115年:醫學三(1)

關於人工關節感染( prosthetic joint infections )與其他非植入物相關的敗血性關節炎(septic arthritis )的病理生理機制和治療策略的差異,下列敘述何者最適當?

A葡萄球菌( staphylococci )是人工關節感染最常見的菌種
B生物膜形成是其他非植入物相關的敗血性關節炎的關鍵致病因子
C兩者免疫反應的模式與炎症反應的強度類似
D其他非植入物相關的敗血性關節炎較常需要分階段手術

詳細解析

本題觀念:

本題主要考查 人工關節感染 (Prosthetic Joint Infection, PJI)非植入物相關的敗血性關節炎 (Native Septic Arthritis) 在病原體、致病機轉 (如生物膜)、免疫發炎反應強度及治療策略上的核心差異。

選項分析

  • A. 葡萄球菌(staphylococci)是人工關節感染最常見的菌種

    • 正確
    • 解析:根據流行病學統計,葡萄球菌屬(Staphylococcus species)是 PJI 最常見的病原體,佔所有病例的 50% 以上。其中 金黃色葡萄球菌 (S. aureus)凝固酶陰性葡萄球菌 (Coagulase-negative staphylococci, CoNS,如 S. epidermidis) 是兩大主力。
    • 值得注意的是,CoNS 在原發性(非植入物)敗血性關節炎中較少見,但在 PJI 中非常常見,這是因為 CoNS 對植入物表面有很強的附著能力並易形成生物膜。因此,敘述「葡萄球菌是 PJI 最常見菌種」是非常準確且具代表性的特徵。
  • B. 生物膜形成是其他非植入物相關的敗血性關節炎的關鍵致病因子

    • 錯誤 (敘述顛倒)。
    • 解析生物膜 (Biofilm) 的形成是 人工關節感染 (PJI) 的標誌性致病機轉,而非原發性敗血性關節炎。細菌(特別是 CoNS)會在人工植入物的惰性表面形成生物膜,導致細菌能抵抗抗生素攻擊和逃避免疫系統,這也是為什麼 PJI 往往難以單靠抗生素治癒,而需要移除植入物的主因。原發性敗血性關節炎的細菌多以浮游 (planktonic) 狀態存在於關節液或滑膜中,雖然嚴重時也可能在軟骨形成聚集,但「生物膜」被視為植入物相關感染的核心特徵。
  • C. 兩者免疫反應的模式與炎症反應的強度類似

    • 錯誤
    • 解析:兩者的發炎強度差異顯著,診斷標準截然不同。
      • 原發性敗血性關節炎:通常表現為急性、劇烈的發炎反應。關節液白血球計數 (WBC) 通常非常高,傳統診斷標準為 > 50,000 /μL
      • 人工關節感染 (PJI):由於生物膜的存在及細菌往往毒性較低 (如 CoNS),發炎反應常較溫和、呈現慢性化。其關節液 WBC 的診斷閾值遠低於原發性關節炎,目前的診斷標準約為 > 3,000 /μL (或更低,依據不同學會標準)。若套用原發性關節炎的標準 (>50,000) 來診斷 PJI,會漏診絕大多數的感染。
  • D. 其他非植入物相關的敗血性關節炎較常需要分階段手術

    • 錯誤 (敘述顛倒)。
    • 解析分階段手術 (Two-stage exchange arthroplasty) 是治療 慢性人工關節感染 (PJI) 的黃金標準(移除感染假體 -> 置入抗生素骨水泥假體 -> 待感染控制後再植入新關節)。
    • 原發性敗血性關節炎 的標準治療是 關節沖洗與清創 (Irrigation & Debridement, I&D) 加上抗生素治療,通常一次手術即可,不需要「移除再植入」的分階段過程(因為原本就沒有植入物)。

答案解析

本題最核心的觀念在於區分 PJI 與 Native Septic Arthritis。選項 A 正確指出了 PJI 的微生物學特徵。其他選項皆將 PJI 的特徵(生物膜、低發炎閾值、需分階段手術)錯誤地歸因於原發性關節炎,或錯誤描述兩者相似。

最適合的敘述為 A。

核心知識點

  1. 常見菌種
    • PJI: S. aureus + CoNS (最常見,如 S. epidermidis)。
    • Native Septic Arthritis: S. aureus (最常見) + Streptococci + N. gonorrhoeae (年輕人)。
  2. 病理機轉生物膜 (Biofilm) 是 PJI 難治及需移除植入物的關鍵原因。
  3. 診斷閾值 (關節液)
    • PJI: WBC > 3,000 /μL, PMN > 80% (發炎反應較弱)。
    • Native: WBC > 50,000 /μL (發炎反應強烈)。
  4. 治療策略
    • PJI: 急性期可作 DAIR (清創保留植入物);慢性期需 移除植入物 (Two-stage exchange)。
    • Native: 關節鏡/切開引流 (I&D) + 抗生素。

參考資料

  1. Periprosthetic Joint Infection - StatPearls - NCBI Bookshelf
  2. The difference between native septic arthritis and prosthetic joint infections - Journal of Orthopaedic Surgery
  3. Clinical Characteristics and Outcomes of Prosthetic Joint Infection Caused by Small Colony Variant Staphylococci