Die Bedeutung der mikrobiologischen Untersuchung des präoperativen Gelenkpunktats sowie die Kongruenz mit der intraoperativen Mikrobiologie im Rahmen der Diagnosestellung von Hüft- und Knie-Endoprothesen-Infektionen

Abstract

Einleitung: Periprothetische Infektionen (PPI) stellen eine diagnostische sowie therapeutische Herausforderung dar, wobei das entsprechende Vorgehen vom jeweils verursachenden Erreger abhängt. Es fand eine Überprüfung der Detektionsrate der einzelnen Pathogene in den unterschiedlichen diagnostischen Verfahren sowie die Konkordanz der Kulturen der präoperativen Synovialflüssigkeit und der intraoperativen Proben während der Revisionsoperation in Fällen mit PPI statt.

Methodik: Es wurde eine retrospektive Analyse sämtlicher Kultur-positiven PPI, die im Zeitraum von Februar 2011 bis August 2018 am Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der Charité-Universitätsmedizin Berlin behandelt worden sind, durchgeführt. Voraussetzung war das Vorliegen von mikrobiologischen Befunden der präoperativen Punktion (Synovialflüssigkeit) sowie der intraoperativen Proben (periprothetisches Gewebe, Synovialflüssigkeit und Sonikationsflüssigkeit). Für niedrig-virulente Erreger wurde ein signifikantes Wachstum definiert, wenn dieser Erreger in mindestens 2 Proben detektiert wurde oder mehr als 50 KBE/ml in der Sonikationsflüssigkeit aufwies. Für hoch-virulente Organismen oder Patienten mit vorheriger Antibiotika-Behandlung wurde jeglicher Nachweis in den Kulturen als positiv gewertet. Es wurde die Positivitäts- und Detektionsrate der präoperativen und intraoperativen diagnostischen Tests ermittelt. Zudem erfolgte die Erhebung der Konkordanz der prä- sowie intraoperativen Kultivierungsbefunde.

Ergebnisse: Es wurden 167 Kultur-positive PPI-Fälle (76 Hüft- und 91 Kniegelenke) eingeschlossen. Koagulase-negative Staphylokokken (n=55, 33%), Staphylococcus aureus (n=34, 20%) und Streptokokken (n=21, 13%) waren die am häufigsten vorkommenden Erreger. In 49 Fällen wurden vor der Gelenkspunktion und/oder der Operation ein Antibiotikum verabreicht. Der Erreger-Nachweis gelang durch die präoperative Punktion in 110 und anhand der intraoperativen Proben in 153 Fällen (66 vs. 92%, p-Wert: < 0.0001). Übereinstimmende Ergebnisse der präoperativen und intraoperativen Kultur-Befunde bestanden in 87 Fällen (Konkordanz 52%). In 14 Fällen (8%) konnte der Erreger ausschließlich präoperativ ermittelt, in 57 Fällen (34%) konnte das Pathogen ausschließlich intraoperativ detektiert werden. Die Detektionsrate war signifikant besser in den intraoperativen als in den kumulativen präoperativen Kulturen für niedrigvirulente vs. hoch-virulente Erreger (40% vs. 94%, p-Wert: < 0.0001), Misch- vs. Monoinfektionen (59% vs. 100%, p-Wert: 0.0072), bei verzögerten und Spät-Infektionen (> 3 Monate) vs. Frühinfektionen (< 3 Monate) (64% vs. 92%, p-Wert: < 0.0001). Es ließ sich keine signifikante Differenz der Detektionsrate bei dem Vergleich der prä- und intraoperativen mikrobiologischen Befunde für hoch-virulente Erreger (85% vs. 89%, p- Wert: 0.6555) und Früh-Infektionen (< 3 Monate, 73% vs. 91%, p-Wert: 0.240) feststellen.

Schlussfolgerung: Da die Konkordanz der prä- und intraoperativen mikrobiologischen Resultate nur 52% beträgt, sollte das chirurgische sowie die antimikrobielle Behandlung nicht alleine auf den Ergebnissen der präoperativen Synovialflüssigkeit basieren. In 38% der Fälle wurden zusätzliche Erreger durch die intraoperative Diagnostik ermittelt.

Background: Periprosthetic joint infections (PJI) are a surgical and antimicrobial challenge, whereas the final therapeutic approach depends on the causative pathogen. The detection rate of each diagnostic method and the concordance of preoperative synovial fluid and intraoperative samples - harvested during revision surgery in patients with PJI - was assessed.

Methods: A retrospective analysis of PJI cases treated from February 2011 to August 2018 at the department for musculoskeletal surgery of the Charité-University Medicine Berlin, was conducted. Culture results from preoperative (synovial fluid) and intraoperative samples samples (periprosthetic tissue, synovial or sonication fluid) were available. For lowvirulent pathogens significant growth was considered, if the identical pathogen grew in at least two samples or > 50 CFU/ml sonication fluid. For high-virulent pathogens or patients under antimicrobials, any growth was considered positive. The pathogen detection rate in preoperative and intraoperative cultures was determined and compared in different subgroups. Also, the concordance of pre- and intraoperative cultures was compared.

Results: Overall, 167 culture-positive PJI cases (76 hip and 91 knee joints) were included. Coagulase-negative staphylococci (n=55, 33%), Staphylococcus aureus (n=34, 20%) and streptococci (n=21, 13%) were the most common pathogens. The pathogen(s) grew in preoperative synovial fluid in 110 cases and in intraoperative samples in 153 cases (66% vs. 92%, p-value: < 0.0001). 49 patients received antibiotics prior joint aspiration and/or surgery. Congruent results of preoperative and intraoperative cultures were found in 87 cases (concordance 52%). In 14 cases (8%) the pathogen was only detected preoperatively. In 57 cases (34%) the pathogen was only found intraoperatively. Detection rate was significantly better in intraoperative compared to preoperative cultures in low- to high-virulent pathogens (40% vs. 94%, p-value: < 0.0001), polymicrobial to mono-bacterial infections (59% vs. 100%, p-value: 0.0072), and delayed/late (> 3 months) to early PJI (< 3 months) (64% vs. 92%, p-value: < 0.0001). There was no significant difference in terms of detection rates of the pre- and intraoperative microbiological results for high-virulent pathogens (85% vs. 89%, p-value: p-Wert: 0.6555) and in early postoperative PJI (< 3 months, 73% vs. 91%, p-value: 0.240).

Conclusions: As concordance of preoperative and intraoperative microbiological results was only 52%, surgical and antimicrobial treatment should not be selected based on preoperative synovial fluid cultures only. An additional pathogen was found intraoperatively in 38%.