Periprothetische Gelenkinfektionen: Diagnostische Genauigkeit und Kosteneffektivitätsanalyse von Serum- und Synovialmarkern (DECISION)

Totale Gelenkprothesen (TJA) nehmen bei älteren und multimorbiden Patienten stetig zu; Knie- und Hüftgelenke werden aufgrund der hohen Inzidenz von Osteoarthritis in diesen Gelenken am häufigsten behandelt. Die Indikation zur TJA wird nun auf jüngere und aktive Patienten mit hohen funktionellen Anforderungen und längerer Lebenserwartung erweitert. Aufgrund dessen wird auch mit einer Zunahme von Revisionseingriffen und einem PJI-Risiko gerechnet. Die Art der Revisionschirurgie (RS) und der antimikrobiellen Behandlung basiert auf dem Vorhandensein oder Fehlen einer Infektion: einzeitige Revision mit Erhalt/Ersatz der Prothese in Kombination mit Débridement und Spülung (aseptische RS); und zweizeitige Revision mit Prothesenentfernung, Debridement und Spülung, der möglichen Verwendung eines temporären Platzhalters und der möglichen Reimplantation nach Wochen oder Monaten (septischer RS).

Heute bleibt PJI eine wichtige gefährliche und verheerende Komplikation; es wurde für Hüft- und Kniegelenke eine Inzidenz von 0,2–1,5 % berichtet, Prothesenversagen von 15–25 %, Revisionserfolgsrate von 80–95 % und jährliche Kosten pro Infektion von 20.000–40.000 US-Dollar. Die rechtzeitige und genaueste Diagnose ist für die korrekte Behandlung von PJI von entscheidender Bedeutung, da Patienten, die sich einer Revision unterziehen, umfangreiche physische, psychologische und wirtschaftliche Unterstützung benötigen. Nach der Definition und Standardisierung diagnostischer Haupt- und Nebenkriterien für PJI durch die Musculoskeletal Infection Society (MSIS) wurde eine Verbesserung der Diagnose und Behandlung von PJI beobachtet. Kürzlich hat die International Consensus Group on PJI die MSIS-Kriterien überarbeitet und definiert, dass Patienten als PJI in Betracht gezogen werden sollten, wenn eines der Hauptkriterien oder drei von fünf Nebenkriterien vorliegen. Schließlich wurde 2018 ein evidenzbasiertes und validiertes Kriterium für die Definition von Hüft- und Knie-PJI zur Diagnose von Patienten innerhalb der präoperativen Phase veröffentlicht. Patienten mit einem Gesamtscore von mehr als oder gleich 6 gelten als infiziert, während ein Score von 2-5 die Einbeziehung intraoperativer Befunde (positive Histologie, Eiterung und einzelne positive Kultur) zur Bestätigung oder Widerlegung der Diagnose erfordert. Eine Punktzahl von 4-5 ist nicht schlüssig, und eine Punktzahl von weniger als oder gleich 3 ist nicht infiziert.

Während des letzten Internationalen Konsensustreffens zu muskuloskelettalen Infektionen wurden verschiedene Fragen zu PJI diskutiert, und unter ihnen gaben die Arbeitsgruppen (WG) Empfehlungen basierend auf begrenzten (4 – aufgrund kleiner Zahlen) und moderaten (12 und 19) Evidenzgraden ab: WG4 , auf die patientenspezifische Faktoren die Schwellenwerte für Serum- und Synovialmarker bei akuter und chronischer PJI beeinflussen; WG12, bei denen Serumtests die beste diagnostische Genauigkeit für PJI haben und ob die Kombination einer beliebigen Anzahl von Tests die diagnostische Genauigkeit erhöht; WG19, wenn sich das Profil der Organismen, die postoperative Wundinfektionen oder PJI nach orthopädischen Eingriffen verursachen, in den letzten Jahren verändert hat. Die WG4 hob hervor, dass keine für entzündliche Arthritis (IA) spezifischen Faktoren bekannt sind, die die Schwellenwerte für Serum- und Synovialmarker in PJIs beeinflussen. Es scheint, dass es bei IA-Patienten Überschneidungen bei den Werten von synovialen Markern wie Alphadefensin, Leukozytenzahl (sWBC) und C-reaktivem Protein (CRP) gibt, was ihre Nützlichkeit bei der Unterscheidung von septischen von aseptischen Patienten einschränkt. Die Arbeitsgruppe 12 stellte fest, dass es offensichtlich sei, dass die Diagnose von PJI nicht allein auf serologischen Tests beruhen könne und dass CRP und Blutsenkungsgeschwindigkeit (ESR) gut erforschte Screening-Tests seien und bei alleiniger Anwendung eine hohe Sensitivität hätten. Allerdings hat sich gezeigt, dass die Kombination serologischer Tests die diagnostische Genauigkeit verbessert, aber die Identifizierung der optimalen Kombination bedarf weiterer Untersuchungen. Schließlich empfahl die WG19, weitere Untersuchungen zum Profil von Mikroorganismen mit Next-Generation-Sequencing (NGS) durchzuführen, da dies erhebliche Auswirkungen auf die Auswahl von Antibiotika haben könnte.

Unter den präoperativen Tests an Synovialflüssigkeit zeigte Alpha-Defensin den höchsten Grad an Genauigkeit bei der Diagnose von PJI, wenn es durch einen laborbasierten Immunoassay und nicht durch einen Lateral-Flow-Test gemessen wurde, was darauf hindeutet, dass bei der Interpretation des Lateral-Flow-Tests Vorsicht geboten ist sich auf seine Ergebnisse für die intraoperative Diagnose verlassen. Die Synovialflüssigkeit könnte auf andere neue Marker wie Calprotectin und Cathelicidin LL-37, deren Sensitivität und Spezifität definiert werden sollen, oder für mikrobiologische Tests getestet werden.

Die Synovialflüssigkeitsanalyse für WBC und %PMN hat eine hohe Sensitivität und Spezifität bei der Diagnose von PJI und stellt eine einfache und weit verbreitete Methode dar. Unsere Meta-Analyse bewertete: 1) Genauigkeit in Bezug auf Sensitivität und Spezifität von Synovialflüssigkeit WBC- und %PMN-Tests bei der Diagnose von PJI nach totaler Knie- (TKA) und Hüft- (THA) Arthroplastik; 2) welcher Test ergab eine überlegene Testleistung; und 3) der Einfluss von Studienmerkmalen wie anatomischer Ort und Schwellenwert auf die diagnostische Genauigkeit dieser Tests. Die Ergebnisse der Metaanalyse zeigten, dass sowohl Leukozyten aus Synovialflüssigkeit als auch %PMN eine hohe Spezifität und Sensitivität beim Nachweis von PJI aufweisen und keine eindeutige Überlegenheit eines Tests gegenüber dem anderen besteht. Darüber hinaus wurde ein Effekt der anatomischen Stelle auf die Sensitivität von Synovialflüssigkeit %PMN nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass Cutoff-Schwellenwerte für TKA und THA separat identifiziert werden sollten. Die Unterschiede in den Lageroberflächen und die Möglichkeit von Reibkorrosion bei Doppelkonus-Schaftdesigns könnten die automatisierte Synovialflüssigkeitsanalyse bei THA im Vergleich zu TKA erheblich verändern.

Ziel des Projekts ist es, die diagnostische Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit der Kombination von Serum- und/oder Synovialmarkern in der prä- oder intraoperativen (Lateral-Flow-Test)/Post-Diagnose von PJI zu evaluieren. Zu diesem Zweck wird eine klinisch-diagnostische Studie an Patienten durchgeführt, die für Revisionsoperationen ins Krankenhaus eingeliefert wurden, basierend auf den Richtlinien des MSIS; die Kombinationen von zwei oder mehr Markern mit den höchsten diagnostischen Genauigkeiten werden identifiziert und im Hinblick auf die Kosteneffizienz gegenüber einzelnen Markern bewertet, deren Schwellenwerte auf dem MSIS 2013 ICM basieren. Die Bedeutung dieser Forschung besteht darin, Beweise für die Möglichkeit der Kombination einiger Marker zur Beschleunigung der PJI-Diagnose für die beste Auswahl der zu befolgenden chirurgischen Strategie zu liefern. Eine schnelle Diagnose und Erkennung des ätiologischen Agens sind entscheidend, um die geeignete antimikrobielle Therapie zu definieren und die Fälle von Fehldiagnosen und daraus resultierender fehlerhafter chirurgischer Durchführung mit der Notwendigkeit nachfolgender Reoperationen und einer Vervielfachung des Risikos für Patienten auf ein Minimum zu reduzieren und der Kosten für das Gesundheitssystem.