Implantatrelaterede infektioner hos patienter med skeletale sarkomer (IRISSAR)

I ortopædisk onkologi er risikoen og konsekvenserne af infektioner relateret til ortopædiske implantater (ODRI'er) forhøjet, da patienterne ofte har kompromitterede immunresponser på grund af underliggende sygdom, kemoterapi eller strålebehandling. Implantaterne, der anvendes, kan være vægtbærende i et omfang, der gør dem umulige at fjerne eller udskifte ved infektion, og dermed i værste fald resultere i amputation eller død. Sammenlignet med 1-2 % forekomst af PJI i en ikke-onkologisk population med en total hofte- eller knæprotese, har patienter med en megaprotese på grund af skelet sarkom en infektionsforekomst på 3-25 %. Patientrelaterede faktorer, omfattende og gentagne operationer samt store rekonstruktive implantater er sandsynligvis årsagen til den øgede forekomst.

Så vidt vi ved, har ingen undersøgelse evalueret rollen af mikrobiologiske faktorer såsom biofilmproduktion og følsomhed i denne population. Derudover kan mangelfulde immunologiske faktorer hos disse patienter, såsom defekt neutrofil migration, cytokinudtryk og fagocyt respiratorisk burst, der er involveret i dræbning af mikrober, skabe et miljø, der favoriserer mere virulente fænotyper. Fundamentel viden om bioplmens rolle i denne population kunne bidrage til forbedringer i behandlingsplanlægning og udfald.

At skelne årsagsagent patogener fra kontaminanter kan være udfordrende, især ved polymikrobielle infektioner. Tilføjelsen af metagenomisk diagnostik, som stadig er sparsomt brugt i klinisk praksis, kan forbedre følsomheden, men prædiktiv nøjagtighed er stadig et problem. Sammenligning af resultaterne fra konventionel mikrobiologisk dyrkning med metagenomisk sekventering ville være af interesse for at bestemme nøjagtigheden af nuværende diagnostiske metoder.

Nærværende undersøgelse er et eksplorativt projekt, der adresserer den multifaktorielle natur af PJI med fokus på mikrobiel fænotype hos patienter med skelet sarkom. Værtens, mikrobernes og implantatfaktorernes rolle vil blive undersøgt ved hjælp af et sæt af forskellige metoder og sammenlignet med tilfælde af PJI hos patienter med en konventionel hofte- eller knæprotese.

Præoperative blodprøver vil blive taget, og prøver af peri-protetisk blødt væv, knogle og ledvæske vil blive indsamlet intraoperativt. Patienter vil blive prøvetaget under deres primære operation med en megaprotese på grund af skelet sarkom, og i tilfælde af postoperativ PJI vil de blive prøvetaget på samme måde under deres revisionsoperation. Patienter, der gennemgår en reoperation på grund af PJI i en konventionel total hofte- eller knæprotese, vil også blive prøvetaget med blod, knogle, blødt væv og ledvæske intraoperativt.

Beskrivende sammenligninger mellem (i) peri-protetiske væv og PJI-væv før og efter infektion hos ortopædisk onkologiske patienter og (ii) PJI-væv hos ortopædisk onkologiske og konventionelle PJI-patienter vil blive foretaget med hensyn til følgende parametre:

Værtens rolle:

• Kliniske parametre: ASA-score, diabetes, BMI, alder, køn, antibiotikabrug 2 uger før operation, varighed af kemoterapi, type af kemoterapi, ophør af kemoterapi, symptomstart ved infektion, implantattype, operationsvarighed, osteosarkom type, grad og stadium, operationssted, længde af resektion.
• Biokemi i blod (komplet hvidt blodlegeme tælling med differential, neutrofil tæthed, CRP, procalcitonin, IL-6).
• Histologi og immunhistokemi (FISH til identifikation af bakterier, inflammatoriske infiltrater (tilstedeværelse af fremmedlegeme kæmpeceller), angiogenese, vævsnekrose).
• Genudtryk (markører relateret til angiogenese, inflammation, mikrobiel genkendelse og vævsnekrose). I udvalgte paraffin-indlejrede prøver vil analyse med spatial transkriptomik blive udforsket.

Patogenets rolle:

• Fem vævsdyrkninger til rutinemæssig dyrkning (for at bestemme årsagsagenten) og en yderligere til bakteriell DNA-ekstraktion og 16S rRNA-gen-sekventering.
• Kliniske stafylokok stammer isoleret fra PJI og tumor endoprotese på infektionstidspunktet vil blive karakteriseret og sammenlignet med hensyn til deres fænotypiske biofilmproduktion, antimikrobiel følsomhed og tilstedeværelse af virulensgener ved hjælp af CV, MBEC og NGS.
• Forskel i genudtryk af biofilm-relaterede gener mellem stafylokok PJI stammer (konventionelle og ortopædisk onkologiske), når de dyrkes på titanium med serum pre-konditionering in vitro.