Новые методы диагностики перипротезной инфекции
- Авторы: Карбышева С.1, Ренц Н.1, Ермак К.1, Кабрик С.1, Трампуш А.1
-
Учреждения:
- Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
- Выпуск: Том 25, № 4 (2019)
- Страницы: 56-63
- Раздел: Клинические исследования
- Дата подачи: 06.11.2019
- Дата принятия к публикации: 06.11.2019
- Дата публикации: 06.11.2019
- URL: https://journal.rniito.org/jour/article/view/1320
- DOI: https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-4-56-63
- ID: 1320
Цитировать
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.
Ключевые слова
Об авторах
С. Карбышева
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Автор, ответственный за переписку.
Email: svetlana.karbysheva@charite.de
Clinical Microbiologist
Берлин
ГерманияН. Ренц
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Email: fake@neicon.ru
Infection Disease Specialist
Берлин
ГерманияК. Ермак
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Email: fake@neicon.ru
Research Fellow
Берлин
ГерманияС. Кабрик
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Email: fake@neicon.ru
Research Fellow
Берлин
ГерманияА. Трампуш
Центр костно-мышечной хирургии Шарите — Университетский медицинский комплекс Берлина
Email: fake@neicon.ru
Head; Research Group Leader of the Biofilm Research Laboratory
Берлин
ГерманияСписок литературы
- 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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Tande A.J., Patel R. Prosthetic joint infection. Clin Microbiol Rev. 2014;27:302-345. doi: 10.1128/CMR.00111-13.
- 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.