Zakażenia związane z implantami u pacjentów z mięsakami kości (IRISSAR)

W ortopedycznej onkologii ryzyko i konsekwencje zakażeń związanych z urządzeniami ortopedycznymi (ODRIs) są większe, ponieważ pacjenci często mają upośledzoną odpowiedź immunologiczną z powodu choroby podstawowej, chemioterapii lub radioterapii. Implanty stosowane mogą być obciążone w takim stopniu, że w przypadku zakażenia ich usunięcie lub wymiana jest niemożliwa, co w najgorszym przypadku prowadzi do amputacji lub śmierci. W porównaniu z 1-2% częstością występowania PJI w populacji nieonkologicznej z całkowitą protezą biodra lub kolana, pacjenci z megaprotezą z powodu mięsaka szkieletowego mają częstość zakażeń na poziomie 3-25%. Czynniki związane z pacjentem, rozległe i powtarzane operacje oraz duże implanty rekonstrukcyjne prawdopodobnie odpowiadają za zwiększoną częstość występowania.

Według naszej wiedzy, żadne badanie nie oceniło roli czynników mikrobiologicznych, takich jak produkcja biofilmu i wrażliwość, w tej populacji. Ponadto, niedobory czynników immunologicznych u tych pacjentów, takie jak defekt migracji neutrofili, ekspresja cytokin i wybuch oddechowy fagocytów, zaangażowane w zabijanie drobnoustrojów, mogą stwarzać środowisko sprzyjające bardziej zjadliwym fenotypom. Podstawowa wiedza na temat roli biofilmu w tej populacji może przyczynić się do poprawy planowania leczenia i wyników.

Rozróżnienie patogenów przyczynowych od zanieczyszczeń może być trudne, szczególnie w zakażeniach polimikrobiologicznych. Dodanie diagnostyki metagenomicznej, nadal rzadko stosowanej w praktyce klinicznej, może poprawić czułość, ale dokładność predykcyjna nadal stanowi problem. Porównanie wyników konwencjonalnego posiewu mikrobiologicznego z sekwencjonowaniem metagenomicznym byłoby interesujące dla określenia dokładności obecnych metod diagnostycznych.

Niniejsze badanie to eksploracyjny projekt dotyczący wieloczynnikowej natury PJI, skupiający się na fenotypie mikrobiologicznym u pacjentów z mięsakiem szkieletowym. Rola czynników gospodarza, drobnoustroju i implantu zostanie zbadana przy użyciu zestawu różnych metod i porównana z przypadkami PJI u pacjentów z konwencjonalną protezą biodra lub kolana.

Przedoperacyjne próbki krwi zostaną pobrane, a próbki tkanek okołoprotezowych, kości i płynu stawowego zostaną pobrane śródoperacyjnie. Pacjenci będą pobierani podczas ich pierwotnej operacji z megaprotezą z powodu mięsaka szkieletowego, a w przypadku pooperacyjnego PJI będą pobierani w ten sam sposób podczas ich operacji rewizyjnej. Pacjenci poddawani reoperacji z powodu PJI w konwencjonalnej całkowitej protezie biodra lub kolana również będą pobierani z krwią, kością, tkanką miękką i płynem stawowym śródoperacyjnie.

Opisowe porównania między (i) tkankami okołoprotezowymi i tkankami PJI przed i po zakażeniu u pacjentów z ortopedyczną onkologią, oraz (ii) tkankami PJI u pacjentów z ortopedyczną onkologią i konwencjonalnych pacjentów z PJI, zostaną dokonane w odniesieniu do następujących parametrów:

Rola gospodarza:

• Parametry kliniczne: wynik ASA, cukrzyca, BMI, wiek, płeć, stosowanie antybiotyków 2 tygodnie przed operacją, czas trwania chemioterapii, rodzaj chemioterapii, zaprzestanie chemioterapii, początek objawów w przypadku zakażenia, typ implantu, czas trwania operacji, typ mięsaka kostnego, stopień i stadium, lokalizacja operacji, długość resekcji.
• Biochemia we krwi (pełna morfologia krwi z rozmazem, gęstość neutrofili, CRP, prokalcytonina, IL-6).
• Histologia i immunohistochemia (FISH do identyfikacji bakterii, nacieki zapalne (obecność olbrzymich komórek ciał obcych), angiogeneza, martwica tkanek)
• Ekspresja genów (markery związane z angiogenezą, stanem zapalnym, rozpoznawaniem drobnoustrojów i martwicą tkanek). W wybranych próbkach zatopionych w parafinie, analiza z transkryptomiką przestrzenną będzie eksplorowana.

Rola patogenu:

• Pięć posiewów tkanek do rutynowego posiewu (w celu określenia czynnika przyczynowego) i jeden dodatkowy do ekstrakcji DNA bakteryjnego i sekwencjonowania genu 16S rRNA.
• Kliniczne szczepy gronkowcowe wyizolowane z PJI i endoprotezy nowotworowej w czasie zakażenia zostaną scharakteryzowane i porównane pod względem ich fenotypowej produkcji biofilmu, wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe i obecności genów wirulencji przy użyciu CV, MBEC i NGS.
• Różnica w ekspresji genów związanych z biofilmem między szczepami gronkowcowymi PJI (konwencjonalnymi i ortopedyczno-onkologicznymi) hodowanymi na tytanie z wstępnym kondycjonowaniem surowicy in vitro.