骨折相關性感染（fracture-relatedinfection,FRI）的發(fā)生與骨折的部位，骨折的嚴重性，伴隨損傷的程度和患者的生理特性等密切相關。低能量損傷骨折后FRI的發(fā)生率為1%；而高能量開放性四肢骨折損傷后FRI的發(fā)生率為15%，因為高能量開放性損傷往往伴隨著嚴重的骨損傷，如骨膜剝脫，嚴重的軟組織損傷和傷口周圍嚴重的污染。FRI往往是由外部導致的，如首次創(chuàng)傷的機制或手術等。

感染的菌群往往能夠逃離免疫反應和抵抗抗生素治療，這使得它不僅難以被識別，同時也很難被治療。所以，骨折相關性感染時骨折術后最讓人頭疼的并發(fā)癥。在美國每年有將近10萬例骨折相關性感染發(fā)生，每例FRI耗費的醫(yī)療費用達到了15000美元，據(jù)估計總費用將近假體周圍感染(PJI)的四倍。要克服這個難題，不僅要重于預防，同時也需要多學科合作的診斷和治療。與PJI不同的是，臨床上依然缺乏診斷FRI的標準。我們通過本文章來回顧骨折相關性感染（FRI）現(xiàn)有和未來的診斷技術。

病理標本運送和術中發(fā)現(xiàn)

顯然，對于可靠和可重復的病理和微生物檢查而言，術中采集標本是重要的一環(huán)。為了避免錯誤的結果，拭子培養(yǎng)已經過時，因為淺表組織拭子培養(yǎng)的結果往往顯示的是皮膚定植菌而非感染菌群。即使是深層的拭子也常常無法采集位于骨頭深層的病原菌。為了獲得標準而完整的樣本集，手術醫(yī)師、手術護士和臨床微生物部門人員都必須遵循規(guī)范操作。這需要精確的術前準備，標本采集和標本運輸。

以往文章推薦對感染部位（先前骨折部位，壞死骨碎片，深層軟組織）進行3次的活組織檢查，但是我們更傾向于進行5-6次活組織檢查，活檢組織用于微生物和病理學檢查。為了避免污染，需要使用干凈的承裝容器，避免觸碰皮膚，且采集后應盡快將樣本放入運輸箱中。為了避免污染，樣本采集需要在徹底清創(chuàng)和使用電刀、吸引器之前進行。盡可能在進行活組織檢查前2周內避免使用抗生素，因為這可能導致檢查結果呈現(xiàn)出假陰性。如果在翻修手術中需要取出原來的植入物，應該將取出的植入物送至實驗室行超聲處理。術中發(fā)現(xiàn)對于FRI的診斷流程至觀重要，如在術中發(fā)現(xiàn)植入物松動或失效，骨折不穩(wěn)定，軟組織壞死或壞死骨塊等征象。

微生物學診斷

大部分FRI是由于病原菌群在金屬置入物、壞死然組織或壞死骨塊的生物保護膜下生長繁衍所致。這些定植病原菌往往都是代謝停止狀態(tài)，這使得它們難以被發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)。但是，在術中取組織活檢進行病原菌培養(yǎng)依然是診斷FRI的主要手段。樣本組織可以直接在肉湯液體中進行培養(yǎng)，也可以接種在瓊脂板上。在血培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)細菌則敏感性更高。聲波講解法的作用范圍包括整個植入物的表面，這可以檢測和激惹植入物上被生物膜包繞的細菌，使得他們能夠被培養(yǎng)獲得。超聲降解法已經被證實可以提高培養(yǎng)的陽性率，特別是對于術前使用過抗生素的情況下。

如果兩個相同的微生物從至少兩份不同術中組織中培養(yǎng)出來，我們就有理由相信這是感染相關的病原菌。如果培養(yǎng)結果是危害嚴重的菌群，如金黃色葡萄球菌（S.aureus）或大腸桿菌（E.coli）等細菌，單一的培養(yǎng)結果陽性就能夠診斷FRI。對于培養(yǎng)時間的長短仍然存在爭議。每個實驗室都應該建立自己的可靠截至時間點，7天至14天的培養(yǎng)時間應該是比較合理的，這樣平衡了錯失難以培養(yǎng)的細菌和培養(yǎng)受到污染的風險。特定的培養(yǎng)，如分枝桿菌和真菌培養(yǎng)可以根據(jù)環(huán)境及流行病學風險進行選擇。微生物培養(yǎng)的優(yōu)點在于其可行性、價格低、提供有效的信息和最重要的是藥敏試驗提供了抗生素的選擇依據(jù)。近來，分子方法如多聚酶鏈式反應（PCR）的使用逐漸增加，它可以診斷可培養(yǎng)細菌感染，也可以診斷不可培養(yǎng)的細菌感染，特別是在使用了抗生素治療后，PCR已被證實是一項可靠的補充檢查手段。

但是，PCR的高敏感性也增加了因樣本污染所致的假陽性風險。同時，PCR無法分辨活細菌和死亡細菌，這使得它無法指導抗生素用藥，特別是在開放性骨折的情況下，大量的病原菌與傷口接觸，形成了復合微生物保護膜。為了解決這個問題，一項名為IBIST5000的非常有前途的技術被研發(fā)出來，它將PCR與電噴霧相結合，可以在進行多細菌檢測的同時進行半定量的評估，以此來發(fā)現(xiàn)可能的病原菌。此外，下一代的測序技術可能成為檢測病原菌的可靠工具。熒光原位雜交技術（FISH）是一項有前景的顯微鏡技術，它可以直接觀察植入物上的生物膜和細菌。但是，這項新技術仍然需要更多的研究來證明它的經濟效益和臨床可行性。

組織學診斷

形態(tài)學上輕微的改變，就意味著組織有許許多多的刺激因素在激活反應，這也是組織病理學的主要限制之一。尤其是當存在炎癥反應時，只有特殊的少量致病原導致的特異性改變，提示我們只能通過組織病理學來診斷此致病原，并且獨立于臨床癥狀和微生物學檢查。骨組織和骨髓炎癥可以由多種致病原所致，甚至還有一些至今仍未發(fā)現(xiàn)的，我們稱之為非特異性骨髓炎。

急性炎癥的特點包括：中性粒細胞增高，水腫，骨內壓力增高導致的骨組織和骨髓缺血性壞死。破骨細胞參與骨吸收和骨重塑，同時也伴有骨髓纖維化。隨著時間的進展，炎性滲出物慢慢轉變?yōu)橛闪馨图毎蜐{細胞主導。如上所述，組織學上關于FRI的檢查是非特異性的。特別是對于“低度感染”患者，病理醫(yī)師需要仔細地對目標組織的中性粒細胞進行觀察，因為中性粒細胞可以出現(xiàn)在任何炎癥反應中。

許多組織嘗試去定義診斷FRI的中性粒細胞數(shù)量范圍，Banit定下的范圍似乎是相對準確的（1/5高倍鏡視野下中性粒細胞數(shù)量>10）。這是使用形態(tài)學的方法來診斷感染，已經應用在假體周圍感染（FRI），但是，對于FRI此方法是否有可比性和可行性仍然值得商榷?？偠灾?，組織學診斷結果需要謹慎對待，因為它難以除外二次污染帶來的干擾。因此，組織學診斷對于診斷FRI來說只是其中的一塊拼圖，最終的結果依然需要結合多學科來綜合判斷。

免疫標記物

免疫反應是宿主直接對抗致病原的一個自我保護機制，最終目標是中和或清除致病原和重新建立內穩(wěn)態(tài)。骨免疫學同時關注無菌性骨折愈合和骨折相關性感染（FRI），可能是未來一種新的診斷方法。骨折固定術后的骨愈合是一個骨組織修復的動態(tài)過程。創(chuàng)傷初期會激活短暫的炎癥反應，促使細胞聚集從而帶來骨組織再生因子。感染會誘導促炎癥反應，持續(xù)存在的炎癥會影響骨組織的正常愈合過程。免疫反應受多種多樣的因素影響。因此，尋找一種具備骨感染相關特異性的免疫標志物是一項不小的挑戰(zhàn)。骨組織感染模型和人體研究都證實數(shù)個與葡萄球菌骨感染相關的分子：抗菌肽（AMPs）促炎癥因子和特異性免疫球蛋白G（IgG）。在假體周圍感染（PJI）中，新型的標志物對PJI的診斷有著重要的價值。學者Nishitani的研究發(fā)現(xiàn)，金黃色葡萄菌感染的實驗組中，特異性免疫球蛋白G（IgG）水平較對照組升高。然而，還需要更多的研究來證實免疫標記物技術在FRI診斷上的可行性。

總結

骨折相關性感染（FRI）是骨折術后的嚴重并發(fā)癥，不僅僅對于病人健康損害巨大，同時也對整個醫(yī)療系統(tǒng)造成損傷。FRI往往難以診斷，至今仍沒有標準的診斷試驗。影像學、微生物學、組織學和免疫學的新技術可能會幫助我們診斷FRI，未來需要有更多的研究投入到FRI的研究中。