感染性骨髓炎被定义为骨皮质、骨膜和骨髓腔的感染，以及相关的炎症反应。中轴骨或附肢骨骼可能受到影响。椎间盘炎指的是椎间盘及其相邻的软骨终板的炎症，几乎总是由细菌或真菌感染引起。感染性关节炎则是指由于感染原因引起的滑膜、滑液及相关软骨的炎症。
骨髓炎、椎间盘炎和关节炎可能是由于：(1) 细菌或真菌通过血液扩散到这些部位，或 (2) 由于穿透性伤口或手术直接引入细菌所致。当真菌参与时，霉菌如曲霉菌属或白癣菌属比酵母菌更有可能引起骨髓炎和椎间盘炎（特别是在遗传上易感的品种中，如德国牧羊犬）；而犬念珠菌引起的椎间盘炎极为罕见。相反，骨髓炎可以由机会性霉菌或双态真菌引起，尤其是球孢子菌属或新型芽孢霉属。真菌性关节炎不常见，但也与球孢子菌属、新型芽孢霉属和隐球菌属的感染有关。
骨髓炎
病原体及流行病学
细菌性骨髓炎通常是由于细菌直接进入骨骼附近的伤口所致。细菌可能通过穿透性异物、手术伤口（特别是植入物相关的骨科手术）、创伤伤口、咬伤或软组织感染的延伸而进入骨骼。在巴西的一项研究中，78%的病例发生在交通事故后，17%发生在狗咬伤后，5%是继发于足部皮炎。人类研究显示选择性手术的骨髓炎发生率较低，但一旦发生金黄色葡萄球菌感染，再感染率高达33%。葡萄球菌从植入物生物膜中侵入骨组织并逃避灭活有三种方式：(1) 在软组织和骨髓中形成脓肿；(2) 在植入物上形成多糖类外被；(3) 定植皮质骨的骨细胞腔隙-管状网络。兽医骨科感染率报道较少，具体感染率取决于骨科手术的类型。前十字韧带断裂的胫骨平台水平切开术（TPLO）手术后的植入物移除率为2.7%至8.5%，确诊的原因是植入物相关感染。对于未知原因，TPLO手术后的手术部位感染率似乎高于涉及骨切开（而不是骨折修复）的常规“清洁”骨科手术。在TPLO手术描述前发布的一份报告中，在502例手术中，骨科手术感染率为3例（<1%）。相反，在193只接受TPLO手术的狗中，放射学可见的骨髓炎发生率为7.3%，是该手术最常见的并发症。另有研究报道，在100只接受膝关节手术的狗中，骨髓炎的发生率为1%，而切口感染率为8%。
尽管革兰氏阳性需氧菌如葡萄球菌和链球菌在犬猫骨髓炎中占主导地位，但存在的细菌和受感染的骨骼通常反映了导致感染的潜在伤害类型。例如，随手术部位感染（SSI）而发生的骨髓炎通常由金黄色葡萄球菌（Staphylococcus pseudintermedius）引起，它是犬皮肤的常见共生菌。金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性细菌感染也可能引起骨科手术部位感染。相反，由咬伤感染、牙根脓肿或穿透性异物引起的骨髓炎中，厌氧菌（如类杆菌、痤疮丙酸杆菌、消化链球菌、梭菌、梭形杆菌、放线菌）和需氧革兰氏阳性细菌（葡萄球菌、肠球菌、链球菌）或革兰氏阴性细菌（假单胞菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、变形杆菌、巴斯德氏菌）占主导地位。这类混合细菌感染在患有趾骨骨髓炎的狗中也很常见。在一项研究中，64%的狗骨髓炎病例中分离出了厌氧菌。
由菌血症继发的骨髓炎，亦称为血源性骨髓炎，非常罕见，通常发生在年轻至中年的动物中。病变通常影响骺端区域，有时扩展到骺端和关节（见图121.1）。其发病机制尚不清楚。有建议认为，初级松质骨中的不连续内皮可能使这一区域易于红细胞和细菌的渗出。在人类中，急性血源性骨髓炎由继发于暂时性菌血症的细菌播散引起，可能由如中耳炎等疾病引发。骨创伤和细菌毒力因子的上调可能也对感染的建立很重要。胸骨、骨盆和椎体骨髓炎也可能由于细菌的血源性扩散而发生。骨髓炎偶尔也因布鲁氏菌、巴尔通体、分枝杆菌、诺卡氏菌和诺卡氏菌属等难以培养的细菌血源性扩散而引起。
图121.1 多发性干骺端骨髓炎在一只持续性中性粒细胞减少症的边境牧羊犬幼犬中的表现：
(A) 股骨远端和胫骨近端的干骺端结构破坏，伴有不规则的透亮区和硬化区，以及一些相邻骨膜的新生骨形成。
(B) 在桡骨和尺骨远端也可见类似的变化。
临床特征
发病机制和临床症状
细菌性骨髓炎的发生不仅需要细菌的存在，还需要骨组织的受损。骨坏死可能由创伤（如骨折）、手术或潜在的骨肿瘤引起。细菌通过使用各种粘附素附着在纤维连接蛋白（一种结缔组织糖蛋白）上。异物的存在促进了生物膜形式的感染持久化。葡萄球菌（Staphylococcus pseudintermedius、金黄色葡萄球菌）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和大肠杆菌（Escherichia coli）特别容易形成生物膜。附着的细菌会产生浓缩的多糖类外被，称为糖萼。生物膜由聚集在无生命表面的微生物和糖萼组成。嵌入在生物膜中的细菌逃避了调理和吞噬作用，并受到抗微生物药物的保护。葡萄球菌可以在成骨细胞内存活，当细胞死亡时，细菌会被释放，并可以重新建立有效的感染。细菌在生物膜中通过细胞因子（群体感应）进行互相交流，这似乎有助于它们逃避宿主防御机制。骨坏死区也可能被细菌定殖，在缺乏足够血液供应的情况下逃避宿主的免疫防御。松动的植入物和骨折的不稳定性会导致骨吸收、血液供应受损以及持续的感染。一些植入物类型更容易被细菌定殖。
不锈钢板与钛板相比，手术部位感染（SSIs）的风险更高。在一项研究中，使用Slocum TPLO（胫骨平台整形术）板的病例由于局部细菌感染和炎症症状而更容易移除这些板材。另一项关于104例TPLO手术的回顾性研究中，使用Synthes植入物的狗比使用Slocum植入物的狗感染率更高，但在New Generation、Synthes和Slocum植入物之间，感染率并无显著差异。
炎症细胞被召集到感染部位，会释放酶，导致额外的骨坏死，破坏松质骨和皮质骨，并导致相关软组织的脓肿形成。这最终会导致局部肿胀、疼痛、皮肤引流病变和跛行。小的皮肤引流病变通常只是“冰山一角”，在皮肤下隐藏着广泛的骨骼受累（见图121.2）。厌氧菌的存在可能导致难闻的气味或气体产生。
在患有急性骨髓炎的动物中，偶尔会出现发热、食欲不振、嗜睡和白细胞增多症，但在慢性骨髓炎中通常不常见。在一项2018年的研究中，需要移除胫骨结节前移术（TTA）笼的狗中，手术后平均403天（中位数：287天，范围：10至1547天）出现与SSI相关的症状。偶尔，感染会在手术和植入物放置多年后在狗体内重新激活。在人类患者中，感染与骨髓炎发展的潜伏期可能长达几十年。
这些信息表明，不同材料的植入物可能对感染的易感性不同，且感染后的炎症反应可能导致严重的骨组织破坏。
图121.2 骨髓炎的发病机制：
坏死的骨组织被细菌定植，这些细菌依附于纤维连接蛋白，并在存在异物（如植入物）的情况下形成生物膜。生物膜由嵌入在外多糖基质（细菌黏液）中的细菌聚集体组成。生物膜保护细菌免受抗体、吞噬作用和抗菌药物的攻击。
这个图示展示了骨髓炎发病过程中的关键步骤，即细菌如何利用生物膜来逃避宿主的免疫防御和抗菌治疗，从而使感染难以根除。这种生物膜的形成在有植入物的情况下尤其常见，导致手术后的感染变得更加顽固和复杂。
物理检查结果
患有骨髓炎的犬猫的物理检查结果包括跛行、局部疼痛、软组织肿胀、肌肉萎缩以及引流窦道的存在。发热和嗜睡在一些动物中也可能出现。
诊断
大多数情况下，骨髓炎的诊断是基于病史、体格检查和诊断性影像学的发现。需要对受影响的骨骼或任何存在的植入物进行需氧和厌氧细菌培养以确诊。
实验室异常
患有骨髓炎的动物的全血细胞计数（CBC）可能没有异常，或显示轻度贫血、中性粒细胞增多伴有杆状细胞增多，以及单核细胞增多。血清生化面板和尿液分析通常无异常，除非存在菌血症或其他全身性疾病。
诊断影像
患有骨髓炎的犬猫的放射学变化在范围和特征上可能差异很大。在一些犬猫中，仅可见软组织肿胀。平片放射学对骨髓炎的诊断不敏感且特异性差，解读可能因放射科医生的不同而有所差异。在一项研究中，仅有两位放射科医生在八只实验性骨髓炎的犬中诊断出骨髓炎。八只犬中只有三只被一位放射科医生诊断为骨髓炎，但这位医生在感染不存在时更少诊断出骨髓炎。
当放射学上可见骨质变化时，这些变化包括骨膜增生，可能是平滑的或呈现毛刺状；局部骨质疏松伴有皮质骨吸收或变薄；松质骨标志的丧失；植入物（如笼、板或螺钉）周围的透亮区；以及骨质坏死。在患有真菌性骨髓炎的狗中，病理性骨折可能是明显的。使用锝-99m亚甲基二磷酸盐、镓-67柠檬酸盐和铟-111标记的白细胞的骨显像已在人体医学中使用，但其价格昂贵且可能缺乏特异性。骨显像也已用于多发性部位受累的犬的血源性关节炎的诊断。超声成像、对比CT、MRI以及18F-氟脱氧葡萄糖PET是敏感的诊断工具，可用于识别死骨、异物和脓肿形成。在MRI期间静脉注射超顺磁性氧化铁纳米颗粒，这些纳米颗粒被巨噬细胞摄取，已显示出在检测椎体骨髓炎和区分骨髓炎与无菌性炎症方面的潜力。血清免疫测定用于检测对葡萄球菌蛋白（如铁获取蛋白和分泌毒素）的抗体反应，已在骨髓炎的人的诊断和预后中显示出实用性，尽管由于先前的暴露或无症状的定殖，这些测定可能缺乏特异性。
微生物学检测
分离与鉴定
应对患有骨髓炎的犬猫的脓液抽吸物、骨活检样本或移除的植入物进行需氧和厌氧细菌培养及药敏试验。应采用无菌方法从感染部位获取抽吸物，以避免表面细菌的污染（例如，通过在皮肤消毒后从健康皮肤中抽吸病变，或在手术探查期间采集活检或植入物）。培养结果为阴性可能反映了样本量不足，或是存在难以培养的细菌，如厌氧菌、巴尔通体、布鲁氏菌、诺卡氏菌或分枝杆菌属等。将从患有人体植入物相关骨髓炎的患者移除的植入物进行处理后，培养的敏感性从67%提高到了90%。如果根据病史和临床表现（如年轻动物、多部位受累、胸骨或椎体受累、其他全身性疾病或免疫抑制）怀疑血源性骨髓炎，则应进行血培养。
病理学发现
骨髓炎的病理学发现取决于致病菌种类和感染的慢性程度。炎性细胞浸润可能从化脓性（急性骨髓炎）到化脓性肉芽肿或淋巴浆细胞性炎症不等。在患有急性骨髓炎的狗中，中性粒细胞的浸润可能伴有纤维蛋白、游离红细胞和坏死碎片的存在。可能有骨吸收的证据，并伴有多核破骨细胞以及新生骨和纤维组织的形成。在某些病例中，可见到病变内的细菌或外来物质（如植物材料）的碎片。
治疗与预后
治疗创伤、手术或异物穿透继发的局部骨髓炎的建议取决于疾病的严重程度和慢性程度、骨髓炎的位置、是否存在异物或植入物以及骨骼的血液供应状况。在骨折的动物中，早期发现和治疗骨髓炎对于防止广泛的骨坏死和骨不连至关重要。单独的抗菌药物治疗通常不足以解决慢性细菌性骨髓炎，因为死骨和生物膜是无血管的，抗菌药物无法有效渗透。一般来说，治疗需要清创、移除死骨和异物、去除死腔、大量无菌生理盐水冲洗、严格的骨折稳定、系统性和/或局部给予适当的抗菌药物以及骨缺损的移植。因为要解决感染可能最终需要移除植入物，因此可能需要通过外部骨架固定或一阶段或两阶段的植入物更换修复手术来稳定骨折。移除感染的植入物并在清创时替换它有助于防止葡萄球菌在骨腔隙中的定殖。骨折的稳定性在人体医学中被认为是至关重要的，因为不稳定的骨折或手术部位比那些稳定的更容易发生感染。通常认为，保持植入物以维持稳定性比早期移除植入物更好。在一项研究中，对121例骨折固定术后感染的人进行研究时，约70%的时间内，经过广泛的冲洗、清创和适当的全身性抗生素治疗，稳定的植入物可以保留。骨愈合期间需要全身性抗菌药物治疗（通常还需要局部抗生素治疗，如抗菌药物浸渍的珠子或凝胶）。在某些病例中，可能需要将骨髓炎的病灶整体切除而无需进一步的移植或稳定（如趾骨骨髓炎）。
切除的骨应提交进行组织病理学检查（以确认骨髓炎的存在并识别其他过程，如真菌感染或肿瘤），以及需氧和厌氧培养及药敏测试。伤口在清创后应敞开，如果需要继续清创可通过湿至干敷料进行。如果感染非常严重，建议使用负压伤口闭合技术。如果所有坏死组织都已移除，可使用封闭的灌洗系统或血管化组织瓣来管理死腔。应使用无菌敷料覆盖伤口，并在渗出物消退前每天更换绷带。如果需要，自体松质骨移植应延迟至感染得到控制且肉芽组织开始填充伤口时（通常在抗菌药物治疗开始后1至2周）。如果由于经济原因或不可控制的感染无法进行移植或骨折稳定手术，则可能需要截肢。
抗菌药物的选择应基于需氧和厌氧细菌的培养和药敏结果。如果动物情况稳定，应等待培养结果再进行治疗，并应给予镇痛药物以管理疼痛。如果在等待培养和药敏结果期间需要提前使用抗菌药物，则应根据病史（如术后感染或咬伤感染）和当地实践的流行病学数据选择药物（表121.2）。如果未进行厌氧培养或未分离到厌氧菌，尤其是如果基础损伤是咬伤或创伤，应假设存在厌氧菌。克林霉素是一个合理的初始选择，用于治疗可能包括敏感葡萄球菌和/或厌氧菌的感染，并且在实验性犬金黄色葡萄球菌骨髓炎模型中被证明有效，但MRS的显著比例表现出克林霉素耐药性或诱导性克林霉素耐药性。在一项巴西的狗骨髓炎研究中，近60%的分离株表现出克林霉素耐药性。在那项研究中，更大比例的分离株（79%）对阿莫西林-克拉维酸敏感。如果怀疑革兰氏阴性菌或MRS，可能需要在获得培养和药敏结果之前添加氨基糖苷类药物进行治疗。然而，氨基糖苷类药物在脓性物质中的渗透性较差，因此充分的清创至关重要。在有多种细菌感染的动物中，有时需要联合使用抗生素。全身性抗生素治疗应持续至少4到6周。某些狗和猫可能需要更长的治疗时间，尤其是如果存在植入物的情况下。治疗时间应根据具体情况考虑，取决于基础问题（骨折、矫正性骨切开术、咬伤）、可能存在的病原体种类和感染的深度。抗菌药物应在医院内全身给药至少前三到五天，并在可能的情况下给药更长时间。在人类医学中，有证据表明使用氟喹诺酮类药物可能会延迟骨愈合，因此建议尽可能避免使用氟喹诺酮类药物。对于耐多药葡萄球菌感染的四例狗，使用利奈唑胺治疗了骨科MRS感染。报告的不良反应包括呕吐、嗜睡、厌食（2只狗）和再生性贫血（1只狗）。在停止治疗后，感染在两只狗身上复发。
表 121.2 建议用于稳定动物的细菌性骨科感染的初始抗菌药物剂量（在培养和药敏结果出来之前）
疾病类型
药物
剂量（mg/kg）
给药途径
给药间隔（小时）
骨髓炎或单关节炎
克林霉素盐酸盐，克林霉素磷酸酯
11–33（狗）
11（猫）
10
PO
PO
IV.IM
12（狗）
24（猫）
12
恩诺沙星 b
5–20（狗）
PO.IM.IV
24
庆大霉素硫酸盐 c
14（狗）
8（猫）
PO.IM.IV
24
阿米卡星 c
15–30（狗）
10–14（猫）
PO.IM.IV
24
椎间盘炎
氨苄青霉素钠
20
IV
6
氨苄西林-舒巴坦 d
20
IV
8
阿莫西林-克拉维酸
20–25
PO
12
头孢唑林钠
20–35
IV.IM
8
头孢氨苄
20–30
PO
6–8
注释：
a：对于静脉注射，稀释比例为1:10，使用0.9%盐水稀释，并在30-60分钟内缓慢注射。
b：如果可能存在革兰氏阴性细菌并且在该区域耐甲氧西林葡萄球菌并不常见时，可考虑将氟喹诺酮类药物添加到克林霉素或β-内酰胺类药物中。在猫中，因视网膜病变风险，推荐使用其他氟喹诺酮类药物如普拉多沙星或莫西沙星。普拉多沙星使用与骨髓抑制有关。
c：如果可能存在革兰氏阴性细菌和/或耐甲氧西林葡萄球菌，建议将氨基糖苷类药物添加到克林霉素或β-内酰胺类药物中。
d：剂量基于氨苄青霉素成分
除了全身性治疗外，抗生素浸渍的珠子或凝胶可以用于治疗狗的慢性骨髓炎和败血性关节炎。珠子可以在手术室中通过将抗菌药物与市售的硫酸钙珠子混合并使用橡胶模具凝固制成。珠子被放置在感染部位，在那里它们将高浓度的药物（例如最初高达正常血清浓度的500倍）输送到该部位，有时持续数周，而不会产生全身不良反应。常用的抗菌药物通常是耐热、亲水的，并且对MRS具有活性，例如氨基糖苷类（庆大霉素或妥布霉素）或万古霉素。研究显示庆大霉素浸渍的珠子可减少耐甲氧西林葡萄球菌生物膜的形成。其他产品包括抗生素浸渍的胶原蛋白、骨移植替代品如磷酸钙（见图121.5）以及各种合成聚合物如聚乳酸、聚乳酸-乙二醇酸共聚物和交联聚二甲基硅氧烷。妥布霉素浸渍的磷酸钙珠子已成功用于治疗狗的骨髓炎。聚合物已被设计用于控制抗菌治疗的持续时间和浓度。水凝胶是另一种输送抗菌药物的媒介。凝胶在使用前被分装并进行灭菌。使用前需要冷藏，并在洁净室中与选定的抗菌药物混合以避免污染。凝胶可以通过橡胶导管注射，或在伤口闭合前放置在感染部位。与珠子相比，凝胶的优势在于价格更低，但抗菌药物释放的持续时间较短。当感染接近关节或未进行手术时，凝胶可能是首选。最近，结合抗生素治疗的活化间充质干细胞静脉注射也显示出治疗慢性骨髓炎的疗效。优化局部抗生素输送系统以促进持续输送适当浓度的抗菌药物，同时避免所使用材料的定殖，是目前广泛研究的主题。
图121.5 一只10岁雌性已绝育的灰猎犬-比特犬混种狗在左侧胫骨结节前移术后发生骨髓炎的左膝关节侧位X光片：
(A) 术后13个月的左膝关节的前掌位和 (B) 侧位X光片。骨切开处已经部分愈合并形成新骨，但由于不完全愈合，该部位仍然可见。在最远端螺钉区域存在透亮区（箭头），并且与板相邻的皮质骨变薄（箭头所指）。
(C) 通过钻孔移除植入物，并使用硫酸钙（Osteoset）珠来填充缺损。
(D) 术后13个月的X光片显示骨髓炎已经愈合，硫酸钙珠已降解。然而，移除部位未重新填充骨组织。
预防
围手术期抗菌药物治疗被认为是预防软组织手术感染和骨髓炎的有效措施，尤其是在预计会使用骨科植入物的情况下。发布的关于人类医学的建议指出，充分的预防需要：(1) 具有针对可能在手术场地中出现的细菌的抗菌活性的药物；(2) 及时的术前抗菌药物给药（在切口前60分钟内）；(3) 在伤口暴露期间血清和组织中有足够的杀菌药物浓度；以及(4) 术后持续24小时的药物作用。如果手术时间超过所用药物的两个半衰期（通常至少2小时），则应给予额外的术中剂量。然而，一项研究表明，在切口前60分钟以上给予抗生素与切口前60分钟内给予抗生素相比，术后感染率较高，但如果在切口后给予抗生素，感染风险并未增加。在术后感染耐甲氧西林葡萄球菌的风险较低的地区，术前使用头孢唑林可能是有效的。如果区域内耐甲氧西林葡萄球菌的皮肤定殖率较高（如>10%），可以考虑术前使用头孢唑林与氨基糖苷类药物如阿米卡星联合治疗。尽管如此，在进行骨科手术的人类患者中，围手术期使用万古霉素与术后感染风险增加有关，而头孢唑林的使用则与感染风险降低有关。
目前尚不明确在狗的骨科手术后持续使用抗生素数天是否能减少感染风险，一些研究显示没有显著好处，而另一些研究显示减少了术后感染的发生率。在一项对400只接受植入物手术的狗的前瞻性研究中，狗被随机分为术后接受5天抗生素治疗组和仅接受围手术期抗生素治疗组。两组的感染率相似。在另一项对100只接受使用不锈钢板的干净骨科手术的狗的前瞻性研究中，术后使用抗生素（头孢氨苄或阿莫西林-克拉维酸）7天的感染风险（4.3%）低于未使用抗生素的狗。预防性治疗不应超过术后24小时，因为这可能会导致耐药菌感染。在人类患者中，已经使用抗生素浸渍的植入物来防止细菌附着在其表面。含银涂层显示了防止葡萄球菌定殖的潜力。减少手术时间、谨慎的手术技术和使用感染风险较低的板型（即非Slocum型TPLO板）也可能预防术后骨髓炎。植入物应使用相同类型的金属（如板和螺钉）以尽量减少电化学腐蚀的风险。电化学腐蚀发生在不同电化学性质的金属在电解质环境中紧密接触时。这可能导致植入物松动、局部感染或肉瘤形成。目前，通常认为在愈合后可以保留植入物，除非动物因植入物相关的持续疼痛或有放射学证据表明存在骨髓炎或骨质疏松症。这是因为移除植入物本身可能成本高昂，并且可能导致骨髓炎或骨折。然而，应告知宠物主人，尽管罕见，但植入物引起的长期并发症可能包括未来感染的重新激活或在植入物部位形成恶性肿瘤。
公共卫生方面
患有细菌性骨髓炎的狗和猫可能会排泄具有抗药性的革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌，这些细菌有可能定殖在人类体内并成为人类感染的来源。骨科手术后感染，尤其是TPLO手术和关节置换术后的感染，尤其成问题。大多数狗感染的是葡萄球菌（Staphylococcus pseudintermedius），但一小部分狗感染的是金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），后者更容易定殖在人类体内。然而，在某些病例中，家庭中的人类可能是金黄色葡萄球菌感染的来源。一些医院中耐甲氧西林葡萄球菌术后伤口感染的流行率高达10%以上。在一项包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染病例和甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌感染对照的病例对照研究中，植入物手术与耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染风险增加33倍相关。感染的骨髓炎伤口应始终用合适的敷料覆盖，并应告知主人在处理宠物时（特别是如果伤口感染）佩戴手套，并在之后正确洗手。在医院中，由于耐甲氧西林或多重耐药细菌引起的引流性骨科手术伤口感染的动物应由少数穿戴手套、长袍和专用设备的人员处理，并应张贴标志。应在移除防护装置后进行洗手，并妥善消毒所有使用的设备。
