貪婪皮膚桿菌致人工肩關節置換術后感染1例并文獻復習

郭慶昕,曾慧意,郭超龍,莊智勇,郭金花,蔡麗龍,李炳鉆

(泉州市正骨醫院 1. 檢驗科; 2. 小兒骨科; 3. 手外科; 4. 關節科,福建 泉州 362000)

貪婪皮膚桿菌(Cutibacteriumavidum)舊稱貪婪丙酸桿菌(Propionibacteriumavidum),屬于放線菌綱丙酸桿菌目,是一種在厭氧環境中發酵乳糖為丙酸的革蘭陽性無芽孢桿菌。2016年Scholz等[1]提出了一個重要的分類學修訂,將皮膚微生物群中的所有丙酸桿菌物種歸為皮膚桿菌屬。通常認為該菌為皮膚正常共生菌,很少引起人類感染。近年來隨著基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜(MALDI-TOF)技術在微生物檢測中的應用,檢測人員對該菌的認識更為深入,其臨床分離率逐漸增加,大多數陽性標本來自血培養、瓣膜、骨、組織和植入物[2]。本文就某院診治的1例人工肩關節置換術后貪婪皮膚桿菌感染病例進行報告并文獻復習。

1 病歷資料

1.1 病史 患者女性,65歲,10個月前外傷致左肱骨近端骨折在當地醫院行“左肱骨頭假體置換術”,術后傷口愈合不良,伴滲出,左肩關節活動受限。既往“高血壓病”病史10余年,身體質量指數(BMI)為31.1 kg/m2。2022年12月9日就診某院,以“左肱骨頭假體置換術后伴感染”收治入院。

1.2 輔助檢查 X射線復查顯示左肱骨頭假體置換術后假體固定在位,周圍可見高密度骨水泥影填充,假體未見明顯松動,左肩關節位置對合良好;左肩關節骨質未見明顯異常,周圍軟組織稍腫脹。入院實驗室檢查:白細胞計數(WBC)3.36×109/L,血小板計數(PLT)89.00×109/L,葡萄糖測定(GLU)9.31 mmol/L,C反應蛋白(CRP)9.60 mg/L,紅細胞沉降率(ESR)50 mm/h。入院后采集2份竇道分泌物標本送微生物室培養,其中一份培養出表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis),另一份培養陰性。

1.3 診療過程 根據2018年費城人工關節假體周圍感染(PJI)共識[3],該病例符合人工肩關節置換術后感染。為更好地制定診療方案,2022年12月15日開展多學科聯合會診(MDT)。因患者先前已使用頭孢曲松1周,MDT認為竇道分泌物培養出表皮葡萄球菌無法作為感染證據,決定停用抗菌藥物兩周后,在彩超引導下穿刺關節液,先進行細菌培養,再根據培養結果制定手術方案。兩周后,患者于2022年12月29日再次就診,在彩超定位下多次穿刺僅吸出0.5 mL左右的血性穿刺液,易凝固,將穿刺液注入血培養瓶培養,同時將棉拭子探入竇道深部采集2份深部分泌物標本送檢。穿刺液培養7 d未見生長,而2份分泌物在培養第5天檢出淡黃色、β溶血的革蘭陽性桿菌。根據培養結果制定手術及微生物檢測方案,于2023年1月7日在全身麻醉下行“左肩關節感染擴創病灶清除術+假體取出術”。

1.4 微生物檢驗 術中采集從竇道到假體共6份組織,1份骨水泥及1份假體標本。組織/骨水泥標本:取1～2 g組織/骨水泥直接投入雙相血培養瓶培養;另取2份組織放入無菌生理鹽水充分振蕩后,用注射器吸取漂洗液注入厭氧血培養瓶。假體標本:取出的關節假體放入無菌容器,加入含0.5%二硫蘇糖醇(dithiothreitol, DTT)的PBS緩沖液[4],渦懸振蕩15 min,4 000 r/min離心10 min,棄上清,取沉渣分別接種于需氧、厭氧血培養瓶,并另取10 μL接種于血平板用于菌落計數。陽性血培養瓶轉血平板繼續培養3～4 d,可見淡黃色、β溶血的菌落和灰白色不溶血中等菌落,見圖1A;CAMP試驗陽性見圖1B。經MALDI-TOF分別鑒定為貪婪皮膚桿菌和表皮葡萄球菌,見表1。貪婪皮膚桿菌提取核酸送上海生工進行16S rRNA測序,登陸NCBI比對,結果與貪婪皮膚桿菌ATCC 25577 DSM 4901 16S rRNA一致。

表1 患者標本微生物培養結果

注:A為假體DTT液10 μL需氧培養4 d;B為CAMP試驗需氧培養2 d。

采用紙片擴散法(K-B法)對本例分離的貪婪皮膚桿菌進行藥物敏感性(藥敏)試驗,結果判讀參照歐盟藥敏試驗標準委員會(EUCAST) v 13.0中痤瘡皮膚桿菌的標準執行,結果顯示該菌對克林霉素、紅霉素耐藥,對青霉素、萬古霉素和美羅培南敏感。表皮葡萄球菌采用bioMérieux VITEK 2 Compact及配套試劑進行藥敏試驗,并參照美國臨床實驗室標準化協會(CLSI)M100判讀,顯示其對苯唑西林、青霉素、環丙沙星、左氧氟沙星和莫西沙星耐藥,對紅霉素、克林霉素、慶大霉素、利福平、四環素、萬古霉素和利奈唑胺敏感。

1.5 預后 術后予頭孢唑林抗感染治療,經積極治療后相關指標明顯好轉,1周后根據兩種菌藥敏試驗結果,調整為萬古霉素+利福平繼續抗感染治療,于2023年1月18日出院,改用頭孢克洛緩釋片聯合利福平繼續抗感染治療。術后4個月復查,患者傷口愈合良好,血清標志物正常。

2 文獻復習

應用NoteExpress軟件,以“貪婪丙酸桿菌”“貪婪皮膚桿菌”“人工關節假體感染”檢索中國知網、萬方數據庫及維普數據庫,以“Cutibacteriumavidum”“Propionibacteriumavidum”“periprosthetic joint infection”檢索PubMed數據庫,共檢索到25篇文獻,經篩選共8篇文獻與本研究主題相符,其中4篇涉及病例分析[5-8],2篇為感染控制研究[9-10],1篇為檢測方法的改進[11],1篇為手術方式的隊列研究[12]。

2.1 貪婪皮膚桿菌PJI患者臨床特征分析 共研究30例病例,29例(96.7%)表現為疼痛,13例(43.3%)有瘺/膿腫形成,僅5例(16.7%)有發熱,BMI≥30 kg/m2的患者22例(73.3%),人工肩關節假體感染2例(6.67%),人工髖關節假體感染28例(93.3%),其中22例(78.6%)的人工髖關節假體置換手術方式采用直接前入路(DAA),見表2。一篇關于人工關節手術路徑的隊列研究[12]顯示,72例PJI病原學分布中有9例髖關節術后確診為貪婪皮膚桿菌感染,8例手術方式為DAA,僅1例為側入路。

表2 30例貪婪皮膚桿菌PJI患者的臨床特征分析

PJI的治療包括外科治療和抗菌藥物治療等,29例(96.7%)患者采用外科手術治療,僅1例患者單純抗菌藥物治療。不同研究外科治療方案差異較大:Zeller等[6]的研究中14例患者進行了一期置換,僅1例進行了二期置換;另外三項研究[5,7-8]中一期置換僅2例,二期置換7例,清創-抗菌藥物-沖洗-保留(DAIR)方案(包括部分置換假體)5例。PJI抗菌藥物治療一般分為兩個階段,即住院期間的靜脈治療和出院的口服治療。見表2。

2.2 貪婪皮膚桿菌PJI患者實驗室檢查結果 共15例病例有相對完整的實驗室檢查結果。病例1～12來源于文獻[7],病例13來源于文獻[8],病例14、15來源于文獻[5],病例16來源于本研究。血清CRP中位數62.7(15.2～119) mg/L,ESR中位數54(37～82) mm/h,關節液WBC中位數48 800(3 800～24 800)/μL,關節液培養陽性率71.4%,組織培養陽性率93.8%,關節假體超聲裂解液培養陽性率83.3%,同時有7例合并其他細菌感染,見表3。

表3 16例貪婪皮膚桿菌引起的PJI患者實驗室檢查結果分析

2.3 貪婪皮膚桿菌PJI醫院感染防控 共2篇文獻涉及貪婪皮膚桿菌PJI醫院感染防控研究。B?ni等[9]對初次接受髖關節置換術患者的腹股溝、大腿前部和外側的皮膚刮拭,并采用厭氧培養檢測皮膚桿菌,32.3%的患者有貪婪皮膚桿菌定植,腹股溝(16例,24.6%)高于大腿前側(5例,7.7%,P=0.009)與外側(6例,9.2%,P=0.019),貪婪皮膚桿菌定植者的BMI(30.1 kg/m2)高于非定植者(25.6 kg/m2,P=0.019)。另一項單中心的前瞻性研究[10]共納入60例髖關節置換術患者,術前經抗菌藥物預防使用和三次皮膚消毒后采集真皮進行微生物學培養及貪婪皮膚桿菌熒光原位雜交(FISH),結果顯示51例(85.0%)患者皮膚上仍有各種細菌定植,12例(20.0%)患者仍有貪婪皮膚桿菌定植,提示標準的皮膚消毒并不能完全消除貪婪皮膚桿菌定植,髖關節置換術仍有感染風險。

3 討論

貪婪皮膚桿菌主要分布于油性和皮脂腺豐富的區域,如腹股溝、腋窩、鼻溝、直腸等,肥胖患者皮脂腺更為發達,加上有大量皮膚褶皺,更易于皮膚桿菌定植。近年來,經DAA行全髖關節置換術,能保留更多的組織,更安全可靠,已成為常見的手術路徑[13]。有研究[9]表明,貪婪皮膚桿菌在腹股溝與大腿前側或外側的真皮微生物定植模式不同,在腹股溝的皮膚定植有明顯的“肥胖現象”。另一項研究[12]表明,髖關節置換術(THA)中皮膚切口的定位可能影響PJI的微生物譜和耐藥模式,與側向入路相比,DAA患者更容易感染貪婪皮膚桿菌?，F有的皮膚消毒及抗菌藥物預防方案,不能完全消除腹股溝區域真皮內的貪婪皮膚桿菌[10]。因此,對皮膚消毒方案進行有效評估,以減少手術部位貪婪皮膚桿菌污染是預防其引起PJI的重要措施。

貪婪皮膚桿菌引起的PJI患者臨床表現不典型,最常見為疼痛,其次是形成竇道,發熱相對少見。與痤瘡皮膚桿菌引起的PJI不同,貪婪皮膚桿菌引起的慢性感染多見于肥胖(BMI>30 kg/m2)患者THA術后兩年內[6]。影像學檢查無特異性,外周血WBC大多數正常,CRP和ESR升高不明顯且缺乏特異性,而關節液培養陽性率達71.4%。貪婪皮膚桿菌雖然歸屬厭氧菌范疇,但其在分離培養中表現出很強的耐氧性,在含有血液的培養基或營養豐富的液體培養中生長良好[14],3～5 d可以形成明顯的菌落,加上明顯的β溶血,不容易被忽略,因此關節液培養是術前診斷貪婪皮膚桿菌引起PJI的有效方法。本例為左肩關節PJI,雖然在超聲引導下穿刺,但未穿刺出合格的關節液(疑為穿刺出血),不過深部的竇道分泌物培養出貪婪皮膚桿菌,為術中微生物培養方案的制定提供了重要參考。術中從竇道由外向內共取8份標本,進行10份獨立的微生物檢測(7份為需氧、3份為厭氧),不管是需氧還是厭氧培養均培養出貪婪皮膚桿菌,還有4份同時培養出表皮葡萄球菌。傳統鑒定方法主要根據菌落形態、鏡下形態、β溶血、CAMP形成及硝酸鹽還原試驗等。近年來MALDI-TOF技術應用于臨床微生物鑒定,使該菌的鑒定十分便捷[2]。本病例分離菌通過MALDI-TOF鑒定,并經16S rRNA測序技術確認,證實為貪婪皮膚桿菌。肩部手術中分離出的痤瘡皮膚桿菌存在較大的污染風險[15],然而本文所納入的文獻中的臨床病例顯示,術前關節液培養出的貪婪皮膚桿菌,在手術中取出的組織或假體標本中得到了證實,是導致PJI感染的真正病原體。

貪婪皮膚桿菌對β-內酰胺類、克林霉素、利福平、萬古霉素和達托霉素等抗菌藥物高度敏感,對甲硝唑天然耐藥,美國感染病學會[16]推薦以青霉素或頭孢曲松作為首選治療方案,萬古霉素或克林霉素作為替代治療方案,但近年來克林霉素耐藥性增加[17],因此,選擇克林霉素單藥時應謹慎。大部分皮膚桿菌攜帶編碼生物膜的基因,體內外試驗表明利福平有利于皮膚桿菌生物膜的溶解,增加其他抗菌藥物的抗菌活性[7],但Bayston等[18]比較了39例接受利福平聯合治療的患者和21例未接受利福平治療的患者,發現結果沒有差異。Achermann等[7]的研究中,接受初始DAIR手術或單獨使用抗菌藥物治療的患者治療均失敗,需對假體進行二期翻修,并獲得良好的臨床結局;Zeller等[6]的研究首先進行關節穿刺微生物培養,確定為該菌感染后進行針對性抗菌藥物治療,并根據治療效果候選一期置換的病例,這種手術策略也取得了良好的效果。

綜上所述,貪婪皮膚桿菌引起的PJI常見于肥胖且采用DAA的THA患者,少數病例也見于人工肩關節置換術后。術前受累關節穿刺微生物培養敏感性較高,可為手術策略與抗感染方案的制定提供重要依據。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。