Alpha-Defensin und 16S-rRNA-Gen bei der Diagnose von PJI

Der totale Gelenkersatz gilt als eines der erfolgreichsten chirurgischen Verfahren in der Orthopädie zur Linderung von Schmerzen und Bewegungseinschränkungen aufgrund von degenerativen oder traumatischen Gelenkschäden. Trotz dieser Erfolge gelten Gelenkprotheseninfektionen immer noch als schwerwiegende Komplikation, die oft zu katastrophalen Ergebnissen führt und eine wiederholte und umfassende Behandlung erfordert .

Infektionen sind ein großes Problem in der Orthopädie, die zum Versagen von Implantaten führen. Die Behandlung orthopädischer Implantatinfektionen, die zu einem Implantatersatz und in schweren Fällen zu Amputation und Tod führen können, ist eine herausfordernde Aufgabe. Zu den Quellen infektiöser Bakterien gehören die Umgebung des Operationssaals, chirurgische Ausrüstung und die von medizinischem und paramedizinischem Personal getragene Kleidung , residente Bakterien auf der Haut des Patienten und Bakterien, die sich bereits im Körper des Patienten befinden Implantat-assoziierte Infektionen sind das Ergebnis der Anhaftung von Bakterien an einer Implantatoberfläche und der anschließenden Bildung eines Biofilms an der Implantationsstelle .

Staphylokokken machen mehr als 50 % aller Gelenkprotheseninfektionen aus. Etwa 20 % können polymikrobiell, 15 % gramnegativ und etwa 10 % kulturnegativ sein.

Die Inzidenz von PJI (einer Gelenkprotheseninfektion) variiert je nach betroffenem Gelenk; Die Infektionsrate von Arthroplastiken ist wie folgt: 1,7 % der primären und 3,2 % der nicht-primäre Hüftendoprothetik .

Eine korrekte und frühzeitig adäquate Therapie Bei korrekter und rechtzeitiger mikrobiologischer Infektionsdiagnostik innerhalb von 4 Wochen könnte ein konservativer Ansatz an der Prothese verfolgt werden, da Mikroorganismen noch nicht in Biofilmen organisiert sind. Eine verzögerte Diagnose (>4 Wochen) von Früh- und Spätinfektionen zieht die Notwendigkeit einer Prothesenentfernung aufgrund der Bildung eines strukturierten und reifen mikrobiellen Biofilms nach sich . Die Definition von PJI wurde kürzlich von der International Consensus Group on Periprosthetic Joint Infection überarbeitet

Laut der PJI Consensus Group sollten Patienten als Patienten mit PJI angesehen werden, wenn sie eines der Hauptkriterien oder mindestens drei der Nebenkriterien erfüllen:

Die Hauptkriterien sind wie folgt:

1. Zwei positive periprothetische Kulturen mit phänotypisch identischen Organismen.
2. Ein Sinustrakt, der mit dem Gelenk kommuniziert.

Nebenkriterien sind wie folgt:

1. Erhöhtes Serum-C-reaktives Protein und Erythrozytensedimentationsrate.
2. Erhöhte Anzahl weißer Blutkörperchen (WBC) in der Synovialflüssigkeit oder ++ Veränderung auf dem Leukozyten-Esterase-Teststreifen.
3. Erhöhter Prozentsatz der polymorphen nuklearen Neutrophilen in der Synovialflüssigkeit.
4. positive histologische Analyse des periprothetischen Gewebes.
5. Eine einzige positive Kultur.

Risikofaktoren:

Verschiedene Pathologien können das Risiko von Protheseninfektionen erhöhen: frühere Infektionen, Fettleibigkeit, Diabetes mellitus, Immunschwäche und Mangelernährung oder medikamentöse Therapie. Nähere Angaben zum Infektionsverdacht liefert die klinische Beurteilung. Bei der körperlichen Untersuchung kann der Operateur die typischen Entzündungszeichen wie Schwellungen, Rötungen, Schmerzen und Funktionsverlust feststellen.

das häufigste Zeichen war Funktionsverlust (95 %), gefolgt von Schmerzen (85 %) und Schwellungen, außerdem zeigten nur 22 % der Patienten Fieber und 14 % hatten Krankheitsgefühl, aber 19 % hatten Fisteln als primäres Zeichen einer Infektion.

Diagnose:

Die genaue Diagnose einer Gelenkprotheseninfektion erfordert häufig die Kombination mehrerer Faktoren, darunter Symptome, Anzeichen, Anzahl der Synovialflüssigkeitszellen, Entzündungsmarker im Serum und Kultur .

Eine Kultur ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Diagnose einer Protheseninfektion. Die abgesaugte Gelenkflüssigkeitskultur sollte in mehreren Sätzen von Kulturmedien versandt werden.

Die Sensitivität der Synovialflüssigkeitskultur beträgt nur 85 %, sodass eine negative Kultur eine Infektion nicht ausschließt. Die Spezifität der Synovialflüssigkeitskultur beträgt jedoch etwa 95 %, und positive Kulturen implizieren häufig das Vorhandensein einer Gelenkprotheseninfektion .

Zahlreiche präoperative Tests zur Feststellung und Diagnose einer fehlgeschlagenen Hüftendoprothetik stehen zur Verfügung. Diese Tests umfassen hämatologische Screening-Tests (Messung der Erythrozytensenkungsgeschwindigkeit und des Gehalts an C-reaktivem Protein, Anzahl der weißen Blutkörperchen), Aspiration des Hüftgelenks, Röntgenaufnahmen und Radionuklid-Bildgebungsstudien. Keiner dieser Tests ist zu 100 % zuverlässig und unterliegt einem variablen Spektrum falsch negativer oder falsch positiver Ergebnisse. Eine Fehldiagnose hat entscheidende Konsequenzen für die Behandlung und für den Patienten. Im Falle einer fehldiagnostizierten periprothetischen Infektion würde eine Revision der Prothese ohne angemessenes Debridement einen fehlgeschlagenen totalen Hüftersatz erhalten und ein frühes Versagen riskieren. Andererseits muss sich der Patient aufgrund einer falschen Annahme über eine periprothetische Infektion, die durch einen falsch positiven Test verursacht wird, einer Operation unterziehen, die als Gürtelsteinoperation oder zementierte Revision höchst unzureichend wäre.

Die Diagnose von PJI basiert auf den klinischen Befunden von Arthritis, einer abnormalen Analyse der Synovialflüssigkeit (SF) und einer mikrobiologischen Bestätigung mit einer positiven SF-Gramm-Färbung oder -Kultur. Es gibt Einschränkungen für Kulturen, die Folgendes umfassen können: eine Verzögerung von mindestens 2 Tage ab dem Zeitpunkt der Einreichung zur Wiederherstellung des Pathogens auf dem Kulturmedium können die Ergebnisse durch ein kleines Inokulum beeinträchtigt werden, anspruchsvolle Organismen können spezielle mikrobiologische Tests erfordern und vorherige Antibiotika können die Kultur negativ machen eine schnelle, sensitive und spezifische Methode zur Diagnose von PJI.

Der Synovialflüssigkeits-Alpha-Defensin-Test ist ein Immunoassay, der speziell entwickelt wurde, um bei der Diagnose von Protheseninfektionen PJI zu helfen.

Die Einfachheit des Alpha-Defensin-Tests, kombiniert mit seiner Fähigkeit, bald nach einer präoperativen Gelenkpunktion ein klinisches Ergebnis zu liefern, macht ihn zu einem attraktiven Werkzeug für die Diagnose von PJI ein Erreger in der Synovialflüssigkeit. Es ist daher sehr vernünftig zu fragen, ob dieses antimikrobielle Peptid als Reaktion auf alle Krankheitserreger freigesetzt wird und ob der Alpha-Defensin-Test PJIs nachweisen kann, die von allen Organismen verursacht werden .

Die Sensitivität und Spezifität des Alpha-Defensin-Immunoassay-Tests wurde mit über 96 % angegeben.

Die Verwendung von Breitband-16S-rRNA-Gen-PCR als Werkzeug zur Identifizierung von Bakterien ist möglich, da das 16S-rRNA-Gen in allen Bakterien vorhanden ist. Das 16S-rRNA-Gen besteht aus hoch konservierten Nukleotidsequenzen, die mit gattungs- oder artspezifischen variablen Regionen durchsetzt sind.

Molekulardiagnostische Tests unter Verwendung der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) entwickeln sich zu einem Werkzeug für die Diagnose von Infektionen und nichtinfektiösen Zuständen. Die Anwendung von PCR-Techniken mit Primern, die von den hochkonservierten Regionen des bakteriellen 16S-rRNA-Gens stammen, war beim Nachweis von bakteriellen Organismen nützlich.