Лабораторные критерии диагностики перипротезной инфекции суставов

Abstract

Введение. Диагностика перипротезной инфекции суставов (ППИ) основана на сочетании лабораторных исследований крови (сыворотки крови) и синовиальной жидкости, а также образцов тканей. Использование в силу отсутствия единого диагностического алгоритма и критериев диагностики ППИ комбинации данных исследований позволяет дифференцировать инфекцию от других причин, связанных с нарушением имплантации эндопротеза. Цель. Выделить диагностически значимые лабораторные критерии перипротезной инфекции суставов на основе комплексного анализа показателей крови, иммунологических показателей, микробиологических молекулярно-генетических маркеров у пациентов с инфекцией после эндопротезирования коленного/тазобедренного сустава. Материалы и методы. Проведен анализ показателей крови (количество лейкоцитов, доля незрелых форм нейтрофилов, СОЭ и СРБ), результатов бактериологического исследования биологического материала и показателей иммунного статуса в синовиальной жидкости пациентов, входящих в исследование. Методом ПЦР в режиме реального времени исследован биологический материал 158 пациентов основной группы (с признаками ППИ) и 60 пациентов контрольной группы (условно здоровые пациенты) после эндопротезирования тазобедренного/коленного сустава. Была определена частота выявления ДНК условно-патогенных микроорганизмов с количественным форматом детекции микроорганизмов. Результаты. Установлено, что после эндопротезирования крупных суставов у пациентов с наличием клинических признаков инфекции отмечены достоверно высокие уровни лейкоцитов – более 12×109 , доля нейтрофилов (палочкоядерных) превышает 10%, СОЭ – более 30 мм/ч, СРБ – более 10 мг/л. Установлены статистически значимые изменения показателей иммунного статуса пациентов с признаками ППИ, характеризующиеся увеличением содержания в синовиальной жидкости IL-4, IL 6, TNF-α, IFN-γ, IgM и IgG, а также снижением количества противовоспалительного цитокина IL 10. Результаты бактериологического и ПЦР-исследования показали, что ведущую роль в развитии ППИ играют условно-патогенные микроорганизмы рода Staphylococcus spp., Streptococcus spp. и семейства Enterobacteriaceae. Заключение. При выборе диагностического подхода к проведению диагностики ППИ целесообразно использовать клинико-инструментальные критерии в комбинации с представленными лабораторными критериями, включающими оценку количества лейкоцитов, доли незрелых форм нейтрофилов в крови, СОЭ и СРБ в сыворотке крови, содержания IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α, IFN-γ, IgM и IgG в синовиальной жидкости, наличие условно-патогенных микроорганизмов рода Staphylococcus spp., рода Streptococcus spp. и семейства Enterobacteriaceae в синовиальной жидкости и (или) в образцах перипротезной ткани.

Introduction. The diagnosis of periprosthetic joint infection (PJI) is based on a combination of laboratory tests of blood (blood serum) and synovial fluid, as well as tissue samples. Due to the lack of a unified diagnostic algorithm and criteria for diagnosing PII, the combination of these laboratory tests data allows differentiating from other causes associated with impaired endoprosthesis implantation. Purpose. To identify diagnostically significant laboratory criteria for periprosthetic joint infection based on a comprehensive analysis of blood parameters, immunological parameters, and microbiological molecular genetic markers in patients with infection after knee/hip arthroplasty. Materials and methods. An analysis of blood parameters (white blood cell count, proportion of immature neutrophils, ESR and CRP), bacteriological tests of biological material and immune status indicators in the synovial fluid of patients included in the study was performed. The biological material of 158 patients of the main group (with signs of PJI) and 60 patients of the control group (conditionally healthy patients) after hip/knee arthroplasty was studied using the real-time PCR method. The frequency of opportunistic pathogens’ DNA detection was determined using a quantitative format for detecting microorganisms. Results. It was found that after endoprosthesis replacement of large joints in patients with clinical signs of infection, reliably high levels of leukocytes were observed of more than 12×109 , the proportion of neutrophils (band neutrophils) exceeded 10%, ESR was more than 30 mm/h, and CRP was more than 10 mg/l. Statistically significant changes in the immune status of patients with signs of PJI were established, characterized by an increase in the content of IL-4, IL-6, TNF-α, IFN-γ, IgM and IgG in the synovial fluid, as well as a decrease in anti-inflammatory cytokine IL-10 levels. The results of bacteriological tests and PCR showed that the leading role in PJI is played by opportunistic microorganisms of the genus Staphylococcus spp., Streptococcus spp. and the Enterobacteriaceae family. Conclusion. When choosing a diagnostic approach for PJI diagnosing, it is advisable to use clinical and instrumental criteria in combination with the presented laboratory criteria, including an assessment of white blood cell count, proportion of the immature forms of neutrophils in the blood, ESR and CRP in blood serum, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α, IFN-γ, IgM, and IgG levels in synovial fluid, and presence of opportunistic pathogens of the genus Staphylococcus spp., genus Streptococcus spp., and Enterobacteriaceae family in synovial fluid and/or in periprosthetic tissue samples.