外科感染的生物学

人是在与细菌共存的环境中而不是生活在无菌的条件下，细菌进入体内的数量增加或是人体的抵抗力下降，均是破坏这种共生平衡的因素而发生感染。对外科感染研究的进展，认识到单纯有无细菌在组织内并不是重要因素，重要的是细菌的数量。实验研究资料表明，除β-溶血性链球菌外，每克组织内的细菌数达到105（100 000）时是伤口感染或扩展性感染所必需的细菌量。临床上常见的外科感染如胆道梗阻及感染时，90%的胆汁样品细菌计数均超过105/ml胆汁；开放性伤口的感染亦发生于每克组织的细菌数超过105时，例如当创面的细菌数低于105/g组织时，植皮可望成活。当然，细菌的毒性和其他因素也在起作用。根据这个量的概念，治疗或预防外科感染，首先应是减少伤口内细菌的量。创伤的伤口，伤后5 h组织的细菌数可达l05/g以上，因而在这5 h的“黄金时期”使用抗生素应该是最有效和最经济合理的。但是，严重创伤、营养不良、晚期肿瘤、长时间的复杂的手术等，病人的防御功能衰弱，亦增加对细菌感染的易感性和降低抗生素的效果。事实上当病人的防御功能已经严重减退时，没有哪一种抗生素能防止感染的发生。

在外科病人中，常见的免疫功能障碍可以为原发性的或继发性的，原发性免疫功能障碍可以是抗体生成障碍（约占50%）、体液免疫及细胞免疫联合障碍（约占30%）、细胞免疫障碍（占10%）、吞噬功能障碍（约占6%）和补体缺乏（占4%）。而更重要的是外科病人中的继发性免疫功能障碍，如营养不良、老年、严重创伤、重大手术、严重感染、应激状态和原有疾病（如外科的肿瘤病人）等，此等情况，在外科临床上是常见的。

外科病人免疫缺陷与感染的关系越来越受到重视。抗生素能抑制细菌的生长或杀死细菌，但抗生素并不是手术病人的万能保护伞。抗生素只能协同病人本身的防御系统而发挥作用，免疫缺陷常常表现为对外来感染的抵抗力下降。所以，感染是免疫功能低下的一个标志，对手术后的病人来说更是如此。

从创伤的局部来说，局部组织的血循环状况、组织氧分压、失活组织、伤部的异物、缝线、血凝块残留等，使局部的防御能力降低，是导致创伤感染最常见的局部原因。因此，外科医生在预防手术伤口感染上，起着重要作用。

肝、胆、胰外科手术感染以内源性细菌感染更具有重要意义。一般情况下，在手术时降落在手术野的细菌数每小时虽然可达35 000～60 000个，但在腹部手术，特别是胆道手术后伤口感染的细菌，多为肠道细菌，例如手术中空腔脏器的切开，胆道的探查，再次胆道手术时的引流窦道，以往的胆肠内引流术，污染液体如胆汁、肠液的溢出等，均是手术中重要的细菌污染来源。减少手术后感染的重要措施是手术中妥善的保护切口、严格的无菌操作技术、尽量减轻组织创伤、完善止血、避免大块组织结扎、彻底冲冼手术野、充分的引流以防液体积存等，均是行之有效的措施。

在使用抗生素方面，对预防性抗生素的应用宜有的放矢。根据伤口感染的生物学理论，抗生素使用的最有效的时机，应是在组织受到细菌污染之前或污染即刻，因而，临床上最好是在手术开始前2～4 h给药，长时间的手术宜中间追加用药以及在手术结束后早期给药。

胆道外科手术，不仅要避免像单纯胆囊结石行胆囊切除术时的手术切口感染，更重要的是在原有胆道感染的情况下，预防感染向局部及全身扩散。例如肝胆管结石合并感染手术后早期败血症及由感染所引起的器官衰竭，合并感染者的手术死亡率也较高，因为胆道手术是在感染的环境下施行的，任何有损于局部防御屏障的处理，均将成为细菌入侵的因素。

由于胆总管末端呈乳头状突入十二指腔内的结构和括约肌的作用，能够有效地防止肠液反流（图6-1），正常胆汁应是无菌的，胆汁与血液间存在血-胆屏障，互不逾越。胆汁中的细菌进入血循环与胆道感染时胆管内压力升高有密切关系，此时血-胆屏障被破坏。血-胆屏障可以说是很脆弱的，例如急性胆管炎早期便可出现菌血症；又如部分地阻断实验犬的胆总管后，向胆道内注入大肠埃希菌混悬液，当胆管内压力上升至1.96 kPa（200 mmH2O）时，细菌便在胸导管淋巴液中出现；当压力达2.45 kPa（250 mmH2O）时，细菌出现于血循环中。在有胆管内高压的情况下，胆汁中的细菌可经过毛细胆管与肝血窦间的最短距离处、肝细胞间或穿过坏死的肝细胞而进入血循环。晚期梗阻性化脓性胆管炎病人，甚至有时可见肝静脉、肺动脉或多器官内的胆色素颗粒与胆色素-血栓形成，亦称为“胆沙血症”。胆道手术中的胆道内加压冲洗、胆道造影、对肝脏的游离、搬动、挤压等操作因素，均能增加胆道细菌感染扩散的机会。手术后脓毒症病人，常在血培养与胆汁培养中发现相同的细菌。

此外，胆道系统的正常生理功能对保持胆汁的无菌状态亦是必要的，胆道功能上的失调，可造成胆菌症（bactobilia），虽然并不一定出现胆道感染（图6-2）。

图6-1 胆管防止反流的结构——乳头与括约肌

图6-2 保持胆汁无菌的生理机制