​椎体成形术后手术椎体感染的研究进展
发布时间:2026-04-22   |   来源:中国脊柱脊髓杂志
关键词: 骨质疏松性椎体压缩骨折 ​椎体成形术


作者:广西壮族自治区人民医院脊柱外科   姚淑禺


骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)是老年人常见的脊柱骨折类型,会严重影响患者生活质量。经皮椎体成形术(PVP)和经皮椎体后凸成形术(PKP)是治疗OVCF的常用手术方式,具有较高的安全性和有效性。然而对这两项椎体成形术最常见、研究最多的并发症是骨水泥渗漏、再骨折及术后残余腰背痛。随着PVP和PKP广泛应用于临床,一些罕见并发症也被陆续报道出来,包括椎体术后感染。PVP和PKP术后手术椎体感染发生率很低。然而,接受椎体成形术的患者均为老年人,常合并糖尿病等内科疾病,发生内植入骨水泥感染时,往往需要开放翻修手术治疗病灶感染,这无疑给老年患者带来巨大风险。这是一个需要警惕的罕见的严重并发症。为此笔者通过回顾最新的相关文献报道,旨在从临床表现、感染发生率、致病菌统计、感染原因分析、手术及保守治疗效果、治疗展望等方面进行讨论,希望帮助临床工作中减少此类并发症的发生,并能对治疗选择有所借鉴。


手术椎体感染的临床表现与诊断


术后椎体感染发生率      PVP和PKP术后感染非常罕见,但各地报道的发生率并不相同。Abdelrahman等报道了9例术后感染患者,同期行PVP/PKP术1307例,其中6例为本单位术后感染,感染发生率0.46%(6/1307),而另外3例由外院转入。Yuan等报道了33例术后感染患者,同期行PVP/PKP术3893例,仅2例发生感染,发生率0.05%(2/3893),而其余31例均由外院转入。毛克政等报道了6例PVP术后感染患者,其中5例为外院术后发生感染转入,同期院内行椎体成形术1663例,1例发生感染,发生率0.06%(1/1663)。Lai等统计了该单位5749例行PVP术患者,其中9例术后进展为结核性脊柱炎,感染发生率0.16%(9/5749)。Zhang等对当地4家医院同期的椎体成形术病例进行统计,报道了19例椎体成形术后感染患者,感染发生率为0.84%(19/2267)。而苏锴等报道的9例椎体成形术后感染患者均为外院转入。综上,报道中PVP和PKP术后感染发生率较低,但其中病例来源却多为外院转入患者,由此推断,广大基层医疗单位开展椎体成形术的感染病例基数庞大,风险不容忽视。


临床表现及诊断时机       椎体成形术后手术椎体感染的临床症状和体征缺乏特异性。临床症状主要是以腰背部疼痛为主,其次是体温升高。这与脊柱术后感染通常出现的体温升高,切口红肿渗液等表现有所不同。毛克政等报道的6例椎体成形术后感染患者均表现为低热。在体格检查中,症状以感染椎体棘突周围的压痛和叩击痛为主要表现,部分患者会出现神经功能障碍。其中2例早发感染的时间间隔为3d和10d,其余迟发感染的时间间隔为97~253d。Yuan等报道的病例中,14例出现低热,9例出现神经功能障碍,并指出椎体成形术后感染患者症状通常表现为顽固性腰痛,即在手术后初期疼痛缓解后又突然复发,此时需要警惕术后感染的可能性。另外怀疑病例中2例为术前误诊,其分别在PVP术后1d和5d即发现脊柱感染。由此可见,除了需警惕术后感染并不典型的临床表现外,PVP和PKP术前误诊感染性脊柱疾病也是术后感染的主要来源之一,而加强脊柱感染性疾病的认知和相关知识学习对于避免医源性感染是必要的。


实验室检查与影像学表现        C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率(ESR)、白细胞计数(WBC)是PVP或PKP术前必须常规检查的炎症指标。报道中,诊断术椎感染患者术前的炎症指标普遍升高,具有重要的筛查意义,因此建议对拟行PVP或PKP的患者术前使用敏感抗生素进行治疗,直到炎症指标好转后再进行手术。但需要注意的是个别患者炎症指标可能是正常的。治疗过程中,病灶部位病原菌培养是敏感抗生素使用的主要依据,而炎症指标的动态变化则是评估感染复发、治愈和停药标准的重要依据之一。除了以上常规炎症指标外,Tang等通过二元Logistic回归分析提出并确定术前C反应蛋白与白蛋白比值[CAR]≥0.1213是手术部位感染的独立危险因素。研究发现,血清白蛋白是PKP手术部位感染的保护性因素,因为CRP是非特异性炎症标记物,而血清白蛋白水平变化相对较慢,CAR则结合了两者的优势,能更好地反映身体的炎症和营养状况。综上,炎症指标敏锐的动态变化已经在众多报道中被尤为关注,而降钙素原等其他感染指标的预测价值尚缺乏研究,相信随着对这一感染课题的关注增加,相应研究会逐步增多。除了实验室检查外,影像学检查也是诊断椎体成形术后感染的重要依据之一。手术椎体感染患者X线片可见部分患者椎体继续塌陷,后凸畸形较术后加重。CT则可见术前病灶椎体异常的骨质破坏或术后骨水泥的周围骨质较术前有更进一步的破坏(图1)。而MRI是最重要的影像学检查,对于术椎感染的判断,其敏感性、特异性均超过90%。典型表现为T1加权像感染椎体低信号,T2加权像感染椎体高信号,脂肪抑制像感染椎体高信号等改变。这是由于感染区域的骨髓水肿所致。而椎体内可见团块状极低信号区域,为骨水泥区域。对部分患者建议增强MRI检查进一步明确感染。张宁等分析了经病理或临床确诊的70例脊柱感染患者的MRI资料,从增强MRI的强化方式来看,化脓性脊柱炎(PS)椎体多呈弥漫均匀性强化,可能与炎性反应有关;结核性脊柱炎(TS)呈局限性不均匀强化,易形成骨内融通性脓肿使椎体增强后呈孔洞状改变,强化方式的不同从也印证了两者在骨质破坏方式上的不同;从椎旁软组织强化表现来看,PS椎旁软组织多形成肉芽肿,较局限,边界模糊,少部分也形成脓肿,但一般脓肿小,壁相对厚而不规则;TS椎旁脓肿范围广泛,边界清楚,多融通性脓肿,壁薄均匀,环形强化明显。综合实验室检查及影像学检查的结果,不论是早期发现术前感染还是准确判断术后感染,对治疗进程都有积极意义。


感染致病菌与原因


感染致病菌统计     毛克政等对截止于2020年3月前,Pubmed检索到的PVP或PKP术后手术椎体感染病例及病例报道的共77例患者临床资料进行分析,明确的致病菌前3名分别为结核分枝杆菌21例(21/77,27.27%)、金黄色葡萄球菌14例(14/77,18.18%)、肠球菌5例(5/77,6.49%),而有16例患者未明确致病菌(16/77,20.78%)。Yuan等于2024年发表的回顾性研究中共33例患者,其中26例病灶部位病原菌培养发现最常见致病菌为结核分枝杆菌(45.5%),其次为葡萄球菌(21.3%)、大肠杆菌(6%)、肺炎克雷伯菌肠球菌(6%),而其余7例患者培养为阴性。这些发现支持了大多数PVP/PKP术后感染涉及低毒性病原体的结论。


感染原因分析      椎体成形术后手术椎体感染的病因推测可分为三类:①椎体感染误诊为OVCF或椎体感染和OVCF并存;②手术操作导致的感染;③细菌血行播散引起的感染。Hu等通过回顾性分析探讨了椎体成形术后需要二次翻修手术的主要原因,病例中有47.6%(10/21)的患者在最初的椎体成形术中存在初始诊断错误或适应证不当。其中3例患者原先患有脊椎炎,但被误诊为OVCF(其中2例为脊柱结核),7例患者为三柱骨折,其适应证不适合进行椎体成形术(其中3例伴有强直性脊柱炎)。可见预防感染的关注点之一是避免术前误诊,术前应常规进行MRI检查以排除脊椎炎。如果怀疑是结核性脊柱炎,建议进行TSPOT检测。Park等认为椎体成形术后2个月内出现的感染应高度怀疑术前存在椎体感染,椎体成形术和术后感染确诊之间的时间间隔越短,越应该怀疑术前即存在感染。苏锴等共报道了9例外院行椎体成形术术后感染病例,其中6例感染时间间隔均小于2个月,均在外院二级医院实施,术前检验和检查资料不全,考虑感染的可能原因是医源性感染或术前误诊。Yuan等报道中的其中2例可能被术前误诊,他们在PVP术后很早(分别为1d和5d)就出现了脊柱感染,病原体分别是结核分枝杆和表皮葡萄球。研究中发现结核是OVCF的独立风险因素,其临床表现和影像学特征与OVCF相似,因此认为术前已存在病原体或感染被误诊为OVCF。术前排除感染性脊柱疾病意义重大,若影像学检查及实验室检查仍不能明确排除感染,笔者单位会优先对病灶椎体行穿刺活检术以明确其性质。除此以外,术后感染可能与手术本身所造成的影响有关。Wang等报道了1例罕见的椎体成形术后布鲁氏菌感染的病例,患者术前炎症感染指标未见异常,外伤史确切,术后疼痛症状缓解明显,但术后2周疼痛复发,并伴有间歇性发热和疲劳。经翻修手术中标本病原菌培养后确诊布鲁氏菌感染。研究人员认为这可以用“阻力点下移”效应来解释,它指的是身体内部器官或身体外部某个区域的抵抗力下降时,将比其他区域更容易受到疾病过程(如感染、炎症或恶性肿瘤)的影响。Bouvresse等报道了1例PVP术后出现结核性脊柱炎的患者,研究者表示术前已通过MRI排除结核性脊柱炎。他们认为PVP作为一种有创性操作,因操作造成了病灶椎体的损伤启动了LMR效应,由此重新激活了患者体内一个原本不活跃的结核病灶,最终导致了结核性脊柱炎的爆发。


而其他器官的炎症,如胆囊炎、肺炎或脑膜炎,特别是那些控制不佳或接近手术时间发生的炎症,也可能导致术后脊柱感染。Yuan等报道的33例椎体成形术后感染的病例中术前患有胆结石2例,肺部疾病8例(包括肺炎、胸腔积液、慢性支气管炎)和泌尿道感10例。在原发性椎体骨髓炎中,病原体通过动脉途径从远处部位传播是感染的主要途径。常见的感染源包括呼吸道、胃肠道、皮肤和软组织,而最常见的是泌尿道感染。而对于老年人常伴有的无症状细菌尿,Chen等通过回顾性分析9例确诊PVP/PKP术后感染的患者,发现尿液中分离出的微生物种类与感染椎体中培养出的微生物种类不同,这表明术后感染病例并非由术前尿液中的病原体直接引起。他们认为无症状细菌尿是宿主免疫力相对较差的一个标志,它可能表明患者对体内病原体的免疫应答较弱,导致手术时体内细菌负荷较高。虽然尚不清楚术前治疗无症状细菌尿是否能预防椎体成形术后感染,但可能有助于识别需要术前抗生素预防的患者,仍需要更多证据来探讨并证实椎体成形术前需预防感染的情况。因为大多数引起术后感染的微生物属于低毒性病原菌,研究者推测一些致病菌可能在微创手术前就已经大量存在。


治疗选择


手术治疗      外科清创并翻修重建脊柱稳定性是发现术椎感染后的首选考虑策略。虽然对于原发性化脓性脊柱炎或脊柱结核,若无神经功能障碍或结构不稳,使用抗生素的保守治疗治愈率可达80%。但PVP和PKP术后术椎感染与原发性脊柱感染不同,毛克政等认为主要在于两点:①椎体内存在异物,使感染不易控制;②骨质结构破坏,多数存在脊柱力学不稳。苏锴等认为PVP术后椎体感染因椎体内有骨水泥异物的存在,单纯抗生素的保守治疗效果常较差,加上这类患者几乎均存在严重的腰背部疼痛,即使使用敏感抗生素,也不能很快缓解症状,且高龄患者长期服用镇痛药物和卧床保守治疗易导致并发症,因此建议早期积极翻修手术。


对于手术入路的选择,李元等报道了14例术椎感染后手术翻修的患者,其中后路手术(9例)通过后路内固定、病灶清除、部分骨水泥取出、椎体间植骨。前后路联合手术(5例)通过后路固定联合前路病灶清除及植骨。同时序贯抗感染治疗平均4.6个月,监测炎症指标,最终都有效地控制了术后感染。邵哲等报道了11例采用Ⅰ期改良后路截骨固定的方法治疗术椎感染的患者。术后并发症中2例出现胸腔积液合并肺不张,对症治疗后胸腔积液吸收,肺不张症状缓解;1例出现切口脂肪液化(切口处渗出物连续3次细菌培养阴性),后经加强换药及红外线治疗后切口愈合;1例因肺炎转至呼吸科治疗后肺炎得到治愈。最终术后随访感染均得到治愈且骨愈合良好。Zhang等报道了16例PVP术后感染患者均采取单一后路清创、椎体切除、椎间植骨融合内固定术。以上报道肯定了单一后路椎体切除、植骨融合内固定术的治疗效果。而如果能够明确清晰地知晓感染病灶骨水泥分布,那传统入路手术则可以更加的精准微创。包肖肖等报道了13例PVP术后椎体感染行一期后路病灶清除植骨融合内固定术的患者。新颖之处在于术前将患者的CT原始数据导入Mimics软件,重建出脊柱的三维模型,通过在模型上观察骨水泥的分布以及其与椎板、椎弓根、关节突、脊髓的位置关系,设计椎管内手术的安全区域。13例患者均按术前规划顺利完成手术,未见其他术后并发症,经24.7±9.4个月随访未见复发病例。近年随着OLIF通道技术的发展,将其应用于脊柱感染治疗的报道也逐渐增多,彻底的椎体显露及极少的出血量优势更为高龄感染翻修群体打开了一扇大门。笔者所在单位应用OLIF通道行椎体化脓性感染及椎间植骨的病例不在少数。而将其应用于PVP术后感染的翻修案例相信不久将会报道。


然而对于行开放翻修手术风险过高的群体,新的微创翻修技术也见于报道。潘晓柔等报道了一种双向冲洗置管引流术治疗胸椎PVP术后化脓性脊柱炎的方法。其通过双侧通道套筒穿刺至化脓病灶部位进行对冲冲洗,随后在C型臂X线机监测导丝引导下放置引流管引流病灶部位,同时足疗程静脉用药后序贯口服敏感抗生素,成功治愈1例86岁伴2型糖尿病、糖尿病肾病、冠心病等的PVP术后感染患者。术后6个月患者自行活动正常,无下肢症状,患者痊愈。复查MRI提示椎体间及椎间隙水肿信号进一步减少。相较于传统开放式手术的清除骨水泥并重建骨结构稳定,局部对冲清洗引流虽实属无奈,但患者最终获得了疼痛症状缓解和功能恢复,实现了“带水泥生存”,这也给其他的微创治疗方式提供了思路。李世文等回顾性分析了34例通过全可视内镜清创持续灌洗引流治疗胸腰椎化脓性感染的病例。术中均无神经、血管损伤等并发症,术后随访期间均未见复发。叶记超等回顾性分析了49例腰椎化脓性椎间盘炎患者,病变节段行经皮椎弓根螺钉内固定术后,在内镜引导下对病灶进行彻底清创。在术后随访中,神经功能障碍2例,均予以神经营养和康复等措施,其中1例末次随访时神经功能恢复,而另1例感觉减退和麻木范围较术后减少,但仍残存麻木感;感染控制不佳2例,1例为高龄女性患者,L3~L5多节段感染合并糖尿病,术后3个月再次行前路腰椎间隙清创、植骨手术。另1例合并慢性肾病,为L2/3间隙感染,术后未培养出病原菌,3周后C反应蛋白较术后1周下降不明显,且出现发热症状,反复抽血培养后结果为龟分歧杆菌,改用红霉素类联合头孢菌素抗感染治疗3个月,术后6个月感染指标降至正常。Youn等报道了首例使用微创内镜技术成功治疗PVP术后急性化脓性椎间盘炎的案例。报道中,内镜可以广泛地清除受感染椎间盘、坏死骨组织和骨水泥等异物。术后6周,患者疼痛消失,无神经功能缺损或感染复发迹象。术后5个月,原先病灶处的L2和L3椎体之间发生了自发性融合。随着微创内镜技术的快速发展,相信其在高龄患者脊柱感染性疾病的治疗方案中终能找到一席之地。


保守治疗      对于PVP或PKP术后椎体感染的药物保守治疗,因椎体内有骨水泥异物的存在,许多学者并不表示乐观。但少部分报道确实证实了其在部分人群中的有效性。Trojani等报道了一例经药物保守治疗成功治愈的术椎感染患者,对该患者延长血培养周期得出一种罕见的厌氧性凝固酶阴性葡萄球菌,感染科团队根据药物敏感实验指导使用为期4周的阿莫西林治疗,患者疼痛症状逐渐减轻。12个月后复诊,MRI信号强度降低(图2、3)。可见,足量足疗程的敏感抗生素使用仍然是脊柱感染性疾病治疗的基石。而对于罕见致病菌的治疗,主管医生与感染科团队的密切沟通是十分必要的。


总结与展望


PVP和PKP以介入手术的方式治疗OVCF患者,其确实是一种高效、微创的治疗手段。因此,通过对填充材料的改进来减少术后感染是一种令人期待的研究方向。目前PVP和PKP使用最多的填充材料是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的传统丙烯酸酯类骨水泥,而以抗生素骨水泥作为替代则被认为是一种预防术后感染的可能方法。Opalko等进行了一项前瞻性临床试验,对50例入组患者进行单节段PKP,填充物为含庆大霉素的一种新型低黏度PMMA。研究表明,该低黏度抗生素骨水泥在PKP中能有效缓解患者疼痛,并实现骨折椎体的稳定和重建,并在1年随访期内未报告感染,展现了良好的安全性和耐受性。但PVP/PKP中使用抗生素骨水泥治疗椎体骨折的文献证据仍尚不充分,需要更多数量的病例报道来证明其预防感染的能力。而考虑到PMMA存在着无生物降解性,组织相容性差,无成骨作用等缺点,我们推测这也许是PVP/PKP术后感染的重要原因。吉莱骨粉(GeneX)作为复合型骨水泥的代表之一,是磷酸钙和硫酸钙两种可吸收骨水泥混合形成的新型骨水泥,亦具有良好的生物相容性、可吸收性和介导成骨作用。


Yang等通过建立山羊椎体骨缺损模型,将填充PMMA和GeneX进行对比,通过不同时间段进行CT影像分析、组织病理学检查和在压缩状态下的机械测试发现,传统PMMA组具有较强的刚度和硬度,骨水泥周围可见部分骨硬化表现,坏死及骨缺损仍存在,未见PMMA降解吸收;GeneX组在第8周时部分骨缺损区已被全新的骨填充,而且与周围骨小梁紧密联系在一起,36周时GeneX已完全被新骨替代,其力学性能测试未见明显差异。商澜镨等回顾性分析了89例分组进行PMMA和GeneX注射的OVCF患者,研究发现术后6个月时的CT图像提示,使用GeneX骨水泥作为填充材料的部分患者骨小梁结构与骨质疏松椎体的骨小梁有明显差别,更加优化、致密,GeneX骨水泥在诱导新骨形成方面具有优势;而PMMA组仅可见不吸收的PMMA骨水泥,部分患者甚至较术前骨质疏松程度增加,主要表现为骨小梁数量减少、厚度变薄、空隙增大、结构欠佳。不可降解的硬质固体结构,与骨质自身的代谢重建相矛盾,异物反应的存在,使骨水泥与骨界面的骨质结构被吸收从而导致骨强度降低,甚至出现明显骨缺损区域。虽然暂缺少可吸收骨水泥与PMMA在预防PVP/PKP术后感染方面相比较的研究,但PMMA的不可降解性及异物反应始终会留下感染隐患。除了GeneX骨水泥的相关研究外,栾伟等分别使用聚富马酸丙二醇酯(PPF)/β-磷酸三钙(β-TCP)骨水泥和PMMA骨水泥对小牛压缩骨折模型行椎体成形术,研究表明,PPF/β-TCP组相较于PMMA能够更好地还原椎体自身的力学性能。但研究对其体内外的降解性能,尤其是体内降解一段时间后的力学性能,还需进一步实验论证。可见,可吸收骨水泥由于其相较PMMA优秀的理化性质正在获得越来越多研究者的关注,但仍需大量研究证据对其佐证,希望医学材料的进步将最终改善这一微创手术感染风险的困局。


目前椎体成形术后感染仍是一种较为罕见的并发症,所报道文献仍然较少,各研究中心所接诊病例数分散,多中心研究可能是一种更加全面了解这一并发症的方法。减少椎体成形术后手术椎体感染的发生率总结以下:①术前炎症指标(CRP、ESR、WBC和PCT)和MRI检查必须常规进行,对于结合影像学检查及实验室检查仍无法排除术前感染的患者,应延迟椎体成形术,优先对病灶椎体行穿刺活检,进行组织病理学检查、普通细菌培养和结核杆菌核酸检测,以明确其性质,待炎症参数降低或排除感染后进行手术治疗,否则应采取保守治疗。不应该在没有实验室检查结果的情况下急诊进行椎体成形术。②对于合并其他部位的感染,如肺部感染、泌尿系感染、褥疮等其他部位感染的患者,应优先治疗感染性疾病。③传统开放翻修手术已证实其在PVP/PKP术后感染治疗中的效果,但内镜技术也表现出在高龄且有合并症患者群体中的治疗优势。④对PVP/PKP填充材料改进的研究将是有望改变这一感染困局的新路。


来源:中国脊柱脊髓杂志2026年第36卷第2期

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