Экстренное гистологическое исследование в диагностике перипротезной инфекции при ревизионном эндопротезировании коленного сустава

Введение. Для диагностики перипротезной инфекции (ППИ) используются диагностические алгоритмы, одним из компонентов которых является гистологическое исследование (ГИ).

Цель. Оценить диагностическую значимость экстренного ГИ свежезамороженного интраоперационного биоматериала в составе дооперационного скрининга пациентов, поступающих для ревизионного эндопротезирования (реЭП) коленного сустава (КС), на наличие ППИ или отсутствие последней.

Материалы и методы. В проспективное исследование включено 83 пациента, поступивших для реЭП КС в два травматолого-ортопедических центра. С целью выявления ППИКС использовали алгоритм European Bone and Joint Infection Society 2021 (EBJIS21). Диагностическую ценность скрининга на ППИ с учетом и без учета результатов экстренного ГИ выполняли в сравнении с результатами микробиологического исследования (МБИ) всех видов биоматериалов, полученных от каждого пациента. Дополнительно проводили субанализ в группах пациентов с асептической нестабильностью и с наличием антимикробного спейсера.

Результаты. Доля расхождений результатов патоморфологического исследования свежезамороженных и заключённых в парафине тканей составила 7,2 %, что не оказывало значимого влияния на интерпретацию результатов (p > 0,05). В 83,3 % случаев при подтверждении ППИ экстренным ГИ были выявлены диагностически значимые возбудители (p < 0,001). Положительный результат экстренного ГИ в 34 раза (95 % доверительный интервал (ДИ): 4,721 – 244,859) повышал шансы выделения диагностически значимых микроорганизмов по сравнению со случаями отрицательного результата ГИ. Доля выявленных случаев при включении экстренного ГИ в состав скрининга увеличилась с 2,4 до 8,4 %. Включение экстренного ГИ в состав скрининга улучшило диагностическую ценность как в общей когорте пациентов, так и при субанализе групп сравнения за счет увеличения чувствительности в 2 и более раз.

Заключение. Соответствие результатов экстренного ГИ критериям наличия ППИ необходимо рассматривать как значимый прогностический фактор наличия инфекционного процесса, однако необходимо использовать данную методику только в комплексном алгоритме диагностики ППИ. Неудовлетворительные исходы в 18,2 % случаев вероятной ППИ свидетельствуют о необходимости смены подхода к ведению данной группы пациентов.

1. Romanò CL, Khawashki HA, Benzakour T, Bozhkova S, Del Sel H, Hafez M, Johari A, Lob G, Sharma HK, Tsuchiya H, Drago L; World Association against Infection in Orthopedics and Trauma (W.A.I.O.T.) Study Group on Bone and Joint Infection Definitions. The W.A.I.O.T. Definition of High-Grade and Low-Grade Peri-Prosthetic Joint Infection. J Clin Med. 2019;8(5):650. doi: 10.3390/jcm8050650

2. Parvizi J, Tan TL, Goswami K, Higuera C, Della Valle C, Chen AF, Shohat N. 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

3. Della Valle C, Parvizi J, Bauer TW, DiCesare PE, Evans RP, Segreti J, Spangehl M, Watters WC 3rd, Keith M, Turkelson CM, Wies JL, Sluka P, Hitchcock K; American Academy of Orthopaedic Surgeons. American Academy of Orthopaedic Surgeons clinical practice guideline on: the diagnosis of periprosthetic joint infections of the hip and knee. J Bone Joint Surg Am. 2011;93(14):1355-1357. doi: 10.2106/JBJS.9314ebo

4. McNally M, Sousa R, Wouthuyzen-Bakker M, Chen AF, Soriano A, Vogely HC, Clauss M, Higuera CA, Trebše R. The EBJIS definition of periprosthetic joint infection. Bone Joint J. 2021;103-B(1):18-25. doi: 10.1302/0301-620X.103B1.BJJ-2020-1381.R1

5. Musso AD, Mohanty K, Spencer-Jones R. Role of frozen section histology in diagnosis of infection during revision arthroplasty. Postgrad Med J. 2003;79(936):590-593. doi: 10.1136/pmj.79.936.590

6. Kwiecien G, George J, Klika AK, Zhang Y, Bauer TW, Rueda CA. Intraoperative Frozen Section Histology: Matched for Musculoskeletal Infection Society Criteria. J Arthroplasty. 2017;32(1):223-227. doi: 10.1016/j.arth.2016.06.019

7. Inagaki Y, Uchihara Y, Munemoto M, Scarborough M, Dodd CAF, Gibbons CLMH, Tanaka Y, Athanasou NA. Correlation of histological and microbiological findings in septic and aseptic knee implant failure. Arch Orthop Trauma Surg. 2019;139(5):717-722. doi: 10.1007/s00402-019-03159-x

8. Kelly ME, Bahethi SR, King ME, Elstner BC, Turcotte JJ, King PJ. The Utility of Frozen Section Histology in Diagnosing Periprosthetic Joint Infection in Revision Total Joint Arthroplasty. J Arthroplasty. 2021;36(6):2137-2143. doi: 10.1016/j.arth.2020.12.051

9. Винклер Т., Трампуш А., Ренц Н., Перка К., Божкова С.А. 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

10. Пантелеев А.Н., Божкова С.А., Преображенский П.М., Каземирский А.В. Возможности выявления латентной ППИ при ревизионном эндопротезировании коленного сустава. Гений ортопедии. 2021;27(5):562-569. doi: 10.18019/1028-4427-2021-27-5-562-569

11. Feldman DS, Lonner JH, Desai P, Zuckerman JD. The role of intraoperative frozen sections in revision total joint arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 1995;77(12):1807-1813. doi: 10.2106/00004623-199512000-00003

12. Tan TL, Goswami K, Fillingham YA, Shohat N, Rondon AJ, Parvizi J. Defining Treatment Success After 2-Stage Exchange Arthroplasty for Periprosthetic Joint Infection. J Arthroplasty. 2018;33(11):3541-3546. doi: 10.1016/j.arth.2018.06.015

13. Ben-Shlomo Y, Blom A, Boulton S, et al. Results after joint replacement from 2003 to 2021. National Consolidated Registry 19 th Annual Report 2022. London, 2022. URL: https://www.hqip.org.uk/wp-content/uploads/2022/11/NJR-19th-Annual-Report-2022.pdf

14. Knee arthroplasty. The New Zealand Joint Registry. Twenty-two Year Report January 1999 to December 2020. Annual Report. 2021. URL: https://www.nzoa.org.nz/sites/default/files/NZJR_22_Year_Report_Final.pdf.

15. Goud AL, Harlianto NI, Ezzafzafi S, Veltman ES, Bekkers JEJ, van der Wal BCH. Reinfection rates after one- and two-stage revision surgery for hip and knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2023;143(2):829-838. doi: 10.1007/s00402-021-04190-7

16. Mittal Y, Fehring TK, Hanssen A, Marculescu C, Odum SM, Osmon D. Two-stage reimplantation for periprosthetic knee infection involving resistant organisms. J Bone Joint Surg Am. 2007;89(6):1227-1231. doi: 10.2106/JBJS.E.01192

17. Николаев Н.С., Пчелова Н.Н., Преображенская Е.В., Назарова В.В., Добровольская Н.Ю. «Неожиданные» инфекции при асептических ревизиях. Травматология и ортопедия России. 2021;27(3):56-70. doi: 10.21823/2311-2905-2021-27-3-56-70

18. Kloos J, Vander Linden K, Vermote S, Berger P, Vandenneucker H. Prevalence, interpretation, and management of unexpected positive cultures in revision TKA: a systematic review. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022;30(12):3998-4009. doi: 10.1007/s00167-021-06856-6

19. Charosky CB, Bullough PG, Wilson PD. Total hip replacement failures: a histologic evaluation. J Bone Joint Surg. 1973;55:49-58.

20. Tande AJ, Patel R. Prosthetic joint infection. Clin Microbiol Rev. 2014;27(2):302-345. doi: 10.1128/CMR.00111-13

21. Krenn V, Morawietz L, Perino G, Kienapfel H, Ascherl R, Hassenpflug GJ, Thomsen M, Thomas P, Huber M, Kendoff D, Baumhoer D, Krukemeyer MG, Natu S, Boettner F, Zustin J, Kölbel B, Rüther W, Kretzer JP, Tiemann A, Trampuz A, Frommelt L, Tichilow R, Söder S, Müller S, Parvizi J, Illgner U, Gehrke T. Revised histopathological consensus classification of joint implant related pathology. Pathol Res Pract. 2014;210(12):779-786. doi: 10.1016/j.prp.2014.09.017

22. Bori G, McNally MA, Athanasou N. Histopathology in Periprosthetic Joint Infection: When Will the Morphomolecular Diagnosis Be a Reality? Biomed Res Int. 2018;2018:1412701. doi: 10.1155/2018/1412701

23. Bori G, Muñoz-Mahamud E, Garcia S, Mallofre C, Gallart X, Bosch J, Garcia E, Riba J, Mensa J, Soriano A. Interface membrane is the best sample for histological study to diagnose prosthetic joint infection. Mod Pathol. 2011;24(4):579-584. doi: 10.1038/modpathol.2010.219

24. George J, Kwiecien G, Klika AK, Ramanathan D, Bauer TW, Barsoum WK, Higuera CA. Are Frozen Sections and MSIS Criteria Reliable at the Time of Reimplantation of Two-stage Revision Arthroplasty? Clin Orthop Relat Res. 2016;474(7):1619-1626. doi: 10.1007/s11999-015-4673-3

25. Parvizi J, Zmistowski B, Berbari EF, Bauer TW, Springer BD, Della Valle CJ, Garvin KL, Mont MA, Wongworawat MD, Zalavras CG. New definition for periprosthetic joint infection: from the Workgroup of the Musculoskeletal Infection Society. Clin Orthop Relat Res. 2011;469(11):2992-2994. doi: 10.1007/s11999-011-2102-9

26. Stroh DA, Johnson AJ, Naziri Q, Mont MA. Discrepancies between frozen and paraffin tissue sections have little effect on outcome of staged total knee arthroplasty revision for infection. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(18):1662-1667. doi: 10.2106/JBJS.K.01600

27. Fehring TK, McAlister JA Jr. Frozen histologic section as a guide to sepsis in revision joint arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 1994;(304):229-237.

28. Banit DM, Kaufer H, Hartford JM. Intraoperative frozen section analysis in revision total joint arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2002;(401):230-238. doi: 10.1097/00003086-200208000-00026

29. Francés Borrego A, Martínez FM, Cebrian Parra JL, Grañeda DS, Crespo RG, López-Durán Stern L. Diagnosis of infection in hip and knee revision surgery: intraoperative frozen section analysis. Int Orthop. 2007;31(1):33-37. doi: 10.1007/s00264-005-0069-4

30. Kanner WA, Saleh KJ, Frierson HF Jr. Reassessment of the usefulness of frozen section analysis for hip and knee joint revisions. Am J Clin Pathol. 2008;130(3):363-368. doi: 10.1309/YENJ9X317HDKEXMU

31. Кренн Ф., Колбель Б., Винерт С., Димитриадис Ж., Кендоф Д., Герке Т., Хубер М., Фроммельт Л., Тиманн А., Узбек С., Атцродт Ф., Зэгер К., Божкова С.А. Новый алгоритм гистопатологической диагностики перипротезной инфекции с применением шкалы CD15 focus score и компьютерной программы CD15 Quantifier. Травматология и ортопедия России. 2015;(3):76-85. doi: 10.21823/2311-2905-2015-0-3-76-85

32. Tsaras G, Maduka-Ezeh A, Inwards CY, Mabry T, Erwin PJ, Murad MH, Montori VM, West CP, Osmon DR, Berbari EF. Utility of intraoperative frozen section histopathology in the diagnosis of periprosthetic joint infection: a systematic review and meta-analysis. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(18):1700-1711. doi: 10.2106/JBJS.J.00756

33. Qiao J, Xu C, Chai W, Hao LB, Zhou Y, Fu J, Chen J. Positive frozen section during reimplantation increases the risk of treatment failure in two-stage exchange arthroplasty even in patients with normal ESR and CRP. Bone Joint J. 2021;103-B(5):916-922. doi: 10.1302/0301-620X.103B5.BJJ-2020-0703.R3

34. Insall JN, Thompson FM, Brause BD. Two-stage reimplantation for the salvage of infected total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 1983;65(8):1087-1098.

35. Göksan SB, Freeman MA. One-stage reimplantation for infected total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Br. 1992;74(1):78-82. doi: 10.1302/0301-620X.74B1.1732271

36. Rupp M, Walter N, Lau E, Worlicek M, Kurtz SM, Alt V. Recent trends in revision knee arthroplasty in Germany. Sci Rep. 2021;11(1):15479. doi: 10.1038/s41598-021-94988-7

37. Negus JJ, Gifford PB, Haddad FS. Single-Stage Revision Arthroplasty for Infection-An Underutilized Treatment Strategy. J Arthroplasty. 2017;32(7):2051-2055. doi: 10.1016/j.arth.2017.02.059

38. Tözün IR, Ozden VE, Dikmen G, Karaytuğ K. Trends in the treatment of infected knee arthroplasty. EFORT Open Rev. 2020;5(10):672-683. doi: 10.1302/2058-5241.5.190069