前三位，共计22篇文献，涉及病例或临床样本23 358例，占整个研究的48.13%，见表1。包含患者年龄信息的文献共46篇，患者年龄2～98岁；明确性别信息的13 740例患者（来自46篇文献）的男性和女性分别占68.46%和31.54%。

2.3 病原微生物的检测结果

上述48 533例患者共分离出28 584株致病微生物。其中，革兰阳性菌占47.19%，主要为金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和粪肠球菌等；革兰阴性菌占比51.31%，常见的有铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和阴沟肠杆菌等；真菌占比仅1.50%，其中231株未明确。金黄色葡萄球菌在所有病原微生物中占比最高（23.19%），共计6629株，见表2。

表2 临床分离病原微生物的分布和占比

84篇文献共报道3298株凝固酶阴性葡萄球菌，表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌和腐生葡萄球菌的分离数量排在前三位，其余尚有806株（24.44%）无明确的分类，见表3。

按照华东、华北、华中、华南、西南、西北六大地理区域（本研究纳入文献无东北地区）进行统计学分析，各区域报道的革兰阳性菌、革兰阴性菌和真菌的数量之间差异无统计学意义，在各个区域内革兰阳性菌和革兰阴性菌的报道数量之间差异也无统计学意义。此外，最主要致病菌金黄色葡萄球菌在六大地理区域中的报道数量也无统计学意义。

2.4 主要病原菌抗生素耐药性的检测结果

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin resistant，MRSA）的检出率为50%，耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌（methicillin resistant coagulase-negative，MRCNS）的检出率则为76%，未见有关两者对万古霉素的耐药性报道。革兰阴性菌铜绿假单胞菌对氨苄西林和亚胺培南的耐药率分别为83%和20%，而大肠埃希菌对这两类药物的耐药率分别为82%和4%，见图1。在除东北地区之外的六大区域中，MRSA的报道数量比较差异有统计学意义（=0.036），最高为华东地区，耐药检出率为65.42%（来自17篇文献），最低为华南地区，耐药检出率为37.81%（来自12篇文献）。MRCNS的报道数量在六个区域间无统计学意义。

3 讨论

感染是骨科疾病的常见并发症，除骨髓炎、化脓性关节炎和由人工假体引起的感染外，开放性创伤、软组织损伤和骨折等也易引发严重的骨科感染[2]。目前，我国针对骨科感染类疾病的报道大多来自个别医院或地区，国内多地区的综合性研究较为少见[4]。本研究在主要中文文献数据库中检索近20年来我国有关骨科感染的病原学报道，涵盖24个省和直辖市，分析其致病微生物的种类和分布特征。在此时间跨度中，临床治疗药物和耐药菌株不断变化，虽然较早的报道与目前的实际临床治疗存在差距，但本文的分析结果依然能够反映出该类疾病致病微生物的种类和临床用药的演进过程。

表3 凝固酶阴性葡萄球菌的分布和占比

图1 主要致病微生物的抗生素耐药性分析

A.MRSA的检出率；B.MRCNS的检出率；C.铜绿假单胞菌对氨苄西林耐药性的分布；D.铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药性的分布；E.大肠埃希菌对氨苄西林耐药性的分布；F.大肠埃希菌对亚胺培南耐药性的分布

注：MSSA为甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌；MSCNS为甲氧西林敏感的凝固酶阴性葡萄球菌

20世纪60年代，以金黄色葡萄球菌为代表的革兰阳性菌是导致骨科感染的主要病原菌，而近50年来则以大肠埃希菌、铜绿假单胞菌等革兰阴性菌为主，近年来高耐药的肠杆菌和不动杆菌的临床检出呈逐步上升趋势[5-6]。革兰阳性菌和阴性菌的相对比例在本文纳入的文献间有些许差异，按照地理区域进行统计分析时发现，除东北地区外，其余六大区域内及各大区域之间的革兰阳性菌和阴性菌的报道数量之间均无统计学意义。本研究结果显示革兰阴性菌高于阳性菌，占比51.31%，可能是由骨科临床治疗初期的经验性用药往往涵盖革兰阳性葡萄球菌的事实所致[4,7]。

与国内外的报道一致，本研究显示金黄色葡萄球菌是骨科感染的最主要致病菌，在全国六大区域之间的分布无统计学意义[6]。近年来，凝固酶阴性葡萄球菌引发的骨科感染类疾病逐渐增加，随着针对该类葡萄球菌相关研究的深入，特别是表皮葡萄球菌和溶血葡萄球菌作为医院感染的主要致病菌受到人们越来越多的关注[8-9]。国外研究报道中路邓葡萄球菌比例较高，但在国内临床样本中较少见，这与本研究中3298例凝固酶阴性葡萄球菌仅有3株路邓葡萄球菌的事实相吻合。表皮葡萄球菌是欧洲最常见的假体周围感染的致病菌，本研究中表皮葡萄球菌的报道数量在所有革兰阳性菌中仅次于金黄色葡萄球菌，与既往报道相一致[10-11]。值得注意的是，本研究有35篇文献报道的临床样本中检出凝固酶阴性葡萄球菌，但未列明判定此类细菌是致病菌还是污染的临床检验依据；此外，有24.44%的分离菌株没有鉴定到种，说明针对该类葡萄球菌的分离鉴定和致病性的研判尚不充分，有可能影响临床治疗的针对性。因此，在取样过程中严格遵守无菌操作以避免污染的同时，应提高凝固酶阴性葡萄球菌的分离检测效率，深化其致病机制的研究[7]。

目前，国内大部分医院的微生物实验室一般不进行厌氧微生物的培养鉴定，因此与国外报道相比，中文文献中缺乏有关厌氧微生物致骨科感染的研究报道[12]。此外，本研究收集的文献对真菌和病毒引发的骨科感染的报道极为有限，缺乏系统性研究，属于骨科感染类疾病病原学有待填补的领域。

在一项针对国内557家三级医院的2636株骨科分离致病菌的耐药性研究中，未发现耐万古霉素和利奈唑胺的葡萄球菌，而大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌则表现出较高的喹诺酮类药物耐受性[4]。在其他报道中，金黄色葡萄球菌对青霉素的耐药率达100%，大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌对氨苄西林和第一、二代头孢类药物的耐药率达100%[13]。本研究中无葡萄球菌耐受万古霉素的报道，其对亚胺培南的敏感性较高，革兰阴性菌对此两类药物的敏感性均较高，因此在临床治疗中仍具有理想的效果。在进行致病菌耐药性分析时发现，MRSA在全国六大区域的分布差异有统计学意义，这与各地区及医院临床使用抗生素的实际情况有关。一般情况下，在致病菌未明确时，临床治疗会采用广谱抗菌药物以覆盖常见的革兰阳性和阴性致病菌，再根据微生物实验室鉴定结果改用窄谱抗生素。骨科感染抗生素治疗的棘手问题是抗菌药物在患处难以达到理想浓度，而目前耐药菌尤其是多重耐药菌的比例连年升高，临床治疗中三代及以上头孢类药物、碳青霉烯类药物及联合用药（二联、三联）均相应增加[14-15]。因此，详尽的骨科感染类疾病的病原学统计分析可为临床合理用药提供有力支持，避免大剂量和长疗程经验用药，降低无目的的预防用药和联合用药，从而避免抗生素并发症和细菌耐药的发生，提高临床治疗效果。

最后需要指出的是，如果能将致病微生物的特点与患者的临床信息相结合，分析致病微生物与患者基本信息、基础疾病、临床表现、风险因素、抗生素治疗方案等的相关性，可对骨科感染类疾病的致病因素进行更为深入的探讨。中文文献在此方面还有很大的提升空间，为该类疾病的临床治疗和合理用药提供更有力的理论依据。

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Analysis of causative pathogens of orthopedic infections and antibiotic resistance

ZHANG Hui, WANG Yani, XIA Wenbo, HU Jianqiang, CUI Yanxiang, LIU Jie, WANG Ying

1.School of Public Health, Qingdao University, Qingdao 266071, Shandong, China; 2.Department of OrthopedicsⅠ, Traditional Chinese Medical Hospital of Huangdao District, Qingdao, Qingdao 266500, Shandong, China; 3.Department of Clinical Laboratory, Traditional Chinese Medical Hospital of Huangdao District, Qingdao, Qingdao 266500, Shandong, China

To analyze the characteristics and distribution of pathogens isolated from orthopedic patients reported by various regions in China.Literature on pathogenic microorganisms of orthopedic infectious diseases were retrieved from Wanfang data, CNKI and VIP from the self-built database to May 2022, and the data were extracted to analyze the types and drug resistance characteristics of pathogenic microorganisms causing such infections.A total of 84 articles published between 1997 and 2021 were selected, including 48 533 cases and 28 584 strains pathogenic microorganisms. Among them, Gram-positive bacteria accounted for 47.19%, mainly,and. Gram-negative bacteria took on 51.31% with,and. There were only 429 strains of fungi, accounting for 1.50%. The detection rates of methicillin resistant(MRSA) and methicillin resistant coagulase-negativewere 50% and 76%, respectively, of which MRSA exhibited statistical significance among six major geographical regions.ranks number one of all pathogens causing orthopedic infections, while Gram-negative bacteria are the most isolated from clinical specimens. The identification and treatment of coagulase-negative, fungi and viruses are in need of improvement for clinical practice.

Orthopedics; Infection; Pathogens; Etiology

R63

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.25.015

王颖，电子信箱：ywang0412@qdu.edu.cn

（2022–12–09）

（2023–08–15）