Subklinisk Propionibacterium Acnes-infeksjonsberegning i mellomvirvelskiven (SPInE-ID) (SPInE-ID)

INNLEDNING Korsryggsmerter er en hyppig tilstand i befolkningen, så vel som abnormiteter i vertebrale endeplater, beskrevet av Modic et al.(1,2), som rammer opptil 6 % av den generelle befolkningen, og opptil 46 % av pasientene med korsryggsmerter(3). Modic type I forandringer beskrives som vertebralt benmargsødem relatert til akutte korsryggsmerter(4). Når Modic-forandringer oppdages, er sjansen for at en får uspesifikke korsryggsmerter 4,5 ganger høyere(1,2).

Subklinisk infeksjon forårsaket av lavvirulens patogen kan muligens føre til vertebrale endeplateabnormiteter, oppdaget i magnetisk resonanstomografi (MRI) studier, og differensiering mellom infeksjon og Modic endringer kan være vanskelig(5,6). Subklinisk infeksjon kan også være assosiert med økende korsryggsmerter(7). Albert et al(8) rapporterte 61 pasienter som hadde gjennomgått kirurgisk behandling for lumbal skiveprolaps hvor 46 % av tilfellene hadde en positiv kultur. De samme forfatterne rapporterte også at 80 % av pasientene med en positiv kultur for anaerobe patogener presenterte Modic type I-forandringer ved den tilstøtende vertebraen etter en to-års oppfølging, mot 44 % av pasientene med negativ kultur. Noen studier viste tilstedeværelsen av lavvirulens patogener i intervertebrale skivevevskulturer (6-10), oftest rapportert til Propionibacterium acnes.

Kroniske korsryggsmerter og Modic type I-forandringer har blitt behandlet med antibiotika i opptil 100 dager med overlegne resultater sammenlignet med falsk behandling(7). Pasientene ble behandlet med amoxicillin/clavulanat (500mg/125mg)(7) basert på studien der isjias er assosiert med Propionibacterium acnes(8).

Imidlertid antyder Carricajo et al(11) at tilstedeværelsen av P. acnes i mellomvirvelskivene skyldes enten ekstern kirurgisk eller laboratoriekontaminering. Disse forfatterne oppdaget positiv platekultur i bare 3,7 % av tilfellene av 54 pasienter. Videre demonstrerte samme forfattere at prøver av spinalmuskel og ligamentum flavum samlet intraoperativt ved slutten av prosedyren hadde positive kulturer i 14,8 % av tilfellene med en negativ diskkultur.

En systematisk oversikt utført av Urquhart et al(12) konkluderte med at det er moderat bevis for at det eksisterer en sammenheng mellom positiv kultur med Modic type I-forandringer og korsryggsmerter, selv om det var lite bevis for årsakssammenheng. For det konkluderte forfatterne med at nye studier bør gjøres for å avgjøre om patogener i skiven stammer fra ekstern forurensning eller om de virkelig er involvert i utviklingen av kroniske ryggsmerter.

HYPOTESE Lumbal skiveprolaps er relatert til subklinisk infeksjon i mellomvirvelskiven Nullhypotese: forekomst av subklinisk infeksjon er den samme som forekomst av tilfeller uten infeksjon hos pasienter med lumbal skiveprolaps behandlet med kirurgi.

MÅL Hovedformålet med denne studien er å identifisere om tilstedeværelsen av et infeksjonspatogen i mellomvirvelskiven er reell eller om det er intraoperativ kontaminering.

Sekundære mål er å analysere kliniske prognostiske faktorer hos pasienter og diagnose av infeksjon. Studien foreslår også å analysere sammenhengen mellom radiologiske endringer (Modic I og II) og infeksjon.

METODER

Studere design:

En åpen prospektiv kohortstudie vil bli utført ved et enkelt senter (Hospital Israelita Albert Einstein - HIAE) som tar 1 år for rekruttering og avsluttes 1 år etter inkludering av siste pasient. Pasientdata vil bli samlet inn med et spesifikt skjema laget for denne studien. Pasientene vil bli innkalt til et nytt magnetisk resonansbilde av korsryggen ett år etter kirurgisk inngrep.

Alle inkluderte pasienter vil gjennomgå videre behandling av ti økter med postoperativ fysioterapi.

Befolkning:

Pasienter som har mislykket konservativ behandling for lumbal skiveprolaps som gjennomgår lumbal dekompresjon åpen kirurgi (microdiscectomy) vil bli fortløpende inkludert i studien.

Pasientregistrering i studien:

Pasienter som godtar sin deltakelse vil datere og signere skjemaet for informert samtykke (ICF). Etter at ICF er riktig signert, vil pasienten gjennomgå et intervju for å fylle ut innledende demografiske data og forbehandlingsskjemaer.

Pasientrekruttering vil bli gjennomført i 24 måneder, hvor 95 pasienter skal inkluderes (detaljer om estimert n rapportert ved prøvestørrelsesbestemmelse).

Pasientfordeling:

Pasienter vil gjennomgå kirurgi i henhold til kirurgenes preferanser. Tilstedeværende kirurger vil bestemme valgt operasjonsteknikk i henhold til deres erfaring og preferanser.

Blinding:

Pasienter vil ikke ha tilgang til resultatene av vevskulturer for patogener, så vel som den behandlende legen.

Radiologen som skal analysere avbildningsstudier av utført magnetisk resonans vil også bli blindet for pasientens data eller laboratoriekulturresultater. En blindet etterforsker vil analysere smerte- og funksjonsscore.

Tidlig stopp av deltakelse i studien:

Pasienter vil bli ekskludert fra studien når:

• Tilbaketrukket av ICF
• Død
• Pasientvalgsfeil - inkompatible kvalifikasjonskriterier
• Tapte for oppfølging
• Hvis pasienten viser kliniske symptomer på infeksjon som alvorlig lumbal eller radikulær smerte, feber uten andre påviste foci, unormal ESR, CRP, leukogram og endrede bildestudier som fører til avbrudd av blinding av resultatene av kulturundersøkelser.

Studiestadier

Prøvesamling:

Inkluderte pasienter vil gjennomgå standard generell anestesi og tilberedes med klorheksidinløsning. Intravenøs antibiotikaprofylakse vil bli administrert innen den første timen før hudsnitt, i henhold til standardprotokollen til HIAE Infection Control Committee publisert i sykehusets farmasøytiske håndbok.

Preoperativ blodprøve vil bli tatt for leukogram, erytrocyttsedimentasjonshastighet (ESR) og C-reaktivt protein (CRP). Samme laboratorium vil bli gjentatt etter 1, 6 og 12 måneder.

Det utskårne fragmentet med diskusprolaps vil umiddelbart bli sendt til mikrobiologisk laboratorieanalyse i en universal steril beholder (skrukork) i løpet av ikke mer enn 30 minutter for å bli behandlet som følger. Samme prosess vil bli brukt på prøver av dyp muskel og ligamentum flavum ved slutten av den kirurgiske prosedyren. Tre kulturer av mellomvirvelskiven vil bli utført, samt tre av ligamentum flavum og tre av multifidusmuskelen for hver pasient.

Søk etter patogener:

Herniated intervertebral disc vil deles i tre like store fragmenter på over 2x2x5 mm og klemmes i et laminært strømningsskap inntil homogent materiale er oppnådd. Samme prosess vil bli utført for ligamentum flavum og multifidus muskelprøver, men delt i tre fragmenter. Vev vil bli dyrket i spesifikt vekstmedium og inkubert i henhold til den respektive kulturen:

Lignende kriterier som brukes av Infectious Diseases Society of America (IDSA) for å oppdage ledderstatningsinfeksjon vil bli vedtatt, som er anbefalingen på minst to positive vevskulturer av samme patogen for å bekrefte infeksjonsdiagnose(13).

• A - Aerob kultur For aerobe kulturer vil prøvene bli dyrket i 5 % saueblodagar, sjokoladeagar og MacConkey agarplate, og vil bli plassert i en 35°C inkubator (CO2 atmosfære) i 5 dager. Hvis det påvises en positiv bakteriekultur i platen, vil kolonien bli identifisert av MALDI TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight) Microflex LT (Bruker Daltonics/BD).
• B - Anaerob kultur For anaerob kultur vil vev bli dyrket i et tioglykolatrør og inkubert i en 35°C inkubator i opptil 21 dager. Hvis det oppstår turbiditet ved tioglykolatmediet, vil materialet bli dyrket i anaerob blodagar og inkubasjon ved 35°C vil bli utført i en anaerob atmosfære. Etter oppvekst av kolonier, vil identifisering gjøres av MALDI TOF.

• C - Histologisk analyse Anatomisk patologianalyse av det andre fragmentet av herniated disk (2x2x5 mm) vil bli gjort. Prøven vil bli transportert i en universalbeholder med tamponadert formalin (10%), etterfulgt av dehydrering i alkohol diafanisert i xylol og inkludering i parafin (60-65°C), som vil bli farget i hematoxylin-eosin (HE) og GRAM-farging .

  • HE: Histologiske kutt på 4μm vil bli utført, etterfulgt av klargjøring med xylol i 10 minutter to ganger, innstøping med alkohol under økende konsentrasjoner og farget med hematoksylin i 5 minutter, rennende vann i 5 minutter, eosin i 1 minutt og rennende vann i 2 minutter etterfulgt av montering av glassmikroskopobjektglass med Entellan®.
  • GRAM: Et annet objektglass vil bli innebygd med krystallfiolett i 1 minutt, rennende vann i 1 minutt etterfulgt av lugol i ytterligere 1 minutt og ytterligere vask med rennende vann. Avfarging av objektglasset vil gjøres med alkohol 95 % i 10 sekunder etterfulgt av rennende vann og deretter farges med fuchsine i 30 sekunder, rennende vann vaskes igjen, tørkes og objektglasset settes sammen med Entellan®.
• D - Molekylær analyse av patogener Positive kulturer som presenterer aerobe eller anaerobe patogener, vil bli isolert og lagret nedkjølt i -80°C fryser for bakre molekylær analyse.

Molekylær typing vil bli utført gjennom Pulsed Field Gel Electrophoresis-teknikk av isolerte prøver i henhold til protokollen beskrevet av Oprica et al.(14) ved bruk av Spe-I restriksjonsenzym og Bionumerics-programvare for analyse av resultater.

Spørreskjema Se resultatmål

Bildestudier Magnetisk resonansavbildning vil bli utført i Siemens eller General Electric 1.5T-enheter.

Lumbal skiveprolaps vil bli diagnostisert gjennom MR hos kvalifiserte pasienter. Inkluderte pasienter vil bli sendt til ny MR 12 måneder etter operasjonen.

To radiologer med ekspertise på muskel- og skjelett-MR skal uavhengig klassifisere og utføre målinger.

Forstyrrende variabler Data om følgende forstyrrende variabler vil bli samlet inn: alder, kjønn, alkoholinntak, røyking, kroppsmasseindeks (BMI), spinalinjeksjoner med kortikoid innen 6 måneder før operasjon, bruk av orale kortikoider inntil 3 måneder før operasjon, diabetes .

Siden denne informasjonen kan endres over tid, vil data bli vurdert ved siste vurdering før operasjonen.

Statistisk planlegging Rate av subklinisk infeksjon (eller Modic endring) vil bli oppnådd ved forholdet mellom antall positive kulturer fra kirurgiske prøver og totalt antall pasienter, og estimater vil følge 95 % konfidensintervaller. Etter at infeksjonstilfeller er identifisert, vil vi undersøke om det er en sammenheng mellom påvist infeksjon og pasientutfall ved logistiske regresjonsmodeller for Modic endringer, ordinær logistisk regresjon for Modic volum og størrelse, og lineær regresjon eller generelle lineære modeller for numeriske utfall, som f.eks. : korsryggsmerter, livskvalitet og funksjon. Alle modellene vil vurdere forvirrende variabler som: røyking og alkoholinntak, diabetes, kortikosteroidinjeksjon, BMI, kjønn og alder. Resultatene vil bli presentert som effektestimater som oddsratio eller gjennomsnittsratio, 95 % konfidensintervall og p-verdier. Studiefrafallssaker, uansett årsak, vil bli vurdert for endelig analyse.

Beregning av prøvestørrelse Prøvestørrelse ble beregnet for å estimere forekomsten av subklinisk infeksjon hos pasienter med lumbal skiveprolaps. Tatt i betraktning at infeksjonsraten ligger rundt 46 %(3), må vi observere minimum 95 pasienter for å oppnå et 95 % konfidensintervall med 10 % absolutt nøyaktighet.

Den nødvendige prøvestørrelsen for å analysere sekundære endepunkter vil avhenge av den observerte frekvensen av tilfeller med subklinisk infeksjon i vår studieprøve. Dersom den observerte raten er for liten, vil det være behov for en økning i antall inkluderte pasienter. For bedre å evaluere dette, vil prøvestørrelsesberegningen bli tatt opp igjen når vi har nådd halvparten av opprinnelig planlagt prøvestørrelse (48 pasienter).