Subklinische Propionibacterium Acnes-Infektionsschätzung in der Bandscheibe (SPInE-ID) (SPInE-ID)

EINFÜHRUNG Rückenschmerzen sind eine häufige Erkrankung in der Bevölkerung, ebenso wie Anomalien der vertebralen Endplatten, beschrieben von Modic et al.(1,2), die bis zu 6 % der Allgemeinbevölkerung und bis zu 46 % der Patienten betreffen mit Rückenschmerzen(3). Modische Typ-I-Veränderungen werden als vertebrale Knochenmarködeme im Zusammenhang mit akuten Kreuzschmerzen beschrieben(4). Wenn Modic-Veränderungen erkannt werden, ist die Wahrscheinlichkeit, dass jemand unspezifische Kreuzschmerzen zeigt, 4,5-mal höher (1,2).

Eine subklinische Infektion, die durch einen Erreger mit geringer Virulenz verursacht wird, kann möglicherweise zu Anomalien der vertebralen Endplatte führen, die in Magnetresonanztomographie (MRT)-Studien entdeckt werden, und die Unterscheidung zwischen Infektion und Modic-Veränderungen kann schwierig sein(5,6). Eine subklinische Infektion kann auch mit zunehmenden Rückenschmerzen einhergehen(7). Albert et al(8) berichteten von 61 Patienten, die sich einer chirurgischen Behandlung wegen eines Bandscheibenvorfalls unterzogen hatten, wobei 46 % der Fälle eine positive Kultur hatten. Dieselben Autoren berichteten auch, dass 80 % der Patienten mit einer positiven Kultur für anaerobe Pathogene nach zweijähriger Nachbeobachtung Veränderungen vom Modic-Typ I am angrenzenden Wirbel aufwiesen, gegenüber 44 % der Patienten mit negativer Kultur. Einige Studien zeigten das Vorhandensein von Krankheitserregern mit geringer Virulenz in Bandscheibengewebekulturen(6-10), die am häufigsten für Propionibacterium acnes berichtet wurden.

Chronische Rückenschmerzen und Veränderungen vom Modic-Typ I wurden bis zu 100 Tage lang mit Antibiotika behandelt, mit besseren Ergebnissen im Vergleich zur Scheinbehandlung(7). Die Patienten wurden mit Amoxicillin/Clavulanat (500 mg/125 mg)(7) behandelt, basierend auf der Studie, in der Ischias mit Propionibacterium acnes assoziiert ist(8).

Carricajo et al. (11) schlagen jedoch vor, dass das Vorhandensein von P. acnes in den Bandscheiben entweder auf eine externe chirurgische oder Laborkontamination zurückzuführen ist. Diese Autoren entdeckten eine positive Bandscheibenkultur in nur 3,7 % der Fälle von 54 Patienten. Darüber hinaus zeigten dieselben Autoren, dass am Ende des Eingriffs intraoperativ gesammelte Proben von Spinalmuskeln und Ligamentum flavum in 14,8 % der Fälle positive Kulturen mit einer negativen Bandscheibenkultur aufwiesen.

Eine von Urquhart et al. Daher schlossen die Autoren, dass neue Studien durchgeführt werden sollten, um festzustellen, ob Krankheitserreger in der Bandscheibe ihren Ursprung in einer äußeren Kontamination haben oder ob sie wirklich an der Entstehung chronischer Rückenschmerzen beteiligt sind.

HYPOTHESE Lumbaler Bandscheibenvorfall steht im Zusammenhang mit einer subklinischen Infektion der Bandscheibe Nullhypothese: Die Inzidenz einer subklinischen Infektion entspricht der Inzidenz von Fällen ohne Infektion bei Patienten mit einem lumbalen Bandscheibenvorfall, die operativ behandelt wurden.

ZIELE Hauptzweck dieser Studie ist es, festzustellen, ob das Vorhandensein eines Infektionserregers in der Bandscheibe real ist oder ob es sich um eine intraoperative Kontamination handelt.

Sekundäre Ziele sind die Analyse klinischer Prognosefaktoren bei Patienten und die Diagnose einer Infektion. Die Studie schlägt auch vor, die Beziehung zwischen radiologischen Veränderungen (Modic I und II) und einer Infektion zu analysieren.

METHODEN

Studiendesign:

Eine offene prospektive Kohortenstudie wird an einem einzigen Zentrum (Krankenhaus Israelita Albert Einstein – HIAE) durchgeführt, die 1 Jahr für die Rekrutierung dauert und 1 Jahr nach Aufnahme des letzten Patienten endet. Die Daten der Patienten werden mit einem speziellen Formular erhoben, das für diese Studie erstellt wurde. Die Patienten werden ein Jahr nach ihrem chirurgischen Eingriff zu einer neuen Magnetresonanzaufnahme der Lendenwirbelsäule einbestellt.

Alle eingeschlossenen Patienten durchlaufen eine weitere Behandlung von zehn Sitzungen postoperativer Physiotherapie.

Bevölkerung:

Patienten, bei denen die konservative Behandlung eines lumbalen Bandscheibenvorfalls fehlgeschlagen ist und die sich einer offenen lumbalen Dekompressionsoperation (Mikrodiskektomie) unterziehen, werden konsekutiv in die Studie aufgenommen.

Patientenaufnahme in die Studie:

Patienten, die ihre Teilnahme akzeptieren, datieren und unterschreiben die Einwilligungserklärung (ICF). Nachdem die ICF ordnungsgemäß unterzeichnet wurde, wird der Patient einem Interview unterzogen, um die ersten demografischen Daten und Vorbehandlungsformulare auszufüllen.

Die Patientenrekrutierung wird für 24 Monate durchgeführt, wobei 95 Patienten eingeschlossen werden sollen (Details der geschätzten n werden bei der Bestimmung des Stichprobenumfangs gemeldet).

Patientenzuordnung:

Die Patienten werden je nach Präferenz des Chirurgen operiert. Der behandelnde Chirurg bestimmt die gewählte Operationstechnik entsprechend seiner Erfahrung und Präferenz.

Blendung:

Patienten haben keinen Zugriff auf die Ergebnisse von Gewebekulturen für Krankheitserreger sowie den behandelnden Arzt.

Der Radiologe, der Bildgebungsstudien der durchgeführten Magnetresonanzanalyse analysiert, wird auch gegenüber Patientendaten oder Laborkulturergebnissen verblindet sein. Ein verblindeter Untersucher analysiert die Schmerz- und Funktionswerte.

Vorzeitige Beendigung der Teilnahme an der Studie:

Patienten werden von der Studie ausgeschlossen, wenn:

• Von ICF zurückgezogen
• Krank
• Fehler bei der Patientenauswahl – unvereinbare Zulassungskriterien
• Nachverfolgung verloren
• Wenn der Patient klinische Symptome einer Infektion aufweist, wie z. B. starke Lenden- oder radikuläre Schmerzen, Fieber ohne andere erkennbare Herde, abnormale ESR, CRP, Leukogramm und veränderte Bildgebungsstudien, die zu einer Unterbrechung der Verblindung der Ergebnisse von Kulturuntersuchungen führen.

Studienphasen

Beispielsammlung:

Eingeschlossene Patienten werden einer üblichen Vollnarkose unterzogen und mit Chlorhexidinlösung vorbereitet. Eine intravenöse Antibiotikaprophylaxe wird innerhalb der ersten Stunde vor der Hautinzision verabreicht, gemäß dem Standardprotokoll des HIAE-Infektionskontrollausschusses, das im Pharmazeutischen Handbuch des Krankenhauses veröffentlicht wurde.

Präoperative Blutproben werden für Leukogramm, Erythrozyten-Sedimentationsrate (ESR) und C-reaktives Protein (CRP) entnommen. Dasselbe Labor wird nach 1, 6 und 12 Monaten wiederholt.

Das herausgeschnittene Bandscheibenfragment wird in einem sterilen Universalbehälter (Röhrchen mit Schraubverschluss) innerhalb von höchstens 30 Minuten zur mikrobiologischen Laboranalyse geschickt, um wie folgt verarbeitet zu werden. Dasselbe Verfahren wird am Ende des chirurgischen Eingriffs auf Proben der tiefen Muskulatur und des Ligamentum flavum angewendet. Bei jedem Patienten werden drei Kulturen der Bandscheibe sowie drei des Ligamentum flavum und drei des Multifidus-Muskels angelegt.

Suche nach Krankheitserregern:

Ein Bandscheibenvorfall wird in drei gleich große Fragmente von über 2 x 2 x 5 mm gespalten und in einer Laminar-Flow-Kabine gequetscht, bis ein homogenes Material erreicht ist. Dasselbe Verfahren wird für die Ligamentum flavum- und Multifidus-Muskelproben durchgeführt, obwohl sie in drei Fragmente aufgeteilt sind. Gewebe werden in spezifischem Wachstumsmedium kultiviert und entsprechend der jeweiligen Kultur inkubiert:

Ähnliche Kriterien, die von der Infectious Diseases Society of America (IDSA) zum Nachweis von Gelenkersatzinfektionen verwendet werden, werden übernommen, was die Empfehlung von mindestens zwei positiven Gewebekulturen desselben Erregers zur Bestätigung der Infektionsdiagnose darstellt(13).

• A – Aerobe Kultur Für aerobe Kulturen werden die Proben in 5 % Schafblut-Agar, Schokoladenagar und MacConkey-Agarplatte kultiviert und 5 Tage lang in einen Inkubator bei 35 °C (CO2-Atmosphäre) gestellt. Wenn eine positive Bakterienkultur auf der Platte nachgewiesen wird, wird die Kolonie durch MALDI TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight) Microflex LT (Bruker Daltonics/BD) identifiziert.
• B – Anaerobe Kultur Für die anaerobe Kultur wird das Gewebe in einem Thioglykolat-Röhrchen kultiviert und bis zu 21 Tage in einem 35°C Inkubator inkubiert. Wenn das Thioglykolat-Medium eine Trübung aufweist, wird das Material in anaerobem Blutagar kultiviert und die Inkubation bei 35 °C in einer anaeroben Atmosphäre durchgeführt. Nach Anzucht der Kolonien erfolgt die Identifizierung durch MALDI TOF.

• C - Histologische Analyse Es wird eine anatomisch-pathologische Analyse des anderen Fragments des Bandscheibenvorfalls (2 x 2 x 5 mm) durchgeführt. Die Probe wird in einem Universalbehälter mit tamponiertem Formalin (10%) transportiert, gefolgt von Dehydratisierung in Xylol-diafanisiertem Alkohol und Einschluss in Paraffin (60-65°C), das mit Hämatoxylin-Eosin (HE) und GRAM-Färbung gefärbt wird .

  • HE: Es werden histologische Schnitte von 4 μm durchgeführt, gefolgt von zweimaligem Reinigen mit Xylol für 10 Minuten, Einbetten mit Alkohol unter steigenden Konzentrationen und Färben mit Hämatoxylin für 5 Minuten, fließendem Wasser für 5 Minuten, Eosin für 1 Minute und fließendem Wasser für 2 Minuten gefolgt von der Montage des Objektträgers aus Glas mit Entellan®.
  • GRAM: Ein weiterer Objektträger wird 1 Minute lang in Kristallviolett eingebettet, 1 Minute lang in fließendes Wasser gegeben, gefolgt von Lugol für eine weitere 1 Minute und zusätzlich mit fließendem Wasser gewaschen. Das Entfärben des Objektträgers erfolgt mit 95%igem Alkohol für 10 Sekunden, gefolgt von fließendem Wasser und anschließender Färbung mit Fuchsin für 30 Sekunden, erneutes Waschen mit fließendem Wasser, Trocknen und Zusammensetzen des Objektträgers mit Entellan®.
• D – Molekulare Analyse von Krankheitserregern Positive Kulturen, die aerobe oder anaerobe Krankheitserreger aufweisen, werden isoliert und für die spätere molekulare Analyse in einem –80°C Gefrierschrank gekühlt aufbewahrt.

Die molekulare Typisierung wird durch Pulsfeld-Gelelektrophorese-Technik von isolierten Proben gemäß dem von Oprica et al. (14) beschriebenen Protokoll unter Verwendung von Spe-I-Restriktionsenzym und Bionumerics-Software zur Analyse der Ergebnisse durchgeführt.

Fragebögen Siehe Ergebnismessungen

Bildgebungsstudien Magnetresonanztomographie-Studien werden in 1,5-T-Geräten von Siemens oder General Electric durchgeführt.

Ein lumbaler Bandscheibenvorfall wird bei geeigneten Patienten durch MRT diagnostiziert. Eingeschlossene Patienten werden 12 Monate nach der Operation einer neuen MRT unterzogen.

Zwei Radiologen mit Fachkenntnissen in der muskuloskelettalen MRT werden die Messungen unabhängig voneinander klassifizieren und durchführen.

Confounding-Variablen Es werden Daten zu folgenden Confounding-Variablen erhoben: Alter, Geschlecht, Alkoholkonsum, Rauchen, Body-Mass-Index (BMI), spinale Kortikoidinjektionen innerhalb von 6 Monaten vor der Operation, Einnahme von oralen Kortikoiden bis zu 3 Monate vor der Operation, Diabetes .

Da sich diese Informationen im Laufe der Zeit ändern können, werden die Daten zum Zeitpunkt der letzten Bewertung vor der Operation berücksichtigt.

Statistische Planung Die subklinische Infektionsrate (oder Modic Change) wird aus dem Verhältnis zwischen der Anzahl positiver Kulturen aus chirurgischen Proben und der Gesamtzahl der Patienten ermittelt, und die Schätzungen folgen 95 %-Konfidenzintervallen. Nachdem Infektionsfälle identifiziert wurden, werden wir untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen erkannter Infektion und Patientenergebnissen durch logistische Regressionsmodelle für Modic-Veränderungen, ordinale logistische Regression für Modic-Volumen und -Größe und lineare Regression oder allgemeine lineare Modelle für numerische Ergebnisse gibt, wie z : Rückenschmerzen, Lebensqualität und Funktion. Alle Modelle berücksichtigen verwirrende Variablen wie Rauchen und Alkoholkonsum, Diabetes, Injektion von Kortikosteroiden, BMI, Geschlecht und Alter. Die Ergebnisse werden als Wirkungsschätzungen wie Odds Ratio oder Mean Ratio, 95 % Konfidenzintervall und p-Werte dargestellt. Fälle von Studienabbruch, gleich aus welchem ​​Grund, werden für die abschließende Analyse berücksichtigt.

Berechnung der Stichprobengröße Die Stichprobengröße wurde berechnet, um das Auftreten subklinischer Infektionen bei Patienten mit Bandscheibenvorfall abzuschätzen. Angesichts der Tatsache, dass die Infektionsrate bei etwa 46 % liegt(3), müssen wir mindestens 95 Patienten beobachten, um ein 95 %-Konfidenzintervall mit 10 % absoluter Genauigkeit zu erreichen.

Die erforderliche Stichprobengröße zur Analyse sekundärer Endpunkte hängt von der beobachteten Rate von Fällen mit subklinischer Infektion in unserer Studienstichprobe ab. Wenn die beobachtete Rate zu gering ist, muss die Anzahl der eingeschlossenen Patienten erhöht werden. Um dies besser beurteilen zu können, wird die Berechnung der Stichprobengröße erneut überprüft, wenn wir die Hälfte der ursprünglich geplanten Stichprobengröße (48 Patienten) erreicht haben.