第一章　总论

脊柱感染是指脊柱的骨性结构、椎间盘、硬膜外间隙和邻近的肌筋膜组织所发生的感染。抗生素出现之前，脊柱感染的死亡率很高。应用抗生素能明显改善脊柱感染的预后，但是如果治疗不彻底，感染迁延不愈，将导致残疾的结局，因此需要脊柱外科医生认识并充分重视脊柱感染，以保证患者获得彻底的治疗和良好的预后。

最早记载的脊柱感染是脊柱结核。在使用抗结核药物之前，结核病的治疗主要是卧床休息、制动、营养、新鲜空气和阳光。19世纪后期，治疗脊柱结核的主要手术方法是椎板切除术，以期达到神经减压的目的，但后来由于该手术无法清除前方的病灶，降低了脊柱稳定性，易引起畸形加重并产生神经压迫，脊柱结核也易复发，而没有被认可。1894年，Menard采用肋骨-横突切除入路，成功地治疗了一些Pott截瘫的患者，但由于手术后继发感染的发生率高，使得这种手术方法没有被普遍接受。随着无菌技术的应用，1931年，Girdlesone再次报道该手术。1934年，Ito等采用前路手术暴露腰椎，能较好地清除病灶和融合。Hodgson使用前路手术治疗脊柱结核，能很好地清除病灶和植骨，防止脊柱后凸畸形和后期截瘫的发生。

19世纪40年代，抗结核药物和非手术方法成功用于治疗脊柱结核。1963年成立的英国脊柱结核医学研究理事会开展了大量的研究，并形成近代治疗脊柱结核的方案。

1897年，Lannelongue首先详述了化脓性脊柱感染。近年来，由于抗生素的滥用，国内化脓性脊柱炎的发病率呈明显上升趋势。由于其临床表现多样，与其他感染性和非传染性脊柱疾病表现相似，给临床医生在诊断和治疗上带来诸多的挑战。快速而准确地诊断并确定病原体以及确定感染的程度是治疗脊柱感染的基础。

脊柱感染可选择的治疗方式很多。尽管有时进行积极地手术治疗是有必要的，但是何时单独应用抗生素，何时进行适当的手术干预是临床医生必须要明确的。当我们获得病原菌时，应用何种抗生素及用药时长问题都在困扰着我们，尤其是临床上我们经常无法获得病原菌。因此，对感染类型以及相应致病菌的了解是早期诊断和恰当治疗的关键。

想弄清楚脊柱感染起源的确切部位几乎是不可能的，但其可能的获得途径有：①血行传播；②直接接种（医源性介入治疗引起）；③相邻感染组织的扩散。大多数人认为血行播散是比较常见的，原发病灶包括泌尿生殖道感染（29%）、软组织感染（19%）、上呼吸道感染（11%）及其他（41%）。其他较少的感染途径及原发病灶包括了感染性心内膜炎、中耳炎、牙科操作和血液透析，在年轻患者中多为静脉内滥用药物所致感染。

邻近的感染源有贯穿性损伤、椎间盘造影或化学性髓核溶解术后的并发症、术后伤口深部感染等。文献报道中仍有37%的病例未发现感染源。

免疫缺陷性疾病的人群发生脊柱感染的危险性大。糖尿病患者比普通人群发生脊柱感染的可能性更大，糖尿病相关的血管疾病和外周神经疾病引起的软组织溃疡和尿潴留都会引起菌血症。虽尚未证明艾滋病患者中化脓性脊柱感染的发病率有明显上升，但其非典型分枝杆菌肉芽肿的发病率较正常人群有所上升。

大量的椎体静脉丛被认为是血源性感染细菌扩散的通道。Batson阐明了从盆腔静脉丛到椎旁静脉丛的逆行感染。而关节腔、椎间隙这些无血供的区域，能为细菌的播散和进展成暴发性炎症提供空间。Wiley和Trueta认为细菌可以停留在椎体终板的小动脉网。成人和儿童发生感染的病理生理学机制不相同。儿童期，髓核有来自相邻椎体终板的直接血供，椎间盘通过这些血管来获取大部分营养。然而成人没有直接通向椎间盘的血管。因此我们可以假设，儿童的一般是原发椎间盘炎，而成人原发椎体骨髓炎继发椎间盘炎。

脊柱化脓性感染最常见的病原体是金黄色葡萄球菌，其次是表皮葡萄球菌、革兰阴性菌、厌氧菌等。婴幼儿最常见的是金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和大肠杆菌。而对于1岁以上的儿童，金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌和流感嗜血杆菌是最常见的病原体。流感嗜血杆菌感染发病率在4岁以后开始降低。一般来说，金黄色葡萄球菌是血源性骨髓炎最常见的病原体，也是各个年龄段骨髓炎最常见的病原体。

伴发压疮和免疫功能不全的患者更容易发生革兰阴性杆菌和厌氧菌感染。其中最重要的是大肠杆菌，主要见于伴有尿道感染的中老年男性；另外，假单胞菌属与硬膜外感染关系密切。肠杆菌科的其他细菌（肺炎克雷伯菌、阴沟肠杆菌、迟钝爱德华氏菌）很少致病。镰状细胞贫血患者易发生沙门菌感染，常见于像印度这样的国家。最常见的耐药菌是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant staphylococcus aureus，MRSA）。

有研究表明，耐药菌感染可导致发病率、死亡率和治疗成本的提高。有住院史、重症监护室治疗史、留置导尿管、长时间的抗生素治疗、老年患者以及与携带或感染MRSA患者有接触史，是感染MRSA的高危因素。

在无植入物的脊柱术后感染中，金黄色葡萄球菌扮演着最重要的角色。人类是金黄色葡萄球菌的天然宿主，其“寄居”在许多人的鼻孔、腋窝、咽和皮肤。金黄色葡萄球菌产生并累及黏附分子，使之更容易黏附在骨质上，其中最主要的是纤维连接蛋白。另外，葡萄球菌可以分泌毒素，促进骨的溶解吸收，这些毒素还可以整合到成骨细胞和骨细胞中。

而脊柱植入物术后感染的发生是致病菌、植入物材料和人体三者相互作用的结果。植入物相关感染中，细菌黏附素和生物膜的形成很大程度上取决于植入物表面的特性和感染微生物的种类。植入物的细菌依附性从大到小依次是peek、钢和钛等制成物。而植入物是不能被粒细胞完全吞噬的大型异物，从而诱导产生了粒细胞的功能缺陷，集聚在内置物周围的粒细胞部分去粒化，过氧化物生成减少，杀灭细菌的能力受损。植入物周围的粒细胞甚至无法清除极少量的细菌。

引起植入物周围感染最常见的致病菌是葡萄球菌属，表皮葡萄球菌是最重要的病原体之一。表皮葡萄球菌存在于人体的体表，与其他正常菌群一起构成人体皮肤黏膜等的微生态共同抵御外来微生物的侵袭。表皮葡萄球菌引起感染的主要机制是其常伴随内置物的植入进入体内，并通过黏附形成生物膜。细菌生物膜是细菌克隆产生的一层多糖-蛋白质复合物，使细菌免受宿主的防御反应和化学治疗药物的攻击，从而导致持续的生物材料感染，是引起慢性感染性疾病反复发作和难以控制的主要原因。位于第二位的常见致病菌是肠球菌。其他怀疑致病菌包括：痤疮丙酸杆菌，厌氧革兰阳性菌，大部分共生菌和部分人类皮肤正常菌群。

肉芽肿性脊柱炎常见于结核分枝杆菌和布氏杆菌感染，且常发生在疫区。Pott病和骨结核由结核分枝杆菌引起，占所有肺外结核的10%～20%。在脊柱感染中，人们发现这些致病菌与人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染存在联系。非结核分枝杆菌（蟾蜍分枝杆菌、偶发分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌）很少引起脊柱感染。布氏杆菌感染常发生在疫区，近年来国内发病率呈明显增长趋势。我们收治的脊柱原发感染患者中，布氏杆菌感染占近1/4左右。

脊柱感染可以根据机体免疫反应、解剖部位、感染途径和宿主年龄分为不同类型。细菌主要引起机体的化脓性炎症反应，而分枝杆菌、真菌和梅毒会引起肉芽肿反应。根据感染发生的部位，可以分为椎体、椎间盘、硬膜外和邻近组织的感染。感染途径有血源性、邻近组织蔓延和术后感染。儿童与成人感染各有明显特点。根据组织学反应的不同进行分类，是最常用的分类方法。

感染发生的位置也很重要，因为其通常决定手术的方式。根据脊柱感染的部位把脊柱感染分为椎体骨髓炎（椎体受累）、椎间盘炎（椎间盘感染）、硬膜外脓肿（椎管内有脓液的感染）和椎间关节炎，这同样具有重要的临床价值。患者通常只有1～2种表现，但在少数情况下，患者几种类型的感染可同时存在。确切地定义椎间盘炎、椎体骨髓炎、硬膜外脓肿和椎间关节炎对描述病变的进展和疾病治疗是非常重要的。

椎间盘炎是指椎间隙的感染和炎症，而椎体骨髓炎包含椎体的感染和炎症。实际上两者常同时存在。化脓性感染被认为起源于终板区，然后侵及椎间隙并引起椎间盘本身和其上、下邻近终板的改变，这些改变可以通过X线发现。椎体破坏最可能在疾病的后期表现出来。结核一般限于椎体内，不侵犯椎间盘，这种现象可归因于结核分枝杆菌对氧的需求。硬膜外脓肿在未侵及脊髓之前也可以是椎间盘炎的一种，在病理解剖学上，我们更倾向于用“椎间盘炎合并硬膜外脓肿”来描述这种情况。

单纯的硬膜外脓肿可发生在脊髓背部。单纯的椎间关节突关节感染是指没有发生椎间盘炎、脊柱骨髓炎和硬膜外脓肿的椎间关节感染，但很少发生。

在本书中，脊柱感染分为以下几种类型：

（1）椎体骨髓炎

（2）椎间盘炎

（3）硬膜外脓肿

（4）椎间关节炎

（1）脊柱结核

（2）布氏杆菌感染

（3）真菌感染

（4）寄生虫感染