一、發(fā)病原因
關節(jié)滑膜細胞具有吞噬和清除入侵細菌的功能，因此敗血癥患者并非均發(fā)生化膿性關節(jié)炎，只是在下列情況下才發(fā)生：
1.易感因素
(1)全身抵抗力降低：
化膿性關節(jié)炎多見于兒童和年老者，因為他們抵抗細菌的能力差。還可見于遺傳缺陷或者用了妨礙機體防御機制的藥物(如糖皮質激素或免疫抑制劑)后的病人，慢性疾病者也易并發(fā)化膿性關節(jié)炎，特別是惡性腫瘤、慢性肝病、糖尿病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。鐮狀細胞疾病的患者傾向于沙門菌的關節(jié)炎和骨髓炎，也可有革蘭陽性和陰性菌的感染。多發(fā)性骨髓瘤易繼發(fā)肺炎球菌感染。白血病患者易并發(fā)革蘭陰性桿菌感染。慢性腎病也是易感因素，但在腎移植患者中，化膿性關節(jié)炎卻極少見。
(2)類風濕關節(jié)炎：
是化膿性關節(jié)炎重要的易感因素。在化膿性關節(jié)炎患者大部分有長期血清反應陽性的病史。類風濕關節(jié)炎并發(fā)化膿性關節(jié)炎的患者中，約有50%曾口服或關節(jié)內注射糖皮質激素，而且約75%為金黃色葡萄球菌所引起，治療效果差。
(3)結晶性關節(jié)炎：
痛風患者以及二水焦磷酸鈣化合物(calcium pyrophosphate dihydrate，CPPD)結晶沉著的關節(jié)炎易伴有化膿性關節(jié)炎，常為廣譜菌感染，僅50%為革蘭陽性菌，滑膜液中有結晶?；撔躁P節(jié)炎可降低滑膜液的pH值，減少了尿酸鹽結晶的溶解度，并且蛋白溶解酶也可促進軟骨上結晶的剝落。
(4)關節(jié)退行性變：
原發(fā)或繼發(fā)的關節(jié)退行性變，都易引起化膿性關節(jié)炎。
(5)嚴重創(chuàng)傷的關節(jié)以及血友病患者也是傾向因素：
伴有慢性滑膜炎的關節(jié)內積血，以及骨和軟骨的組織結構破壞都可成為感染灶。穿刺抽出的血性滑膜液應常規(guī)培養(yǎng)。
(6)靜脈內用藥是重要的危險因素：
有些感染由革蘭陰性桿菌引起，如綠膿桿菌。但有些部位，常見的是金黃色葡萄球菌，常好發(fā)于骶髂關節(jié)、胸鎖關節(jié)以及椎間關節(jié)。此外靜脈內放置導管或血液透析也是同樣的危險因素。
(7)醫(yī)源性化膿性關節(jié)炎：
關節(jié)腔穿刺、糖皮質激素或放射性藥物的關節(jié)內注射均可引起化膿性關節(jié)炎。
2.常見致病菌
幾乎所有的致病菌均可引起化膿性關節(jié)炎，引起化膿性關節(jié)炎的非特異性細菌是指，除結核桿菌、致病性病菌、真菌等所謂特異性細菌以外，其他幾乎所有的致病菌或條件致病菌。最常見的是金黃色葡萄球菌，約占50%以上，其次為化膿性鏈球菌、肺炎雙球菌，占15%～20%。綠膿桿菌和其他革蘭陰性桿菌，如大腸桿菌、沙門豬霍亂菌屬、變形桿菌、流行性感冒嗜血桿菌、克雷白菌屬、厭氣桿菌、耶爾森腸炎桿菌、嗜鹽桿菌、產(chǎn)氣單胞菌屬和胎弧菌等，約占12%。對青霉素耐藥的葡萄球菌，如表皮葡萄球菌，引起醫(yī)源性化膿性關節(jié)炎的例數(shù)目前有所增加。傷寒桿菌引起化膿性關節(jié)炎較少見。
鏈球菌性化膿性關節(jié)炎通常來源于呼吸道和皮膚的血源性播散，革蘭陰性菌性化膿性關節(jié)炎常常與泌尿系統(tǒng)感染有關。此外，約有10%的患者具有典型的感染性關節(jié)炎臨床表現(xiàn)，但臨床檢查難以獲得病原學證據(jù)，這種病原不明的感染性關節(jié)炎中有19%左右可通過特殊毒素檢測而發(fā)現(xiàn)艱難梭狀菌屬的病原體。淋球菌性化膿性關節(jié)炎是國外感染性關節(jié)炎中最常見的，國內少見，但目前有增多的趨勢。
二、發(fā)病機制
滑膜是高度血管化的疏松結締組織，內面并未襯有基底膜，細菌很容易隨著血流通過滑膜進入關節(jié)，所以敗血癥是關節(jié)感染的最常見原因。此外細菌也可直接進入關節(jié)，如手術、創(chuàng)傷、關節(jié)穿刺及藥物注射時帶入，或由關節(jié)附近組織的感染或骨髓炎蔓延而發(fā)生關節(jié)感染。
一旦細菌進入關節(jié)，滑膜吞噬細胞及嗜中性粒細胞即開始吞噬細菌。然而，這種局部防御機制只能消滅關節(jié)內的表皮葡萄球菌，對金黃色葡萄球菌是無效的。實驗證明，關節(jié)內注射103～105個金黃色葡萄球菌后24～48h內，出現(xiàn)滑膜增生和成團的嗜中性粒細胞浸潤。48h后可見軟骨細胞壞死，膿腫及肉芽組織形成?；ぜ毎笆戎行粤＜毎尫诺鞍酌?，引起滑膜、軟骨及骨壞死。蛋白酶在滑膜微粒酶的激活下，使軟骨糖蛋白退化，軟骨破壞。實驗表明硫酸軟骨素的喪失早于膠原。Smith和Schurman將金黃色葡萄球菌與骨一起培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生蛋白多糖的釋放因子，使軟骨在48h內釋放的蛋白多糖增加3～4倍，從而證實了化膿性關節(jié)炎中，軟骨基質喪失早于酶改變的原因。無生命力的細菌雖對蛋白多糖的釋放無作用，然而有證據(jù)表明，無生命力的細菌存在時，滑膜炎及軟骨破壞仍可進展，原因是細菌的脂多糖類可直接促使軟骨降解釋放IL-1。
原發(fā)感染病灶形成后，通常需要幾天才發(fā)生血行傳播。在此期間，淋巴細胞被激活產(chǎn)生抗體。抗體與細菌或抗原的碎片形成免疫復合物，它們在關節(jié)中釋放組織胺，產(chǎn)生趨化因子，直接或間接促進酶的活化及吞噬作用。因此，化膿性關節(jié)炎的致病過程可分兩個階段：細菌毒性因子產(chǎn)生的炎癥過程及患者的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的無菌性炎癥。同一種致病因子在不同病人中，可表現(xiàn)出不同的炎癥癥狀;而同一病人的不同時期，可有不同的炎癥表現(xiàn)。由于致病菌或無活性的抗原與自身免疫系統(tǒng)發(fā)生相互作用，其對關節(jié)的持續(xù)損害并不因感染受到控制、病原消失而停止。因此，單純的加強感染性關節(jié)炎的早期診斷與治療，并不能降低關節(jié)炎的致殘率。
細菌進入關節(jié)腔后即產(chǎn)生滑膜炎。有生命力的細菌激活軟骨細胞釋放軟骨降解酶，滑膜巨噬細胞釋放金屬蛋白酶，嗜中性粒細胞釋放彈性蛋白酶，破壞軟骨和骨。肉芽組織同類風濕關節(jié)炎的血管翳一樣，影響關節(jié)軟骨獲取營養(yǎng)，侵蝕軟骨和骨，使關節(jié)進一步破壞。
炎癥的病理過程可分為滑膜炎與關節(jié)炎。前者僅影響滑膜，后者則累及軟骨。實際上是一個病程的兩個不同階段。根據(jù)細菌的毒力、組織的反應和感染的時限，不同的炎癥階段有不同的關節(jié)滲出液：①漿液性滲出期：滑膜腫脹、充血、白細胞浸潤、滲出液為漿液性。此時軟骨尚未破壞，若能控制感染，軟骨基質糖蛋白尚可恢復，關節(jié)功能可完全康復。②漿液纖維蛋白性滲出期：滑膜炎程度加劇，滑膜表面形成纖維蛋白斑。滲液增多、黏稠、細胞成分增多。大量膿細胞和纖維蛋白滲出物覆蓋于滑膜和軟骨表面，關節(jié)內纖維粘連。由于細菌產(chǎn)物的協(xié)同作用，糖蛋白成分改變，軟骨細胞的機械性壓力增加、營養(yǎng)障礙、產(chǎn)生基質的能力喪失。治療后關節(jié)功能有不同程度的受損。③膿性滲出期：為炎癥的最嚴重階段。滑膜腫脹、增厚，并開始壞死;關節(jié)腔內大量黃白色膿液;白細胞自溶產(chǎn)物破壞骨膠質和剩余糖蛋白;軟骨細胞壞死;滑膜破壞，并侵犯骨質;關節(jié)腔內大量肉芽組織形成;關節(jié)囊和周圍軟組織感染，有蜂窩組織炎和膿腫形成。治療后，雖能控制炎癥，但關節(jié)功能不可能完全復原，常遺有纖維性或骨性強直、病理性脫位及各種關節(jié)畸形。
1、細菌感染關節(jié)的途徑
細菌感染關節(jié)的途徑可分成血行性感染、直接污染和周圍感染延及關節(jié)3種類型。
(1)血行性感染：
血行性感染是指細菌隨血流通過滑膜組織進入關節(jié)，引起化膿性關節(jié)炎。
細菌主要來源于遠離關節(jié)部位的感染病灶。如皮膚損傷后細菌污染、毛囊炎、癤腫、蜂窩織炎、癰、丹毒、淋巴腺炎、膿毒血癥;呼吸道、消化道、牙齒、扁桃腺、泌尿生殖系等部位的感染;腸傷寒、流感、猩紅熱等急性傳染性疾病;血栓性靜脈炎、心血管內植入物、靜脈內放置導管、血液透析，甚至普通靜脈穿刺、藥物注射、輸液等都可以使細菌直接進入血液。關節(jié)滑膜是高度血管化的疏松結締組織，其內面并未襯覆基底膜，細菌很容易隨著血液通過滑膜而進入關節(jié)。
血行性感染多發(fā)于易感者的關節(jié)。易感者主要包括嬰幼兒、兒童、年老體弱者;有遺傳缺陷或應用妨礙機體防御機制的藥物，如糖皮質激素、免疫抑制劑的患者;慢性疾病患者也易并發(fā)化膿性關節(jié)炎，尤其是糖尿病、慢性肝病、惡性腫瘤、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、鐮狀細胞疾病等患者;抵抗細菌能力下降的血液疾病，如白血病、骨髓瘤患者。雖然慢性腎病是易感因素，而且腎移植術后可能需要長期應用免疫抑制劑，但此類患者卻很少發(fā)生化膿性關節(jié)炎，其原因不明。
本身有病變的關節(jié)容易合并化膿性感染。如類風濕關節(jié)炎易合并感染，75%是金黃色葡萄球菌引起感染，其中半數(shù)曾口服和關節(jié)內注射糖皮質激素，這也可能是易感的原因之一。痛風合并化膿性感染時，會降低關節(jié)液的pH值，減少尿酸鹽結晶的溶解度，蛋白溶解酶可促進軟骨上結晶的脫落，使關節(jié)內結晶增加。原發(fā)或繼發(fā)于夏科關節(jié)的關節(jié)退行性變，也容易引起化膿性關節(jié)炎。關節(jié)嚴重創(chuàng)傷、血友病性關節(jié)炎、關節(jié)內的積血積液，都可成為感染灶，對此類患者的關節(jié)穿刺液，應該進行常規(guī)檢查培養(yǎng)，以免漏診。
(2)直接污染：
這種感染途徑是指細菌自體外直接進入關節(jié)，引起化膿性關節(jié)炎。這種途徑多見于關節(jié)開放性創(chuàng)傷，細菌直接污染關節(jié)，清創(chuàng)不及時或不徹底時。近年來，交通事故、機械損傷等意外事故的增加，這一類型的化膿性關節(jié)炎有增加趨勢。另外，由于醫(yī)療行為引起化膿性關節(jié)炎也有所增加，如關節(jié)穿刺、關節(jié)封閉治療、關節(jié)腔內注射藥物，尤其是關節(jié)內注射強的松龍或得保松等糖皮質激素類藥物;用關節(jié)鏡行介入性檢查或關節(jié)內手術;經(jīng)皮關節(jié)內骨折的外固定架固定;人工關節(jié)置換術等，這些有創(chuàng)性的檢查和治療使經(jīng)外來性途徑關節(jié)化膿性感染的病例增加。
(3)周圍感染延及關節(jié)
這種感染途徑是指關節(jié)周圍組織化膿性感染，例如骨髓炎，肌腱、腱鞘、滑液囊化膿性感染，以及蜂窩織炎，深部膿腫等，直接侵蝕關節(jié)，引起化膿性關節(jié)炎。
骨髓炎延及關節(jié)，引起關節(jié)感染的情況有兩種：一種是關節(jié)內骨骼發(fā)生骨髓炎，如嬰幼兒股骨頭頸骨髓炎，在炎癥不能有效控制時，將會發(fā)展為化膿性關節(jié)炎;另一種情況是干骺端的骨髓炎，當炎癥突破骺板和關節(jié)囊對關節(jié)的防護，進入關節(jié)，會合并化膿性關節(jié)炎。但第二種情況并非必然發(fā)生。干骺端骨髓炎可引起關節(jié)內無菌性炎性滲出、關節(jié)積液，此時容易把骨髓炎誤診為化膿性關節(jié)炎，在關節(jié)穿刺或手術治療骨髓炎時，應注意避免把炎癥引入關節(jié)。積極治療骨髓炎，能防止骨髓炎自行延及關節(jié)。
化膿性關節(jié)炎的膿液可以穿破關節(jié)囊，引起關節(jié)周圍蜂窩織炎和膿腫，膿腫破潰形成竇道。應注意的是：別把關節(jié)周圍單純的蜂窩織炎和深部膿腫誤診為已發(fā)生化膿性關節(jié)炎，在治療中誤把感染帶入關節(jié)，釋放白細胞介素-1，使滑膜炎癥和軟骨破壞繼續(xù)進展。
2.化膿性關節(jié)炎的病理分期
化膿性關節(jié)炎的病理過程可劃分為滑膜炎和關節(jié)炎。前者僅影響滑膜，后者則以損害軟骨為特征。依據(jù)細菌的毒力、組織的反應能力以及感染的時限，關節(jié)滲出液可以分成3類，可以用以劃分病理階段。
(1)漿液性滲出期：
細菌進入關節(jié)，局部防御機制啟動，滑膜吞噬細胞和中性粒細胞開始吞噬細菌，首先表現(xiàn)為急性滑膜炎征象，關節(jié)滑膜充血水腫。隨著炎癥時間遷延，中性粒細胞浸潤增多，滑膜絨毛增殖、分泌增加。此時炎癥程度尚輕，關節(jié)內滲出液為漿液性，白細胞很少、外觀較清亮、類似血清，此時有人稱之為漿液性關節(jié)炎(serous arthritis)。此期軟骨沒有被破壞，這時如果能有效控制感染，軟骨基質糖蛋白可以恢復，關節(jié)功能也可以較好地恢復。
(2)漿液纖維蛋白性滲出期：
隨著炎癥發(fā)展、病程遷延、滑膜炎癥程度加劇，滲出液增加，纖維蛋白濃度增高，關節(jié)液變得黏稠，細胞成分增多，稱為漿液纖維蛋白性關節(jié)炎(serofibrinous arthritis)。
這時可見大量膿細胞和纖維蛋白滲出物覆蓋于滑膜和軟骨面上，從而影響關節(jié)液的吸收。軟骨細胞所受到的機械壓力也隨之增加，造成營養(yǎng)攝取障礙，軟骨內糖蛋白成分發(fā)生改變，產(chǎn)生基質的能力喪失。在此時期，經(jīng)積極治療，即使終止了炎癥的進展，痊愈后關節(jié)功能亦將有不同程度受損。
(3)膿性滲出期：
炎癥發(fā)展到最嚴重階段，出現(xiàn)滑膜腫脹、肥厚及壞死。關節(jié)腔內有大量黃白色膿液，中性粒細胞釋放的彈性蛋白酶，軟骨細胞釋放的軟骨降解酶，滑膜巨噬細胞釋放的金屬蛋白酶，破壞軟骨基質及余下的糖蛋白，致使軟骨大片壞死。肉芽組織覆蓋在軟骨面上，充填于關節(jié)腔內并侵入軟骨內和軟骨下骨，加上血液淤積，血栓形成，軟骨下骨質、滑膜、關節(jié)內韌帶等組織大量壞死。接著出現(xiàn)關節(jié)囊和周圍軟組織感染，引起蜂窩織炎和膿腫，炎癥和膿腫穿透肌筋膜和皮膚，破潰形成竇道。到了此時期，可出現(xiàn)關節(jié)纖維性或骨性強直，產(chǎn)生病理性脫位，以及各種關節(jié)畸形，留下不可逆的殘疾。
3.臨床病理表現(xiàn)
血源性感染較多見，也可為關節(jié)開放性損傷、關節(jié)穿刺繼發(fā)感染，或從周圍軟組織感染蔓延而來。關節(jié)受感染后，首先引起滑膜炎，有滑膜水腫、充血，產(chǎn)生滲液。根據(jù)不同程度和不同階段的滑膜炎，表現(xiàn)不同的關節(jié)滲出液而分為3個階段。
(1)漿液性關節(jié)炎：
滑膜充血、腫脹，炎性分泌物與關節(jié)液混合，關節(jié)囊膨脹，并有少量纖維素沉著在關節(jié)滑膜表面。在此期間內控制感染，關節(jié)功能可以保存。
(2)漿液纖維性關節(jié)炎：
炎癥繼續(xù)發(fā)展，滑膜不僅充血，且有更明顯的炎癥。關節(jié)液混濁度增加，呈絮狀，含有大量粒性白細胞及少量單核細胞?；ぴ龊癫⒂写罅坷w維素沉著和肉芽組織形成，關節(jié)軟骨尚未受累。愈合后關節(jié)內有粘連形成，關節(jié)功能部分受損。
(3)膿性關節(jié)炎：
感染嚴重，滲出液轉為膿性，膿液內含有大量細菌和中性粒細胞和少量紅細胞，小血管發(fā)生栓塞和壞死。壞死和退變的白細胞釋出的溶解酶，溶解關節(jié)面軟骨，直到侵蝕破壞軟骨下骨質。由于關節(jié)內壓力增高，壓迫破壞滑膜直到穿破關節(jié)囊和皮膚，形成竇道，可長期不愈。即使愈合，關節(jié)常發(fā)生纖維。
