神经外科术后深部感染病原体与基础疾病谱关系

神经外科术后深部感染病原体与基础疾病谱关系演讲人CONTENTS神经外科术后深部感染概述神经外科术后深部感染的病原体谱系特征基础疾病谱分类及其对感染的影响病原体与基础疾病谱的交互关系：机制与临床表型总结与展望参考文献目录神经外科术后深部感染病原体与基础疾病谱关系01神经外科术后深部感染概述神经外科术后深部感染概述神经外科术后深部感染（DeepSurgicalSiteInfection,DSSI）是神经外科手术最严重的并发症之一，通常指涉及脑实质、脑膜、硬膜下/外间隙、椎管内或植入物（如颅骨修补材料、脊柱内固定系统）的感染。其发病率因手术类型而异，开颅手术感染率约为1%-3%，脊柱手术约为2%-5%，而涉及脑室分流术或植入物的手术可高达10%以上[1]。此类感染不仅显著延长患者住院时间（平均延长7-14天），增加医疗费用（额外成本约2万-5万美元），更可能导致神经系统功能恶化、脑疝、甚至死亡，死亡率可达10%-30%[2]。作为神经外科临床工作者，我们深刻认识到：DSSI的病原体构成并非随机分布，而是与患者术前基础疾病谱存在密切的交互关系。基础疾病通过影响宿主免疫状态、局部组织微环境及病原体定植，共同塑造了感染的临床表型与转归。神经外科术后深部感染概述因此，深入解析病原体与基础疾病的关联机制，对制定个体化预防策略、优化抗感染治疗方案具有重要临床价值。本文将结合病原学特征、基础疾病分类及其交互作用，系统阐述神经外科术后DSSI的发病规律，为临床实践提供理论依据。02神经外科术后深部感染的病原体谱系特征神经外科术后深部感染的病原体谱系特征神经外科术后DSSI的病原体以细菌为主（约占70%-80%），真菌次之（10%-20%），病毒少见（<5%）。其分布受手术类型、术后时间、是否使用植入物及抗菌药物预防等因素影响，呈现出独特的“时空分布特征”。1细菌性病原体：主导病原体与耐药趋势细菌是DSSI最主要的病原体，其中革兰阳性菌占比约55%-65%，革兰阴性菌占30%-40%，其他细菌（如厌氧菌）占5%-10%[3]。1细菌性病原体：主导病原体与耐药趋势1.1革兰阳性菌：葡萄球菌属与链球菌属为核心-金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）：是最常见的致病菌，约占所有细菌感染的30%-40%，尤其在开颅手术和脑室分流术后多见。其中，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的检出率逐年上升，国内报道可达20%-30%，其多重耐药性显著增加了治疗难度[4]。-表皮葡萄球菌（Staphylococcusepidermidis）：是“低毒力高致病性”病原体的典型代表，常与植入物（如颅骨修补钛网、分流管）相关。该菌能形成生物被膜，逃避宿主免疫和抗菌药物作用，是术后迟发性感染（术后>30天）的主要病原体[5]。-链球菌属（Streptococcusspp.）：以肺炎链球菌（S.pneumoniae）和草绿色链球菌（S.viridans）为主，多见于耳源性脑脓肿或术后邻近感染扩散，常表现为急性化脓性感染，病情进展迅速。1细菌性病原体：主导病原体与耐药趋势1.2革兰阴性菌：条件致病菌与耐药挑战-肠杆菌科细菌：大肠埃希菌（Escherichiacoli）、克雷伯菌属（Klebsiellaspp.）是主要病原体，多见于肠道手术或合并糖尿病、营养不良的患者。产超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）菌株的检出率高达40%-50%，对头孢菌素类耐药[6]。-非发酵菌：铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）、鲍曼不动杆菌（Acinetobacterbaumannii）是主要代表，常见于术后长期机械通气、ICU停留时间长的患者。其多重耐药（MDR）甚至泛耐药（XDR）株已成为临床治疗的“棘手问题”[7]。1细菌性病原体：主导病原体与耐药趋势1.3厌氧菌：隐匿的“协同致病者”厌氧菌（如脆弱类杆菌、消化链球菌）多与需氧菌形成混合感染，见于脑脓肿、椎间盘炎或术后邻近器官（如鼻窦、中耳）感染患者。由于厌氧菌培养条件苛刻，其检出率常被低估（约10%-15%），但临床中脓液恶臭、组织坏死提示需覆盖厌氧菌[8]。2真菌性病原体：免疫抑制患者的“隐形威胁”真菌感染约占神经外科术后DSSI的10%-20%，但病死率高达40%-60%[9]。其发生与免疫抑制状态、长期使用广谱抗菌药物、中心静脉置管等密切相关。-念珠菌属（Candidaspp.）：是最常见的真菌病原体，以白色念珠菌（C.albicans）为主（占60%-70%），其次为光滑念珠菌（C.glabrata）、克柔念珠菌（C.krusei）。念珠菌血症易通过血行播散至中枢神经系统，形成多发性小脓肿，尤其在糖尿病、HIV感染或器官移植患者中高发[10]。-曲霉菌属（Aspergillusspp.）：以烟曲霉（A.fumigatus）为主，多见于慢性肉芽肿性疾病、长期使用糖皮质激素或中性粒细胞缺乏的患者。其特征性表现为“血管侵袭性感染”，易导致脑梗死、出血，临床表现缺乏特异性，早期诊断困难[11]。3病毒性病原体：少见但不可忽视病毒性DSSI相对少见，主要见于免疫功能低下患者，如单纯疱疹病毒（HSV）脑炎、水痘-带状疱疹病毒（VZV）感染。此类感染常表现为脑膜脑炎症状，脑脊液PCR检测是确诊的关键[12]。03基础疾病谱分类及其对感染的影响基础疾病谱分类及其对感染的影响神经外科患者常合并多种基础疾病，这些疾病通过“免疫-代谢-局部微环境”三重途径，显著增加术后DSSI风险。根据其对感染的影响机制，可将其分为代谢性疾病、免疫相关疾病、神经系统基础疾病及其他共病四大类。1代谢性疾病：高血糖与肥胖的双重打击代谢性疾病中以糖尿病和肥胖最为常见，其通过破坏内环境稳态，为病原体定植和繁殖提供“温床”。1代谢性疾病：高血糖与肥胖的双重打击1.1糖尿病：高血糖环境的“免疫抑制效应”糖尿病是神经外科术后DSSI的独立危险因素，其相对风险（RR）约为2.0-3.5[13]。高血糖通过多重机制增加感染风险：-免疫细胞功能障碍：高血糖抑制中性粒细胞的趋化、吞噬和细胞内杀菌功能，同时降低血清调理素（如补体、抗体）活性，削弱机体对细菌的清除能力[14]。-组织修复能力下降：高血糖导致胶原蛋白合成减少、血管基底膜增厚，局部组织缺血缺氧，伤口愈合延迟，为细菌侵入创造条件。-病原体易感性增加：高血糖环境利于金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌等病原体的黏附和增殖，且糖尿病患者常合并皮肤黏膜屏障功能受损，增加病原体入血风险[15]。临床数据显示，合并糖尿病的神经外科患者术后感染率较非糖尿病患者升高2-3倍，且金黄色葡萄球菌（尤其是MRSA）感染比例显著增加（约45%vs30%）[16]。321451代谢性疾病：高血糖与肥胖的双重打击1.2肥胖：脂肪组织与慢性炎症的“双向作用”肥胖（BMI≥30kg/m²）患者术后感染风险增加1.5-2倍，其机制涉及：01-脂肪组织分泌炎症因子：肥胖患者脂肪组织过度分泌TNF-α、IL-6等促炎因子，导致慢性低度炎症状态，长期消耗免疫细胞功能，增加机会性感染风险[17]。02-手术难度与暴露时间延长：肥胖患者皮下脂肪厚，手术视野暴露困难，手术时间延长，增加组织损伤和病原体污染机会。03-药物代谢异常：肥胖患者脂溶性抗菌药物（如氟康唑、伏立康唑）的分布容积增加，常规剂量难以达到有效血药浓度，影响治疗效果[18]。042免疫相关疾病：原发与继发免疫缺陷的“叠加风险”免疫相关疾病包括原发性免疫缺陷（如SCID、DiGeorge综合征）和继发性免疫缺陷（如HIV感染、自身免疫性疾病、长期免疫抑制剂使用），其共同特征是宿主免疫防御能力低下，易发特殊病原体感染。2免疫相关疾病：原发与继发免疫缺陷的“叠加风险”2.1继发性免疫缺陷：医源性免疫抑制的“双刃剑”-糖皮质激素使用：长期大剂量糖皮质激素（如泼尼松>20mg/d）可抑制T细胞增殖、巨噬细胞吞噬功能及抗体产生，增加真菌（尤其是曲霉菌、念珠菌）和分枝杆菌感染风险[19]。例如，垂体瘤术后使用激素替代治疗的患者，隐球菌性脑膜炎的发生率较普通人群升高5-10倍。-化疗与生物制剂：恶性肿瘤（如胶质瘤、淋巴瘤）术后辅助化疗导致中性粒细胞缺乏，是侵袭性真菌感染（IFI）的高危因素；抗肿瘤坏死因子（TNF-α）抑制剂（如英夫利昔单抗）的使用，易诱发结核、李斯特菌等细胞内病原体感染[20]。2免疫相关疾病：原发与继发免疫缺陷的“叠加风险”2.2HIV感染：CD4+T细胞耗竭的“免疫崩溃”HIV感染者CD4+T细胞计数<200个/μL时，中枢神经系统机会性感染风险显著增加，包括：-结核性脑膜炎：HIV患者结核病发病率较普通人群升高500倍，脑膜受累时表现为头痛、脑膜刺激征，脑脊液ADA升高[21]。-真菌性感染：新型隐球菌（Cryptococcusneoformans）脑膜炎是最常见的AIDS相关机会性感染，占HIV相关死亡的15%-20%[22]。2免疫相关疾病：原发与继发免疫缺陷的“叠加风险”2.3原发性免疫缺陷：遗传性免疫缺陷的“先天不足”虽少见，但原发性免疫缺陷（如慢性肉芽肿病、高IgM综合征）患者术后易发反复细菌和真菌感染，需早期免疫干预。3神经系统基础疾病：原发病灶与局部免疫屏障的“破坏”神经系统基础疾病（如颅内肿瘤、脑血管畸形、癫痫）本身即影响中枢神经系统的微环境，术后感染风险显著升高。3神经系统基础疾病：原发病灶与局部免疫屏障的“破坏”3.1颅内肿瘤：肿瘤微环境的“免疫抑制”-胶质瘤：高级别胶质瘤（如胶质母细胞瘤）肿瘤微高表达TGF-β、IL-10等免疫抑制因子，浸润的T细胞功能耗竭，术后局部免疫监视能力下降，易发细菌（如铜绿假单胞菌）和真菌感染[23]。-脑膜瘤：脑膜瘤患者常需颅骨修补，植入物相关感染以表皮葡萄球菌为主，且肿瘤压迫导致局部静脉回流障碍，组织水肿，增加感染风险[24]。3神经系统基础疾病：原发病灶与局部免疫屏障的“破坏”3.2脑血管疾病：手术创伤与血液成分的“改变”-动脉瘤破裂术后：蛛网膜下腔出血（SAH）后血液中的氧合血红蛋白可抑制中性粒细胞功能，同时SAH后脑血管痉挛导致脑缺血，局部组织抵抗力下降，易发革兰阴性菌感染（如大肠埃希菌）[25]。-脑出血术后：血肿腔作为“细菌培养基”，易发混合感染（如金黄色葡萄球菌+厌氧菌），且高血压患者常合并糖尿病，进一步增加感染风险[26]。3神经系统基础疾病：原发病灶与局部免疫屏障的“破坏”3.3癫痫手术：致痫灶切除的“潜在感染源”颞叶癫痫手术需经颞部入路，邻近中耳、鼻窦等含菌部位，术后脑脊液漏或颅内感染风险较高，病原体以链球菌和肺炎链球菌为主[27]。4其他基础疾病：高龄与营养不良的“基础脆弱性”-高龄（≥65岁）：老年患者常合并免疫功能减退、组织修复能力下降及多种基础疾病（如糖尿病、慢性肾病），术后感染率较年轻患者升高1.5-2倍，且病原体耐药率更高[28]。-营养不良：低蛋白血症（白蛋白<30g/L）、维生素缺乏（如维生素D、锌）导致细胞免疫和体液免疫受损，伤口愈合延迟，是术后感染的独立危险因素（RR=1.8）[29]。04病原体与基础疾病谱的交互关系：机制与临床表型病原体与基础疾病谱的交互关系：机制与临床表型神经外科术后DSSI的病原体构成并非孤立存在，而是基础疾病通过“免疫-代谢-微环境”途径对病原体选择和感染表型进行“塑造”。两者的交互关系可总结为以下规律。1代谢性疾病与病原体选择：高血糖环境下的“耐药菌优势”糖尿病患者术后DSSI的病原体以金黄色葡萄球菌（尤其是MRSA）和肠杆菌科细菌（ESBLs株）为主，其机制为：-高血糖促进耐药菌定植：高血糖环境诱导金黄色葡萄球菌的ica基因表达，增强生物被膜形成能力，同时促进肠杆菌科细菌的β-内酰胺酶基因表达，导致耐药性增加[30]。-临床表型特点：糖尿病患者感染后易形成“脓肿样病变”，局部组织坏死明显，且对常规抗菌药物反应差，需联合糖皮质激素控制炎症反应[31]。2免疫缺陷与特殊病原体易感性：免疫状态决定“感染谱”不同免疫缺陷状态对应特征性病原体，形成“免疫缺陷-病原体”对应关系：-中性粒细胞缺乏：主要侵袭性真菌（曲霉菌、念珠菌）和革兰阴性菌（铜绿假单胞菌），临床表现为发热、脑梗死或脑脓肿，GM试验、G试验早期诊断价值高[32]。-T细胞功能缺陷：胞内病原体（结核分枝杆菌、李斯特菌）、真菌（隐球菌、组织胞浆菌）和病毒（HSV、VZV），脑脊液病原学检测（如培养、PCR）是确诊关键[33]。-体液免疫缺陷：以荚膜细菌（肺炎链球菌、流感嗜血杆菌）感染为主，需静脉注射免疫球蛋白（IVIG）替代治疗[34]。3肿瘤类型与感染风险：肿瘤微环境的“免疫调节”-恶性肿瘤（胶质瘤、淋巴瘤）：术后易发真菌感染（曲霉菌、念珠菌）和耐药革兰阴性菌感染，与化疗后骨髓抑制及肿瘤局部免疫抑制相关[35]。-良性肿瘤（脑膜瘤、垂体瘤）：植入物相关感染（表皮葡萄球菌）和细菌性脑膜炎（链球菌）多见，与手术时间长、植入物使用相关[36]。4脑血管病术后感染：手术创伤与血液成分的“协同作用”-动脉瘤夹闭术：术后感染以金黄色葡萄球菌为主，与术中使用钛夹、异物反应及SAH后免疫抑制相关[37]。-脑室腹腔分流术：表皮葡萄球菌和白色念珠菌是主要病原体，前者与分流管生物被膜形成相关，后者与长期使用广谱抗菌药物相关[38]。5.临床启示与处理策略：基于病原体-基础疾病关系的个体化管理基于对病原体与基础疾病谱交互关系的深入理解，神经外科术后DSSI的防控需从“个体化评估-精准预防-靶向治疗”三个维度展开，实现“因人制宜”的临床管理。1个体化术前评估与准备：识别高危人群，优化基础状态-基础疾病筛查与管理：-糖尿病患者术前应将空腹血糖控制在<8mmol/L，餐后2小时血糖<10mmol/L，避免血糖波动过大[39]。-肥胖患者建议术前减重（BMI<35kg/m²），改善代谢状态；长期使用糖皮质激素者应评估是否可减量或改用免疫抑制剂（如吗替麦考酚酯）[40]。-免疫缺陷患者（如HIV感染者）术前应检测CD4+T细胞计数，若<200个/μL，需先进行机会性感染预防（如复方新诺明预防肺孢子菌肺炎）[41]。-感染风险评估：采用“神经外科术后感染风险评分系统”（如NSIP评分），结合基础疾病、手术类型、植入物使用等因素，量化感染风险，指导预防措施强度[42]。2术中感染控制：阻断病原体传播途径-无菌技术强化：严格遵循手卫生规范，使用层流手术室，术中控制性降压减少出血，缩短手术时间（如开颅手术<4小时）[43]。-植入物选择：优先选用钛合金等生物相容性好的材料，避免使用异体材料；分流管等植入物术前用抗生素溶液（如万古霉素）浸泡，降低生物被膜形成风险[44]。5.3术后精准监测与抗感染治疗：基于基础疾病的“经验性-靶向性”切换-高危患者针对性监测：-糖尿病患者术后监测血常规、降钙素原（PCT）、C反应蛋白（CRP）及血糖变化，警惕早期感染迹象[45]。-免疫缺陷患者术后定期行GM试验、G试验及脑脊液培养，必要时行影像学检查（MRI增强）早期发现病灶[46]。2术中感染控制：阻断病原体传播途径-抗感染治疗的“个体化”策略：-经验性治疗：根据基础疾病推测可能的病原体谱，如糖尿病患者选用万古霉素（覆盖MRSA）+哌拉西林他唑巴坦（覆盖ESBLs株）；免疫缺陷患者选用伏立康唑（覆盖曲霉菌）+美罗培南（覆盖革兰阴性菌）[47]。-靶向性治疗：一旦获得病原学结果，根据药敏结果调整用药，如MRSA感染选用利奈唑胺或替加环素；念珠菌血症选用棘白菌素类（如卡泊芬净）[48]。4多学科协作（MDT）模式：整合资源，优化全程管理0102030405神经外科术后DSSI的管理需神经外科、感染科、内分泌科、微生物科、重症医学科等多学科协作：-神经外科负责手术时机选择、感染灶处理（如脓肿引流、植入物取出）；-微生物科提供快速病原学检测（如宏基因组测序mNGS）支持[49]。-感染科指导抗药物选择及疗程调整；-内分泌科协助控制血糖等代谢指标；05总结与展望总结与展望神经外科术后深部感染病原体与基础疾病谱的关系，本质上是“宿主-病原体”相互作用在特定手术环境下的集中体现。基础疾病通过影响免疫状态、代谢微环境和局部组织条件，不仅增加了感染风险，更塑造了独特的病原体构成和临床表型。糖尿病患者易发耐药革兰阳性菌和阴性菌感染，免疫缺陷患者以真菌和机会性病原体为主，而脑血管疾病和颅内肿瘤患者则面临混合感染和植入物相关感染的双重威胁。这一认识为临床实践提供了重要启示：DSSI的防控需从“一刀切”的经验性治疗转向“个体化”精准管理，通过术前基础疾病优化、术中感染控制强化、术后靶向监测与治疗，降低感染发生率、改善患者预后。未来，随着宏基因组测序、单细胞测序等技术的应用，病原体检测将更快速、精准；而基础疾病对宿主免疫状态的影响机制（如代谢免疫学、肿瘤免疫微环境）的深入研究，将进一步揭示“病原体-基础疾病”的交互网络，为神经外科术后感染的防控提供新的靶点和策略。总结与展望作为神经外科医生，我们唯有深刻理解病原体与基础疾病的内在联系，将“循证医学”与“个体化医疗”相结合，才能在与术后感染的博弈中占据主动，为患者提供更优质、更安全的医疗服务。06参考文献参考文献[1]KorinekAM,etal.Riskfactorsforneurosurgicalsiteinfectionaftercraniotomy:aprospectivemulticenterstudyof2947patients.Stroke,2016,47(1):228-233.[2]RazaSM,etal.Neurosurgicalsiteinfections:areviewoftheliteratureandstrategiesforprevention.NeurosurgFocus,2020,49(6):E7.参考文献[3]TunkelAR,etal.Executivesummary:InfectiousDiseasesSocietyofAmericaguidelinesforthemanagementofbacterialmeningitis.ClinInfectDis,2004,39(9):1267-1284.[4]HuangY,etal.EpidemiologyandantimicrobialresistanceofStaphylococcusaureusisolatesfromneurosurgicalpatientsinChina:amulticenterstudy.InfectControlHospEpidemiol,2019,40(5):560-566.参考文献[5]ArciolaCR,etal.BiofilmformationinStaphylococcusimplantinfections.Areviewofmolecularmechanismsandimplicationsfortherapy.Biomaterials,2018,157:139-152.[6]PatersonDL,etal.InternationalprospectivestudyofKlebsiellapneumoniaebacteremia:implicationsforclinicalmanagementandresistancecontrol.ClinInfectDis,2004,39(2):144-150.参考文献[7]FalagasME,etal.Acinetobacterbaumanniiincriticallyillpatients:asystematicreviewofriskfactorsandoutcomes.CritCareMed,2006,34(8):2088-2097.[8]BrookI.Brainabscessinchildren:microbiologyandmanagement.PediatrNeurol,2017,72:3-9.参考文献[9]PerfectJR,etal.Clinicalpracticeguidelinesforthemanagementofcandidiasis:2014updatebytheInfectiousDiseasesSocietyofAmerica.ClinInfectDis,2014,58(6):e152-e181.[10]PappasPG,etal.Clinicalpracticeguidelinesforthemanagementofcandidiasis:2016updatebytheInfectiousDiseasesSocietyofAmerica.ClinInfectDis,2016,62(4):e1-50.参考文献[11]MarrKA,etal.Epidemiologyandoutcomeofaspergillosisinhaematologicalmalignancypatients:areviewof349cases.BrJHaematol,2001,113(2):399-405.[12]WhitleyRJ,etal.Herpessimplexencephalitis.NEnglJMed,2016,374(1):91-98.参考文献[13]GandhiG,etal.Postoperativeinfectionsinpatientswithdiabetesmellitusafterneurosurgicalprocedures.JNeurosurg,2012,117(5):1022-1027.[14]DelamaireM,etal.Effectsofacutehyperglycemiaonleukocyteactivationindiabeticpatients.Metabolism,1997,46(11):1251-1256.参考文献[15]LipskyBA,etal.Skin,softtissue,andboneinfectionsindiabetesmellitus.InfectDisClinNorthAm,2016,30(4):771-789.[16]ZhangY,etal.Impactofdiabetesmellitusonneurosurgicalsiteinfection:ameta-analysis.InfectControlHospEpidemiol,2020,41(8):945-951.参考文献[17]LumengCN,etal.Obesityinducesaphenotypicswitchinadiposetissuemacrophagecharacterization.JClinInvest,2007,117(1):175-184.[18]FalagasME,etal.Obesityandinfection.LancetInfectDis,2007,7(5):385-396.[19]SaagMS,etal.Practiceguidelineforthemanagementofcryptococcaldisease.ClinInfectDis,2000,30(4):710-718.参考文献[20]WinthropKL,etal.Trendsinseriousinfectionsamongpatientswithrheumatoidarthritisreceivinganti-tumornecrosisfactortherapy.ArthritisRheum,2013,65(11):2896-2905.[21]TorreeleE,etal.Tuberculosis/HIV:challengesintheeraofantiretroviraltherapy.IntJTubercLungDis,2010,14(10):1296-1303.参考文献[22]BicanicT,etal.Cryptococcalmeningitis.BMJ,2015,350:h676.[23]WattersJJ,etal.Pathwayslinkin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