引用本文： 朱家慶, 孫家豪, 馬博聞, 張馳宇, 曹遜, 鄭善斌, 陳志遠, 張超, 沈計榮, 夏天衛. 宏基因組二代測序指導抗生素治療人工全膝關節置換術后感染的療效研究. 中國修復重建外科雜志, 2024, 38(8): 995-1000. doi: 10.7507/1002-1892.202404044 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國修復重建外科雜志》版權所有，未經授權不得轉載、改編
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療終末期膝關節疾病的最佳選擇，假體周圍感染（periprosthetic joint infection，PJI）是關節置換手術嚴重并發癥之一，也是造成術后早期失敗的最主要原因[1]。目前我國TKA手術量呈逐年增長趨勢[2]，術后因PJI導致的手術失敗患者數量也逐年增加。微生物培養法是公認的PJI診斷標準，但存在每次僅能檢測若干局限病原菌的缺點，并且存在如培養方法不當，單次培養可能出現假陽性以及培養時間過長，進而錯失最佳治療窗口期等問題，最終影響治療效果[3-4]。
宏基因組二代測序（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）技術是對送檢樣本中微生物及遺傳物質進行全面分析的一種新興診斷技術，可以彌補傳統分子分析只針對特定引物或探針檢測有限病原菌的不足[5]。PJI后耐藥菌的出現會導致單一抗生素治療效果不佳，而采用檢測更迅速、準確的mNGS指導抗生素聯合應用有望解決這一難題[6]。2020年4月—2023年3月，我們收治10例TKA術后PJI患者，采取細菌培養及mNGS檢測明確病原菌類型，并依據檢測結果選擇敏感抗生素聯合手術控制感染，獲得滿意效果。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準：① TKA術后感染，符合2018年新國際共識會議（ICM）診斷標準[7]；② 確診為PJI后給予抗生素治療；③ 感染部位關節液同時送檢常規細菌培養及mNGS檢測。排除標準：① 有精神、語言、心理等障礙無法配合治療者；② 合并惡性腫瘤、自身免疫系統疾病等；③ 臨床資料不完整。
本組男3例，女7例；年齡44～83歲，平均69.9歲。患者均采用不保留后交叉韌帶型假體行TKA；置換術后8～35個月發生感染，平均19.5個月；主要臨床癥狀為局部皮膚溫度升高，形成竇道，流膿；感染病程16～128 d，平均37 d。
入院檢查：紅細胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）15～85 mm/1 h，平均50.2 mm/1 h；C 反應蛋白（C reactive protein，CRP）4.4～410.0 mg/L，平均192.8 mg/L；白細胞計數（3.4～23.8）×109/L，平均12.3×109/L；中性粒細胞絕對值（1.1～22.5）×109/L，平均9.2×109/L。本組3例入院前接受抗生素（頭孢呋辛鈉）治療，但均未完成抗生素周期治療，本次入院時相關實驗室指標均為陽性。患者臨床資料詳見表1。
表表 1
10例患者臨床資料
Table表 1.
Clinical data of 10 patients
1.2 治療方法
1.2.1 病原菌檢測
① 標本采集：所有患者于術前關節腔穿刺，采用無菌針管獲取感染病灶核心部位關節液樣本，注意避免混入血液。
② 細菌培養檢測：取關節液標本采用VITEK2系統（生物梅里埃中國公司）進行菌種鑒定，并測定藥物敏感性。
③ mNGS檢測：由杭州杰毅生物技術有限公司（8例）或廣州微遠基因科技有限公司（2例）對關節液標本行核酸高通量測序，并與微生物專用數據庫比對分析[8]，再通過特殊算法找出目標微生物的種屬信息，獲取報告參數[9]。測序均在Illumina平臺進行，主要包括以下三步。第一，文庫制備：片段化處理樣本DNA，在其兩端添加特定接頭構建測序文庫。第二，測序：將測序文庫上樣到流動槽，然后置于測序儀中，通過化學修飾的核苷酸與DNA模板鏈結合，正、反向讀取DNA鏈，進行雙端測序。第三，數據分析：測序完成后，儀器軟件自動識別核苷酸，并預測堿基檢出的準確性。
1.2.2 抗感染治療
入院后給予靜脈滴注頭孢、口服中藥等抗感染治療；手術后1～2 d根據細菌培養及mNGS檢測結果，調整為敏感抗生素治療，主要包括β內酰胺類（阿莫西林、萬古霉素等）、大環內酯類、人工抗生素（喹諾酮類、磺胺類等）等。本組7 例行一期翻修，3 例二期翻修（1例曠置術后6個月感染復發，與患者及家屬商議后，放棄二期翻修更換假體，最終行關節融合術）。
1.3 統計學方法
采用SPSS25.0統計軟件進行分析。計量資料經Shapiro-Wilk檢驗均符合正態分布，以均數±標準差表示，組間比較采用配對t檢驗；計數資料以率表示，組間比較采用Fisher確切概率法；檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 細菌培養及mNGS檢測結果比較
細菌培養檢測陽性7例（70%），共檢出7種病原菌，最常見病原菌為停乳鏈球菌。其中1例標本檢出4種不同病原菌，其余均為單一病原菌感染。單一革蘭陽性球菌6例（85.71%）；革蘭陽性球菌混合革蘭陰性桿菌1例（14.29%），該例混合感染分別檢出停乳鏈球菌、釀膿鏈球菌、淺黃奈瑟菌及金黃色葡萄球菌。
mNGS檢測陽性10例（100%），共檢出11種病原菌，最常見病原菌為痤瘡丙酸桿菌。其中6例標本檢出2種及以上不同病原菌，余4例為單一病原菌感染。單一革蘭陽性球菌5例（50%），革蘭陽性球菌混合真菌1例（10%），革蘭陽性球菌混合革蘭陰性桿菌4例（40%）。見表2。
表表 2
細菌培養與mNGS檢測結果比較 ［株（%）］
Table表 2.
Comparison of bacterial culture method and mNGS test results [strains (%)]
兩種方法檢測陽性率差異有統計學意義（P=0.211）。本組7例（70%）細菌培養和mNGS檢測均為陽性患者中，3例病原菌類型結果完全一致，符合率42.86%（3/7）；3例（30%）僅mNGS檢測陽性。細菌培養檢測時間（送樣本至出結果）為（4.95±2.14） d，mNGS檢測為（1.60±0.52）d，差異有統計學意義（t=4.810，P<0.001）。
2.2 抗生素治療結果
所有患者均根據檢測結果調整抗生素足量、足期治療。本組1例細菌培養陰性、mNGS檢測為金黃色葡萄球菌、奧斯陸莫拉菌感染，調整為阿莫西林克拉維酸鉀聯合莫西沙星治療；1例細菌培養陰性、mNGS檢測為停乳鏈球菌、表皮葡萄球菌、杰氏棒狀桿菌、頭狀葡萄球菌感染，調整為阿莫西林克拉維酸鉀聯合左氧氟沙星治療；1例mNGS檢測為單純皰疹病毒，在細菌敏感抗生素基礎上，聯合伐昔洛韋抗病毒治療。其余兩種方法檢測病原菌類型略有差別，但術后調整抗生素最終治療方案一致。
一期術后3 d，CRP為 6.8～48.2 mg/L，平均23.6 mg/L；ESR 17～53 mm/1 h，平均35.5 mm/1 h；白細胞計數（4.5～8.1）×109/L，平均6.1×109/L；中性粒細胞絕對值（2.3～5.7）×109/L，平均4.1×109/L。患者均獲隨訪，隨訪時間12～39個月，平均23.5個月。1例術后6個月感染復發，行膝關節曠置聯合致病菌敏感抗生素治療，最終感染得到控制；其余9例均未出現感染征象；感染控制率為90%。
3 典型病例
病例9 女，69歲。2021年因膝關節骨關節炎行左膝TKA。2022年5月左膝關節外側出現紫紅色腫塊；6月于外院診斷為TKA術后PJI，行左膝創面封閉式引流術+清創術；10月因左膝皮膚破潰，于外院行二期翻修手術，出院時創面Ⅰ期愈合。2023年2月，患者左膝下方切口出現一破潰口，其內可見白色絮狀物，局部皮膚紅腫收入我院。入院后行靜脈滴注頭孢等抗感染治療；同時抽取關節液行細菌培養及mNGS檢測，兩種檢測結果一致，均為模仿葡萄球菌陽性；實驗室檢查：CRP 78.50 mg/L、ESR 85.00 mm/1 h、白細胞計數11.54×109/L、中性粒細胞絕對值9.38×109/L。同年3月行膝關節曠置術，以莫西沙星沖洗關節腔，鋼絲捆扎股骨、脛骨骨板，以萬古霉素+美羅培蘭混合骨水泥填充關節腔；術后采用模仿葡萄球菌敏感抗生素莫西沙星治療。1個月后切口愈合，復查血常規等未見感染跡象，術后3 d CRP 27.10 mg/L、ESR 52.00 mm/1 h、白細胞計數5.90×109/L、中性粒細胞絕對值4.20×109/L； 10月因骨水泥失效，患者再次出現感染癥狀，關節液培養示表皮葡萄球菌陽性，于 11 月行膝關節融合術，聯合致病菌敏感抗生素治療，最終感染得到控制。 見圖1。
4 討論
PJI是關節外科醫師面臨的最嚴峻挑戰之一，發生率可達2%～2.4%[10]，極大地增加了患者痛苦。臨床上PJI治療多采用清創保留假體、一期或二期翻修[11-13]。其中，二期翻修是將清創曠置與更換假體分開，分兩次手術對膝關節假體進行翻修。研究表明，二期翻修安全性顯著高于一期翻修[14-16]，PJI治愈率超過80%[14, 17-18]。
4.1 mNGS應用于膝關節PJI臨床價值探討
傳統細菌培養法是診斷PJI的金標準，但有時會出現培養結果假陰性情況。相關研究表明，TKA術后PJI患者細菌培養陽性率為66.67%[4]，本研究細菌培養陽性率為70%。然而由于PJI的復雜性、病原菌多樣性、微生物和宿主因素的復雜相互關系，mNGS在PJI診治中的應用仍處于探索階段。國外一項對341例PJI患者的研究發現， mNGS檢測敏感性為94%，而常規細菌培養敏感性僅為70%[19]。本研究發現在TKA術后PJI患者中，mNGS檢測陽性率顯著高于細菌培養法，與相關研究報道結果[3]相似，說明該檢測方法可提高TKA術后PJI病原菌檢出率，不僅可以檢出與細菌培養法相符的病原菌，還能檢出更多潛在病原菌，有效避免假陰性事件發生。一旦感染發生，其進展迅速，而傳統檢測方法常需要3～7 d才能獲得結果，非常不利于早期診斷及抗生素的應用[20]。本研究中，mNGS檢測時間較細菌培養明顯縮短，提示其對于早期明確病原菌及指導抗生素治療具有重要價值。
本研究中6例患者細菌培養法和mNGS檢測結果不一致，均為mNGS檢出更多病原菌類型。其中1例細菌培養結果假陰性且入院前2周內有抗生素使用史患者，分析病原菌經抗生素治療已死亡，但短期內其DNA仍具有活性，故通過mNGS仍能檢出。本研究mNGS檢出的表皮葡萄球菌、痤瘡丙酸桿菌、奧斯陸莫拉菌、杰氏棒狀桿菌、大腸埃希菌及罕見革蘭陰性菌限制性馬拉色菌等，細菌培養結果均為陰性，說明mNGS對上述細菌檢出率高于細菌培養法[21-23]。4例患者mNGS分別檢出金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌，但細菌培養法未能檢出，這可能與生物膜形成有關。1例細菌培養檢出淺黃奈瑟菌，而mNGS未檢出，可能與該細菌營養要求高，培養條件差導致細菌裂解自溶比較快有關。
4.2 mNGS輔助治療膝關節PJI經驗總結
CRP及ESR是術后感染重要炎癥評價指標，通常患者CRP水平在TKA術后2周即可恢復正常，若術后1個月仍高于正常水平，則考慮PJI。同樣地，患者術后3個月內ESR維持高水平，則考慮PJI[24]。對于淺層次、尚未涉及關節腔層面的感染，可以采取常規抗生素治療方案，即先采用萬古霉素聯合頭孢治療[25]，再根據細菌培養結果使用敏感抗生素。深層次感染常表現為假體有受生物膜保護的細菌附著[26]，其耐藥能力較強，僅依靠抗生素保守治療已無法控制感染，常需要手術干預。感染不超過TKA術后3周時，可進行保留假體清創術，并結合細菌培養結果選擇抗生素；感染超過3周時，則需要手術取出假體。膝關節翻修手術通常復雜且難度大，術后出現并發癥風險較高[27]，因此徹底清除關節腔內炎癥組織以及選擇敏感抗生素顯得尤為重要。臨床上對于膝關節PJI可選擇一期或二期翻修。一期翻修是一次性取出感染假體，徹底清創后放置新的假體，并采用帶有長效抗生素骨水泥固定，結合術后6周以上敏感抗生素治療，以達到控制感染的目的。二期翻修常被認為是治療TKA術后PJI的金標準[28]，需兩次手術完成，一期取出感染假體及采用含抗生素的骨水泥曠置，二期植入新的假體。一項對于一期和二期翻修治療PJI的研究發現，一期翻修組早期成功率（94.2%）高于二期翻修組（84.0%），而兩組中遠期成功率接近[29]。本研究7例患者行一期翻修，術后1年隨訪均未出現感染跡象；3例患者行二期翻修，其中1例術后6個月再次發生感染，其余2例術后1年隨訪均未出現感染跡象。對于抗生素的選擇，我們主要使用β內酰胺類（阿莫西林、萬古霉素等）、大環內酯類、人工抗生素（喹諾酮類、磺胺類等）。本組最終9例感染控制，治愈率高達90%。
綜上述，mNGS檢測能迅速、精準確定TKA術后PJI患者的病原菌，結合手術及抗生素使用，可有效提高PJI治愈率。但本研究為回顧性研究，納入例數有限、隨訪時間較短，結果可能存在偏倚，尚需要大樣本量、長時間隨訪的臨床研究進一步驗證療效。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
倫理聲明 研究方案經南京中醫藥大學附屬醫院醫學倫理委員會批準（2019NL-095-93）
作者貢獻聲明 朱家慶、夏天衛、張超：參與手術、資料收集、論文撰寫及修改；孫家豪、馬博聞、張馳宇、曹遜、鄭善斌、陳志遠：參與手術、資料收集、統計分析；沈計榮：研究指導、手術操作、論文修改及審定
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療終末期膝關節疾病的最佳選擇，假體周圍感染（periprosthetic joint infection，PJI）是關節置換手術嚴重并發癥之一，也是造成術后早期失敗的最主要原因[1]。目前我國TKA手術量呈逐年增長趨勢[2]，術后因PJI導致的手術失敗患者數量也逐年增加。微生物培養法是公認的PJI診斷標準，但存在每次僅能檢測若干局限病原菌的缺點，并且存在如培養方法不當，單次培養可能出現假陽性以及培養時間過長，進而錯失最佳治療窗口期等問題，最終影響治療效果[3-4]。
宏基因組二代測序（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）技術是對送檢樣本中微生物及遺傳物質進行全面分析的一種新興診斷技術，可以彌補傳統分子分析只針對特定引物或探針檢測有限病原菌的不足[5]。PJI后耐藥菌的出現會導致單一抗生素治療效果不佳，而采用檢測更迅速、準確的mNGS指導抗生素聯合應用有望解決這一難題[6]。2020年4月—2023年3月，我們收治10例TKA術后PJI患者，采取細菌培養及mNGS檢測明確病原菌類型，并依據檢測結果選擇敏感抗生素聯合手術控制感染，獲得滿意效果。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準：① TKA術后感染，符合2018年新國際共識會議（ICM）診斷標準[7]；② 確診為PJI后給予抗生素治療；③ 感染部位關節液同時送檢常規細菌培養及mNGS檢測。排除標準：① 有精神、語言、心理等障礙無法配合治療者；② 合并惡性腫瘤、自身免疫系統疾病等；③ 臨床資料不完整。
本組男3例，女7例；年齡44～83歲，平均69.9歲。患者均采用不保留后交叉韌帶型假體行TKA；置換術后8～35個月發生感染，平均19.5個月；主要臨床癥狀為局部皮膚溫度升高，形成竇道，流膿；感染病程16～128 d，平均37 d。
入院檢查：紅細胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）15～85 mm/1 h，平均50.2 mm/1 h；C 反應蛋白（C reactive protein，CRP）4.4～410.0 mg/L，平均192.8 mg/L；白細胞計數（3.4～23.8）×109/L，平均12.3×109/L；中性粒細胞絕對值（1.1～22.5）×109/L，平均9.2×109/L。本組3例入院前接受抗生素（頭孢呋辛鈉）治療，但均未完成抗生素周期治療，本次入院時相關實驗室指標均為陽性。患者臨床資料詳見表1。
表表 1
10例患者臨床資料
Table表 1.
Clinical data of 10 patients
1.2 治療方法
1.2.1 病原菌檢測
① 標本采集：所有患者于術前關節腔穿刺，采用無菌針管獲取感染病灶核心部位關節液樣本，注意避免混入血液。
② 細菌培養檢測：取關節液標本采用VITEK2系統（生物梅里埃中國公司）進行菌種鑒定，并測定藥物敏感性。
③ mNGS檢測：由杭州杰毅生物技術有限公司（8例）或廣州微遠基因科技有限公司（2例）對關節液標本行核酸高通量測序，并與微生物專用數據庫比對分析[8]，再通過特殊算法找出目標微生物的種屬信息，獲取報告參數[9]。測序均在Illumina平臺進行，主要包括以下三步。第一，文庫制備：片段化處理樣本DNA，在其兩端添加特定接頭構建測序文庫。第二，測序：將測序文庫上樣到流動槽，然后置于測序儀中，通過化學修飾的核苷酸與DNA模板鏈結合，正、反向讀取DNA鏈，進行雙端測序。第三，數據分析：測序完成后，儀器軟件自動識別核苷酸，并預測堿基檢出的準確性。
1.2.2 抗感染治療
入院后給予靜脈滴注頭孢、口服中藥等抗感染治療；手術后1～2 d根據細菌培養及mNGS檢測結果，調整為敏感抗生素治療，主要包括β內酰胺類（阿莫西林、萬古霉素等）、大環內酯類、人工抗生素（喹諾酮類、磺胺類等）等。本組7 例行一期翻修，3 例二期翻修（1例曠置術后6個月感染復發，與患者及家屬商議后，放棄二期翻修更換假體，最終行關節融合術）。
1.3 統計學方法
采用SPSS25.0統計軟件進行分析。計量資料經Shapiro-Wilk檢驗均符合正態分布，以均數±標準差表示，組間比較采用配對t檢驗；計數資料以率表示，組間比較采用Fisher確切概率法；檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 細菌培養及mNGS檢測結果比較
細菌培養檢測陽性7例（70%），共檢出7種病原菌，最常見病原菌為停乳鏈球菌。其中1例標本檢出4種不同病原菌，其余均為單一病原菌感染。單一革蘭陽性球菌6例（85.71%）；革蘭陽性球菌混合革蘭陰性桿菌1例（14.29%），該例混合感染分別檢出停乳鏈球菌、釀膿鏈球菌、淺黃奈瑟菌及金黃色葡萄球菌。
mNGS檢測陽性10例（100%），共檢出11種病原菌，最常見病原菌為痤瘡丙酸桿菌。其中6例標本檢出2種及以上不同病原菌，余4例為單一病原菌感染。單一革蘭陽性球菌5例（50%），革蘭陽性球菌混合真菌1例（10%），革蘭陽性球菌混合革蘭陰性桿菌4例（40%）。見表2。
表表 2
細菌培養與mNGS檢測結果比較 ［株（%）］
Table表 2.
Comparison of bacterial culture method and mNGS test results [strains (%)]
兩種方法檢測陽性率差異有統計學意義（P=0.211）。本組7例（70%）細菌培養和mNGS檢測均為陽性患者中，3例病原菌類型結果完全一致，符合率42.86%（3/7）；3例（30%）僅mNGS檢測陽性。細菌培養檢測時間（送樣本至出結果）為（4.95±2.14） d，mNGS檢測為（1.60±0.52）d，差異有統計學意義（t=4.810，P<0.001）。
2.2 抗生素治療結果
所有患者均根據檢測結果調整抗生素足量、足期治療。本組1例細菌培養陰性、mNGS檢測為金黃色葡萄球菌、奧斯陸莫拉菌感染，調整為阿莫西林克拉維酸鉀聯合莫西沙星治療；1例細菌培養陰性、mNGS檢測為停乳鏈球菌、表皮葡萄球菌、杰氏棒狀桿菌、頭狀葡萄球菌感染，調整為阿莫西林克拉維酸鉀聯合左氧氟沙星治療；1例mNGS檢測為單純皰疹病毒，在細菌敏感抗生素基礎上，聯合伐昔洛韋抗病毒治療。其余兩種方法檢測病原菌類型略有差別，但術后調整抗生素最終治療方案一致。
一期術后3 d，CRP為 6.8～48.2 mg/L，平均23.6 mg/L；ESR 17～53 mm/1 h，平均35.5 mm/1 h；白細胞計數（4.5～8.1）×109/L，平均6.1×109/L；中性粒細胞絕對值（2.3～5.7）×109/L，平均4.1×109/L。患者均獲隨訪，隨訪時間12～39個月，平均23.5個月。1例術后6個月感染復發，行膝關節曠置聯合致病菌敏感抗生素治療，最終感染得到控制；其余9例均未出現感染征象；感染控制率為90%。
3 典型病例
病例9 女，69歲。2021年因膝關節骨關節炎行左膝TKA。2022年5月左膝關節外側出現紫紅色腫塊；6月于外院診斷為TKA術后PJI，行左膝創面封閉式引流術+清創術；10月因左膝皮膚破潰，于外院行二期翻修手術，出院時創面Ⅰ期愈合。2023年2月，患者左膝下方切口出現一破潰口，其內可見白色絮狀物，局部皮膚紅腫收入我院。入院后行靜脈滴注頭孢等抗感染治療；同時抽取關節液行細菌培養及mNGS檢測，兩種檢測結果一致，均為模仿葡萄球菌陽性；實驗室檢查：CRP 78.50 mg/L、ESR 85.00 mm/1 h、白細胞計數11.54×109/L、中性粒細胞絕對值9.38×109/L。同年3月行膝關節曠置術，以莫西沙星沖洗關節腔，鋼絲捆扎股骨、脛骨骨板，以萬古霉素+美羅培蘭混合骨水泥填充關節腔；術后采用模仿葡萄球菌敏感抗生素莫西沙星治療。1個月后切口愈合，復查血常規等未見感染跡象，術后3 d CRP 27.10 mg/L、ESR 52.00 mm/1 h、白細胞計數5.90×109/L、中性粒細胞絕對值4.20×109/L； 10月因骨水泥失效，患者再次出現感染癥狀，關節液培養示表皮葡萄球菌陽性，于 11 月行膝關節融合術，聯合致病菌敏感抗生素治療，最終感染得到控制。 見圖1。
4 討論
PJI是關節外科醫師面臨的最嚴峻挑戰之一，發生率可達2%～2.4%[10]，極大地增加了患者痛苦。臨床上PJI治療多采用清創保留假體、一期或二期翻修[11-13]。其中，二期翻修是將清創曠置與更換假體分開，分兩次手術對膝關節假體進行翻修。研究表明，二期翻修安全性顯著高于一期翻修[14-16]，PJI治愈率超過80%[14, 17-18]。
4.1 mNGS應用于膝關節PJI臨床價值探討
傳統細菌培養法是診斷PJI的金標準，但有時會出現培養結果假陰性情況。相關研究表明，TKA術后PJI患者細菌培養陽性率為66.67%[4]，本研究細菌培養陽性率為70%。然而由于PJI的復雜性、病原菌多樣性、微生物和宿主因素的復雜相互關系，mNGS在PJI診治中的應用仍處于探索階段。國外一項對341例PJI患者的研究發現， mNGS檢測敏感性為94%，而常規細菌培養敏感性僅為70%[19]。本研究發現在TKA術后PJI患者中，mNGS檢測陽性率顯著高于細菌培養法，與相關研究報道結果[3]相似，說明該檢測方法可提高TKA術后PJI病原菌檢出率，不僅可以檢出與細菌培養法相符的病原菌，還能檢出更多潛在病原菌，有效避免假陰性事件發生。一旦感染發生，其進展迅速，而傳統檢測方法常需要3～7 d才能獲得結果，非常不利于早期診斷及抗生素的應用[20]。本研究中，mNGS檢測時間較細菌培養明顯縮短，提示其對于早期明確病原菌及指導抗生素治療具有重要價值。
本研究中6例患者細菌培養法和mNGS檢測結果不一致，均為mNGS檢出更多病原菌類型。其中1例細菌培養結果假陰性且入院前2周內有抗生素使用史患者，分析病原菌經抗生素治療已死亡，但短期內其DNA仍具有活性，故通過mNGS仍能檢出。本研究mNGS檢出的表皮葡萄球菌、痤瘡丙酸桿菌、奧斯陸莫拉菌、杰氏棒狀桿菌、大腸埃希菌及罕見革蘭陰性菌限制性馬拉色菌等，細菌培養結果均為陰性，說明mNGS對上述細菌檢出率高于細菌培養法[21-23]。4例患者mNGS分別檢出金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌，但細菌培養法未能檢出，這可能與生物膜形成有關。1例細菌培養檢出淺黃奈瑟菌，而mNGS未檢出，可能與該細菌營養要求高，培養條件差導致細菌裂解自溶比較快有關。
4.2 mNGS輔助治療膝關節PJI經驗總結
CRP及ESR是術后感染重要炎癥評價指標，通常患者CRP水平在TKA術后2周即可恢復正常，若術后1個月仍高于正常水平，則考慮PJI。同樣地，患者術后3個月內ESR維持高水平，則考慮PJI[24]。對于淺層次、尚未涉及關節腔層面的感染，可以采取常規抗生素治療方案，即先采用萬古霉素聯合頭孢治療[25]，再根據細菌培養結果使用敏感抗生素。深層次感染常表現為假體有受生物膜保護的細菌附著[26]，其耐藥能力較強，僅依靠抗生素保守治療已無法控制感染，常需要手術干預。感染不超過TKA術后3周時，可進行保留假體清創術，并結合細菌培養結果選擇抗生素；感染超過3周時，則需要手術取出假體。膝關節翻修手術通常復雜且難度大，術后出現并發癥風險較高[27]，因此徹底清除關節腔內炎癥組織以及選擇敏感抗生素顯得尤為重要。臨床上對于膝關節PJI可選擇一期或二期翻修。一期翻修是一次性取出感染假體，徹底清創后放置新的假體，并采用帶有長效抗生素骨水泥固定，結合術后6周以上敏感抗生素治療，以達到控制感染的目的。二期翻修常被認為是治療TKA術后PJI的金標準[28]，需兩次手術完成，一期取出感染假體及采用含抗生素的骨水泥曠置，二期植入新的假體。一項對于一期和二期翻修治療PJI的研究發現，一期翻修組早期成功率（94.2%）高于二期翻修組（84.0%），而兩組中遠期成功率接近[29]。本研究7例患者行一期翻修，術后1年隨訪均未出現感染跡象；3例患者行二期翻修，其中1例術后6個月再次發生感染，其余2例術后1年隨訪均未出現感染跡象。對于抗生素的選擇，我們主要使用β內酰胺類（阿莫西林、萬古霉素等）、大環內酯類、人工抗生素（喹諾酮類、磺胺類等）。本組最終9例感染控制，治愈率高達90%。
綜上述，mNGS檢測能迅速、精準確定TKA術后PJI患者的病原菌，結合手術及抗生素使用，可有效提高PJI治愈率。但本研究為回顧性研究，納入例數有限、隨訪時間較短，結果可能存在偏倚，尚需要大樣本量、長時間隨訪的臨床研究進一步驗證療效。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
倫理聲明 研究方案經南京中醫藥大學附屬醫院醫學倫理委員會批準（2019NL-095-93）
作者貢獻聲明 朱家慶、夏天衛、張超：參與手術、資料收集、論文撰寫及修改；孫家豪、馬博聞、張馳宇、曹遜、鄭善斌、陳志遠：參與手術、資料收集、統計分析；沈計榮：研究指導、手術操作、論文修改及審定
