A timely and accurate diagnosis of periprosthetic joint infection (PJI) is crucial to plan adequate treatment. Purpose of the study. To evaluate the performance of new diagnostic tests for the diagnosis of PJI. Material and Methods. The performance of novel biomarkers in synovial fluid (i.e. D-lactate and alfa-defensin), molecular test (i.e. PCR of synovial fluid and sonication fluid), new methods to dislodge biofilm from implant surface (i.e. MicroDTTect) and sonication of explanted prosthesis were investigated in patients with PJI and aseptic loosening of the prosthesis. Results. D-lactate showed better sensitivity for the diagnosis of PJI compared to leukocyte count (86% and 80%, respectively). The optimal D-lactate cut-off value was calculated at 1.26 mmol/l. The ADLF test showed sensitivity of 84%, 67% and to 54% depending on classification criteria used for the diagnosis of PJI (Musculoskeletal Infection Society (MSIS), The Infectious Diseases Society of America (IDSA) and proposed European Bone and Joint Infection Society (EBJIS) criteria, respectively). Using the proposed EBJIS definition criteria, the sensitivity of the leukocyte count was significantly higher than that of the ADLF test (86% compared with 54%; p<0,001), particularly in chronic PJI (81% compared with 44%, respectively; p<0,001). The sensitivity of synovial fluid PCR was 60% and herewith comparable with synovial fluid culture (52%, p = 0,239). The sensitivity and specificity of sonication fluid culture were 58% and 100%, which was comparable to sonication fluid PCR 51% and 94%, respectively. DTT-based method showed low sensitivity for diagnosis of PJI (40%) compared to sonication (80%, p<0,01). Conclusion. Synovial fluid D-lactate demonstrated good analytical performance and diagnostic value for the diagnosis of PJI. In particular, the high sensitivity for diagnosing infection and rapid availability of the test result make synovial fluid D-lactate suitable as screening test, whereas ADLF had limited sensitivity (54%) but high specificity (>95%) and it should therefore not be used for screening, but rather as a confirmatory test for PJI. Multiplex PCR of synovial fluid and sonication fluid has similar sensitivity and specificity compared to synovial fluid culture, having the advantage of rapid availability of results (within 5 hours) and fully automated process. With further improvement of its performance and inclusion of additional primers, multiplex PCR may complement conventional cultures, especially for rapid and accurate diagnosis of low-grade PJI. Culture of samples obtained by sonication of prostheses showed better sensitivity for the microbiologic diagnosis of prosthetic hip and knee infection compared to chemical based dislodgement such as MicroDTTect.
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.