胸膜脓毒症的评估和管理

梁利彩

浙大二院急诊医学科

浙江省严重创伤与烧伤诊治重点实验室

浙江省急危重症临床医学研究中心

国家创伤区域医疗中心(建设)

摘要胸膜脓毒症来源于胸膜腔内感染，通常由导致肺炎旁积液的潜在细菌性肺炎引起。这种积液传统上分为单纯性积液、复杂性积液和脓胸。临床预后不良和死亡率增加可能与肺炎旁积液的发展有关，从而强调了早期识别和诊断的重要性。胸膜脓毒症的治疗需要多模式策略，包括抗菌药物、胸腔置管/造口引流术，有时还包括胸腔镜手术。

  

1 介绍

早在现代医学出现之前，胸膜脓毒症就被认为是导致发病和死亡的重要原因。时至今日，仅在美国，胸膜感染的死亡率约为15%，发病率接近每年60，000例。事实上，发生肺炎时胸腔积液的存在（发生率高达 44%），已经成为预测肺炎死亡率预后模型的重要组成部分，最近的机器学习算法也可用于预测30天肺炎死亡率。与没有肺炎旁积液的患者相比，有积液的患者死亡率增加了近3.4-7倍。

当发现肺炎旁积液时，确定性治疗可能包括多方面，包括抗生素、置管/造口引流术，有时还包括胸腔镜手术 (VATS)。并非所有患者都需要住院或重症监护，但本综述的范围将确定评估和管理胸膜脓毒症患者时必要的考虑因素。本综述分为两部分：第一部分详细介绍了胸膜脓毒症的临床表现和诊断，第二部分介绍了胸膜感染引起的脓毒症综合征（胸膜脓毒症）患者的治疗和管理策略。

2 评估

2.1 临床表现

在胸膜腔感染患者的文献中，并未没有很好的报道脓毒症或脓毒性休克的发生率。英国的一项旨在研究血清标志物在胸膜感染诊断中的作用的研究，该研究对80例胸膜感染患者进行描述，其中23例（29%）表现为脓毒症。胸膜腔感染最常见于伴发或既往有肺炎的情况下，高达40%-60%的肺炎患者会出现某种类型的积液。其中，大多数为单纯性积液，但高达30%的患者可能会出现复杂的肺炎旁积液或脓胸。肺炎患者通常表现为发热、寒战、咳嗽不止、气促等常见症状，以及偶发的恶心、呕吐和腹泻等胃肠道症状。一旦发生胸膜感染，患者通常会出现其他症状，包括持续或复发性发热，胸膜炎性胸痛，疼痛可能会放射至其他部位，如肩部。如果感染未得到控制，患者可能会出现全身炎症反应综合征的体征和症状。

2.2 诊断

当怀疑肺炎旁积液引起脓毒症或脓毒性休克时，应迅速进行确认。患者的检查通常从标准实验室和放射学检查开始（图 1）。胸膜感染时一般的炎症标志物会升高，如白细胞和C反应蛋白(CRP)以及更具细菌特异性的标志物降钙素原(PCT)。然而，PCT在诊断胸膜感染和提供预后信息方面并不优于白细胞或CRP。如果患者出现肺炎症状，则建议进行痰培养，并同时检测尿军团菌和链球菌抗原。胸部X线(CXR)典型表现为双侧或单侧依赖性模糊，伴有半膈模糊和弯半月征。然而，标准后前位CXR对胸腔积液的检测相对不敏感，需要> 200 mL液体才能使肋膈隐窝变钝，或> 500 mL液体才能使半膈消失。虽然侧卧位CXR能够检测到少至50 mL的胸腔积液，历史上被推荐作为一种指导胸腔积液取样的方法，但它的做法已被其他成像方法所取代。

图 1. 胸膜脓毒症诊断和管理方法的流程图。

超声检测胸腔积液明显比CXR敏感，20 mL胸腔积液即可被检测出。此外，它可以在床旁快速完成，并且还可以提供其他信息，如液体体积、特征和内部组织(如位置)。有多种计算方法可用于预测自主呼吸和插管患者的积液量。此外，胸腔积液中出现回声和异质性或纤维蛋白链或局限性腔室时，取样时最有可能是渗出物。超声在胸膜脓毒症中最重要的作用实际上可能是其在引流中的作用，其能够精确定位胸腔导管的位置并避开肺或其他结构(如膈肌)。虽然常规使用超声进行胸膜治疗已经使该领域发生了革命性的变化，但是在肥胖、肌肉组织厚重或无法进行安全体位摆放的患者(如俯卧位患者)中，超声的作用可能有限。此外，检测小的胸腔积液需要一个系统和耗时的检查。计算机断层扫描(CT)被认为是诊断胸腔积液的金标准，可检测极少量或局部的积液。它还能够提供有关的伴随肺部变化过程的信息，如肺炎或肺栓塞。然而，其费用昂贵，并且需要运送潜在临床不安全的患者，以及将其暴露在辐射之中。虽然CT可以提供有关液体特性的信息(基于Hounsfield单位)，但它在确定内部位置或纤维组织方面的能力不如超声，这将需要我们寻找更积极的治疗。

应采集胸腔积液进行标准检查，包括pH值、葡萄糖、乳酸脱氢酶、总蛋白、胆固醇以及细胞计数差异和革兰氏染色培养。鉴定胸腔积液样本中的微生物是确认感染的最直接的方法，但胸腔积液培养是出了名的不敏感，很可能在脓胸形成之前，进入胸膜腔的微生物就被迅速清除，或者由于厌氧菌大量累及，难以培养。一些研究报告了胸膜感染培养的敏感性约为40%，通过提供标准培养板和将其接种到血液培养瓶重可增加敏感性。鉴于培养的敏感性差，以上所述的其余试验被用作于感染的间接证据，包括pH < 7.2、葡萄糖< 40 ng/dL、乳酸脱氢酶> 1000 IU/L以及白细胞计数升高（以中性粒细胞为主）。

在临床实践中，肺炎旁积液可根据实验室检查(如葡萄糖、pH值、培养物)分为3种类型(不复杂、复杂和脓胸)下的4类(表 1)，不同的类型决定了后续治疗决策。在这些化学检查中，胸水pH值是肺炎旁积液分类中最优选和最关键的。胸水pH值的测定常用有三种方法，其准确度各不相同，包括：1)血气分析仪；2) pH计；3)PH指示棒(如石蕊试纸)。虽然血气分析仪是测量胸腔积液pH值的推荐方法，但在一项对220家医院实验室的调查中，各种方法之间存在显著差异，pH计法为35%，血气分析仪法为32%，石蕊试纸法为31%。使用pH计和指示棒可能会高估pH值，导致肺炎旁积液的分类错误和治疗不当。

表 1．肺炎旁积液定义

3 管理

胸膜脓毒症的治疗需要抗菌治疗、胸腔置管/造口引流以及支持性治疗，应采用包括胸外科医生、放射科医生和传染病专家在内的多学科治疗方法。由于约30%的患者会出现治疗失败，并需要手术干预，因此早期胸外科介入治疗是至关重要的。

3.1 抗菌治疗

所有胸膜脓毒症患者均需要抗菌治疗。只要有可能，抗菌治疗应根据培养结果进行调整。但考虑到胸腔积液和血液培养的敏感性差和固有的延迟，通常需要经验性广谱抗生素来覆盖预期的细菌病原体(表 2)。经验性治疗的指导原则通常围绕需氧和厌氧革兰氏阳性菌感染的治疗。抗生素的选择应利用特定病原体的临床病史和危险因素(表 3)。经验性治疗通常包括青霉素类(含或不含β-内酰胺酶抑制剂)或第三代头孢菌素与甲硝唑。此外，克林霉素也可用于青霉素过敏的患者。脓毒症改善后，应先使用静脉注射抗生素，然后过渡到口服治疗。虽然最佳疗程尚不完全清楚，但通常建议采用2-6周的较长治疗周期。此外，治疗的持续时间不应仅基于放射学变化，还应结合临床表现、微生物学和炎性标志物(如CRP，PCT)变化。

表 2．胸膜感染的典型细菌病原体

表 3．基于临床病史和危险因素的抗生素指导

镇静感染非常罕见，仅见于< 5%的肺炎旁积液患者。在免疫功能低下的患者中，从胸水中发现真菌分离株，可以作为唯一或同时存在的感染病因。其它微生物包括曲霉菌、隐球菌、和球孢子菌属，念珠菌仍然是最常见的真菌病原体，约占所有胸腔积液真菌分离物的55% ~ 82%。鉴于真菌性疾病的死亡率明显高于细菌性疾病，抗真菌药物的辅助治疗变得至关重要，有时需要多种药物联合治疗。首选的一线药物通常是棘白菌素(如米卡芬净，卡泊芬净)，但一旦敏感性确定，唑类(如氟康唑，伏立康唑)也可用于双药或单药治疗。两性霉素B是一种替代药物，通常可用于严重的侵袭性真菌感染，除了需要定期监测肾功能和电解质外，还需观察输液反应。

3.2 胸腔置管引流和造口引流术

单纯性胸腔积液通常仅用抗生素就能解决，而复杂的积液和脓胸则需要同时进行胸腔积液引流和标准的抗菌治疗。早期胸腔引流的适应症包括：pH < 7.2，和/或抽吸时有局部的、明显的脓液或混浊的胸水。迄今为止，引流管的大小仍然是一个有争议的领域，目前尚未达成共识。考虑到纤维蛋白会形成阻塞，通常使用大口径胸管，尤其是脓液的情况下。小口径导管10f-14f在引流上是足够的，但需要定期冲洗(如20-30ml生理盐水/6 h) 以保持导管的通畅。虽然应用连续负压(如−10 ~−20 cm H2O)理论上可以改善引流，但仍然没有建立共识，也很少常规使用。单流量排水系统(如水封瓶)同样有效，即使是在有少量空气泄漏的情况下。

3.2.1 胸腔内组织纤溶酶原激活物和脱氧核糖核酸酶

初次行胸腔置管/造口引流术后，由于胸腔积液组织化程度增加和局限性分隔的进展，残留的胸腔积液可能会继续占据胸腔。一种加强和促进胸腔内感染积液引流的有效方法是往胸腔内注射组织纤溶酶原激活剂(tPA)和脱氧核糖核酸酶(DNase)。该方法在MIST2试验中得到证实，该试验将210例胸膜感染患者随机分为四组：1)tPA+DNase；2) DNase+安慰剂；3)tPA+安慰剂；4)双倍安慰剂。联合治疗通过两种方式发挥作用：1) tPA引起胸腔积液中纤维蛋白链和分隔的溶解；2) Dnase裂解细胞外DNA，从而调节粘附性和生物膜的形成。在接受tPA + DNase治疗的组中，胸腔积液占比、手术转诊率和住院时间与基线相比有显著差异。tPA和DNase单药治疗均未显示引流获益，接受DNase治疗的患者因感染恶化而转送手术的人数增加，这被认为是DNase介导的生物膜破坏后细菌和/或炎性成分的全身吸收导致的。虽然传统上tPA和DNase是按顺序给药的，但最近的实践提倡tPA和DNase同时给药，然后保留2h。两药联合治疗，无论是顺序给药还是同时给药，通常按tPA 10 mg和DNase 5 mg的剂量，每日2次，持续3天，共6次。

3.2.2 胸腔内盐水冲洗

另一种简单易行、经济有效的促进胸腔引流和清除的方法是用生理盐水进行胸腔内冲洗，该方法已在胸膜冲洗试验(PIT)中得到证实。PIT是一项随机试验，对35例胸膜感染患者进行胸腔内生理盐水冲洗, 使用250mL0.9%氯化钠或标准治疗(30mL0.9%氯化钠冲洗，每天3次，以维持胸腔造口管的通畅)。通过三通阀在重力作用下进行胸腔内盐水冲洗，持续1 h，每天3次，共9次冲洗。接受胸腔内盐水冲洗的患者，其CT上显示的胸腔积液量显著减少，手术转诊次数显著减少，但住院时间无显著差异。该过程主要通过两种机制发挥作用：1)消除和调节细菌负荷以及相关的细胞因子、炎性介质和促纤维蛋白原凝血因子；2)通过盐水冲洗加速引流，物理上破坏纤维蛋白链和囊状组织。虽然最佳的冲洗量和频率尚不清楚，但每次冲洗500 mL，一般耐受性良好，无任何明显的不良反应。然而，这也可能取决于初始胸腔积液的大小。在严重出血和/或BPF的情况下，当tPA-DNase失效时，胸腔内盐水冲洗可能是一种可行的替代方案，也是一种看似合理的挽救治疗手段。

3.2.3 治疗失败

随着脓毒血症的改善、胸腔积液体积的减少(如 48h 内≤200ml/d)，以及肺复张，需要拔除胸腔引流管。然而，如果有持续脓毒症的证据，则除了重新评估当前抗菌治疗是否足够外，还必须评估患者是否充分引流。由于引流管的错位和移位比较常见，CT成像势在必行。虽然胸腔内治疗可能更有助于胸腔引流，但可能需要额外的导管来排出其他分隔的积液，特别是复杂积液。或者，如果基础第一根导管堵塞，建议使用> 14F的大口径胸腔造口管。然而，如果怀疑胸腔置管/造口引流术治疗失败，需要考虑手术治疗时，应早期呼叫胸外科会诊。

3.3 胸外科

VATS或开胸形式的手术治疗通常只适用于肺炎旁积液或脓胸患者，这些患者在使用了抗生素、胸腔置管/造口引流术和胸腔内tPA-DNase治疗后临床上没有改善。传统的手术指征是用于治疗脓胸。然而，随着胸膜内tPA-DNase治疗的最新进展，手术与非手术治疗策略之间的死亡率并无显著差异。因此，即使在最初对抗生素和胸腔引流没有反应的患者中，也已转向侵入性较小的方法，如胸腔内注射 tPA-DNase。

对于脓胸时胸膜脓毒症的外科治疗，VATS仍然是首选方法，成功率接近80%。通过提供胸腔整体的可视化和通路，VATS有助于内脏和壁层胸膜的清创。采用间歇式冲洗和吸引，分隔的积液打碎并清除，并使用镊子和刮刀等工具从胸腔中取出纤维蛋白沉积物，从而释放肺组织。最有利的是，在干预后即可立即确定肺复张。总体而言，与开胸手术相比，VATS的成本效益更高，患者术后住院时间更短，术后疼痛控制更好，出血或呼吸障碍的并发症更少。然而，VATS也有一些局限性。首先，患者必须能够耐受单肺通气。此外，手术时机也很重要。当症状出现后很晚才进行手术时， VATS中转开胸的比例较高。这进一步强调了早期会诊和介入的重要性，延迟转诊是中转开胸的主要危险因素。最后，VATS可能导致治疗不彻底，需要额外的手术。在某些情况下，为了将局部化脓性物质从胸腔中完全去除，对壁胸膜和脏胸膜进行彻底的剥离，以及肺与膈肌的完全分离，开胸手术是不可避免的。它仍然是一种抢救选择，特别是在VATS后脓胸未消退且肺没有复张的情况下。

3.4 支持性治疗

与当前指南一致，血管加压药支持和液体管理是脓毒症治疗的重要组成部分，在胸膜脓毒症中没有区别。胸膜脓毒症在插管和随后的呼吸机支持的情况下，由于低氧血症的发生，经常会出现急性呼吸衰竭。虽然肺炎旁积液造成的肺容量改变可能通过胸壁扩张来调节，但它使呼吸力学复杂化。胸腔积液会导致肺顺应性降低、平台压升高，以及肺功能检测的肺活量、功能残余量和总肺容量降低。膈肌收缩能力可能受损，进一步造成通气和氧合的紊乱。当存在胸腔积液时，也可能发生肺不张，从而影响氧合。为了抵抗所有这些影响，机械通气策略通常需要使用高呼气末正压(PEEP)来克服肺容积的损失以及由此导致的胸腔顺应性的增加。然而，由于肺不张通常为区域性而非全部，高水平的PEEP会不成比例地扩张正常肺区域，并导致显著的气压伤，这是任何异质性肺部疾病的常见不良事件和挑战。在高PEEP下，感染性病灶破裂进入胸膜，特别是在脓毒症肺栓塞中，可连通胸膜腔，从而导致支气管胸膜瘘的形成(BPF)。如果发生这种情况，对BPF的管理需要进一步调整呼吸机参数，通过减少呼吸频率和吸气时间，限制PEEP和有效潮气量，从而限制通过呼吸道的流量。迄今为止，有证据支持，无论其潜在原因如何，胸腔积液引流都可改善氧合和肺顺应性。

4 总结

总之，胸膜脓毒症可导致不良预后和死亡率的增加。在此，我们就胸膜脓毒症患者治疗中的一些挑战提出指导意见。首先也是最重要的是早期识别、评估和诊断。胸膜脓毒症的治疗需要多模式治疗策略，包括抗生素、置管/造口引流术，有时还需要VATS。

来源：Respiratory Medicine 187 (2021) 106553

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