Subklinisk Propionibacterium Acnes Infection Estimation in the intervertebral disc (SPInE-ID) (SPInE-ID)

INTRODUKTION Ländryggssmärta är ett frekvent tillstånd i befolkningen, såväl som abnormiteter i kotändplattorna, beskrivna av Modic et al.(1,2), som drabbar upp till 6 % av den allmänna befolkningen och upp till 46 % av patienterna med smärta i ländryggen(3). Modic typ I förändringar beskrivs som vertebralt benmärgsödem relaterat till akut ländryggssmärta(4). När Modic-förändringar upptäcks är chansen att en uppvisar ospecifik ländryggssmärta 4,5 gånger högre(1,2).

Subklinisk infektion orsakad av lågvirulens patogen kan möjligen leda till abnormiteter i kotändplattan, upptäckt i studier med magnetisk resonanstomografi (MRT), och differentiering mellan infektion och Modic-förändringar kan vara svår(5,6). Subklinisk infektion kan också förknippas med ökad ländryggssmärta(7). Albert et al(8) rapporterade 61 patienter som genomgått kirurgisk behandling för diskbråck i ländryggen där 46 % av fallen hade en positiv odling. Samma författare rapporterade också att 80 % av patienterna med en positiv odling för anaeroba patogener uppvisade Modic typ I-förändringar vid den intilliggande kotan efter en tvåårig uppföljning, mot 44 % av patienterna med negativ odling. Vissa studier visade förekomsten av lågvirulens patogener i intervertebrala diskvävnadskulturer (6-10), vanligast rapporterade till Propionibacterium acnes.

Kronisk ländryggssmärta och Modic typ I-förändringar har behandlats med antibiotika i upp till 100 dagar med överlägsna resultat jämfört med skenbehandling(7). Patienterna behandlades med amoxicillin/klavulanat (500mg/125mg)(7) baserat på studien där ischias är associerad med Propionibacterium acnes(8).

Carricajo et al(11) föreslår dock att närvaron av P. acnes i mellankotdiskarna beror på antingen extern kirurgisk eller laboratoriekontamination. Dessa författare upptäckte positiv diskodling i endast 3,7 % av fallen av 54 patienter. Dessutom visade samma författare att prover av spinalmuskel och ligamentum flavum som samlats in intraoperativt i slutet av proceduren hade positiva odlingar i 14,8 % av fallen med en negativ diskodling.

En systematisk granskning utförd av Urquhart et al(12) drog slutsatsen att det finns måttliga bevis för att ett samband mellan positiv kultur med Modic typ I-förändringar och ländryggssmärta existerar, även om det fanns låga bevis för orsakssamband. För det drog författarna slutsatsen att nya studier bör göras för att avgöra om patogener i disken härrör från extern kontaminering eller om de verkligen är involverade i utvecklingen av kronisk ryggsmärta.

HYPOTES Diskbråck i ländryggen är relaterat till subklinisk infektion i mellankotdisken Nollhypotes: incidensen av subklinisk infektion är densamma som förekomsten av fall utan infektion hos patienter med diskbråck i ländryggen som behandlats med kirurgi.

MÅL Huvudsyftet med denna studie är att identifiera om närvaron av en infektionspatogen i mellankotskivan är verklig eller om det är intraoperativ kontaminering.

Sekundära mål är att analysera kliniska prognostiska faktorer hos patienter och diagnos av infektion. Studien föreslår även att analysera sambandet mellan radiologiska förändringar (Modic I och II) och infektion.

METODER

Studera design:

En öppen prospektiv kohortstudie kommer att utföras vid ett enskilt centrum (Hospital Israelita Albert Einstein - HIAE) som tar 1 år för rekrytering och slutar 1 år efter inkludering av sista patient. Patientdata kommer att samlas in med ett specifikt formulär skapat för denna studie. Patienterna kommer att kallas för en ny magnetisk resonansbild av ländryggen ett år efter det kirurgiska ingreppet.

Alla inkluderade patienter kommer att genomgå ytterligare behandling av tio sessioner med postoperativ sjukgymnastik.

Befolkning:

Patienter som har misslyckats med konservativ behandling för diskbråck i ländryggen som genomgår öppen kirurgi för lumbal dekompression (mikrodiskektomi) kommer att inkluderas i studien.

Patientregistrering i studien:

Patienter som accepterar sitt deltagande kommer att datera och underteckna Informed Consent Form (ICF). Efter att ICF har undertecknats korrekt kommer patienten att genomgå en intervju för att fylla i inledande demografiska data och förbehandlingsformulär.

Patientrekrytering kommer att genomföras under 24 månader, då 95 patienter ska inkluderas (detaljer om uppskattade n rapporterade vid provstorleksbestämning).

Patientfördelning:

Patienterna kommer att genomgå operation enligt kirurgens önskemål. Närvarande kirurger kommer att bestämma vald operationsteknik enligt deras erfarenhet och preferenser.

Bländande:

Patienter kommer inte att ha tillgång till resultaten av vävnadskulturer för patogener, liksom den behandlande läkaren.

Radiologen som ska analysera avbildningsstudier av utförd magnetisk resonans kommer också att bli blind för patientdata eller laboratorieodlingsresultat. En blindad utredare kommer att analysera smärt- och funktionspoäng.

Tidig avbrytande av deltagande i studien:

Patienter kommer att uteslutas från studien när:

• Indraget av ICF
• Sjuklig
• Patientvalsfel - inkompatibla behörighetskriterier
• Förlorade till uppföljning
• Om patienten uppvisar kliniska symtom på infektion såsom svår ländryggs- eller radikulär smärta, feber utan andra detekterade foci, onormal ESR, CRP, leukogram och ändrade bildstudier som leder till avbrott i blindning av resultaten av odlingsundersökningar.

Studiestadier

Provsamling:

Inkluderade patienter kommer att genomgå vanlig allmän anestesi och förberedas med klorhexidinlösning. Intravenös antibiotikaprofylax kommer att administreras inom den första timmen före hudsnittet, enligt standardprotokoll från HIAE Infection Control Committee publicerat på sjukhusets Pharmaceutics Manual.

Preoperativt blodprov kommer att samlas in för leukogram, erytrocytsedimentationshastighet (ESR) och C-reaktivt protein (CRP). Samma laboratorium kommer att upprepas efter 1, 6 och 12 månader.

Det utskurna diskbråcksfragmentet skickas omedelbart till mikrobiologisk laboratorieanalys i en universell steril behållare (skruvlocksrör) inom högst 30 minuter för att bearbetas enligt följande. Samma process kommer att tillämpas på prover av djupa muskler och ligamentum flavum i slutet av det kirurgiska ingreppet. Tre odlingar av mellankotskivan kommer att göras, samt tre av ligamentum flavum och tre av multifidusmuskeln för varje patient.

Sök efter patogener:

Intervertebral diskbråck delas i tre lika stora fragment på över 2x2x5 mm och kläms ihop i ett laminärt flödesskåp tills homogent material uppnås. Samma process kommer att utföras för ligamentum flavum och multifidus muskelprover, även om de är uppdelade i tre fragment. Vävnader kommer att odlas i specifikt tillväxtmedium och inkuberas enligt respektive kultur:

Liknande kriterier som används av Infectious Diseases Society of America (IDSA) för att upptäcka ledersättningsinfektion kommer att antas, vilket är rekommendationen på minst två positiva vävnadskulturer av samma patogen för att bekräfta diagnosen infektion(13).

• A - Aerob kultur För aeroba kulturer kommer proverna att odlas i 5 % fårblodagar, chokladagar och MacConkey-agarplatta och placeras i en 35°C inkubator (CO2-atmosfär) i 5 dagar. Om en positiv bakteriekultur detekteras i plattan kommer kolonin att identifieras av MALDI TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight) Microflex LT (Bruker Daltonics/BD).
• B - Anaerob odling För anaerob odling kommer vävnad att odlas i ett tioglykolatrör och inkuberas i en 35°C inkubator i upp till 21 dagar. Om grumlighet uppstår vid tioglykolatmediet kommer materialet att odlas i anaerob blodagar och inkubation vid 35°C kommer att ske i en anaerob atmosfär. Efter odling av kolonier kommer identifiering att göras av MALDI TOF.

• C - Histologisk analys Anatomisk patologisk analys av det andra fragmentet av diskbråcket (2x2x5 mm) kommer att göras. Provet kommer att transporteras i en universalbehållare med tamponadbehandlat formalin (10%), följt av uttorkning i alkohol diafaniserad i xylol och inkludering i paraffin (60-65°C), som kommer att färgas i hematoxylin-eosin (HE) och GRAM-färgning .

  • HE: Histologiska skärningar på 4μm kommer att utföras, följt av clearing med xylol i 10 minuter två gånger, inbäddning med alkohol under ökande koncentrationer och färgad med hematoxylin i 5 minuter, rinnande vatten i 5 minuter, eosin i 1 minut och rinnande vatten i 2 minuter följt av montering av mikroskopglas med Entellan®.
  • GRAM: Ett annat objektglas kommer att bäddas in med kristallviolett i 1 minut, rinnande vatten i 1 minut följt av lugol i ytterligare 1 minut och ytterligare tvätt med rinnande vatten. Avfärgning av objektglaset kommer att göras med alkohol 95 % i 10 sekunder följt av rinnande vatten och sedan färgas med fuchsin i 30 sekunder, tvätta igen med rinnande vatten, torkning och montering av objektglaset med Entellan®.
• D - Molekylär analys av patogener Positiva kulturer som odlar aeroba eller anaeroba patogener kommer att isoleras och förvaras kylda i -80°C frys för bakre molekylär analys.

Molekylär typning kommer att utföras genom Pulsed Field Gel Electrophoresis-teknik av isolerade prover enligt protokollet som beskrivs av Oprica et al.(14) med användning av Spe-I restriktionsenzym och Bionumerics programvara för analys av resultat.

Frågeformulär Se utfallsmått

Bildstudier Magnetisk resonanstomografi kommer att utföras i Siemens eller General Electric 1.5T-enheter.

Lumbal diskbråck kommer att diagnostiseras genom MRT hos berättigade patienter. Inkluderade patienter kommer att underkastas ny MRT 12 månader efter operationen.

Två radiologer med expertis inom muskuloskeletal MR ska självständigt klassificera och utföra mätningar.

Störande variabler Data om följande störande variabler kommer att samlas in: ålder, kön, alkoholintag, rökning, body mass index (BMI), spinalinjektioner med kortikoid inom 6 månader före operation, användning av orala kortikoider upp till 3 månader före operation, diabetes .

Eftersom denna information kan ändras över tiden, kommer data att beaktas vid tidpunkten för den senaste bedömningen före operationen.

Statistisk planering Graden av subklinisk infektion (eller Modic förändring) kommer att erhållas av förhållandet mellan antalet positiva odlingar från kirurgiska prover och det totala antalet patienter, och uppskattningar kommer att följa 95 % konfidensintervall. Efter att infektionsfall har identifierats kommer vi att undersöka om det finns ett samband mellan upptäckt infektion och patientutfall genom logistiska regressionsmodeller för Modic-förändringar, ordinal logistisk regression för Modic volym och storlek, och linjär regression eller generella linjära modeller för numeriska utfall, som t.ex. : ländryggssmärta, livskvalitet och funktion. Alla modeller kommer att överväga förvirrande variabler som: rökning och alkoholintag, diabetes, kortikosteroidinjektion, BMI, kön och ålder. Resultaten kommer att presenteras som effektuppskattningar såsom oddskvot eller medelkvot, 95 % konfidensintervall och p-värden. Fall av studieavhopp, oavsett anledning, kommer att övervägas för slutlig analys.

Beräkning av provstorlek Provstorleken beräknades för att uppskatta incidensen av subklinisk infektion hos patienter med diskbråck i ländryggen. Med tanke på att infektionsfrekvensen ligger runt 46 %(3), måste vi observera minst 95 patienter för att uppnå ett 95 % konfidensintervall med 10 % absolut noggrannhet.

Den nödvändiga provstorleken för att analysera sekundära endpoints kommer att bero på den observerade frekvensen av fall med subklinisk infektion i vårt studieprov. Om den observerade frekvensen är för liten kommer en ökning av antalet inkluderade patienter att behövas. För att bättre utvärdera detta kommer provstorleksberäkningen att ses över när vi har nått hälften av den initialt planerade provstorleken (48 patienter).