Роль маркеров гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани в патогенезе параимплантарного воспаления после первичного эндопротезирования коленного сустава
Автор: Ульянов В.Ю., Бондаренко А.С., Галашина Е.А., Чибрикова Ю.А., Авилов Р.Г., Купина Е.С.
Журнал: Саратовский научно-медицинский журнал @ssmj
Рубрика: Дерматовенерология
Статья в выпуске: 3 т.13, 2017 года.
Бесплатный доступ
Цель: изучить особенности патогенеза параимплантарного воспаления после первичного эндопротезирования коленного сустава на основе динамических изменений маркеров гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани. Материал и методы. Объект исследования: 140 обследуемых, среди которых основную группу составили 50 пациентов с параимплантарным воспалением, первую группу сравнения — 30 пациентов с ранней асептической нестабильностью, вторую группу сравнения — 30 пациентов, перенесших первичное эндопротезирование; контрольную группу — 30 условно здоровых доноров сыворотки крови. Во всех группах обследуемых методом твердофазного иммуноферментного анализа определяли содержание маркеров гуморального иммунитета (циркулирующие иммунные комплексы, связывающие C3d и содержащие IgG, триггерный рецептор миелоидных клеток) и метаболизма костной ткани (фактор некроза опухоли а, интерлейкин-1(3, костный изофермент щелочной фосфатазы). Результаты. У больных с имплантат-ассоциированным воспалением отмечали увеличение в сыворотке крови активности циркулирующих иммунных комплексов, связывающих C3d и содержащих IgG, триггерного рецептора миелоидных клеток, провоспалительных цитокинов и щелочной фосфатазы; у больных с ранней асептической нестабильностью фиксировали увеличение провоспалительных цитокинов и щелочной фосфатазы; у больных, перенесших первичное эндопротезирование, изменений исследуемых показателей не было. Заключение. Важную роль в патогенезе имплантат-ассоциированного воспаления после первичного эндопротезирования коленного сустава играет усиление экспрессии триггерного рецептора миелоидных клеток, вызывающего релиз провоспалительных цитокинов, а также повышение активности циркулирующих иммунных комплексов, связывающих C3d и содержащих IgG, и костного изофермента щелочной фосфатазы.
Гуморальный иммунитет, коленный сустав, метаболизм костной ткани, параимплантарное воспаление, патогенез, первичное эндопротезирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14918543
IDR: 14918543
Текст научной статьи Роль маркеров гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани в патогенезе параимплантарного воспаления после первичного эндопротезирования коленного сустава
-
1 Введение . Имплантат-ассоциированное воспаление, развивающееся в 0,3-4% случаев после первичного эндопротезирования коленного сустава, является одним из наиболее серьезных осложнений в послеоперационном периоде, требующих, как правило, выполнения ревизионного двухэтапного хирургического вмешательства [1, 2].
Одним из основных механизмов развития им-плантат-ассоциированного воспаления является экзогенная микробная контаминация операционной раны аэрогенным или контактным путем, возникающая в ходе осуществления оперативных приемов при первичной имплантации эндопротеза коленного сустава. Наряду с экзогенной, важное значение имеет эндогенная контаминация, появляющаяся в результате гематогенной транслокации микроорганизмов из других локусов инфекции, сопоставимых по своим фенотипическим признакам с идентифицируемыми возбудителями из локуса патологического процесса [3, 4].
Системные факторы, способствующие развитию имплантат-ассоциированного воспаления, следующие: перенесенные ранее инфекции, предшествующие хирургические вмешательства на сегменте конечности, избыточная масса тела и ожирение, неконтролируемый сахарный диабет, курение и злоупотребление алкоголем, наркомания и ВИЧ-инфекция, заболевания печени в стадии обострения. Локальными факторами, вызывающими воспалительный процесс, являются ранняя асептическая нестабильность эндопротеза, обусловленная повышением резорбции костной ткани в результате нарушения клеточного взаимодействия остеобластов и остеокластов, а также воздействие частиц износа металлов (кобальт, хром, титан, ванадий), высвобождаемых парами трения в перипротезное пространство и оказывающих, с одной стороны, ингибирующее влияние на лимфоциты, а с другой — активирующее воздействие на макрофаги, антигенпредставляющие клетки и стимулирование остеолиза.
Системные и локальные факторы вызывают развитие относительной иммунологической недостаточности и активацию инфекционного процесса. Возбудителями имплантат-ассоциированного воспаления являются условно патогенные микроорганизмы, а именно стафилококки, стрептококки, энтерококки, энтеробактерии, псевдомонады, анаэробы, грибки, микобактерии, которые колонизируют абиотические и биотические поверхности за счет раздражения рецепторов клеток окружающих тканей, химических и электромагнитных свойств пар трения, а также создания иммуноинкомпетентной фиброинфломмаци-онной зоны. Взаимодействие окружающих мягких тканей и имплантированного эндопротеза приводит к появлению иммунной реакции, результатом которой является образование рецепторов и лигандов, связывающих вместе чужеродный металлоагент и микроорганизм, а также синтез гликопептида, образующего уникальную экосистему на границе «живая ткань» — инородное тело. Растущая численность микроорганизмов и их усиливающаяся вирулентность, недостаточность неспецифических механизмов резистентности, в том числе фагоцитоза, комплемента, пропердина и других, приводят к клинической мани-
фестации имплантат-ассоциированного воспаления [5, 6].
Недостаточно изученной остается роль маркеров гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани в реализации клеточно-молекулярных механизмов имплантат-ассоциированного воспаления, что делает исследование актуальным.
Цель: изучить особенности патогенеза имплан-тат-ассоциированного воспаления после первичного эндопротезирования коленного сустава на основе динамических изменений маркеров гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани.
Материал и методы . Проведен проспективный анализ результатов лечения 110 пациентов обоего пола, находящихся на лечении в НИИТОН СГМУ им. В. И. Разумовского Минздрава России в период с 2015 по 2017 г, средний возраст которых составил 45±13,5 года. Основную группу исследования составили 50 больных с параимплантарным воспалением, развившимся у них в сроки от 4 недель до 12 месяцев после первичной имплантации эндопротеза коленного сустава (хроническая перипротезная инфекция со зрелой биопленкой). В первую группу сравнения вошли 30 больных с остеолизом и асептической нестабильностью компонентов эндопротеза коленного сустава, развившимися в сроки до 12 месяцев после первичной имплантации. Во второй группе сравнения находились также 30 больных, у которых после первичной имплантации эндопротеза коленного сустава в сроки до 12 месяцев не отмечено послеоперационных осложнений. Контрольную группу составили 30 условно здоровых доноров сыворотки крови. Всем обследуемым больным основной группы, первой и второй групп сравнения до операции, через 1, 6 и 12 месяцев после операции методом иммунофер-ментного анализа в соответствии с инструкциями к наборам определяли содержание в сыворотке крови маркеров гуморального иммунитета (циркулирующие иммунные комплексы, связывающие C3d и содержащие IgG, триггерный рецептор миелоидных клеток) и метаболизма костной ткани (фактор некроза опухоли α, интерлейкин-1β, костный изофермент щелочной фосфатазы). В контрольной группе пациентов указанные параметры определяли однократно.
Статистическую обработку данных осуществляли с помощью пакета программ IBM SPSS 20 Statistics. Большинство полученных данных не соответствовали закону нормального распределения, по этой причине для сравнения средних значений использовали непараметрический U-критерий Манна — Уитни. Рассчитывали показатель достоверности р, значения которого считали статистически достоверными при р<0,05.
Результаты . Изучение у больных основной группы уровней циркулирующих иммунных комплексов, связывающих C3d и содержащих IgG, выявило их увеличение по сравнению с контрольным значением через 1 месяц в 1,33 раза (р1=0,00018), через 6 месяцев в 2,09 раза (р1=0,00015) и через 12 месяцев в 3,74 раза (р1=0,00015). Кроме того, происходило увеличение содержания исследуемого показателя по сравнению с каждым предыдущим периодом наблюдения: через 1 месяц в 1,35 раза (р2=0,00018), через 6 месяцев в 1,57 раза (р3=0,00044) и через 12 месяцев в 1,78 раза (р4=0,00024).
Динамика изменений концентраций триггерных рецепторов миелоидных клеток характеризовалась их увеличением во все сроки наблюдения: по сравнению с контролем в 1,41 раза (р1=0,00088) до опе-
Таблица 1
Динамика изменений показателей гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани у больных основной группы
|
Показатель |
Контроль |
До операции |
После операции |
||
|
через 1 месяц |
через 6 месяцев |
через 12 месяцев |
|||
|
Циркулирующие иммун- |
0,63 |
0,62 |
0,84 |
1,32 |
2,36 |
|
ные комплексы, связыва- |
(0,62; 0,65) |
(0,62; 0,65) |
(0,77; 0,91) |
(1,08; 1,56) |
(1,98; 3,34) |
|
ющие C3d и содержащие |
р1=0,733 |
р =0,00018 |
р =0,00015 |
р =0,00015 |
|
|
IgG, мкг эквив/мл |
р12=0,00018 |
р13=0,00044 |
р14=0,00024 |
||
|
Триггерный рецептор мие- |
40,89 |
57,66 |
76,45 |
90,77 |
104,53 |
|
лоидных клеток, пг/мл |
(38,73; 42,89) |
(49,34; 65,22) |
(60,67; |
(80,34; |
(92,34; |
|
р1=0,00088 |
82,79) |
99,88) |
115,88) |
||
|
р =0,00015 |
р =0,00023 |
р =0,00015 |
|||
|
р12=0,0051 |
р13=0,0101 |
р14=0,0233 |
|||
|
Фактор некроза опухоли |
1,45 |
6,06 |
8,67 |
10,34 |
8,38 |
|
α, пг/мл |
(1,28; |
(5,76; |
(7,91; |
(9,99; |
(8,17; |
|
1,56) |
6,33) |
9,00) |
10,77) |
8,96) |
|
|
р1=0,00015 |
р =0,00015 |
р =0,00015 |
р =0,00015 |
||
|
р12=0,00015 |
р13=0,00650 |
р14=0,00015 |
|||
|
Интерлейкин-1β, пг/мл |
5,42 |
7,83 |
9,14 |
10,67 |
8,59 |
|
(4,86; |
(7,18; |
(8,56; |
(9,67; |
(8,26; |
|
|
6,22) |
8,33) |
9,66) |
11,32) |
9,00) |
|
|
р1=0,00015 |
р =0,00015 |
р =0,00015 |
р =0,00015 |
||
|
р12=0,00458 |
р13=0,00579 |
р14=0,00458 |
|||
|
Костный изофермент |
22,21 |
47,05 |
71,34 |
94,94 |
110,81 |
|
щелочной фосфатазы, Е/л |
(20,56; |
(40,45 |
(64,77; |
(89,76; |
(104,57; 117,68) |
|
24,78) |
54,88) |
77,62) |
98,54) |
р =0,00015 |
|
|
р =0,00028 |
р =0,00015 |
р =0,00015 |
р1=0,00050 |
||
|
р1=0,00028 |
р1=0,00015 |
||||
Список литературы Роль маркеров гуморального иммунитета и метаболизма костной ткани в патогенезе параимплантарного воспаления после первичного эндопротезирования коленного сустава
- Мамонова И. A., Гладкова E.B., Ульянов В.Ю. и др. Особенности состояния клеточного звена иммунитета до и после эндопротезирования крупных суставов. Саратовский научно-медицинский журнал 2016; 12(2): 182-185
- Шпиняк С. П., Барабаш А. П., Лясникова А. В. Применение спейсеров в лечении инфекционных осложнений тотального эндопротезирования коленного сустава. Современные проблемы науки и образования 2015; (5): 3
- Норкин И.А., Шпиняк С. П., Гиркало М. В., Барабаш А. П. Исходы хирургического лечения инфекционных осложнений тотального эндопротезирования крупных суставов. Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова 2014; (3): 67-71
- Слободской А. Б., Осинцев E. Ю., Лежнев А. Г. Осложнения после эндопротезирования тазобедренного сустава. Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова 2011; (3): 59-63
- Ахтямов И.Ф., Кузьмин И. И. Ошибки и осложнения эндопротезирования тазобедренного сустава. Казань: Центр оперативной печати, 2006; 328 с.
- Osmon DS, Berbari EF, BerendtAR. Diagnosis and Management of Prosthetic Joint Infection: Clinical Practice Guidelines by the Infectious Diseases Society of America. Clinical Infectious Diseases 2013; 56(1): 1-25
- Kubista B, Hartzler RU. Reinfection after two-stage revision for periprosthetic infection of total knee arthroplasty. Int Or-thop 2011; 36: 65-71
- Antoci VJr, Adams CS, Hickok NJ. Vancomycin bound to Ti rods reduces periprosthetic infection: preliminary study. Clin Orthop Relat Res 2007; 461: 88-95
- Прохоренко B.M., Павлов В. В. Инфекционные осложнения при эндопротезировании тазобедренного сустава: Новосибирск: Наука, 2010; 179 с.
