Infezioni e protesi articolari. Le nuove ipotesi di lavoro

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Infezioni e protesi articolari.

Le nuove ipotesi di lavoro

Elena De Vecchi – Lorenzo Drago

Laboratorio di Chimica Clinica e Microbiologia (Responsabile Prof. L, Drago)

IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi

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Diagnosi infezioni protesiche

Criterio IDSA MSIS ICM

Tragitto fistoloso in comunicazione con la

protesi Criterio maggiore Criterio maggiore Criterio maggiore Isolamento dello stesso

ceppo da almeno due

campioni Criterio maggiore Criterio maggiore Criterio maggiore Presenza di pus intorno

all’impianto Criterio maggiore Criterio minore Criterio minore Stato infiammatorio

evidenziato dall’esame

istologico Criterio minore Criterio minore Criterio minore Un microorganismo da

un campione Non incluso Criterio minore Criterio minore Un microorganismo

virulento da un

campione Criterio minore Non incluso Non incluso

WBC e neutrofili elevati

nel liquido sinoviale

Infezioni device correlate

Non incluso Criterio minore Criterio minore

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PERCORSO DIAGNOSTICO DI LABORATORIO PER LE INFEZIONI DI PROTESI ARTICOLARI E MEZZI DI OSTEOSINTESI 3 maggio 2017

A cura di:

Iole Caola, Associazione Microbiologi Clinici Italiani, componente Gruppo di lavoro per le infezioni osteoarticolari e protesiche.

Lorenzo Drago, Laboratorio Analisi Chimico Cliniche e Microbiologiche, IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi e Laboratorio di Microbiologia Clinica, Dipartimento di Scienze Biomediche per la Salute, Università degli Studi di Milano e Associazione Microbiologi Clinici Italiani, responsabile Gruppo di lavoro per le infezioni osteoarticolari e protesiche.

Hanno collaborato:

Elena De Vecchi, Laboratorio Analisi Chimico Cliniche e Microbiologiche, IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi, componente Gruppo di lavoro per le infezioni osteoarticolari e protesiche

Francesco Tessarolo, Programma Innovazione e Ricerca Clinica in Sanità, Fondazione Bruno Kessler e Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Trento, componente Gruppo di lavoro per le infezioni osteoarticolari e protesiche

Revisori:

Simone Ambretti, U.O. Microbiologia, Policlinico S. Orsola Malpighi, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Tiziana Ascione, Divisione Malattie Infettive, Ospedali dei Colli, Napoli, Giancarlo Basaglia, SOC Microbiologia, Immunologia e Virologia, Centro di Riferimento Oncologico, IRCCS, Aviano, Marco Conte, U.O.C. Microbiologie e Virologia, Ospedali dei Colli, Napoli, Carla Fontana, Dipartimento di Medicina Sperimentale e Chirurgia, Università Tor Vergata, Roma, Maria Paola Landini, Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologna. Barbara Pieretti, Laboratorio Analisi, Azienda Ospedaliera Ospedali Riuniti Marche Nord, Fano, Carlo Luca Romanò, Centro di Chirurgia Ricostruttiva e delle Infezioni Osteo-articolari, IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi, Mario Sarti, Microbiologia Clinica Provinciale, NOCSAE di

Baggiovara, Azienda USL di Modena, Riccardo Smeraglia, Associazione Microbiologi Clinici Italiani, componente Gruppo di lavoro per le infezioni osteoarticolari e protesiche, Pierluigi Viale, Clinica di Malattie Infettive, Policlinico S. Orsola Malpighi, Università di Bologna, Eleonora Zamparini, Clinica di Malattie Infettive, Policlinico S. Orsola Malpighi,

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Indagini microbiologiche pre-operatorie

 Coltura del liquido articolare: Artrocentesi (anche ecoguidata).

Utilizzare provette sterili

 Emocoltura: In presenza di febbre, un esordio acuto dei sintomi, oppure

un’infezione concomitante con probabile batteriemia

 Coltura dei tessuti perimplantari:Biopsia percutanea.

Ecoguidata o con fluoroscopio.

Campionamento multiplo e esame istologico

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Indagini microbiologiche intra-operatorie

Coltura del liquido articolare:

Prelievo mediante artrocentesi o comunque a capsula articolare chiusa.

Coltura dei tessuti perimplantari:

Minimo 3/4 campioni di tessuto perimplantare, prelevati durante

l’intervento di pulizia o rimozione della protesi/mezzi di osteosintesi.

Coltura delle componenti protesiche/dei mezzi di osteosintesi:

Inviare al laboratorio tutte le componenti protesiche/mezzi di osteosintesi

per l’esame colturale

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Materiali non idonei

Pus da fistola

Microrganismi isolati spesso non predittivi dell’agente causale dell’infezione profonda, con eccezione di S. aureus.

Materiale perimplantare raccolto con tampone

Bassa sensibilità dell’esame colturale, inferiore a quella dei campioni di tessuto perimplantare e dell’eluito dalla protesi.

Liquido di drenaggio

Elevato rischio di contaminazione dei materiali da popolazione microbica cutanea.

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CRITICITÀ

 Numero di campioni prelevati: solitamente 3-6 campioni di tessuto periprotesico

Ogni prelievo è associato al rischio di contaminazione quindi di isolamento di

microrganismi non responsabili di infezione

 Modalità di prelievo: contaminazione campioni associata a 3-52% di risultati falsi positivi.

Riduzione manipolazione eccessiva durante il prelievo associato a riduzione contaminanti

 Tipologia di materiale: Coltura tamponi (classici o floccati) meno

sensibile di colture di tessuti perimplantari

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Criticità dell’esame colturale per la diagnosi infezioni protesiche

 Sensibilità infezioni associate a biofilm

 Colturale Tessuti: 25-82%

 Colturale Protesi: 71-88%

Falsi

negativi

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Criticità dell’esame colturale per la diagnosi infezioni protesiche

 Rischio contaminazione

 Prelievo campione: Cute paziente, Tessili

 Processamento campione

 Elevato numero di campioni

 Associato a un aumento di sensibilità dell’esame colturale?

 Quanti campioni prelevare?

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Criticità dell’esame colturale per la diagnosi infezioni protesiche

 Rischio contaminazione

 Prelievo campione: Cute paziente, Tessili

 Processamento campione

 Elevato numero di campioni

 Associato a un aumento di sensibilità dell’esame colturale?

 Quanti campioni prelevare?

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Falsi

negativi

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Falsi

positivi

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Diagnosi inappropriata

 Compromissione stato del paziente

 Rischio di Complicanze (prolungata ospedalizzazione)

 Uso estensivo di terapie farmacologiche (Antibiotici)

 Procedure Diagnostiche (Imaging)

Impatto

economico

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MIGLIORAMENTO DIAGNOSI MICROBIOLOGICA

SENSIBILITA’

Rimuovere patogeni dal biofilm:

o Metodi fisici

(sonicazione)

o Metodi chimici (Ditiotreitolo)

SPECIFICITA’

Ridurre il rischio di contaminazione:

o Campionamento

o Processamento

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Dithiothreitol (DTT)

DTT Comparatori

Protesi Tessuti Protesi Tessuti

Sensibilità 85.7% 88% 71.4% 72%

Specificità 94.1% 97.8% 94.1% 91.1%

Composto sulfidrilico in grado di

interferire con il biofilm favorendo

il distacco dei microorganismi

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Sistema MicroDTTect

Doppio sistema

di chiusura Scomparto campione

Scomparto DTT

Provette chiuse

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Raccolta surnatante

Raccolta

Pellet

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MicroDTTect all’ IRCCS Galeazzi

Contaminazione

Metodi Tradizionali

5.9%

MicroDTTect

1.61%

Sensibilità

Metodi Tradizionali

88%

MicroDTTect

92%

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Contaminazione 1.61%

ANCA (n=106):

1.89%

GINOCCHIO (n=80):

1.31%

MicroDTTect all’ IRCCS Galeazzi

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MicroDTTect all’IRCCS Galeazzi

Tempi processamento

DTT tradizionale: 90 min

MicroDTTect: 45 min

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TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

Esterasi leucocitaria

Specificità e sensibilità > 90%

Circa 20 minuti.

Pre- e Intra-operatoria Limiti:

Interferenza da contaminazione ematica

Metallosi?

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TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

Esterasi leucocitaria

Non infetti Infetti Accuratezza diagnostica

TAT Esterasi leucocitaria

(positivi/negativi)

5/75 20/0 0.95 21 min

Estemporaneo (positivi/negativi)

3/77 15/5 0.92 27.5 min

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TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

Alfa-defensina

POCT: scarse evidenze di letteratura

Utilizzabile a completamento degli altri test.

Limiti:

Validata solo su infezione protesi primaria No dati con spacer, mezzi di sintesi

Costi

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TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

Proteina C reattiva

Specificità:71-98%

Sensibilità: 85-87%.

Circa 20 minuti.

Pre- e intra-operatoria Limiti:

Applicazione non approvata dai produttori ^.

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TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

Conta leucocitaria e differenziale

Sensibilità e specificità dipendente dal cut-off.

ICM: Inf. acute: 10000 WBC/µL 90%Neutrofili Inf. croniche: 3000 WBC/µL

80%Neutrofili

Limiti:

contaminazione ematica

altre patologie infiammatorie

impianti metallo-metallo

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Saleh A, et al. J Am Acad Orthop Surg. 2017 Nov;25(11):763-772.

TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

IL-17 LE a-defensina IL-6 IL-1b PCR

ROC/AUC 0.974 0.968 0.958 0.956 0.948 0.927

The Diagnostic Utility of Synovial Fluid Markers in Periprosthetic Joint

Infection: A Systematic Review and Meta-analysis.

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TEST DI LABORATORIO AGGIUNTIVI ALLE INDAGINI MICROBIOLOGICHE

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Caso 1 - Mega-protesi in paziente oncologico

 Esami pre-operatori:

 VES= 76 mm/h, PCR= 31.6 mg/L

 Esami intra-operatori:

 Estemporaneo < 5 PMN/5 HPF

 Esterasi leucocitaria= ++

 WBC = 5761/µL, 86.2% PMN

 PCR = 58.9 mg/L

 Colturale: S. epidermidis/S. haemolyticus

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Caso 2 - PTA

 Esami pre-operatori:

 VES= 106 mm/h, PCR= 99.6 mg/L

WBC= 10250/µL, Neutr. 75.5%, Immaturi 6%

Sinoviale: WBC=85140/µL, Esterasi= +++

Colturale = P. aeruginosa

 Esami intra-operatori:

 Colturale = P. aeruginosa, MRSA, E. faecium

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Caso 3 - Protesi anca

Gennaio 2014

 Esami pre-operatori: VES= 49 mm/h, PCR= 14.4 mg/L

 Esami intra-operatori: Istologia/Colturale = negativi per infezione

Aprile 2014

 Esami pre-operatori: VES= 20 mm/h, PCR= 1.25 mg/L

 Esami intra-operatori: Istologia/Colturale = negativi per infezione

Ottobre 2016

 Esami pre-operatori: VES= 81 mm/h, PCR= 108 mg/L

 Esami intra-operatori:Estemporaneo/ Istologia = negativi per infezione Esterasi= +++

Colturale = S. aureus

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Caso 3 - Protesi anca

Agosto 2017

 Esami pre-operatori: VES= 54 mm/h, PCR= 17.7 mg/L

 Esami intra-operatori:Esterasi = negativa

Estemporaneo = suggestivo per presenza micobatteri Colturale routine = negativo

Microscopico BAAR: positivo

PCR micobatteri= positiva per M. tuberculosis Espettorato = positivo per M. tuberculosis