青霉素过敏史及替代性抗生素,对骨科手术感染的影响有多大?

手术部位感染(SSI)是最为常见且最为严重的手术并发症之一。

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一项发表于2018年的研究表明, SSI占到了所有医院感染的18.4%,仅次于医院获得性肺炎及泌尿系统感染, 在欧洲,SSI每年大约造成16,049例患者死亡,占到全部医院感染相关死亡病例的17.6%。

相比于其他手术科室,骨科患者通常平均年龄较高,且大量手术涉及内固定装置或假体植入, 因此骨科SSI的治疗更为复杂,预防SSI的发生显得尤为重要 。在骨科领域,根据手术类型的差异,SSI的发病率由0.2%-13%不等。

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SSI与死亡率增高及住院时间延长的相关性也得到了大量研究的证实 。一项针对股骨颈骨折后接受关节置换手术患者的研究表明,发生SSI的患者术后90天死亡率增高了约2.4倍,术后1年内的死亡率增高约1.8倍。

而另一项涵盖了关节置换术、脊柱手术及创伤手术等多种不同类型骨科手术的研宄表明, 发生SSI的患者在术后1年内的死亡率增高约3.8倍 。此外,SSI患者的住院时间明显延长,再住院几率也有所增高。

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因此, SSI给患者及医疗系统均造成了巨大的负担, 长期以来,如何降低SSI的发病率是手术科室,尤其是骨科的重点研究问题。

SSI的发生与多种因素有关,常见的与骨科SSI相关的危险因素包括较高的身体质量指数(Bodymassindex,BMI)、吸烟史、营养不良、糖尿病病史、类型风湿性关节炎、恶性肿瘤病史、糖皮质激素治疗、免疫抑制治疗、 存在其他部位活动性感染、输血、手术时间较长、美国麻醉医师协会(ASA)分级较高以及同一部位二次手术等因素

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针对以上高危因素,对SSI的预防发生同样涉及多个维度,术前可以采取的措施包括改善基础疾病状况 、改善营养状况、戒烟,手术相关措施包括皮肤消毒、体温控制、预防性抗生素(AMP)、减少术中出血,术后相关措施包括血糖控制、良好的切口管理及减少不必要的输血等。其中使用AMP是预防SSI最为重要的环节之一。

为了降低SSI的发病率, 美国CDC在2006年制定了外科治疗优化项目,并提出了7项具体的措施 ,其中3项与AMP有关,分别从开始AMP的时间、停止AMP的时间以及合理选择AMP三个维度对AMP的使用进行规范。

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使用AMP的目标是通过降低手术操作期间手术部位的微生物负荷来预防SSI。 AMP对降低SSI的有效性已得到大量研究证实 ,对于感染风险较高,或者发生手术部位感染导致不良结局的风险较高(例如免疫功能受损、心脏手术和/或植入异物装置的手术),则需要在术前使用抗生素。

头孢菌素具有较为广泛的抗菌谱及良好的药代动力学特征,是目前最常用于骨科手术的AMP 。指南多推荐使用头孢唑林或头孢呋辛作为骨科手术的AMP,而对于存在青霉素过敏的患者则建议使用万古霉素或克林霉素作为替代性抗生素。

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然而,替代性抗生素的预防效果能否等同于一线推荐的头孢菌素仍存在一定的争议。 以最为常用的万古霉素为例,其主要覆盖菌群为革兰氏阳性球菌,而对阴性菌无效 。而克林霉素抗菌谱相对较广,对革兰氏阳性菌及部分阴性菌有较好的治疗作用。

但作为一种抑菌性抗生素,克林霉素需要较高的药物浓度才能发挥抑菌作用, 虽然有研究表明,在治疗感染性疾病时抑菌剂及杀菌剂的疗效未见明显差异 ,但作为AMP时,克林霉素的有效性能否等同于杀菌性抗生素仍有待进一步研究。

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在内科领域,有研究表明,具有PA标签的患者各类不良结局及并发症发生率均有所升高。 针对罹患血液系统肿瘤且需要抗生素治疗患者的研究表明,PA患者除了面临死亡率增高的风险外,住院时间、医疗花费、难辨梭菌感染率、再住院率等指标均高于无PA患者。

研究也显示,在患者因PA史未采用最优抗生素治疗方案时,各类不良结局的发生率增高约3倍。外科领域的研究显示, PA患者在使用替代性抗生素后难辨梭菌的感染率升高了23%,MRSA的感染率升髙了14%,耐万古霉素肠球菌的感染率增高了30%;

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此外,PA患者相较于非PA患者急性肾损伤发病率增高、住院时间延长、药物副作用增多。最为重要的是,有研究表明, PA患者SSI发病率有所增高。纳入了多个手术科室的患者 ,研究显示,具有PA标签的患者相比于无PA标签的患者SSI发病率增高约50%。

在骨科领域,目前针对PA标签与骨科手术后SSI发病率关系的研究仍存在一定争议,且存在以下问题:首先, 现有研究均集中于关节外科领域,而PA对其他类型骨科手术的影响缺乏研宄报道;

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其次,现有研究结果尚存在矛盾, 有研究支持PA标签会增加关节置换手术后SSI的风险,也有研究认为两者之间无关联。 明确PA标签对各类骨科手术SSI发病率的影响有助于制定科学规范的解决方案。

在第一部分研究中,我们拟基于在本中心接受骨科手术的患者开展队列研究, 分析PA标签与骨科SSI的关系,并探索导致SSI发病率增高的原因 。使用预防性抗生素(AMP)的目标是通过降低手术部位的微生物负荷来预防SSI的发生。

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AMP对降低SSI的有效性已得到大量研究证实, 对于感染风险较高,或者发生手术部位感染导致不良结局的风险较高 (例如免疫功能受损、心脏手术植入异物装置的手术),则需要在术前使用抗生素。

在抗生素用于治疗感染性疾病时, 结合致病菌特征选择具有适当抗菌谱及良好药效学特征的抗生素对于提升治疗效果、改善患者预后具有重要意义 。当抗生素作为预防性用药时,药物选择同样会影响预防效果及发生感染时致病菌的类型。

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因此, 基于常见的导致SSI感染的致病菌,选择适当的AMP对于降低骨科SSI的发生具有重要意义 。既往研究表明,包括金黄色葡萄球菌aurei/s,兄aureus)及表皮葡萄球菌在内在的革兰氏阳性球菌(GPC)是导致骨关节感染最为常见的致病菌,其中Sazreis是最为常见的单一致病菌。

在不同部位的骨科SSI中,airms的感染率由10-60%不等。 耐药菌感染同样是治疗骨关节感染时所面临的一项重大挑战 ,有研究表明约50%的:ai/rei/s感染是由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)导致的。

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包括肠杆菌、 绿脓杆菌及肺炎克雷伯杆菌在内的革兰氏阴性杆菌(GNB)同样可能导致骨与关节感染 ,但相比于GPC感染率较低,在不同研宄中GNB的感染率由4.5-23.0%不等。

此外, 以*疮痤**丙酸杆菌为代表的的革兰氏阳性杆菌(Grampositivebacilli,GPB)同样可见于骨关节感染 。头孢唑林属于一代头孢菌素,是很多手术的首选AMP药物,也是研究最广泛的抗生素。

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头孢唑林具有理想的作用持续时间, 对各类葡萄球菌、链球菌以及许多革兰氏阴性菌等手术中常见的微生物具有抗菌活性,并且安全性较高而费用很低M 。相比于一代头孢菌素,以头孢呋辛为代表的二代头孢菌素在保持对革兰氏阳性菌良好的抗菌性之外,对各类革兰氏阴性菌的抗菌谱更广。

基本可以覆盖常见的导致骨科SSI的菌群,同样是最为常用的AMP药物之一。 但是对于PA的患者,由于担心发生交叉过敏反应,外科医生通常会避免使用头孢菌素 ,而选择万古霉素及克林霉素作为替代性抗生素。在第一部分研究中,我们发现选择替代性抗生素会对SSI发病率产生负面影响。

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此外,有研究表明抗生素选择还会对导致SSI的病原菌类型产生影响。 目前关于AMP选择与致病菌类型的研究多集中于万古霉素 。有研究发现,使用万古霉素后发生脊柱SSI时,革兰氏阴性菌的阳性率有所增高.

还有研究表明,使用万古霉素作为AMP时,难辨梭菌感染率有所增高,此外急性肾损伤发病率也有所上升。本组人群主要以克林霉素作为替代性抗生素。 克林霉素属于林可酰胺类抗生素,对各类常见的革兰氏阳性菌及部分阴性菌都具有良好的抗菌活性,理论上具有与一代头孢菌素相似的效力。

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药物分布方面,克林霉素在骨关节中浓度较高, 因此是治疗骨关节感染时的常用抗生素 。但在第一部分研究中,我们发现使用克林霉素作为替代性抗生素的患者发生SSI的风险同样有所增高,其原因尚不明确。目前缺乏研究探索使用克林霉素作为AMP时导致SSI发病率增高的原因。

因此,在第二部分研究中,我们拟从病原学特征为切入点,分析使用克林霉素的患者及使用头孢菌素的患者发生SSI时病原学特征是否存在差异,并结合病原学及药敏特征,探索PA患者使用替代性抗生素导致SSI发病风险增高的原因。

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