Эндопротезирование крупных суставов зачастую сопровождается развитием перипротезной инфекции (ППИ), что является серьезным осложнением для больного, а для системы здравоохранения ведет к зна­чительным финансовым затратам. Это связано с высо­кими показателями рецидива гнойно-воспалительного процесса, а также значительным уровнем летальных исходов у пациентов преклонного возраста [1, 2]. Не­достаточная эффективность проводимого лечения пе- рипротезной инфекции обусловлена ограниченностью данных о периоде формирования на поверхности эн­допротеза необратимой формы микробиологической биопленки [3]. На низком уровне остается эффектив­ность проводимого лечения при использовании раз­личных методик, безуспешность которых составляет 24-75 % от числа пролеченных больных в отношении купирования инфекции [4-6].
 

В настоящее время предусмотрен целый комплекс диагностических мероприятий для лечения больных с ППИ суставов. Использование клинико-лабораторного диагностического алгоритма позволяет выбрать оп­тимальный вариант лечения пациента и снизить риск рецидива [7-10].

На II Международной согласительной конференции по скелетно-мышечной инфекции (Филадельфия, 2018) обсуждался вопрос о разработке новых клинико-лабора­торных критериев диагностики ППИ [11-15]. Клиниче­ские рекомендации МЗ РФ «Профилактика инфекций в области оперативного вмешательства» указывают на не­обходимость проведения клинических (жалобы, анамнез, физикальный осмотр), гематологических (уровень лейко­цитов, СОЭ, СРБ), цитологических (уровень лейкоцитов, нейтрофилов), микробиологических и рентгенологиче­ских (рентгенография, фистулография и КТ - при необ­ходимости) диагностических мероприятий [16].

Для определения степени тяжести гнойного про­цесса проводят клинические и биохимические ис­следования крови. Анемия, гипопротеинемия, тром- боцитоз и гиперфибриногенемия являются наиболее характерными признаками ППИ [17]. Кроме классического изменения острофазовых белков (интерлейки­на-1, интерлейкина-6) отмечена альтерация Д-димера, липополисахарид-связывающего белка и пресепсина (sCD14-ST) [18-23].
Наиболее чувствительным диагностическим критерием является комбинация показателей СОЭ (> 30 мм/ч) и СРБ (> 10 мг/л), что в 90-100 % подтверж­дает наличие инфекции, что было отмечено нами ра­нее [24-26]. Однако в условиях вялотекущей инфекции (low grade infection) диагностическая ценность этих показателей не так высока [27, 28].

Сопоставляя большое количество литературных данных, посвященных диагностике ППИ, и, в частно­сти, острофазовым гематологическим показателям, мы посчитали необходимым оценить эти данные при раз­ных типах ППИ (острой и хронической).

Проанализированы результаты гематологических исследований у больных с ППИ тазобедренного су­става, пролеченных одной хирургической бригадой в ФГБУ «НМИЦ ТО» им. академика Г.А. Илизарова Минздрава РФ за период с 2005 по 2020 год. Крите­риями исключения были несоответствие возрастной группе и неполные данные в медицинской карте, а так­же наличие злокачественных и сопутствующих хро­нических заболеваний в стадии декомпенсации. 

Кри­териями включения являлись такие характеристики как возраст, диагноз, длительность и тяжесть заболе­вания. Диагностику заболевания проводили на осно­вании данных клинического осмотра и лабораторного исследования. 

Всеми обследованными лицами было подписано информированное согласие на публика­цию данных, полученных в результате исследований. На проведение клинического исследования получено разрешение комитета по этике ФГБУ «НМИЦ ТО» имени академика Г.А. Илизарова» Минздрава России.

Средний возраст обследованных пациентов соста­вил 54,7 ± 12,7 года (Me - 56; 95 % ДИ от 52,7 до 56,8; МКИ 46-65), при этом 36 % (n = 53) пациентов были старше 60 лет, преобладали мужчины - 56 % (n = 82). На момент госпитализации у большинства пациентов - 71 % (n = 105) - была диагностирована свищевая фор­ма ППИ, однако в 9 % (n = 13) случаев были отмечены открытые раны и у 20 % (n = 29) - отек и гиперемия области послеоперационного шва. Операцией, после которой развилось гнойно-воспалительное осложне­ние, в 78 % (n = 114) случаев было первичное эндо­протезирование и только в 22 % (n = 33) - ревизионное вмешательство.

Абсолютные признаки ППИ диагностированы у 114 (77,5 %) больных с наличием свищевого хода, сообщающегося с полостью сустава, и/или с выделен­ным из двух биологических образцов штаммом воз­будителя с одинаковым фенотипом. Относительные признаки выявлены у 33 (22,5 %) пациентов со сред­ним баллом по IMC 5,96 ± 2,70 (от 2 до 14); Me - 6,0;  95 % ДИ от 5,0 до 6,9; МКИ 2,1-3,5, согласно матери­алам II Международной согласительной конференции по скелетно-мышечной инфекции.

По характеру инфекционного процесса паци­енты были разделены на две группы. В 1 группу (n = 28 или 19 % от общего числа) вошли пациенты с острым типом ППИ (продолжительность инфекции в среднем 21,8 дня, Me - 22; 95 % ДИ от 19,7 до 24,0; МКИ 17-27,5). Во 2 группе (n = 119 или 81 % соот­ветственно) был отмечен хронический тип ППИ (про­должительность инфекции в среднем 26,3 месяца, Me - 13; 95 % ДИ от 20,5 до 32,3; МКИ 8-35).

Для оценки сопоставимости микрофлоры в обеих группах приводим данные изолированной грамполо- жительной (44 и 55 %) и грамотрицательной (7 и 10 %) микрофлоры (табл. 1). Отметим, что практический каждый третий (29 %) случай острой ППИ был вызван резистентными к метициллину штаммами эпидермаль­ного стафилококка, а у пациентов с острым характером воспаления чаще, чем при хроническом течении ППИ, в этиологии инфекционного процесса принимали уча­стие микробные ассоциации (р = 0,04) и штаммы мети- циллин-резистентных стафилококков MRSE (р = 0,03).

Соматическое состояние больных оценивали по шкале American Society of Anesthesiology. У 56 % (n = 82) выявлено тяжелое коморбидное состояние, и только у 7 % пациентов не было задокументиро­вано сопутствующей патологии. Всем пациентам проводили скрининг гематологических показателей при поступлении и в процессе лечения с целью кон­троля динамики заболевания. В ходе исследования использовалось следующее оборудование: биохими­ческий анализатор Hitachi/BM 902 (Япония, регистра­ционный № 2000/564 МЗ РФ); анализатор белковых фракций Paragon (Beckman, США, регистрационный № 2005/282); спектрофотометр StatFax (регистраци­онный № 2004/1258). В качестве нормы были взяты референсные интервалы, полученные в лаборатории исследования.

Таблица 1

Для обработки полученных данных использовали методы непараметрической статистики, достоверность различий в группах сравнения оценивали с помощью критерия Вилкоксона. Выборки были проверены на нормальность распределения, различия считались  статистически значимыми при р < 0,05. Статисти­ческая обработка проводилась на основе сформиро­ванной электронной базы данных с использованием интеграторного модуля AtteStat 1.0 для программы Microsoft Excel.

В дооперационных значениях у пациентов с острой ППИ была обнаружена легкая анемия (Me гемоглоби­на 118 г/л, МКИ 105-121), у пациентов с хронической ППИ концентрация гемоглобина соответствовала нор­ме (Me гемоглобина 136,5 г/л, МКИ 101-156). Общий уровень лейкоцитов у пациентов обеих групп соот­ветствовал норме. Однако показатели СОЭ (в среднем 61,5 ± 29,7 мм/ч по Вестергрену) и СРБ (в среднем 24,3 ± 23,5 мг/л) кратно превышали пороговые значе­ния. У пациентов с коротким периодом течения инфек­ции уровень С-реактивного белка более чем в 2 раза превышал таковой у пациентов с хроническим инфек­ционным процессом (рис. 1).

Таблица 2

Лабораторные показатели крови у больных с ППИ тазобедренного сустава в дооперационном периоде

Значения гемоглобина в обеих группах были сопо­ставимы и ожидаемо ниже дооперационного уровня, к 7-10 суткам после операции оставались на нижних границах значений нормы. Кроме того, у пациентов обеих групп оставались в границах референсных зна­чений показатели лейкоцитов, несущественно повы­шаясь на 1-3 сутки после оперативного вмешательства. Значительно выше нормы в течение всего периода на­блюдений были показатели СОЭ и С-реактивного бел­ка. В группе с хроническим течением воспалительного процесса они статистически значимо превышали пока­затели пациентов с острой инфекцией.

Завершение острого воспалительного процесса вы­здоровлением - оптимальный путь решения проблемы осложнений в виде присоединения ППИ после эндопро­тезирования тазобедренного сустава. Однако лечение хронической формы ППИ не утрачивает своей актуаль­ности. Исследование клинически значимых показателей в до- и послеоперационном периоде должно привести к решению проблемы выбора критериев оценки риска развития перипротезной инфекции в хронической фор­ме. Дооперационные и динамические наблюдения ос­новных клинически значимых гематологических тестов в группе пациентов с острым (продолжительность ин­фекции в среднем 21,8 дня) и хроническим (продолжи­тельность в среднем 26,3 месяца) типом перипротезной инфекции показали, что у всех обследованных пациен­тов уже при поступлении был зарегистрирован высокий уровень СОЭ - одного из неспецифических маркеров воспаления. Его значения в несколько раз превыша­ли референсные и составляли 520 % в первой группе и 405 % во второй группе. Аналогичная закономерность была обнаружена для показателя С-реактивного белка - еще одного хорошо известного неспецифического мар­кера воспалительной реакции. У пациентов обеих групп он был выше референсных значений. Однако различия между группами были более существенными. Средние значения у пациентов с острым воспалением в 2,3 раза превышали средние значения у пациентов с хрониче­ским воспалительным процессом. Согласно литератур­ным данным, существует тесная взаимосвязь между уровнем гемоглобина и активностью воспалительного процесса [29, 30]. И, хотя наиболее частой причиной снижения уровня гемоглобина является хроническое воспаление, некоторые признаки анемии были обна­ружены у пациентов уже в остром периоде. Известно также, что местные клинические проявления гнойного хирургического заболевания не всегда соответствуют показателю количества лейкоцитов в общем анализе крови [31]. Количество лейкоцитов у пациентов в обе­их группах в дооперационном периоде от нормальных величин не отличалось. В раннем послеоперационном периоде и на 7-10-е сутки было выявлено увеличение данного показателя в обеих обследованных группах. Известно, что лейкоциты являются основной линией защиты против бактериальных агентов и одним из ос­новных критериев оценки степени гнойно-воспали­тельного процесса, а изученные гематологические по­казатели не позволяют провести дифференциальную оценку между острым и хроническим воспалительным процессом при ревизионном эндопротезировании тазо­бедренного сустава. Такую возможность зачастую дает применение интегральных лабораторных показателей, и некоторые исследователи предлагают интересные ма­тематические модели, позволяющие более точно оце­нивать степень воспаления в гнойной ране [32, 33, 34]. В нашей работе мы использовали расчет отношения СОЭ/С-реактивного белка. Было выявлено, что в норме этот расчетный показатель составляет более 5 единиц, при хронической ППИ от 3 до 4,5 единиц и при острой ППИ - от 1,5 до 2,3. Применение, расчета отношения СОЭ/С-реактивного белка, а также лейкоцитарных ин­дексов, таких как индекс резистентности организма, индекс соотношения лейкоцитов и СОЭ, индекс сдви­га лейкоцитов крови [5-7] не требует дополнительных экономических затрат, давая ощутимые преимущества в прогнозировании рисков и потенциальную косвенную экономическую эффективность.

Сочетание клинических и лабораторных призна­ков ППИ после первичного эндопротезирования имеет высокую диагностическую ценность. Однако при на­личии низковирулентых возбудителей значимость кли­нико-лабораторных методов существенно снижается. Оценка эффективности санации перед ревизионным эндопротезированием крупных суставов или своевре­менное выявление латентной фазы ППИ остается ак­туальной задачей.

Нами показано, что изменение гематологических показателей пациентов с острой и хронической фор­мой ППИ в течение первых 10 суток после ревизион­ного эндопротезирования было однонаправленным. Динамика показателей в обеих группах соответствует стереотипной реакции организма на оперативное вме­шательство.

Таким образом, лабораторные методы диагностики в рамках стандартных предоперационных процедур не позволяют сделать прогноз о переходе клинической формы острой перипротезной инфекции в хрониче­скую стадию. 

Стратегия дальнейшего улучшения ре­зультатов ревизионного эндопротезирования, по всей видимости, должна базироваться на совершенствова­нии диагностических алгоритмов комплексного об­следования пациентов, 

нуждающихся в ревизионной операции, что позволит своевременно выявить или исключить латентную ППИ и скорректировать при не­обходимости тактику лечения.

1. Рожков Н.И., Ермаков А.М., Бурцев А.В. и др. Анализ экономической и клинической эффективности одно- и двухэтапных ревизий при лечении перипротезной инфекции тазобедренного сустава (обзор литературы). Гений ортопедии. 2022;28(6):842-851. doi: 10.18019/1028- 4427-2022-28-6-842-851. EDN: AYCNUK.

2. Тряпичников А.С., Камшилов Б.В., Колотыгин Д.А., Белокрылов Н.М. Результаты двухэтапного эндопротезирования у пациентов с пе­рипротезной инфекцией тазобедренного сустава (ретроспективное когортное исследование). Гений ортопедии. 2022;28(2):173-178. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-2-173-178

3. Зубавленко Р.А., Бабушкина И.В., Ульянов В.Ю., Норкин И.А., Бондаренко А.С. Особенности диагностики биопленочных (сессильных) имплантат-ассоциированных инфекционных осложнений эндопротезирования коленных суставов. Quantum Satis. 2022;5(1-2):56-59.

4. Куковенко Г.А., Елизаров П.М., Алексеев С.С. и др. Важность выполнения алгоритма диагностики поздней глубокой перипротезной ин­фекции тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2019;25(4):75-87. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-4-75-87

5. Gallo J, Kaminek M. Predoperacm diagnostika infekcf kloubnich nahrad [Preoperative diagnosis of prosthetic joint infection]. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2011;78(6):510-8.

6. Стогов М.В., Судницын А.С., Киреева Е.А., Клюшин Н.М. Новые лабораторные тесты для оценки эффективности лечения больных с хро­ническим остеомиелитом костей стопы в условиях использования метода чрескостного остеосинтеза. Гений ортопедии. 2022;28(2):194- 199. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-2-194-199.

7. Винклер Т., Трампуш А., Ренц Н. и др. Классификация и алгоритм диагностики и лечения перипротезной инфекции тазобедренного суста­ва. Травматология и ортопедия России. 2016;22(1):33-45. doi: 10.21823/2311-2905-2016-0-1-33-45

8. Пантелеев А.Н., Божкова С.А., Преображенский П.М. Диагностика перипротезной инфекции при ревизионном эндопротезировании ко­ленного сустава: обзор литературы. Кафедра травматологии и ортопедии. 2022;(2):106-120.

9. Матвеева Е.Л., Гасанова А.Г., Ермаков А.М. Биохимические показатели сыворотки крови больных с перипротезной инфекцией тазобе­дренного сустава при нарушениях углеводного обмена. Гений ортопедии. 2022;28(2):200-203.

11. Frank RM, Cross MB, Della Valle CJ. Periprosthetic joint infection: modern aspects of prevention, diagnosis, and treatment. J Knee Surg. 2015;28(2):105-12. doi: 10.1055/s-0034-1396015

12. Koh IJ, Cho WS, Choi NY, et al. How accurate are orthopedic surgeons in diagnosing periprosthetic joint infection after total knee arthroplasty?: A multicenter study. Knee. 2015;22(3):180-5. doi: 10.1016/j.knee.2015.02.004

13. Parvizi J, Tan TL, Goswami K, et al. The 2018 Definition of Periprosthetic Hip and Knee Infection: An Evidence-Based and Validated Criteria. J Arthroplasty. 2018;33(5):1309-1314.e2. doi: 10.1016/j.arth.2018.02.078

14. Schwarz EM, Parvizi J, Gehrke T, et al. 2018 International Consensus Meeting on Musculoskeletal Infection: Research Priorities from the General Assembly Questions. J Orthop Res. 2019;37(5):997-1006. doi: 10.1002/jor.24293

15. Ji B, Xu E, Cao L, et al. The method and result analyses of pathogenic bacteria culture on chronic periprosthetic joint infection after total knee arthroplasty and total hip arthroplasty. Zhonghua Wai Ke Za Zhi. 2015 Feb;53(2):130-134. (In Chinese)

16. Шералиев Т.У., Федоров Е.А., Гольник В.Н., Павлов В.В. Перипротезная инфекция при эндопротезировании тазобедренного сустава: особенности современной этиологии, проблемы и перспективы диагностики: монография. Красноярск: Научно-инновационный центр; 2021;229. doi: 10.12731/978-5-907208-50-6.

17. Петрова Н.В. Диагностика имплант-ассоциированных инфекций в ортопедии с позиции доказательной медицины. Хирургия позвоночника. 2012;(1):74-83. doi: 10.14531/ss2012.1.74-83

18. Климовицкий В.Г., Вакуленко А.В. Основные показатели крови в диагностике инфекционных осложнений эндопротезирования тазобе­дренного сустава. Травма. 2008;9(2):123-126.

19. Ghanem E, Parvizi J, Burnett RS, et al. Cell count and differential of aspirated fluid in the diagnosis of infection at the site of total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2008;90(8):1637-43. doi: 10.2106/JBJS.G.00470

20. Pfitzner T, Krocker D, Perka C, Matziolis G. C-reactive protein. An independent risk factor for the development of infection after primary arthroplasty. Orthopade. 2008;37(11):1116-20. (in German) doi: 10.1007/s00132-008-1342-1

21. Husain TM, Kim DH. C-reactive protein and erythrocyte sedimentation rate in orthopaedics. U. Penn. Orthop J. 2002;15:13-16.

22. Berbari E, Mabry T, Tsaras G, et al. Inflammatory blood laboratory levels as markers of prosthetic joint infection: a systematic review and meta­analysis. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(11):2102-2109. doi: 10.2106/JBJS.I.01199

23. Friedrich MJ, Randau TM, Wimmer MD, et al. Lipopolysaccharide-binding protein: a valuable biomarker in the differentiation between periprosthetic joint infection and aseptic loosening? Int Orthop. 2014;38(10):2201-2207.

24. Koudela K Jr, Geigerova L, Hes O, Koudela K Sr. Comprehensive diagnosis of infection in revision total replacements of large joints. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2010;77(5):425-431. (In Czech)

25. Costa CR, Johnson AJ, Naziri Q, et al. Efficacy of erythrocyte sedimentation rate and C-reactive protein level in determining periprosthetic hip infections. Am J Orthop (Belle Mead NJ). 2012;41(4):160-5.

26. Schinsky MF, Della Valle CJ, et al. Perioperative testing for joint infection in patients undergoing revision total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2008;90(9):1869-1875. doi: 10.2106/JBJS.G.01255

27. Xu HY, Zha JN, Bao NR. Clinical value of the ECT bone scan in diagnosis of prosthesis infection for revision. Zhongguo Gu Shang. 2015;28(3):219- 221. (in Chinese)

28. McArthur BA, Abdel MP, Taunton MJ, et al. Seronegative infections in hip and knee arthroplasty: periprosthetic infections with normal erythrocyte sedimentation rate and C-reactive protein level. Bone Joint J. 2015;97-B(7):939-944.

29. Касатов А.В., Трефилова Ю.В., Горовиц Э.С. и др. Динамика показателей клинических лабораторных тестов у больных с послеоперацион­ным остеомиелитом грудины и ребер. Пермский медицинский журнал. 2015;32(1):18-23.

31. Рыбдылов Д.Д., Хитрихеев В.Е. Применение лейкоцитарного индекса воспаления в гнойной хирургии. Вестник Бурятского государ­ственного университета. 2011;12:62-64.

32. Рыбдылов Д.Д. Лейкоцитарный индекс воспаления. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2010;(2):84-85.

33. Чепелева М.В., Клюшин Н.М., Ермаков А.М., Абабков Ю.В. Интерлейкин-6 в прогнозировании течения послеоперационного периода у пациентов с перипротезной инфекцией тазобедренного сустава. Сибирский научный медицинский журнал. 2015;35(4):45-48.

34. Чепелева М.В., Волокитина Е.А., Кармацких О.Л. Информативность иммунологических показателей в раннем послеоперационном пери­оде при эндопротезировании тазобедренного сустава. Гений ортопедии. 2004;(4):58-62.

1.  Елена Леонидовна Матвеева - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

Вклад авторов:

Матвеева Е.Л., Ермаков А.М., Лунева С.Н. - концепция и дизайн исследования.

Матвеева Е.Л., Гасанова А.Г., Спиркина Е.С. - сбор и обработка материала.

Гасанова А.Г., Спиркина Е.С. - статистическая обработка.

Матвеева Е.Л., Лунева С.Н. - написание текста.

Ермаков А.М., Матвеева Е.Л., Лунева С.Н., Гасанова А.Г., Спиркина Е.С. - редактирование.