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 .