Preview

Травматология и ортопедия России

Расширенный поиск

Новые методы диагностики перипротезной инфекции

https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-4-56-63

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Своевременная и точная диагностика перипротезной инфекции суставов (ППИ) имеет решающее значение для планирования соответствующей тактики лечения. Цель исследования — оценить эффективность новых диагностических тестов для диагностики перипротезной инфекции суставов. Материал и методы. Эффективность новых биомаркеров в синовиальной жидкости (D-лактат и альфа-дефенсин), ПЦР синовиальной жидкости и соникационной жидкости, новые методы разрушения бактериальных биопленок на поверхности имплантата таких как MicroDTTect и ультразвуковая обработка извлеченных имплантатов были исследованы у пациентов с ППИ и асептическим расшатыванием эндопротеза. Результаты. D-лактат синовиальной жидкости показал более высокую чувствительность для диагностики ППИ в сравнении с определением количества лейкоцитов в синовиальной жидкости (86% и 80%, соответственно). Пороговая концентрация D-лактата составила 1,26 ммоль/л. Чувствительность альфа-дефенсина составила 84%, 67% и 54%, в зависимости от диагностических критериев ППИ (Musculoskeletal Infection Society (MSIS), The Infectious Diseases Society of America (IDSA) и предложенные критерии European Bone and Joint Infection Society (EBJIS), соответственно). Однако применяя критерии постановки диагноза EBJIS, чувствительность определения лейкоцитов была значительно выше, в сравнении с альфа-дефензином (86% и 54%, p<0,001), особенно при хронической ППИ (81% и 44% соответственно; p<0,001). Чувствительность мультиплексной ПЦР синовиальной жидкости составила 60% и при этом была сопоставима с культуральным исследованием синовиальной жидкости (52%, р = 0,239). Чувствительность и специфичность культурального исследования ультразвуковой жидкости составили 58% и 100% и были сопоставимы с ПЦР исследованием соникационной жидкости — 51% и 94% соответственно. Метод разрушения биопленок на поверхности имплантатов на основе дитиотреитиола (DTT) показал низкую чувствительность для диагностики ППИ (40%) по сравнению с соникацией (p<0,01). Заключение. D-лактат синовиальной жидкости продемонстрировал хорошие аналитические характеристики и диагностическую значимость для диагностики ППИ. В частности, высокая чувствительность и быстрота получения результата делают целесообзазным использовать D-лактат в качестве скринингового теста. Альфа-дефенсин обладает ограниченной чувствительностью (54%), но высокой специфичностью (>95%), поэтому его следует рассматривать скорее как подтверждающий тест. Мультиплексная ПЦР синовиальной и соникационной жидкости имеет сходную чувствительность и специфичность по сравнению с культуральным исследованием. Преимущество использования основано на более быстром получении результата исследования и полной автоматизации процесса. При дальнейшем улучшении диагностических характеристик, например включении дополнительных праймеров, мультиплексная ПЦР может дополнять рутинное микробиологическое исследование, особенно в случаях хронической ППИ. Микробиологическое исследование соникационной жидкости извлеченных имплантатов, показало более высокую чувствительность по сравнению с тестом MicroDTTect. 

Об авторах

С. Карбышева
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Германия

Clinical Microbiologist

Берлин



Н. Ренц
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Германия

Infection Disease Specialist

Берлин



К. Ермак
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Германия

Research Fellow

Берлин



С. Кабрик
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Германия

Research Fellow

Берлин



А. Трампуш
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Германия

Head; Research Group Leader of the Biofilm Research Laboratory

Берлин



Список литературы

1. Kaandorp C.J., Dinant H.J., van de Laar M.A., Moens H.J., Prins A.P., Dijkmans B.A. Incidence and sources of native and prosthetic joint infection: a community based prospective survey. Ann Rheum Dis. 1997;56(8):470-475. doi: 10.1136/ard.56.8.470.

2. Portillo M.E., Salvadó M., Alier A., Sorli L., Martínez S., Horcajada J.P., Puig L. Prosthesis failure within 2 years of implantation is highly predictive of infection. Clin Orthop Relat Res. 2013;471(11):3672-3678. doi: 10.1007/s11999-013-3200-7.

3. Corvec S., Portillo M.E., Pasticci B.M., Borens O., Trampuz A. Epidemiology and new developments in the diagnosis of prosthetic joint infection. Int J Artif Organs. 2012;35(10):923-934. doi: 10.5301/ijao.5000168.

4. Winkler T., Trampuz A., Renz N., Perka C., Bozhkova S. [Classification and algorithm for diagnosis and treatment of hip prosthetic joint infection]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2016;(1):21-32. (In Russian).

5. Berbari E.F., Marculescu C., Sia I., Lahr B.D., Hanssen A.D., Steckelberg J.M. et al. Culture-negative prosthetic joint infection. Clin Infect Dis. 2007;45(9):1113-1119. doi: 10.1086/522184.

6. Abdullah S., Young-Min S.A., Hudson S.J., Kelly C.A., Heycock C.R., Hamilton J.D. Gross synovial fluid analysis in the differential diagnosis of joint effusion. J Clin Pathol. 2007;60(10):1144-1147.

7. Sharff K.A., Richards E.P., Townes J.M. Clinical management of septic arthritis. Curr Rheumatol Rep. 2013;15(6):332. doi: 10.1007/s11926-013-0332-4.

8. Karbysheva S.B., Grigoricheva L.G., Zhyltsov I.V., Semenov V.M., Zolovkina A.G., Veremei I.S., Trampuz A. [Synovial Fluid D-lactate — Bacterial-Specific Marker for Infection of Native and Prosthetic Joints]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2017;23(2):6-14. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2017-23-2-6-14.

9. Gratacos J., Vila J., Moya F., Marcos M.A., Collado A., Sanmarti R. et al. D-lactic acid in synovial fluid. A rapid diagnostic test for bacterial synovitis. J Rheumatol. 1995;22:1504-1508.

10. Yermak K., Karbysheva S., Perka C., Trampuz A., Renz N. Performance of synovial fluid D-lactate for the diagnosis of periprosthetic joint infection: A prospective observational study. J Infect. 2019;79(2):123-129. doi: 10.1016/j.jinf.2019.05.015.

11. Holinka J., Bauer L., Hirschl A.M., Graninger W., Windhager R., Presterl E. Sonication cultures of explanted components as an add-on test to routinely conducted microbiological diagnostics improve pathogen detection. J Orthop Res. 2011;29(4):617-622. doi: 10.1002/jor.21286.

12. Zimmerli W., Trampuz A. Implant-Associated Infection. In: Bjarnsholt T., Jensen P.Ø., Moser C., Høiby N., ed. Biofilm Infections. NY: Springer New York; 2011:69-90.

13. Kobayashi H., Oethinger M., Tuohy M.J., Procop G.W., Bauer T.W. Improved detection of biofilm-formative bacteria by vortexing and sonication: a pilot study. Clin Orthop Relat Res. 2009;467(5):1360-1364. doi: 10.1007/s11999-008-0609-5.

14. Scheijen J.L., Hanssen N.M., van de Waarenburg M.P., Jonkers D.M., Stehouwer C.D., Schalkwijk C.G. L(+) and D(-) lactate are increased in plasma and urine samples of type 2 diabetes as measured by a simultaneous quantification of L(+) and D(-) lactate by reversed-phase liquid chromatography tandem mass spectrometry. Exp Diabetes Res. 2012;2012:234812. doi: 10.1155/2012/234812.

15. Kasparek M.F., Kasparek M., Boettner F., Faschingbauer M., Hahne J., Dominkus M. Intraoperative Diagnosis of Periprosthetic Joint Infection Using a Novel Alpha-Defensin Lateral Flow Assay. J Arthroplasty. 2016;31(12):2871-2874. doi: 10.1016/j.arth.2016.05.033.

16. Parvizi J., Gehrke T.; International Consensus Group on Periprosthetic Joint Infection. Definition of periprosthetic joint infection. J Arthroplasty. 2014;29(7):1331. doi: 10.1016/j.arth.2014.03.009.

17. Parvizi J., Gehrke T., Chen A.F. Proceedings of the International Consensus on Periprosthetic Joint Infection. Bone Joint J. 2013;95-B(11):1450-1452. doi: 10.1302/0301-620X.95B11.33135.

18. Parvizi J., Tan T.L., Goswami K., Higuera C., Della Valle C., Chen A.F., Shohat N. The 2018 Definition of Periprosthetic Hip and Knee Infection: An Evidence-Based and Validated Criteria. J Arthroplasty. 2018;33(5):1309-1314.e2. doi: 10.1016/j.arth.2018.02.078.

19. Parvizi J., Zmistowski B., Berbari E.F., Bauer T.W., Springer B.D., Della Valle C.J. et al. New definition for periprosthetic joint infection: from the Workgroup of the Musculoskeletal Infection Society. Clin Orthop Relat Res. 2011;469(11):2992-2994. doi: 10.1007/s11999-011-2102-9.

20. Sigmund I.K., Holinka J., Gamper J., Staats K., Böhler C., Kubista B., Windhager R. Qualitative α-defensin test (Synovasure) for the diagnosis of periprosthetic infection in revision total joint arthroplasty. Bone Joint J. 2017;99-B(1):66-72. doi: 10.1302/0301-620X.99B1.BJJ-2016-0295.R1.

21. Hall-Stoodley L., Costerton J.W., Stoodley P. Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases. Nat Rev Microbiol. 2004;2(2):95-108. doi: 10.1038/nrmicro821.

22. Portillo M.E., Salvadó M., Alier A., Martínez S., Sorli L., Horcajada J.P., Puig L. Advantages of sonication fluid culture for the diagnosis of prosthetic joint infection. J Infect. 2014;69(1):35-41. doi: 10.1016/j.jinf.2014.03.002.

23. Portillo M.E., Salvadó M., Trampuz A., Siverio A., Alier A., Sorli L. et al. Improved diagnosis of orthopedic implant-associated infection by inoculation of sonication fluid into blood culture bottles. J Clin Microbiol. 2015;53(5):1622-1627. doi: 10.1128/JCM.03683-14.

24. Tande A.J., Patel R. Prosthetic joint infection. Clin Microbiol Rev. 2014;27:302-345. doi: 10.1128/CMR.00111-13.

25. Drago L., Signori V., De Vecchi E., Vassena C., Palazzi E., Cappelletti L. et al. Use of dithiothreitol to improve the diagnosis of prosthetic joint infections. J Orthop Res. 2013;31(11):1694-1699. doi: 10.1002/jor.22423.


Для цитирования:


Карбышева С., Ренц Н., Ермак К., Кабрик С., Трампуш А. Новые методы диагностики перипротезной инфекции. Травматология и ортопедия России. 2019;25(4):56-63. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-4-56-63

For citation:


Karbysheva S., Renz N., Yermak K., Cabric S., Trampuz A. New Methods in the Diagnosis of Prosthetic Joint Infection. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2019;25(4):56-63. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-4-56-63

Просмотров: 174


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2311-2905 (Print)
ISSN 2542-0933 (Online)