Diagnóstico microbiológico de las ìnfecciones de prótesis articulares en el Hospital Santa Lucía de Cartagena

Abstract

Objetivos

Analizar la validez de las técnicas moleculares respecto al cultivo convencional (CC) que es el método de diagnóstico microbiológico de referencia de las infecciones asociadas a las prótesis articulares (IPA), determinar la asociación entre los signos clínicos, datos analíticos y de histología con el diagnóstico de la infección y conocer la etiología de la IPA en nuestro hospital.

Material y métodos

Se realizó el diagnóstico microbiológico de IPA por CC en 136 pacientes, 73 rodillas y 63 caderas. En 45 casos se diagnosticó IPA. Se cultivaron 41 muestras prequirúrgicas, fluido de sonicación de 50 prótesis retiradas, 99 muestras líquidas quirúrgicas y una media de 4,8 biopsias periprotésicas por caso. Se recogieron las manifestaciones clínicas, marcadores bioquímicos, e histológicos de los pacientes del estudio. Se llevó a cabo el análisis de la validez diagnóstica de PCRm_array en 72 biopsias y en 86 por PCR 16S de 18 pacientes considerados infectados.

Resultados

Un 66,7% de los pacientes con IPA fueron mujeres, edad media de 70 años, y tiempo medio de 562 días desde la implantación de la prótesis. En los pacientes infectados la media de PCR fue 5,5 mg/l y la de VSG fue 33,25 mm3/h, junto al dolor, fiebre, examen histológico positivo, presencia de manifestaciones locales y fístula, DM-II, IRC e inmunodepresión se asociaron significativamente con infección. El cultivo fue positivo en el 55,6% de los casos y negativo en el 44,4% y obtuvo una sensibilidad (55,6%), especificidad (98,9%), VVP (96,2%) y VPN (81,8%). Un 68% de los casos de infección estuvieron causados por cocos grampositivos seguidos de los BGN (16%). Se detectó ADN bacteriano con PCRm_array en el 55,5% de los pacientes con cultivo positivo y con la PCR 16S en el 30,0%. El análisis de validez diagnóstica de PCRm_array respecto al cultivo fue sensibilidad (77,8%), especificidad (12,5%) VVP (50,0%) y VPN (33,33%) y de PCR 16S fue sensibilidad (30,0%), especificidad (100,0%) VVP (100,0%) y VPN (53,3%).

Conclusiones

1. La artrosis como razón de la artroplastia primaria y la prótesis parcial de cadera se asociaron significativamente con la IPA. 2. La presencia de manifestaciones clínicas fue significativamente mayor en los pacientes con diagnóstico presuntivo de infección. Se confirmó el papel de la fístula como evidencia en el diagnóstico de IPA. 3. La combinación de PCR y VSG es de utilidad para descartar IPA cuando ambos valores son normales. 4. La utilidad del examen histológico como prueba diagnóstica es de apoyo en la sospecha en IPA. 5. La mejor combinación de sensibilidad, especificidad, VPP y VPN se consigue con el cultivo de muestras tomadas antes y durante la cirugía. 6. No se recomienda el cultivo de muestras líquidas obtenidas durante la cirugía. 7. El envío de más de cuatro de muestras de biopsia no aumenta la rentabilidad del cultivo. 8. El cultivo del fluido de sonicación del material protésico debe estar limitado al diagnóstico microbiológico de las infecciones crónicas. 9. La distribución etiológica encontrada justifica el uso de la profilaxis seguida en nuestro hospital. 10. El uso de PCRm_array en infección aguda no ofrece ventajas respecto al cultivo, y se pueden dar falsos negativos. 11. La PCRm_array muestra mayor eficacia en la detección de microorganismos saprófitos, lo que justifica su uso para el diagnóstico microbiológico de las infecciones crónicas como apoyo al cultivo. 12. Un resultado negativo de PCR 16S no excluye la infección. 13. La positividad mediante PCR 16S en una sola muestra de biopsia, confirma el diagnóstico microbiológico de la infección.

Objectives

The purposes of this study were to analyze the validity of molecular techniques regarding periprosthetic tissue bacterial culture (BC) which is the reference method for the microbiological diagnosis of prosthetic joint infection (PJI, to determine the association between clinical signs, analytical and histological data with presumptive diagnosis of infection, and to know the etiology of PJI in our hospital.

Material and methods

Microbiological diagnosis was determined by BC.in 136 patients who underwent revision surgery of the prosthesis, 73 of which were knees and 63 hips. In 91 cases, infection was ruled out (aseptic loosening) and 45 patients were diagnosed with PJI. Samples used in this study were 41 presurgircal samples, sonication fluid from 50 removed prostheses, 99 liquid samples collected during surgery, and a mean of 4.8 periprosthetic biopsies per case. Clinical manifestations, biochemical and histological markers were collected. Validity of molecular methods in PJI diagnosis was carried out in 72 biopsies by array and 86 by 16S PCR, beloging to 18 presuntive infected patients.

Results

Of the patients diagnosed with infection, 66.7% were women, with a mean age of 70 years, and a mean time since prosthesis implantation of 562 days. Underlying pathologies significantly associated with infection were DM-II, CKD, and immunosuppression. In infected patients, the mean CRP was 5.5 mg/l and the ESR was 33.25 mm3/h which, in addition to pain, fever, fistula, local manifestations of infection, and positive histological examination, were significantly associated with infection. Bacterial Culture result was positive in 55.6% of the cases and negative in 44.4%. Sensitivity (55.6%), specificity (98.9%), PPV (96.2%) and NPV (81.8%) were obtained. Gram-positive cocci were detected in 68% of the cases, followed by GNB (16%). Bacterial DNA was detected in 55.5% and 30% of the culture-positive cases by PCRm_array and16S PCR respectively. Analysis of diagnostic validity of molecular methods compared to culture showed an array sensitivity (77.8%), specificity (12.5%) PPV (50.0%) and NPV (33.33%) and a 16S PCR sensitivity (30.0%), specificity (100.0%), PPV (100.0%) and NPV (53.3%).

Conclusions

1. Osteoarthritis as a reason for primary arthroplasty and partial hip replacement were significantly associated with PJI. 2. Clinical manifestations used in PJI diagnosis were significantly more frequent in patients with presumptive diagnosis of infection. Fistula was confirmed as definitive sign for PJI diagnosis. 3. CRP and ESR values are useful to rule out PJI when both of them are within normal range. 4. Histological examination as a diagnostic test in PJI is useful to support PJI infection diagnosis. 5. Higher values of sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive value, were achieved when performing culture of samples taken before and during surgery. 6. The culture of liquid samplesobtained during surgery is not recommended because they may yield false positive results. 7. Sending more than four biopsy specimens for culture does not show additional advantages. 8. The culture of sonication fluid of prosthetic material should be restricted to the microbiological diagnosis of chronic infections. 9. Etiological distribution of the PJIs justifies the prophylaxis followed in our hospital (ceftazidime and vancomycin). 10. The use of PCRm_array in acute infection is not advisable, because it may yield false negative results and does not offer any advantages over culture. 11. PCRm_array showed a higher efficiency in saprophytic microorganisms detection, which could be useful in the microbiological diagnosis of chronic infection to support bacterial culture. 12. Negative 16S PCR results do not exclude bacterial infection. 13. Positivity in a single biopsy sample confirms the microbiological diagnosis of infection by 16S PCR.