化膿性關(guān)節炎

(一)發(fā)病原因
關(guān)節滑膜細胞具有吞噬和清除入侵細菌的功能，因此敗血癥患者并非均發(fā)生化膿性關(guān)節炎，只是在下列情況下才發(fā)生：
1.易感因素
(1)全身抵抗力降低：化膿性關(guān)節炎多見(jiàn)于兒童和年老者，因為他們抵抗細菌的能力差。還可見(jiàn)于遺傳缺陷或者用了妨礙機體防御機制的藥物(如糖皮質(zhì)激素或免疫抑制劑)后的病人，慢性疾病者也易并發(fā)化膿性關(guān)節炎，特別是惡性腫瘤、慢性肝病、糖尿病和系統性紅斑狼瘡等。鐮狀細胞疾病的患者傾向于沙門(mén)菌的關(guān)節炎和骨髓炎，也可有革蘭陽(yáng)性和陰性菌的感染。多發(fā)性骨髓瘤易繼發(fā)肺炎球菌感染。白血病患者易并發(fā)革蘭陰性桿菌感染。慢性腎病也是易感因素，但在腎移植患者中，化膿性關(guān)節炎卻極少見(jiàn)。
(2)類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎：是化膿性關(guān)節炎重要的易感因素。在化膿性關(guān)節炎患者大部分有長(cháng)期血清反應陽(yáng)性的病史。類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎并發(fā)化膿性關(guān)節炎的患者中，約有50%曾口服或關(guān)節內注射糖皮質(zhì)激素，而且約75%為金黃色葡萄球菌所引起，治療效果差。
(3)結晶性關(guān)節炎：痛風(fēng)患者以及二水焦磷酸鈣化合物(calcium pyrophosphate dihydrate，CPPD)結晶沉著(zhù)的關(guān)節炎易伴有化膿性關(guān)節炎，常為廣譜菌感染，僅50%為革蘭陽(yáng)性菌，滑膜液中有結晶。化膿性關(guān)節炎可降低滑膜液的pH值，減少了尿酸鹽結晶的溶解度，并且蛋白溶解酶也可促進(jìn)軟骨上結晶的剝落。
(4)關(guān)節退行性變：原發(fā)或繼發(fā)的關(guān)節退行性變，都易引起化膿性關(guān)節炎。
(5)嚴重創(chuàng )傷的關(guān)節以及血友病患者也是傾向因素：伴有慢性滑膜炎的關(guān)節內積血，以及骨和軟骨的組織結構破壞都可成為感染灶。穿刺抽出的血性滑膜液應常規培養。
(6)靜脈內用藥是重要的危險因素：有些感染由革蘭陰性桿菌引起，如綠膿桿菌。但有些部位，常見(jiàn)的是金黃色葡萄球菌，常好發(fā)于骶髂關(guān)節、胸鎖關(guān)節以及椎間關(guān)節。此外靜脈內放置導管或血液透析也是同樣的危險因素。
(7)醫源性化膿性關(guān)節炎：關(guān)節腔穿刺、糖皮質(zhì)激素或放射性藥物的關(guān)節內注射均可引起化膿性關(guān)節炎。
2.常見(jiàn)致病菌 幾乎所有的致病菌均可引起化膿性關(guān)節炎，引起化膿性關(guān)節炎的非特異性細菌是指，除結核桿菌、致病性病菌、真菌等所謂特異性細菌以外，其他幾乎所有的致病菌或條件致病菌。最常見(jiàn)的是金黃色葡萄球菌，約占50%以上，其次為化膿性鏈球菌、肺炎雙球菌，占15%～20%。綠膿桿菌和其他革蘭陰性桿菌，如大腸桿菌、沙門(mén)豬霍亂菌屬、變形桿菌、流行性感冒嗜血桿菌、克雷白菌屬、厭氣桿菌、耶爾森腸炎桿菌、嗜鹽桿菌、產(chǎn)氣單胞菌屬和胎弧菌等，約占12%。對青霉素耐藥的葡萄球菌，如表皮葡萄球菌，引起醫源性化膿性關(guān)節炎的例數目前有所增加。傷寒桿菌引起化膿性關(guān)節炎較少見(jiàn)。
鏈球菌性化膿性關(guān)節炎通常來(lái)源于呼吸道和皮膚的血源性播散，革蘭陰性菌性化膿性關(guān)節炎常常與泌尿系統感染有關(guān)。此外，約有10%的患者具有典型的感染性關(guān)節炎臨床表現，但臨床檢查難以獲得病原學(xué)證據，這種病原不明的感染性關(guān)節炎中有19%左右可通過(guò)特殊毒素檢測而發(fā)現艱難梭狀菌屬的病原體。淋球菌性化膿性關(guān)節炎是國外感染性關(guān)節炎中最常見(jiàn)的，國內少見(jiàn)，但目前有增多的趨勢。
(二)發(fā)病機制
滑膜是高度血管化的疏松結締組織，內面并未襯有基底膜，細菌很容易隨著(zhù)血流通過(guò)滑膜進(jìn)入關(guān)節，所以敗血癥是關(guān)節感染的最常見(jiàn)原因。此外細菌也可直接進(jìn)入關(guān)節，如手術(shù)、創(chuàng )傷、關(guān)節穿刺及藥物注射時(shí)帶入，或由關(guān)節附近組織的感染或骨髓炎蔓延而發(fā)生關(guān)節感染。
一旦細菌進(jìn)入關(guān)節，滑膜吞噬細胞及嗜中性粒細胞即開(kāi)始吞噬細菌。然而，這種局部防御機制只能消滅關(guān)節內的表皮葡萄球菌，對金黃色葡萄球菌是無(wú)效的。實(shí)驗證明，關(guān)節內注射103～105個(gè)金黃色葡萄球菌后24～48h內，出現滑膜增生和成團的嗜中性粒細胞浸潤。48h后可見(jiàn)軟骨細胞壞死，膿腫及肉芽組織形成。滑膜細胞及嗜中性粒細胞釋放蛋白酶，引起滑膜、軟骨及骨壞死。蛋白酶在滑膜微粒酶的激活下，使軟骨糖蛋白退化，軟骨破壞。實(shí)驗表明硫酸軟骨素的喪失早于膠原。Smith和Schurman將金黃色葡萄球菌與骨一起培養，發(fā)現金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生蛋白多糖的釋放因子，使軟骨在48h內釋放的蛋白多糖增加3～4倍，從而證實(shí)了化膿性關(guān)節炎中，軟骨基質(zhì)喪失早于酶改變的原因。無(wú)生命力的細菌雖對蛋白多糖的釋放無(wú)作用，然而有證據表明，無(wú)生命力的細菌存在時(shí)，滑膜炎及軟骨破壞仍可進(jìn)展，原因是細菌的脂多糖類(lèi)可直接促使軟骨降解釋放IL-1。
原發(fā)感染病灶形成后，通常需要幾天才發(fā)生血行傳播。在此期間，淋巴細胞被激活產(chǎn)生抗體。抗體與細菌或抗原的碎片形成免疫復合物，它們在關(guān)節中釋放組織胺，產(chǎn)生趨化因子，直接或間接促進(jìn)酶的活化及吞噬作用。因此，化膿性關(guān)節炎的致病過(guò)程可分兩個(gè)階段：細菌毒性因子產(chǎn)生的炎癥過(guò)程及患者的免疫系統產(chǎn)生的無(wú)菌性炎癥。同一種致病因子在不同病人中，可表現出不同的炎癥癥狀;而同一病人的不同時(shí)期，可有不同的炎癥表現。由于致病菌或無(wú)活性的抗原與自身免疫系統發(fā)生相互作用，其對關(guān)節的持續損害并不因感染受到控制、病原消失而停止。因此，單純的加強感染性關(guān)節炎的早期診斷與治療，并不能降低關(guān)節炎的致殘率。
細菌進(jìn)入關(guān)節腔后即產(chǎn)生滑膜炎。有生命力的細菌激活軟骨細胞釋放軟骨降解酶，滑膜巨噬細胞釋放金屬蛋白酶，嗜中性粒細胞釋放彈性蛋白酶，破壞軟骨和骨。肉芽組織同類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的血管翳一樣，影響關(guān)節軟骨獲取營(yíng)養，侵蝕軟骨和骨，使關(guān)節進(jìn)一步破壞。
炎癥的病理過(guò)程可分為滑膜炎與關(guān)節炎。前者僅影響滑膜，后者則累及軟骨。實(shí)際上是一個(gè)病程的兩個(gè)不同階段。根據細菌的毒力、組織的反應和感染的時(shí)限，不同的炎癥階段有不同的關(guān)節滲出液：①漿液性滲出期：滑膜腫脹、充血、白細胞浸潤、滲出液為漿液性。此時(shí)軟骨尚未破壞，若能控制感染，軟骨基質(zhì)糖蛋白尚可恢復，關(guān)節功能可完全康復。②漿液纖維蛋白性滲出期：滑膜炎程度加劇，滑膜表面形成纖維蛋白斑。滲液增多、黏稠、細胞成分增多。大量膿細胞和纖維蛋白滲出物覆蓋于滑膜和軟骨表面，關(guān)節內纖維粘連。由于細菌產(chǎn)物的協(xié)同作用，糖蛋白成分改變，軟骨細胞的機械性壓力增加、營(yíng)養障礙、產(chǎn)生基質(zhì)的能力喪失。治療后關(guān)節功能有不同程度的受損。③膿性滲出期：為炎癥的最嚴重階段。滑膜腫脹、增厚，并開(kāi)始壞死;關(guān)節腔內大量黃白色膿液;白細胞自溶產(chǎn)物破壞骨膠質(zhì)和剩余糖蛋白;軟骨細胞壞死;滑膜破壞，并侵犯骨質(zhì);關(guān)節腔內大量肉芽組織形成;關(guān)節囊和周?chē)浗M織感染，有蜂窩組織炎和膿腫形成。治療后，雖能控制炎癥，但關(guān)節功能不可能完全復原，常遺有纖維性或骨性強直、病理性脫位及各種關(guān)節畸形。
1.細菌感染關(guān)節的途徑 細菌感染關(guān)節的途徑可分成血行性感染、直接污染和周?chē)腥狙蛹瓣P(guān)節3種類(lèi)型。
(1)血行性感染：血行性感染是指細菌隨血流通過(guò)滑膜組織進(jìn)入關(guān)節，引起化膿性關(guān)節炎。
細菌主要來(lái)源于遠離關(guān)節部位的感染病灶。如皮膚損傷后細菌污染、毛囊炎、癤腫、蜂窩織炎、癰、丹毒、淋巴腺炎、膿毒血癥;呼吸道、消化道、牙齒、扁桃腺、泌尿生殖系等部位的感染;腸傷寒、流感、猩紅熱等急性傳染性疾病;血栓性靜脈炎、心血管內植入物、靜脈內放置導管、血液透析，甚至普通靜脈穿刺、藥物注射、輸液等都可以使細菌直接進(jìn)入血液。關(guān)節滑膜是高度血管化的疏松結締組織，其內面并未襯覆基底膜，細菌很容易隨著(zhù)血液通過(guò)滑膜而進(jìn)入關(guān)節。
血行性感染多發(fā)于易感者的關(guān)節。易感者主要包括嬰幼兒、兒童、年老體弱者;有遺傳缺陷或應用妨礙機體防御機制的藥物，如糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑的患者;慢性疾病患者也易并發(fā)化膿性關(guān)節炎，尤其是糖尿病、慢性肝病、惡性腫瘤、系統性紅斑狼瘡、鐮狀細胞疾病等患者;抵抗細菌能力下降的血液疾病，如白血病、骨髓瘤患者。雖然慢性腎病是易感因素，而且腎移植術(shù)后可能需要長(cháng)期應用免疫抑制劑，但此類(lèi)患者卻很少發(fā)生化膿性關(guān)節炎，其原因不明。
本身有病變的關(guān)節容易合并化膿性感染。如類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎易合并感染，75%是金黃色葡萄球菌引起感染，其中半數曾口服和關(guān)節內注射糖皮質(zhì)激素，這也可能是易感的原因之一。痛風(fēng)合并化膿性感染時(shí)，會(huì )降低關(guān)節液的pH值，減少尿酸鹽結晶的溶解度，蛋白溶解酶可促進(jìn)軟骨上結晶的脫落，使關(guān)節內結晶增加。原發(fā)或繼發(fā)于夏科關(guān)節的關(guān)節退行性變，也容易引起化膿性關(guān)節炎。關(guān)節嚴重創(chuàng )傷、血友病性關(guān)節炎、關(guān)節內的積血積液，都可成為感染灶，對此類(lèi)患者的關(guān)節穿刺液，應該進(jìn)行常規檢查培養，以免漏診。
(2)直接污染：這種感染途徑是指細菌自體外直接進(jìn)入關(guān)節，引起化膿性關(guān)節炎。這種途徑多見(jiàn)于關(guān)節開(kāi)放性創(chuàng )傷，細菌直接污染關(guān)節，清創(chuàng )不及時(shí)或不徹底時(shí)。近年來(lái)，交通事故、機械損傷等意外事故的增加，這一類(lèi)型的化膿性關(guān)節炎有增加趨勢。另外，由于醫療行為引起化膿性關(guān)節炎也有所增加，如關(guān)節穿刺、關(guān)節封閉治療、關(guān)節腔內注射藥物，尤其是關(guān)節內注射強的松龍或得保松等糖皮質(zhì)激素類(lèi)藥物;用關(guān)節鏡行介入性檢查或關(guān)節內手術(shù);經(jīng)皮關(guān)節內骨折的外固定架固定;人工關(guān)節置換術(shù)等，這些有創(chuàng )性的檢查和治療使經(jīng)外來(lái)性途徑關(guān)節化膿性感染的病例增加。
(3)周?chē)腥狙蛹瓣P(guān)節：這種感染途徑是指關(guān)節周?chē)M織化膿性感染，例如骨髓炎，肌腱、腱鞘、滑液囊化膿性感染，以及蜂窩織炎，深部膿腫等，直接侵蝕關(guān)節，引起化膿性關(guān)節炎。
骨髓炎延及關(guān)節，引起關(guān)節感染的情況有兩種：一種是關(guān)節內骨骼發(fā)生骨髓炎，如嬰幼兒股骨頭頸骨髓炎，在炎癥不能有效控制時(shí)，將會(huì )發(fā)展為化膿性關(guān)節炎;另一種情況是干骺端的骨髓炎，當炎癥突破骺板和關(guān)節囊對關(guān)節的防護，進(jìn)入關(guān)節，會(huì )合并化膿性關(guān)節炎。但第二種情況并非必然發(fā)生。干骺端骨髓炎可引起關(guān)節內無(wú)菌性炎性滲出、關(guān)節積液，此時(shí)容易把骨髓炎誤診為化膿性關(guān)節炎，在關(guān)節穿刺或手術(shù)治療骨髓炎時(shí)，應注意避免把炎癥引入關(guān)節。積極治療骨髓炎，能防止骨髓炎自行延及關(guān)節。
化膿性關(guān)節炎的膿液可以穿破關(guān)節囊，引起關(guān)節周?chē)涓C織炎和膿腫，膿腫破潰形成竇道。應注意的是：別把關(guān)節周?chē)鷨渭兊姆涓C織炎和深部膿腫誤診為已發(fā)生化膿性關(guān)節炎，在治療中誤把感染帶入關(guān)節，釋放白細胞介素-1，使滑膜炎癥和軟骨破壞繼續進(jìn)展。
2.化膿性關(guān)節炎的病理分期 化膿性關(guān)節炎的病理過(guò)程可劃分為滑膜炎和關(guān)節炎。前者僅影響滑膜，后者則以損害軟骨為特征。依據細菌的毒力、組織的反應能力以及感染的時(shí)限，關(guān)節滲出液可以分成3類(lèi)，可以用以劃分病理階段。
(1)漿液性滲出期：細菌進(jìn)入關(guān)節，局部防御機制啟動(dòng)，滑膜吞噬細胞和中性粒細胞開(kāi)始吞噬細菌，首先表現為急性滑膜炎征象，關(guān)節滑膜充血水腫。隨著(zhù)炎癥時(shí)間遷延，中性粒細胞浸潤增多，滑膜絨毛增殖、分泌增加。此時(shí)炎癥程度尚輕，關(guān)節內滲出液為漿液性，白細胞很少、外觀(guān)較清亮、類(lèi)似血清，此時(shí)有人稱(chēng)之為漿液性關(guān)節炎(serous arthritis)。此期軟骨沒(méi)有被破壞，這時(shí)如果能有效控制感染，軟骨基質(zhì)糖蛋白可以恢復，關(guān)節功能也可以較好地恢復。
(2)漿液纖維蛋白性滲出期：隨著(zhù)炎癥發(fā)展、病程遷延、滑膜炎癥程度加劇，滲出液增加，纖維蛋白濃度增高，關(guān)節液變得黏稠，細胞成分增多，稱(chēng)為漿液纖維蛋白性關(guān)節炎(serofibrinous arthritis)。
這時(shí)可見(jiàn)大量膿細胞和纖維蛋白滲出物覆蓋于滑膜和軟骨面上，從而影響關(guān)節液的吸收。軟骨細胞所受到的機械壓力也隨之增加，造成營(yíng)養攝取障礙，軟骨內糖蛋白成分發(fā)生改變，產(chǎn)生基質(zhì)的能力喪失。在此時(shí)期，經(jīng)積極治療，即使終止了炎癥的進(jìn)展，痊愈后關(guān)節功能亦將有不同程度受損。
(3)膿性滲出期：炎癥發(fā)展到最嚴重階段，出現滑膜腫脹、肥厚及壞死。關(guān)節腔內有大量黃白色膿液，中性粒細胞釋放的彈性蛋白酶，軟骨細胞釋放的軟骨降解酶，滑膜巨噬細胞釋放的金屬蛋白酶，破壞軟骨基質(zhì)及余下的糖蛋白，致使軟骨大片壞死。肉芽組織覆蓋在軟骨面上，充填于關(guān)節腔內并侵入軟骨內和軟骨下骨，加上血液淤積，血栓形成，軟骨下骨質(zhì)、滑膜、關(guān)節內韌帶等組織大量壞死。接著(zhù)出現關(guān)節囊和周?chē)浗M織感染，引起蜂窩織炎和膿腫，炎癥和膿腫穿透肌筋膜和皮膚，破潰形成竇道。到了此時(shí)期，可出現關(guān)節纖維性或骨性強直，產(chǎn)生病理性脫位，以及各種關(guān)節畸形，留下不可逆的殘疾。
3.臨床病理表現 血源性感染較多見(jiàn)，也可為關(guān)節開(kāi)放性損傷、關(guān)節穿刺繼發(fā)感染，或從周?chē)浗M織感染蔓延而來(lái)。關(guān)節受感染后，首先引起滑膜炎，有滑膜水腫、充血，產(chǎn)生滲液。根據不同程度和不同階段的滑膜炎，表現不同的關(guān)節滲出液而分為3個(gè)階段。
(1)漿液性關(guān)節炎：滑膜充血、腫脹，炎性分泌物與關(guān)節液混合，關(guān)節囊膨脹，并有少量纖維素沉著(zhù)在關(guān)節滑膜表面。在此期間內控制感染，關(guān)節功能可以保存。
(2)漿液纖維性關(guān)節炎：炎癥繼續發(fā)展，滑膜不僅充血，且有更明顯的炎癥。關(guān)節液混濁度增加，呈絮狀，含有大量粒性白細胞及少量單核細胞。滑膜增厚并有大量纖維素沉著(zhù)和肉芽組織形成，關(guān)節軟骨尚未受累。愈合后關(guān)節內有粘連形成，關(guān)節功能部分受損。
(3)膿性關(guān)節炎：感染嚴重，滲出液轉為膿性，膿液內含有大量細菌和中性粒細胞和少量紅細胞，小血管發(fā)生栓塞和壞死。壞死和退變的白細胞釋出的溶解酶，溶解關(guān)節面軟骨，直到侵蝕破壞軟骨下骨質(zhì)。由于關(guān)節內壓力增高，壓迫破壞滑膜直到穿破關(guān)節囊和皮膚，形成竇道，可長(cháng)期不愈。即使愈合，關(guān)節常發(fā)生纖維。