Implantatrelaterte infeksjoner hos pasienter med skjelettsarkomer (IRISSAR)

I ortopedisk onkologi er risikoen og konsekvensene av ortopediske implantatrelaterte infeksjoner (ODRI) forsterket ettersom pasientene ofte har svekket immunrespons på grunn av underliggende sykdom, kjemoterapi eller strålebehandling. Implantatene som brukes kan være bærende i den grad at de er umulige å fjerne eller bytte ved infeksjon, og dermed, i verste fall, føre til amputasjon eller død. Sammenlignet med 1–2 % forekomst av PJI i en ikke-onkologisk populasjon med total hofte- eller kneprotese, har pasienter med megaprotese på grunn av skjelettsarkom en infeksjonsforekomst på 3–25 %. Pasientrelaterte faktorer, omfattende og gjentatt kirurgi og store rekonstruktive implantater er trolig årsaken til den økte forekomsten.

Etter vår kunnskap har ingen studie evaluert rollen til mikrobiologiske faktorer som biofilmproduksjon og følsomhet i denne populasjonen. Videre kan mangelfulle immunologiske faktorer hos disse pasientene, som defekt neutrofilmigrasjon, cytokinuttrykk og fagocytrespirasjonsutbrudd, som er involvert i dreping av mikrober, gi et miljø som favoriserer mer virulente fenotyper. Grunnleggende kunnskap om rollen til biofilm i denne populasjonen kan bidra til forbedring i behandlingsplanlegging og utfall.

Å skille årsakssammenhengende patogener fra kontaminanter kan være utfordrende, spesielt ved polymikrobielle infeksjoner. Tilføyelsen av metagenomisk diagnostikk, som fortsatt er lite brukt i klinisk praksis, kan forbedre sensitiviteten, men prediktiv nøyaktighet er fortsatt et problem. Å sammenligne resultatene av konvensjonell mikrobiologisk dyrking med metagenomisk sekvensering ville være av interesse for å fastslå nøyaktigheten av nåværende diagnostiske metoder.

Denne studien er et utforskende prosjekt som adresserer den multifaktorielle naturen til PJI med fokus på mikrobiell fenotype hos pasienter med skjelettsarkom. Rollen til vert, mikrobe og implantatfaktorer vil bli undersøkt ved hjelp av et sett med ulike metoder og sammenlignet med tilfeller av PJI hos pasienter med en konvensjonell hofte- eller kneprotese.

Preoperative blodprøver vil bli tatt, og prøver av peri-protetisk mykvev, bein og leddvæske vil bli samlet intraoperativt. Pasienter vil bli prøvetatt under deres primæroperasjon med megaprotese på grunn av skjelettsarkom, og i tilfelle av postoperativ PJI vil de bli prøvetatt på samme måte under deres revisjonskirurgi. Pasienter som gjennomgår en reoperasjon på grunn av PJI i en konvensjonell total hofte- eller kneprotese vil også bli prøvetatt med blod, bein, mykvev og leddvæske intraoperativt.

Beskrivende sammenligninger mellom (i) peri-protetisk vev og PJI-vev før og etter infeksjon hos ortopedisk onkologipasienter, og (ii) PJI-vev hos ortopedisk onkologi- og konvensjonelle PJI-pasienter, vil bli gjort med hensyn til følgende parametere:

Roller til verten:

• Kliniske parametere: ASA-score, diabetes, BMI, alder, kjønn, antibiotikabruk 2 uker før operasjon, varighet av kjemoterapi, type kjemoterapi, kjemoterapistans, symptomstart ved infeksjon, implantattype, operasjonsvarighet, osteosarkomtype, grad og stadium, operasjonssted, reseksjonslengde.
• Biokjemi i blod (fullstendig hvitt blodcelleantall med differensial, tetthet av neutrofile, CRP, prokalcitonin, IL-6).
• Histologi og immunhistokjemi (FISH for identifikasjon av bakterier, inflammatoriske infiltrater (tilstedeværelse av fremmedlegemekjempesceller), angiogenese, vevsnekrose).
• Genuttrykk (markører relatert til angiogenese, betennelse, mikrobiell gjenkjenning og vevsnekrose). I utvalgte parafinninnbakte prøver vil analyse med spatial transkriptomikk bli utforsket.

Roller til patogenet:

• Fem vevskulturer for rutinemessig dyrking (for å fastslå årsaksagenten) og en ekstra for bakteriell DNA-ekstraksjon og 16S rRNA-gen-sekvensering.
• Kliniske stafylokokkstammer isolert fra PJI og tumorendoprotese ved infeksjonstidspunktet vil bli karakterisert og sammenlignet med hensyn til deres fenotypiske biofilmproduksjon, antimikrobiell følsomhet og tilstedeværelse av virulensgener ved bruk av CV, MBEC og NGS.
• Forskjell i genuttrykk av biofilm-relaterte gener mellom stafylokokk-PJI-stammer (konvensjonell og ortopedisk onkologi) når de dyrkes på titan med serum-prekondisjonering in vitro.