Возможность прогнозирования инфекционно-воспалительных осложнений при первичном эндопротезировании крупных суставов
Автор: Белова С.В., Мамонова И.А., Пучиньян Д.М., Бабушкина И.В., Гладкова Е.В., Адилов Р.Г.
Журнал: Саратовский научно-медицинский журнал @ssmj
Рубрика: Дерматовенерология
Статья в выпуске: 3 т.13, 2017 года.
Бесплатный доступ
Цель: изучение возможности прогнозирования и диагностики инфекционно-воспалительных осложнений после эндопротезирования тазобедренных и коленных суставов на основе определения показателей клеточного иммунитета. Материал и методы. В исследование включены 174 больных остеоартрозом крупных суставов в возрасте 61 ±13 лет, которым проведено эндопротезирование суставов. Опытную группу составили 22 пациента с инфекционно-воспалительными осложнениями, возникшими через 6-12 месяцев после операции; в группу сравнения вошли 152 пациента, у которых послеоперационный период проходил без особенностей. До и после первичного эндопротезирования пациентам проводили дифференцировку лейкоцитов по субпопуляциям (лимфоциты, моноциты, гранулоциты) и их иммунофенотипирование. Группу контроля составили 40 здоровых лиц. Результаты оценивали при помощи разработанной балльной системы. Результаты. У больных с благоприятным течением послеоперационного периода суммарные значения показателей составляют не более 4-6 баллов. Во всех остальных случаях риск развития инфекционно-воспалительных осложнений существенно повышается и достигает максимальных значений у пациентов с суммой баллов 10-12. Заключение. Определение лабораторных показателей, характеризующих иммунную реактивность организма, позволяет оценить риск развития инфекционно-воспалительных послеоперационных осложнений и диагностировать их у больных остеоартрозом крупных суставов III стадии после тотального их замещения.
Иммунологическая реактивность, инфекционно-воспалительные осложнения, прогнозирование, эндопротезирование крупных суставов
Короткий адрес: https://sciup.org/14918534
IDR: 14918534
Текст научной статьи Возможность прогнозирования инфекционно-воспалительных осложнений при первичном эндопротезировании крупных суставов
1 Введение . Дегенеративно-дистрофические заболевания суставов — широко распространенная патология опорно-двигательной системы, приводящая к разрушению хрящевых и костных структур, следствием чего является потеря трудоспособности, невозможность самостоятельного обслуживания, что негативно сказывается на социальной и экономической составляющих современного общества [1].
Основу патогенеза остеоартроза составляют метаболические нарушения взаимодействия суставного хряща, субхондральной кости и синовиальной жидкости, которые, наряду с иммунологической депрессией, развивающейся на фоне выполнения оперативного вмешательства и проявляющейся несостоятельностью клеточного и гуморального звеньев, приводят к развитию инфекционно-воспалительных осложнений после проведения первичного эндопротезирования тазобедренных и коленных суставов и требуют комплексной коррекции, включающей консервативные и хирургические методы лечения [2, 3]. В связи с этим дальнейшего изучения требуют механизмы участия метаболических и иммунологических реакций в возникновении и прогрессировании дегенеративного процесса в тазобедренных и коленных суставах, знание особенностей которых даст практикующим врачам возможность эффективно диагностировать и прогнозировать вероятность развития инфекционно-воспалительных осложнений после первичного эндопротезирования [4–7].
Цель: изучение возможности прогнозирования и диагностики инфекционно-воспалительных осложнений после первичного эндопротезирования тазобедренных и коленных суставов на основе определения показателей клеточного иммунитета.
Материал и методы . В исследование включены 160 больных (117 женщин и 43 мужчины) в возрасте 61±13 лет с остеоартрозом тазобедренных и коленных суставов III стадии, которым на базе НИИТОН СГМУ им. В. И. Разумовского проводили первичное эндопротезирование суставов, у 152 из них послеоперационный период проходил без инфекционновоспалительных осложнений (группа сравнения). В опытную группу включили 8 больных (по результатам собственных наблюдений) и 14 архивных историй болезни пациентов, у которых в сроки от 6 до 12 месяцев после хирургического вмешательства развились инфекционно-воспалительные осложнения. Данные больные не имели в анамнезе указаний на наличие сопутствующих аллергических и аутоиммунных заболеваний, способных оказать влияние на изучаемые показатели. В группу контроля вошли 40 условно здоровых лиц (22 мужчины и 18 женщин), сопоставимых по возрасту, не имеющих патологии опорно-двигательного аппарата и сопутствующих аллергических и аутоиммунных заболеваний, которые были обследованы однократно.
В периферической крови исследуемых больных до хирургического вмешательства, а также через 4–5 месяцев после его осуществления проводили дифференцировку лейкоцитов по субпопуляциям (лимфоциты, моноциты, гранулоциты) с помощью гематологического анализатора MEK 8222 K (Nihon Konden, Япония). Иммунофенотипирование лимфоцитов осуществляли методом лазерной проточной цитофлюо-риметрии на цитометре BD FACSCantoII (BD, США) с
помощью набора реактивов для прямой иммунофлюоресценции BD Multitest 6-Color TBNK Reagent (BD, США); зрелых Т-лимфоцитов (CD3+), Т-хелперов (CD3+CD4+), цитотоксических Т-лимфоцитов (CD3+CD8+), В-лимфоцитов (CD3-CD19+), натуральных киллеров (CD3-CD16+CD56+) — с помощью наборов моноклональных антител, меченых фикоэритрином (РЕ), флуоресцинизотиоцианатом (FITC), перидинин-хлорофилл протеином (Per-CP), алофи-коцианином (APC).
Обработка цифрового материала проведена с использованием пакета программ Microsoft Excel 2010 и Statistica 6.0. Осуществлена проверка нормальности распределения вариационных рядов по Колмогорову — Смирнову, последнее оказалось нормальным. Определены: средняя арифметическая (М), среднеквадратическое отклонение (σ), средняя ошибка средней арифметической (m), коэффициент достоверности по Стьюденту (t) и показатель вероятности (р).
Результаты . У большинства обследованных больных до операции имелось статистически значимое повышение количества лейкоцитов при увеличении относительного и абсолютного содержания моноцитов, а также абсолютного и относительного количества гранулоцитов. Абсолютное и относительное количество лимфоцитов было незначительно снижено (табл. 1).
При изучении иммунопатологических изменений у больных с остеоартрозом (ОА) тазобедренного и коленного суставов до первичного эндопротезирования установлено снижение абсолютного и относительного числа Т-лимфоцитов по сравнению с показателями лиц контрольной группы, преимущественно за счет Т-супрессоров (CD3+CD8+). На этом фоне проходило статистически значимое увеличение относительного количества Т-хелперов (CD3+CD4+) при существенном снижении абсолютного и относительного количества Т-супрессоров. Обнаружено статистически значимое увеличение относительного числа лимфоцитов с киллерной активностью — NK-клеток. Параллельно с этим наблюдали статистически значимое снижение абсолютного числа В-лимфоциты (CD3-CD19+) (табл. 2).
У пациентов с развившимися в послеоперационном периоде инфекционно-воспалительными осложнениями до операции имелись более выраженные негативные сдвиги иммунологических показателей по сравнению с теми пациентами, у которых они соответствовали тяжести состояния и послеоперационный период у которых протекал без осложнений. В данной группе в лейкоцитарной формуле наблюдали выраженный лейкоцитоз с увеличением абсолютного и относительного количества нейтрофильных гранулоцитов с превалированием палочкоядерных форм по сравнению с группой пациентов без инфекционно-воспалительных осложнений. Кроме того, определяли снижение абсолютного и относительного количества лимфоцитов при повышении абсолютного и относительного содержания моноцитов и гранулоцитов.
У этих же больных по сравнению со значениями в контрольной группе отмечали статистически значимое уменьшение абсолютного и относительного содержания Т-лимфоцитов. При этом наблюдали существенное снижение абсолютного содержания Т-хелперов, а также абсолютного и относительного содержания Т-супрессоров (см. табл. 2).
Показатели лейкоцитарной формулы при эндопротезировании крупных суставов (M±m)
Таблица 1
Показатели лейкоцитарной формулы |
Контрольная группа |
Группы пациентов |
|||
до проведения эндопротезирования |
без инфекционно-воспалительных осложнений после эндопротезирования |
с инфекционно-воспалительными осложнениями после эндопротезирования |
|||
Лейкоциты |
абс. (109/л) |
5,10±0,28 |
7,39±0,37 (р=0,000002) |
7,16±0,16 (р=0,000001) (р=0,568713) |
12,80±0,22 (р=0,000001) (р =0,000001) (р12=0,000001) |
Лимфоциты |
абс. (109/л) |
2,30±0,14 |
2,24±0,05 (р=0,686942) |
2,78±0,07 (р=0,002482) (р1=0,000001) |
1,73±0,09 (р=0,001125) (р =0,000002) (р12=0,000001) |
% |
30,60±0,84 |
29,93±0,97 (р=0,602154) |
31,50±0,60 (р=0,384392) (р1=0,169662) |
23,17±1,44 (р=0,000038) (р =0,000139) (р12=0,000001) |
|
Моноциты |
абс. (109/л) |
0,26±0,03 |
0,37±0,01 (р=0,000620) |
0,45±0,01 (р=0,000001) (р1=0,000001) |
0,48±0,01 (р=0,000001) (р =0,000001) (р12=0,035336) |
% |
4,10±0,24 |
5,29±0,16 (р=0,000047) |
5,64±0,12 (р=0,000001) (р1=0,081111) |
6,00±0,21 (р=0,000001) (р1=0,007837) |
|
Гранулоциты |
абс. (109/л) |
3,20±0,17 |
5,78±0,37 (р=0,000001) |
5,33±0,09 (р=0,000001) (р1=0,238210) |
7,90±0,16 (р=0,000001) (р =0,000001) (р12=0,000001) |
% |
61,38±2,03 |
65,73±1,31 (р=0,073311) |
62,57±1,61 (р=0,646552) (р =0,128922) |
71,03±0,40 (р=0,000018) (р =0,000153) (р1=0,000001) |
П р и м е ч а н и я (здесь и далее): р — показатель достоверности по сравнению с контрольной группой пациентов; р1 — показатель достоверности различий по сравнению с группой пациентов до проведения эндопротезирования; р2 — показатель достоверности различий по сравнению с группой пациентов без инфекционно-воспалительных осложнений после эндопротезирования.
Таблица 2
Показатели клеточного иммунитета у пациентов при эндопротезировании крупных суставов (M±m)
Показатели |
Контрольная группа пациентов |
Группы пациентов |
|||
до проведения эндопротезирования |
после эндопротезирования |
||||
без инфекционновоспалительных осложнений |
с инфекционновоспалительными осложнениями |
||||
СD3+ |
абс. |
1737,93±33,71 |
1278,13±76,18 (р=0,000001) |
1370,21±51,12 (р=0,000001) (р1=0,316318) |
1127,82±53,64 (р=0,000001) (р =0,108443 (р21=0,001295) |
% |
75,22±1,04 |
72,04±1,09 (р=0,366053) |
69,53±1,41 (р=0,001377) (р1=0,160024) |
71,47±1,21 (р=0,022120) (р =0,726748) (р12=0,297900) |
|
СD3+ СD8+ |
абс. |
683,60±20,64 |
381,15±40,31 (р=0,000001) |
473,74±48,80 (р=0,000106) (р1=0,144533) |
405,31±23,5 (р=0,000001) (р =0,605245) (р12=0,208167) |
% |
29,5±0,8 |
22,4±1,5 (р=0,000044) |
22,3±2,4 (р=0,004915) (р =0,971837) |
25,5±1,0 (р=0,002769) (р =0,087239) (р1=0,220099) |
Показатели |
Контрольная группа пациентов |
Группы пациентов |
|||
до проведения эндопротезирования |
после эндопротезирования |
||||
без инфекционновоспалительных осложнений |
с инфекционновоспалительными осложнениями |
||||
СD3+ СD4+ |
абс. |
984,5±7,0 |
867,4±60,1 (р=0,075541) |
894,6±57,6 (р=0,122963) (р1=0,744082) |
698,3±39,3 (р=0,000001) (р =0,019613) (р12=0,005448) |
% |
42,6±0,1 |
49,1±1,1 (р=0,000001) |
46,9±2,1 (р=0,042211) (р1=0,354125) |
44,6±1,1 (р=0,075277) (р =0,004293) (р12=0,333319) |
|
СD16+ СD56+ |
абс. |
234,0±24,5 |
272,1±34,8 (р=0,371761) |
300,1±57,5 (р=0,291603) (р1=0,677260) |
222,3±16,8 (р=0,695112) (р =0,199158) (р12=0,195780) |
% |
10,1±1,0 |
14,8±1,6 (р=0,013565) |
18,9±1,7 (р=0,000014) (р1=0,080037) |
14,5±1,0 (р=0,002870) (р =0,873848) (р12=0,026989) |
|
СD19+ |
абс. |
325,6±3,0 |
229,7±28,1 (р=0,000834) |
218,3±14,6 (р=0,000001) (р1=0,719092) |
196,5±16,4 (р=0,000001) (р =0,308907) (р12=0,322191) |
% |
14,1±0,1 |
11,9±1,2 (р=0,069213) |
10,6±0,7 (р=0,000002) (р =0,350127) |
12,4±1,0 (р=0,096005) (р =0,749272) (р1=0,142154) |
При сравнительном исследовании с группой пациентов с благоприятным течением послеоперационного периода установлено статистически значимое уменьшение абсолютного содержания Т-лимфоцитов (СD3+), что обусловлено статистически значимым снижением абсолютного количества Т-хелперов (СD3+СD4+) и относительного содержания Т-супрессоров (СD3+СD8+).
Относительное содержание натуральных киллеров (СD16+СD56+) у пациентов с инфекционно-воспалительными осложнениями после протезирования крупных суставов оказалось статистически значимо выше контрольных значений и ниже по сравнению с результатами, полученными у пациентов с нормальным течением послеоперационного периода. Абсолютное же содержание натуральных киллеров существенно не отличалось от контроля и значений у больных без осложнений.
Анализ полученных результатов показал, что осложненный инфекционно-воспалительным процессом послеоперационный период наблюдался, как правило, у тех пациентов, у которых изучаемые лабораторные показатели имели более выраженную отрицательную направленность еще до операции.
Результаты собственного исследования, а также архивные материалы легли в основу разработки способа прогнозирования развития и диагностики гнойных осложнений после эндопротезирования крупных суставов путем сравнения значений показателей иммунологического статуса пациента до проведения первичного эндопротезирования и через 6–12 месяцев после выполнения операции.
Для этого оценивали полученные результаты по отдельным показателям в баллах и затем по сумме баллов всех показателей прогнозировали вероятность развития инфекционно-воспалительного процесса в области оперативного вмешательства. В способе использовали следующие обязательные составляющие: 1) определение абсолютного количества лейкоцитов, содержание которых в периферической крови >10·109/л, соответствовало 3 баллам; 8–9·109–2 баллам; 5–7·109/л — 1 баллу; 2) определение абсолютного количества Т-супрессоров (CD3+CD8+) по сравнению со значением, полученным до проведения оперативного вмешательства, при этом сохранение значений показателя на уровне дооперационных значений соответствовало 3 баллам; повышение значений показателя не более чем на 5% — 2 баллам; повышение на 15-20% — 1 баллу; 3) определение абсолютного количества Т-хелперов (CD3+CD4+) по сравнению со значением, полученным до проведения оперативного вмешательства, при этом снижение содержания на 17-25% соответствовало 3 баллам; повышение содержания не менее чем на 5% — 2 баллам; изменения в диапазоне: от уменьшения менее чем на 5% до возрастания не более чем на 17% — 1 баллу; 4) определение абсолютного количества NK-клеток (CD16+CD56+) по сравнению со значением, полученным до проведения оперативного вмешательства, при этом повышение содержания на 5-10% соответствовало 3 баллам; сохранение значений показателя на уровне дооперационных показателей — 2 баллам; снижение содержания на 5-15% — 1 баллу.
Согласно нашим данным у больных с благоприятным течением послеоперационного периода суммарные значения показателей составляют не более 4–6 баллов. Во всех остальных случаях риск развития инфекционно-воспалительных осложнений существенно повышается и достигает максимальных значений у пациентов с суммой баллов 10–12.
Обсуждение . Данные, полученные в ходе проведения исследования, показали достаточно выраженные иммунологические нарушения у больных с остеоартрозом крупных суставов нижних конечностей как до, так и после хирургического вмешательства. Обнаруженные изменения изучаемых показателей после оперативного вмешательства расценены как специфическая реакция организма на тяжелую хирургическую агрессию, связанную с эндопротезированием. Аналогичные результаты были описаны в обзоре литературы [8, 9] по анализу лабораторных диагностических маркеров у больных с остеартро-зом крупных суставов при их эндопротезировании. В работе основное внимание уделяли гемостазиологи-ческим, биохимическим и иммунологическим тестам. Иммунологические нарушения у данного контингента больных заключались в изменениях клеточного и гуморального иммунитета, не обеспечивающих адекватную защитную реакцию организма. Об этом же свидетельствуют и результаты, представленные в работе [10–12], в которой показано, что у больных при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава снижена фагоцитарная активность сегментоядерных нейтрофилов, повышены уровни Т- и В-лимфоцитов и содержание иммуноглобулинов.
Заключение . Оценка иммунной реактивности организма позволяет оценить риск развития инфекционно-воспалительных послеоперационных осложнений и диагностировать их у больных остеоартрозом крупных суставов III стадии после тотального их замещения. Своевременная коррекция иммунологического статуса позволит уменьшить частоту развития инфекционных послеоперационных осложнений, улучшить качество жизни больных и снизить стоимость послеоперационной реабилитации больных .
Список литературы Возможность прогнозирования инфекционно-воспалительных осложнений при первичном эндопротезировании крупных суставов
- Дмитриева Л.А., Коршунова Е.Ю., Лебедев В.Ф. Иммунологические проявления у больных с тяжелыми формами коксартроза. Медицинская иммунология 2009; (2-3): 161-168
- Hopкин 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
- Шпиняк С. П., Барабаш А.П., Лясни-кова А. В. Применение спейсеров в лечении инфекционных осложнений тотального эндопротезирования коленного сустава. Современные проблемы науки и образования 2015; (5): 3
- Белова С. В., Мамонова И.А., Гладкова Е.В., Бабушкина И. В. Особенности состояния метаболического статуса больных с поражением крупных суставов при оперативном лечении. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований 2016; (11-3): 430-433
- Worthington Т, Duntop D, Casey A, et al. Serum procalcitonin, interleukin-6, soluble intercellular adgesin molecule-1 and Ig G to short-chain exocecellular lipoteichoic acids as prediction of infection in total joint prosthesis revision. Br J Biomed Sci2010; 71-76
- Маркелова E.B., Винчель P. В., Кузьмин И.Н. Мониторинг уровня IL-2, IL-2sR, IL-6, IL-6sR у больных до и после эндопротезирования тазобедренных суставов. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН 2006; 4(50): 181-185
- Карякина E.B., Норкин И.A., Гладкова E.B. и др. Структурно-функциональные особенности костной ткани и цитокины крови в норме и при патологии суставов. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова 2014; (100-2): 238-247
- Гладкова E. В., Карякина E. В., Мамонова И.А. и др. Иммунная реактивность костной ткани у пациентов с остеоартрозом. Медицинская иммунология 2015; (17-S): 329
- Чеботарь И. В. Механизмы антибиопленочного иммунитета. Вестник РАМН 2011; (2): 22-29
- Программа диагностики инфекционных осложнений после эндопротезирования крупных суставов/Мамонова И.А., Моисеев Е.П., Бабушкина И.В., Гладкова Е.В., Пучиньян Д.М. №2016663062. Дата публикации: 20.12.2016. Номер и дата поступления заявки: 201666101320.10.2016. Дата регистрации: 28.11.2016
- Филипенко В.А., Леонтьева Ф. С, Морозенко Д. В., Корж И. В. Лабораторные диагностические маркеры при оценке состояния больных остеоартрозом, требующих эндопротезирования крупных суставов (обзор литературы). Ортопедия, травматология и протезирование 2013; (2): 122-126
- Волошин В.П., Еремин А. В., Оноприенко ГА. и др. Ревизионное эндопротезиро-вание тазобедренного сустава при глубокой инфекции. Альманах клинической медицины 2008; (18): 35-44.