一场罕见暴发
2009年4月22日到5月7日,得州休斯敦一家医院(论文里称"X医院")做了67台膝、肩关节镜手术,7例术后出现关节腔感染。7台手术由6位术者完成,分散在5间手术室,1间在另一栋楼里。7例患者的关节液全部培养出泛敏感铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,旧称绿脓杆菌)。
发病在术后4~19天,中位8天,全部需要关节镜清创,2例ACL重建者取出了移植物。67台出7例,折合1045/万;文献报道的关节镜术后感染率是1~48/万。
Tosh等做了1∶3病例对照,7例对21例,患者合并症、手术时长、当日台次、主刀到巡回护士、156种器械逐项比对,没有一个变量与感染相关。送检的手术器械培养也全部无细菌生长。
问题是用一根3 mm内镜伸进再处理后的器械里看出来的:刨削器手柄的抽吸通道内有残留组织和断落的刷毛,进出水套管的管腔内有残留生物负载,常规目测都看不到。而刨削器是照厂家说明书清洗的。X医院又调来同集团另一家医院、另一厂家的刨削器,内镜下同样有残留。2009年7月7日,FDA就关节镜刨削器内残留组织发布安全警示。
为什么铜绿假单胞菌需要警惕
它广泛存在于潮湿环境,水槽、下水道、水源,也可以定植在皮肤、呼吸道和消化道。杨剑税等引用的数据是它占全部手术部位感染的10%~15%,但在关节镜术后感染里,假单胞菌属并不是常见病原。正因为不常见,短期内连续出现几例同种菌深部感染,才更可能来自同一个源头。
当然铜绿假单胞菌感染不能证明器械灭菌失败,它可以来自患者自身定植——定植通常先于感染——也可以来自术后的环境暴露。
关节镜器械不容易冲洗干净
灭菌的前提是清洗。管腔内壁留一层干涸的组织和血渍,蒸汽和过氧化氢就接触不到被包在里面的细菌,压力蒸汽和低温等离子都一样,Tosh等的说法是消毒或灭菌效力下降甚至完全无效。铜绿假单胞菌还会在这层残留上长出生物被膜,胞外多糖等基质挡住渗透,膜里一部分细菌进入休眠,更难杀死。
套管(鞘卡):长约20 cm、直径约5 mm、两端开口的中空金属管,冲洗液经这条腔道直接进关节腔。得州事件里,厂家要求刷洗内腔,实际做法是拿自来水冲一冲。更早的一次,Blevins等报告3例半月板缝合术后关节感染,检查再处理后的进出水套管,管腔内有干涸的有机物。
刨削器手柄:抽吸通道细而深。术中吸引管打折或被压住时,冲洗液会从刨削器倒流回去,尸体膝模拟手术记录到了这一点。事发前供应商把更容易压瘪的吸引管换进了关节镜包,医院并不知情。
空心扩孔器:Zhang等报告的六角空心铰刀,内腔从外面看不见,配套刷子做不到那么细,蒸汽也难以穿透窄腔。Parada等2009年报告的胫骨固定六角螺丝刀是同一类。
水槽与清洗液:得州去污间水槽下水道分离出的菌株,PFGE图谱与病例株不可区分,作者据此判断污染最可能发生在粗洗这一步。稀释的酶洗液挡不住假单胞菌在水槽表面成膜,重复使用的刷子会把污染带到下一件器械。
术后泡浴:泡浴的水引起铜绿假单胞菌伤口感染,这是有据可查的。Berrouane等在血液科病区查到一台按摩浴缸:14个月内7例患者感染同一株多重耐药铜绿假单胞菌,病例全部用过这台浴缸,对照只有32%(P=0.003);流行株只在浴缸的标本里出现,源头是下水口,放水时干净的自来水被下水道里的菌污染。英国一所养老院的按摩浴缸也报告过伤口感染。关节镜这边,Daradkeh等在一例术后铜绿假单胞菌化脓性关节炎的报告里,把器械灭菌不彻底和泳池、热水浴造成的伤口污染并列为两条来源,但检索不到记录了实际泡浴暴露的关节感染病例。
灭菌监测合格,不代表内腔清洁。 杨剑税等的观点:污染的鞘卡经低温等离子灭菌后,生物监测指示卡没有出现异常。指示卡只说明这一锅灭菌达到了规定条件,无法说明器械进锅之前内腔干不干净。
三起关键事件
得州,2009年,7例。 直接证实的是:7株病例株PFGE图谱不可区分,去污间水槽下水道分出的1株与之相同,再处理后的器械内腔有残留。
国内某三级医院,2020年,3例。 9—10月骨科关节镜手术12台,3例感染;同期其他清洁切口手术244台,1例感染。1号关节镜器械做的4台里出了3例,2号器械做的8台一例没有。病例对照提示1号器械(P=0.009)和A、B两位医生(P分别为0.011、0.033)是危险因素。直接证实的是:低温等离子灭菌后的1号鞘卡管腔冲洗液培养出铜绿假单胞菌,改高温高压后同法采样未再检出。
作者写了三点局限性:缺少直接证据证实这些菌来自同一感染源,没有排除清洗质量问题,也没有验证生物膜是否存在。鞘卡内腔如果本来就有残留,任何灭菌方式都不该被单独追责;改高温高压之后不再检出,也可能是因为整改期间供应室加强了鞘卡清洗。
西安,2022—2023年,6例。 364台ACL重建里出现6例胫骨隧道感染,5例培养出铜绿假单胞菌,1例为洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia),炎症指标多数不高,靠MRI才定位。器械、环境和手术人员的培养全部阴性,目视检查发现六角空心铰刀的空腔内有污物。停用铰刀、加强空心器械清洗后没有再出现同类聚集。
哪些证据才能判断是器械问题
分子分型。 得州做了PFGE。从388份环境标本分出62株假单胞菌,其中14株是泛敏感铜绿假单胞菌,送检的13株做完PFGE只有3株与病例株不可区分,其余10株完全不同。国内3例对11种受试药全敏感、药敏谱表型一致。
器械培养阴性,不等于器械干净。 得州和西安的器械培养都是全阴。
整改后不再发病,只是支持性证据。 得州同时关闭手术单元、更换全部关节镜器械、换回较硬的吸引管、改再处理流程并开始器械追溯;国内同时暂停手术、更换灭菌方式、加强清洗;西安同时更换器械和升级清洗方案。
文献要自己看。 Zhang等转述Tosh结果时有出入,原文没有报告"使用超声清洗机后感染率恢复正常",超声清洗机是西安医院自己的整改措施。得州这起事件的原因,后来也有人提出过别的解释(Muscarella LF, Adv Infect Dis. 2013)。
怎样减少细菌定植?
三起事件的整改都发生在出事之后。下面这些是 WS 310.2-2016 已经写明的环节。
下台就预处理,别让血渍干在管腔里。 去除干涸的污渍要先用清洗剂浸泡再刷洗。关节镜器械下台后保湿回收。
能拆的一律拆开,管腔先刷后冲。 标准要求可拆卸部分拆开清洗,管腔器械先用合适的清洗刷刷内腔,再用压力水枪冲,并且不得使用研磨型用具。刷子够不到的地方用超声清洗加灌注接头补上,该刷的还是要刷。
清洗刷当耗材管。 得州从刨削器通道里取出的是清洗刷的断毛。刷具应一次性使用或每次清洗消毒,掉毛、变形就扔,直径要与管腔配套。
末次漂洗用纯化水,管腔用压力气枪吹干。 标准给的水质是电导率≤15 μS/cm(25 ℃),金属器械干燥温度70~90 ℃,管腔内的残留水迹用压力气枪处理。
去污间的水槽。 得州的流行株来自去污间水槽下水道。刷洗要在水面以下做,免得溅出气溶胶;水槽和下水口的清洁消毒要有记录;冲洗后的器械不在池边晾放。灭菌后的器械只放在指定存放间,不提前一晚摆到手术单元的架子上。
灭菌方式符合器械结构。 过氧化氢低温等离子灭菌器能处理多细、多长的管腔,说明书上是有限定的。鞘卡这种20 cm长、两端开口的细管子上哪台机器、走哪个程序,需要把器械说明书和灭菌器说明书摆在一起核实。
清洗质量要有人验收。 检查包装环节要用带光源放大镜,可放大镜照不进管腔。把内镜检查排进定期计划,抽查刨削器抽吸通道、套管和空心铰刀。这一条不是强制的国家规范。
该换一次性的就换。 重复使用省下的采购费不够一例感染的处理成本。
怎么核查?
留菌株。 短期内同一术式出现第二例同种菌深部感染,先留菌株送分子分型。按 WS/T 524-2016,超过最长潜伏期后一周内无新发病例,或发病率回到暴发前水平,才算措施有效。
改采样手法。 管腔器械不做单纯淋洗,照杨剑税等的做法:内壁充分摩擦后再淋洗收集,30分钟内送检,每批设阴性对照。
做器械追溯。 得州事发时没有单件追溯,无法评估单件器械的风险。出院后的SSI资料难以获得,监测容易漏掉病例,国内3例中有2例是因感染再入院才发现的。
结语
关节镜是微创手术,可它的器械属于最难洗干净的一类。得州7例里2例取出了移植物,有人清创4次;西安6例全部做了胫骨隧道清创,最长的一例拖到术后88天。
管腔器械的清洗质量,灭菌监测担保不了,一次阴性培养也排除不了。杨剑税等提到一句:国家相关规范从来没有要求对灭菌后的手术器械做常规监测。这一条只能医院自己定。
参考文献
Tosh PK, Disbot M, Duffy JM, Boom ML, Heseltine G, Srinivasan A, et al. Outbreak of Pseudomonas aeruginosa surgical site infections after arthroscopic procedures: Texas, 2009. Infect Control Hosp Epidemiol. 2011;32(12):1179-86. DOI: 10.1086/662712. PMID: 待核.
杨剑税, 闵琦芬. 骨科关节镜手术手术部位感染聚集的流行病学调查. 中国感染控制杂志. 2023;22(2):175-80. DOI: 10.12138/j.issn.1671-9638.20233576. PMID: 待核.
Zhang X, Qiao C, Zheng J, Ren B. Pretibial abscess associated with instrumentation-specific infection after anterior cruciate ligament reconstruction: a case report. J ISAKOS. 2025;12:100893. DOI: 10.1016/j.jisako.2025.100893. PMID: 待核.
Parada SA, Grassbaugh JA, Devine JG, Arrington ED. Instrumentation-specific infection after anterior cruciate ligament reconstruction. Sports Health. 2009;1(6):481-5. DOI: 10.1177/1941738109347975. PMID: 待核.
Blevins FT, Salgado J, Wascher DC, Koster F. Septic arthritis following arthroscopic meniscus repair: a cluster of three cases. Arthroscopy. 1999;15:35-40. DOI: 待核. PMID: 待核.
Daradkeh ST, Abunasser MJ, Daradkeh YT, Olimat MS, Dabbas WF, Akel A. Case report: management of septic knee arthritis with Pseudomonas aeruginosa by arthroscopic debridement and lavage with diluted povidone iodine. Int J Surg Case Rep. 2021;85:106262. DOI: 10.1016/j.ijscr.2021.106262. PMID: 34388897.
Muscarella LF. Other possible causes of a well-publicized outbreak of Pseudomonas aeruginosa following arthroscopy in Texas. Adv Infect Dis. 2013;3(2):134-45. DOI: 待核. PMID: 待核.
Moremi N, Claus H, Vogel U, et al. Surveillance of surgical site infections by Pseudomonas aeruginosa and strain characterization in Tanzanian hospitals does not provide proof for a role of hospital water plumbing systems in transmission. Antimicrob Resist Infect Control. 2017;6:56. DOI: 待核. PMID: 待核.
Berrouane YF, McNutt LA, Buschelman BJ, Rhomberg PR, Sanford MD, Hollis RJ, et al. Outbreak of severe Pseudomonas aeruginosa infections caused by a contaminated drain in a whirlpool bathtub. Clin Infect Dis. 2000;31(6):1331-7. DOI: 10.1086/317501. PMID: 11095998.
Hollyoak V, Allison D, Summers J. Pseudomonas aeruginosa wound infection associated with a nursing home's whirlpool bath. Commun Dis Rep CDR Rev. 1995;5(7):R100-1. PMID: 7613583。
Rutala WA, Weber DJ; Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee. Guideline for disinfection and sterilization in healthcare facilities, 2008. Atlanta: Centers for Disease Control and Prevention; 2008.
US Food and Drug Administration. Arthroscopic shavers: ongoing safety review. 2009-07-07.
中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 医院消毒供应中心 第2部分:清洗消毒及灭菌技术操作规范: WS 310.2-2016. 北京: 中国标准出版社; 2016.
中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 医院感染暴发控制指南: WS/T 524-2016. 北京: 中国标准出版社; 2017.