厌氧菌感染性脊柱炎诊断与治疗研究进展
2025-09-10 来源:中华骨与关节外科杂志


作者:联勤保障部队第九二七医院骨科     于海宽


厌氧菌感染性脊柱炎是由厌氧菌感染引起的脊柱感染性疾病,常见病原体包括胃肠道厌氧菌、口腔厌氧菌和皮肤厌氧菌。此类感染多继发于创伤或免疫功能受损状态,高危人群包括糖尿病患者、接受免疫抑制剂治疗患者及接受过脊柱手术或小针刀治疗的患者。近年来厌氧菌感染性脊柱炎儿童病例报道提示,其发病年龄范围可能扩大。由于临床症状缺乏特异性,且厌氧菌培养等技术要求高,该病易与结核性脊柱炎、化脓性脊柱炎等混淆,导致误诊率高。本文对厌氧菌感染性脊柱炎诊断与治疗研究进展作一综述,为厌氧菌感染性脊柱炎的早期识别和临床疗效提升提供参考。


病因和流行病学


厌氧菌感染性脊柱炎是一种较为罕见的感染性疾病,发病率相对较低,约占感染性脊柱炎的2.4%。但因其诊断困难,实际发病率尚不明确。研究显示,约12%的骨与关节厌氧菌感染患者累及脊柱。该病主要由人体的寄生厌氧细菌(如皮肤、口腔、胃肠道厌氧菌)经创伤、手术或血行播散侵入脊柱区域引发感染。与厌氧菌感染性脊柱炎相关的37项研究总计355例患者中,最常见的病原体为痤疮丙酸杆菌(78.59%),其次为脆弱拟杆菌(5.92%)、微小单胞菌(4.79%)、梭杆菌属(1.40%)、消化链球菌属(1.40%)等,详见表1。患者以中老年及免疫功能低下人群为主,包括接受免疫抑制剂治疗、糖尿病、长期使用激素的患者等。其高危因素包括高龄、免疫功能低下、慢性肾病、心血管疾病、口腔感染、脊柱手术史等。值得注意的是,个别病例与阴道损伤(如高危性行为)相关。该病的临床表现缺乏特异性,早期识别需结合危险因素评估与病原学检测,尤其是免疫功能受损合并脊柱局部症状的患者需高度警惕厌氧菌感染的可能。


诊断


厌氧菌感染性脊柱炎的诊断需综合考虑外伤等病史、临床表现、影像学检查和实验室检查等。在诊断过程中还应与其他感染性脊柱炎、肌肉劳损、骨质疏松性椎体压缩骨折和脊柱肿瘤等疾病相鉴别。


临床表现      厌氧菌感染性脊柱炎最常见的症状是持续性背部或腰部疼痛,夜间疼痛加剧,且这种疼痛通常无法通过休息缓解。局部压痛、僵硬及脊柱活动受限也是厌氧菌感染性脊柱炎的常见体征,病程较长时,感染部位的压痛愈发明显。并非所有厌氧菌感染性脊柱炎患者都会出现发热,但部分患者可出现低热或间歇性发热。随着感染的进展,所形成的脓肿可能压迫脊髓和神经根,导致一系列神经系统症状,如下肢无力、感觉障碍、麻木或严重的截瘫,严重时可能造成神经功能永久损害。患者可能出现乏力、食欲减退和体重下降等慢性炎症的全身症状。免疫力低下的患者(如糖尿病、肿瘤或接受免疫抑制剂治疗的患者),其全身症状可能更明显,预后一般更差。


影像学检查      常用的影像学检查方法包括X线、CT、MRI、PET-CT和骨扫描等。这些检查可以发现脊椎骨髓炎、椎旁和/或硬膜外脓肿、骨质破坏、压缩性骨折和椎间盘脱垂等病变。X线检查对厌氧菌感染性脊柱炎早期感染的敏感度极低,通常在症状出现2~3周后才显示异常(如椎间隙变窄、椎体边缘模糊或骨质破坏超过30%)。其对软组织病变(如椎旁脓肿、硬膜外脓肿)的显示能力有限。X线检查的优点在于费用低、方便,能够概括性地评估骨质损害。因此,X线检查主要用于高危患者的初步评估或随访观察骨质修复情况。CT扫描通过断层成像和三维重建技术,显著提高了骨质细节的显示能力,可检测微小骨侵蚀(<1mm)、死骨形成及钙化灶,并清晰显示椎旁脓肿的范围及压迫效应。CT在术前规划中可精准定位骨质破坏区域,辅助制定椎体清创或内固定方案。但其软组织分辨率不足(难以区分炎性渗出与肿瘤浸润),且辐射剂量较高(约为X线检查的10倍),不推荐用于儿童或需多次复查的患者。临床实践中,CT常作为MRI的补充,适用于体内存在金属植入物(如脊柱内固定器)而无法进行MRI检查的患者,或需明确复杂骨结构破坏的患者。


MRI凭借卓越的软组织分辨率和多序列成像能力,成为诊断脊柱感染的首选影像学检查方法,其能够识别早期病变。其核心优势包括:①早期诊断:T1加权像显示椎体及椎间盘信号降低,提示骨髓水肿及骨质破坏;T2加权像显示感染区域呈高信号,反映炎症活跃状态;②精准评估感染范围:MRI可识别硬膜外脓肿(T2加权像高信号伴边缘强化)、椎间盘炎(椎间盘高度降低、信号异常)及脊髓受压情况;③动态监测与鉴别诊断:增强MRI通过强化模式(如脓肿边缘环形强化、炎性组织弥漫性强化)区分感染与肿瘤,并用于评估抗感染治疗效果。此外,MRI对软组织病变的敏感度为90%~95%,可清晰显示椎旁肌肉水肿、韧带下脓肿等。但其对钙化灶不敏感、检查时间较长(30~60min),且不适用于幽闭恐惧症或体内存在非兼容性金属植入物(如心脏起搏器)的患者。PET-CT在厌氧菌感染性脊柱炎的早期诊断和全身评估中具有独特价值。厌氧菌感染区域因炎症细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞)高代谢状态而显著摄取氟代脱氧葡萄糖(FDG),可在结构改变前发现代谢异常,尤其适用于临床表现不典型或感染灶隐匿的患者。此外,PET-CT通过代谢活动的不同,可以区分感染性病变与其他非感染性病变(如肿瘤或退行性病变),为厌氧菌感染性脊柱炎的鉴别诊断提供帮助。然而,价格相对昂贵、具有一定的辐射剂量限制了其在特定人群(如儿童、孕妇)中的使用,且其无法区分厌氧菌与其他病原体(如结核分枝杆菌或金黄色葡萄球菌)。此外,骨扫描通过示踪剂在骨代谢活跃区域的蓄积,可早期提示感染,敏感度为85%~90%,但其特异度低(约50%),易与肿瘤、创伤等病变混淆,多作为筛查工具,需结合MRI或微生物学证据综合判断。


实验室检查     实验室检查可以对患者的全身情况和感染指标进行评估。常规指标包括白细胞计数、中性粒细胞百分比、红细胞沉降率(ESR)、C反应蛋白(CRP)等。脊柱感染中,CRP的敏感度最高,腰痛患者CRP>63mg/L高度提示感染性脊柱炎。患者降钙素原≥0.25μg/L高度提示细菌感染,≥0.5μg/L则有助于诊断脓毒血症。降钙素原还具有一定的疗效评估价值,但其敏感度低于CRP。然而,30%~50%的厌氧菌感染患者炎症指标(如CRP、ESR)可呈阴性,且上述指标缺乏病原特异性,需结合影像学及微生物学检查结果综合判断。微生物学检查是明确病原体及指导抗生素选择的主要手段。学者们普遍认为,所有疑似脊柱感染的患者,在经验性使用抗生素前,均应进行细菌培养。细菌培养阴性时,二代测序(NGS)等分子学方法则尤为重要。Uemura等对细菌培养阴性的放线菌属感染性脊柱炎患者进行16S基因测序,准确检出致病菌并进行治疗。研究表明,NGS的病原菌检出率(78.35%)远高于常规血液培养(15.46%)。NGS可以大幅度提高厌氧菌感染性脊柱炎的检出率和诊断准确率。但目前NGS在临床应用中也存在诸多干扰因素,如样本污染、致病菌的确定、无法鉴定微生物的活性及临床微生物数据库不完善等。因此,临床工作者可以通过以下方法控制样本检测的假阳性率:①手术区域的皮肤用聚维酮碘消毒3次,然后采用乙醇溶液脱碘,并在手术区域贴3M护皮膜;②采集样本前用无菌水冲洗伤口2次;③使用近期消毒灭菌的器械采集样本;④采集椎间盘的肌肉作为对照组;⑤样本分成多份进行检测;⑥将NGS检测数据与临床症状、影像学表现、药敏试验结果、病理学证据、临床治疗反应等相结合,来区分人体常驻菌群污染与真性细菌感染,见表2。


组织学检查     组织学检查是确诊厌氧菌感染性脊柱炎的核心手段,需要结合多种染色方法(如苏木精-伊红染色、革兰染色)、分子生物学检测(如PCR、基因测序)及微生物培养。CT引导下经皮穿刺活检术鉴别良恶性肿瘤与脊柱感染的准确率超过94%,是美国感染病协会(IDSA)推荐的方法。但是术中取样部位和患者抗生素治疗史等多种因素可能导致漏检,此时需行切开活检。厌氧菌感染的病理改变主要表现为局部组织坏死、炎症反应、脓肿形成、骨与软组织破坏,以及慢性炎症和纤维化。厌氧菌释放的毒素导致组织缺氧坏死,伴中性粒细胞、巨噬细胞浸润及脓肿形成压迫周围组织。细菌酶破坏骨与软组织,导致椎体骨质塌陷;慢性炎症发展则造成淋巴细胞、巨噬细胞大量聚集,并伴成纤维细胞增生。这些病理变化为诊断和治疗厌氧菌感染提供了重要依据。


治疗


早期诊断与多学科联合治疗是改善厌氧菌感染性脊柱炎预后的核心。需结合患者免疫功能状态、感染严重程度及并发症(如脓肿、脊柱不稳)制定个体化方案,包括抗生素治疗、手术干预及全身支持治疗。


抗生素治疗      抗生素治疗是厌氧菌感染性脊柱炎的主要治疗手段,其治疗方案通常包括初期经验性治疗、目标性治疗及静脉与口服药物的转换。在疾病初期微生物学检查尚未明确诊断时,临床上需要根据经验选择广谱抗生素,以覆盖常见的厌氧菌。常用的抗生素包括β-内酰胺类抗生素联合β-内酰胺酶抑制剂(如阿莫西林-克拉维酸钾、哌拉西林-他唑巴坦)、碳青霉烯类抗生素(如美罗培南、厄他培南),均具有广谱抗菌活性,能有效覆盖大多数厌氧菌。此外,克林霉素和甲硝唑也常用于针对厌氧菌的治疗,其中甲硝唑对脆弱拟杆菌和梭杆菌属效果良好。研究发现,万古霉素和依替米星等抗生素也对厌氧菌具有较强的抗菌活性。当微生物学检查结果明确病原菌时,应根据药敏试验结果调整治疗方案。此外,抗生素治疗疗程一般为6~12周,严重感染或免疫力低下的患者需延长。在治疗开始时常通过静脉注射给药,病情稳定后转为口服。此外,治疗过程中应密切监测实验室检查指标(如CRP和白细胞计数)及影像学改善,以及时调整治疗方案。


手术干预      厌氧菌感染性脊柱炎的手术指征包括抗生素治疗无效(持续发热/炎症标志物水平升高)、脓肿压迫脊髓或神经根(进行性神经功能缺损)、脊柱不稳(椎体塌陷>50%或后凸畸形>30°)及死骨形成或感染扩散。感染病灶内尽可能少用甚至不用金属异物支撑。如细菌毒力强、周围组织炎症重、脓肿弥散难以“彻底”清除,还应一期病灶清除引流,二期考虑植骨支撑、稳定脊柱。手术方法主要包括CT引导下穿刺引流、脊柱前路手术和脊柱后路手术。对于未出现椎间隙变窄、脊柱节段不稳的患者,可以通过CT引导下穿刺引流处理局限性脓肿(腰大肌脓肿、椎旁脓肿或椎间盘间隙脓肿)。若出现脓肿形成伴脊柱节段不稳且出现神经压迫症状,需要行腰椎间隙清创、椎板切除和/或经椎弓根和肋横突入路的硬膜囊减压、硬膜外脓肿引流或切除,以及采用自体髂骨等移植物进行椎体间融合,必要时控制感染后行脊柱内固定以恢复脊柱稳定性。对于脊柱手术入路的选择,需要临床医师权衡利弊综合考虑。通过脊柱前路病灶清除、自体髂骨植骨融合,病灶显露充分、清除彻底、支撑可靠,同时又不破坏后柱结构,避免了后路清除病灶时可能对硬膜、椎管造成的污染。而后路椎弓根螺钉固定不仅能达到坚强固定、稳定患椎,而且还能对伴脊柱畸形者进行矫正,在远离感染病灶处植入内固定物,降低细菌黏附异物的概率,更有利于控制感染。近年来一些研究揭示了厌氧菌感染性脊柱炎手术治疗的新进展,如采用脊柱微创手术和植入物及高压氧舱的应用等,这些新技术可有效提高手术的成功率和患者的生活质量。


全身支持治疗      对于厌氧菌感染性脊柱炎患者,还需进行全身支持治疗,包括营养支持、疼痛管理、康复治疗。感染期间和术后康复阶段,良好的营养支持对免疫功能和伤口愈合至关重要;慢性疼痛是该病的常见症状,需采用非甾体抗炎药或物理治疗进行缓解,以改善患者的生活质量;手术后的康复锻炼可帮助患者恢复脊柱功能,增强肌肉力量,减少并发症。


预防和控制感染


由于厌氧菌感染性脊柱炎与手术、穿刺和创伤等相关,预防感染的关键是保持手术环境的清洁和无菌状态,避免污染源的引入。糖尿病、免疫力低下、营养不良等高危患者在进行外科手术、侵入性操作等有感染风险的操作时,应采取延长预防性抗生素应用等方式,以防止厌氧菌通过血行播散到脊柱。对于既往有脊柱手术史、创伤史或有系统性疾病的患者,如出现不明原因的背痛、发热或神经症状,应警惕厌氧菌感染的可能,并早期进行干预。


预后


厌氧菌感染性脊柱炎的预后受多重因素影响,包括病原菌类型、感染严重程度、早期诊断时效性、患者免疫状态及治疗规范性。Bornemann等研究发现,如果在最初2周内CRP水平和ESR明显降低,患者的预后较好,而延迟治疗者易进展为慢性感染或神经功能损伤。另有研究发现,血行感染患者的厌氧菌感染根除率明显高于脊柱术后感染患者(100%vs.0%,P=0.048),提示需针对性优化手术患者的抗感染方案。


小结与展望


厌氧菌感染性脊柱炎的发病率虽低,但在脊柱术后、免疫功能低下等特定高危人群中需高度警惕。近年来,随着分子生物学技术(如PCR技术和宏基因组测序技术)的发展,厌氧菌感染的检出率显著提高,结合早期规范治疗可明显改善其预后。然而,其病理机制(如厌氧菌-宿主免疫互作)尚未完全阐明,限制了靶向治疗在这方面的发展。未来的研究应聚焦:①机制探索:解析厌氧菌逃避免疫清除的关键通路,发掘新型生物标志物及治疗靶点;②诊断优化:开发快速、低成本的床旁检测技术,提高基层医疗诊断能力;③治疗创新:基于病原菌-宿主互作设计个体化抗菌方案,探索免疫调节疗法;④多学科整合:感染科、骨科及微生物学团队合作制定标准化诊疗路径,降低致残率。通过基础研究与临床实践的深度联动,有望实现该病的精准防控与管理。


来源:中华骨与关节外科杂志2025年8月第18卷第8期

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