Implantrelaterade infektioner hos patienter med skelettsarkom (IRISSAR)

Inom ortopedisk onkologi är risken och konsekvenserna av infektioner relaterade till ortopediska implantat (ODRI) förhöjda eftersom patienterna ofta har nedsatt immunförsvar på grund av underliggande sjukdom, cellgiftsbehandling eller strålbehandling. Implantaten som används kan vara bärande i sådan utsträckning att de är omöjliga att ta bort eller byta vid infektion, vilket i värsta fall kan leda till amputation eller död. Jämfört med 1–2 % förekomst av ledprotesinfektion (PJI) i en icke-onkologisk population med total höft- eller knäprotes, har patienter med megaprostes på grund av skelettsarkom en infektionsförekomst på 3–25 %. Patientrelaterade faktorer, omfattande och upprepad kirurgi samt stora rekonstruktiva implantat förklarar sannolikt den ökade förekomsten.

Enligt vår kännedom har ingen studie utvärderat rollen av mikrobiologiska faktorer som biofilmproduktion och känslighet i denna population. Dessutom kan bristande immunologiska faktorer hos dessa patienter, såsom defekt neutrofilmigration, cytokinuttryck och fagocytrespiratorisk burst, som är involverade i dödandet av mikrober, skapa en miljö som gynnar mer virulenta fenotyper. Grundläggande kunskap om biofilmen i denna population skulle kunna bidra till förbättrad behandlingsplanering och utfall.

Att skilja orsakande patogener från kontaminanter kan vara utmanande, särskilt vid polymikrobiella infektioner. Tillägget av metagenomiska diagnostikmetoder, som fortfarande används sparsamt i klinisk praxis, kan förbättra känsligheten, men prediktiv noggrannhet är fortfarande ett problem. Att jämföra resultaten från konventionell mikrobiologisk odling med metagenomisk sekvensering skulle vara av intresse för att fastställa noggrannheten hos nuvarande diagnostiska metoder.

Denna studie är ett utforskande projekt som behandlar den multifaktoriella naturen av PJI med fokus på mikrobiell fenotyp hos patienter med skelettsarkom. Rollen av värd-, mikro- och implantatfaktorer kommer att undersökas med en uppsättning olika metoder och jämföras med fall av PJI hos patienter med en konventionell höft- eller knäprotes.

Preoperativa blodprover kommer att tas, och prover av peri-protetiska mjukdelar, ben och ledvätska kommer att samlas in intraoperativt. Patienter kommer att provtas under deras primära operation med megaprostes på grund av skelettsarkom, och i händelse av postoperativ PJI kommer de att provtas på samma sätt under deras revisionskirurgi. Patienter som genomgår reoperation på grund av PJI i en konventionell total höft- eller knäprotes kommer också att provtas med blod, ben, mjukvävnad och ledvätska intraoperativt.

Beskrivande jämförelser mellan (i) peri-protetiska vävnader och PJI-vävnader före och efter infektion hos ortopediska onkologipatienter, och (ii) PJI-vävnader hos ortopediska onkologi- och konventionella PJI-patienter, kommer att göras med avseende på följande parametrar:

Värdens roll:

• Kliniska parametrar: ASA-poäng, diabetes, BMI, ålder, kön, antibiotikaanvändning 2 veckor före operation, varaktighet av cellgiftsbehandling, typ av cellgiftsbehandling, avslut av cellgiftsbehandling, symtomdebut vid infektion, implantattyp, operationslängd, osteosarkomtyp, grad och stadium, operationsplats, resektionslängd.
• Biokemi i blod (komplett blodstatus med differentialräkning, neutrofiltäthet, CRP, prokalcitonin, IL-6).
• Histologi och immunhistokemi (FISH för identifiering av bakterier, inflammatoriska infiltrat (förekomst av främmande kropps jätteceller), angiogenes, vävnadsnekros).
• Genuttryck (markörer relaterade till angiogenes, inflammation, mikrobiell igenkänning och vävnadsnekros). I utvalda paraffininbäddade prover kommer analys med spatial transkriptomik att utforskas.

Patogenens roll:

• Fem vävnadskulturer för rutinodling (för att bestämma orsakande agens) och ytterligare en för bakteriell DNA-extraktion och 16S rRNA-gen-sekvensering.
• Kliniska stafylokockstammar isolerade från PJI och tumörendoprote vid infektionstillfället kommer att karakteriseras och jämföras med avseende på deras fenotypiska biofilmproduktion, antimikrobiell känslighet och närvaro av virulensgener med hjälp av CV, MBEC och NGS.
• Skillnad i genuttryck av biofilmrelaterade gener mellan stafylokocka PJI-stammar (konventionella och ortopedisk onkologi) när de odlas på titan med serumförbehandling in vitro.