CC BY
23
УДК 612.017.11:616.728.2-002.2-089.843-77 -089.168.1
ИНТЕРЛЕЙКИН-6 В ПРОГНОЗИРОВАНИИ ТЕЧЕНИЯ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОГО ПЕРИОДА У ПАЦИЕНТОВ С ПЕРИПРОТЕЗНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА
Марина Владимировна ЧЕПЕЛЕВА, Николай Михайлович КЛЮШИН, Артем Михайлович ЕРМАКОВ, Юрий Владимирович АБАБКОВ
ФГБУ Российский научный центр Восстановительная травматология и ортопедия им. акад. Г.А. Илизарова Минздрава России 640014, г. Курган, ул. Марии Ульяновой, 6
Изучено содержание ГЬ-6 в сыворотке крови пациентов с перипротезной инфекцией тазобедренного сустава в процессе хирургического лечения. Согласно полученным данным, прогнозировать отсутствие рецидива инфекции на протяжении 6 ближайших месяцев послеоперационного периода можно при концентрации ГЬ-6 < 6 пг/мл до операции, < 7 пг/мл через 7, 21, 30-45 суток после операции. В случае повышения содержания ГЬ-6 > 11 пг/мл до операции, > 19 пг/мл через 3 суток, > 8 пг/мл через 21 сутки, > 18 пг/мл через 30-45 суток после операции высока вероятность развития инфекционных осложнений.
Ключевые слова: ГЬ-6, перипротезная инфекция, рецидив, тазобедренный сустав.
Несмотря на достижения современной ортопедии, имплантат-ассоциированные инфекции остаются серьезной проблемой, требующей повторных хирургических вмешательств, ухудшающей результаты эндопротезирования и качество жизни пациентов. Уровень инфицирования при повторных операциях по замене искусственного сустава варьирует от 4 до 33 % [4, 14].
В раннем послеоперационном периоде обычно возникают сложности в подтверждении септической природы воспаления. Подострые и хронические инфекции вызываются слабовирулентными штаммами, протекают скрытно, зачастую проявляясь только болевым синдромом и нестабильностью металлоконструкции. Точная и своевременная диагностика помогает определить тактику лечения, направленную на минимизацию негативных последствий инфекционного процесса. Необходимость раннего выявления инфекции обусловлена возможностью сохранить металлоконструкцию, что обычно не удается при выявлении инфекции в более поздние сроки (6 недель и более после хирургического вмешательства) [1].
Одним из общепризнанных предикторов послеоперационных осложнений у пациентов с перипротезной инфекцией крупных суставов является интерлейкин-6 (!Ь-6) - один из белков
межклеточного взаимодействия (цитокинов), се-кретируемых при воспалении, позволяющий оценить тяжесть системного воспаления [10, 12, 15]. При этом в литературе приводятся различные пороговые значения содержания 1Ь-6 в крови, рекомендованные для использования в качестве критериев развития инфекционных осложнений, не уточнены сроки его повышения.
Цель настоящего исследования - контроль и прогнозирование течения репаративного процесса у больных с перипротезной инфекцией в послеоперационном периоде с помощью исследования динамики содержания 1Ь-6 в сыворотке крови.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Обследовано 49 пациентов с перипротезной инфекцией тазобедренного сустава, находившихся на стационарном лечении в ФБГУ Российский научный центр Восстановительная травматология и ортопедия им. акад. Г.А. Илизарова в период с 2008 по 2014 г., 27 мужчин и 22 женщины в возрасте от 30 до 65 лет (30 (62 %) человек были старше 50 лет).
При поступлении в клинику свищи наблюдались у 45 (90 %) больных, раны - у двух (1 %),
Чепелева М.В. - к.м.н., старший научный сотрудник научно-клинической лаборатории микробиологии и иммунологии, e-mail: [email protected]
Клюшин Н.М. - д.м.н., зав. лабораторией гнойной остеологии, e-mail: [email protected] Ермаков А.М. - врач-травматолог-ортопед отделения гнойной остеологии № 1 Абабков Ю.В. - врач-травматолог-ортопед, зав отделением гнойной остеологии № 1
отек и гиперемия области послеоперационного шва - у четырех (8 %) больных. По шкале American Society of Anesthesiology физический статус больных характеризовался следующим образом: класс 1 - у двух человек (4 %), класс 2 - у 28 (56 %), класс 3 - у 10 (21 %), класс 4 -у девяти (19 %). В 96 % случаев выявлены сопутствующие заболевания с различной степенью выраженности последних. В обследуемую выборку не входили пациенты с аутоиммунными заболеваниями, носители HCV, HBsAg, HIV.
Всем пациентам выполнен дебридмент тазобедренного сустава с удалением инфицированного эндопротеза и курс этиотропной антибиотико-терапии в течение трех недель. При этом в ходе купирования гнойно-воспалительного процесса 29 (59 %) пациентам был имплантирован пре-формированный спейсер с антибактериальными препаратами и 20 (41 %) пациентам проведена резекционная артропластика.
Проспективно больные разделены на две группы в соответствии с течением послеоперационного периода с отсутствием (I группа, n = 29) и наличием послеоперационных осложнений инфекционного характера в сроки до 6 месяцев после операции (II группа, n = 20).
Концентрацию IL-6 в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом на анализаторе BIOTEK Instruments Inc, ELx808 (США) с использованием набора реагентов ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск). Забор периферической крови осуществлялся натощак из локтевой вены в вакутайнер до хирургического вмешательства и на 3-, 7-, 21-, 30-45-е сутки послеоперационного периода. В качестве контрольных были использованы показатели 26 практически здоровых добровольцев аналогичного возраста.
Все лица, участвовавшие в исследовании, дали информированное добровольное согласие на медицинское вмешательство и публикацию данных, полученных в результате исследования, без идентификации личности.
Полученные результаты обработаны с помощью методов непараметрической статистики с использованием U-критерия Вилкоксона для независимых выборок, поскольку наблюдаемые признаки не подчинялись нормальному распределению, и представлены в виде медиан и ин-терквартильных размахов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
IL-6 - один из наиболее активных регулятор-ных цитокинов. В зависимости от конкретной ситуации IL-6 участвует не только в развитии, но и в ограничении воспалительной реакции. С одной стороны, IL-6 активирует продукцию печенью белков острой фазы воспаления, стимулирует ги-поталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, контролирует созревание В-лимфоцитов, проявляя провоспалительную активность. С другой стороны, IL-6 подавляет секрецию TNFa и IL-1ß, действуя в этой ситуации как противовоспалительный цитокин [8, 11].
Большинство исследователей склоняется к тому, что IL-6 имеет высокую диагностическую и прогностическую значимость у пациентов с пара-протезной инфекцией. Drago L. с соавт. заявляют, что даже после купирования инфекционного процесса уровень IL-6 не достигает значений физиологической нормы [6]. По мнению M.A. Buttaro с соавт., данный показатель наиболее информативен в сочетании с С-реактивным белком [3]. K. Shah с соавт. [13] и E. Berbari с соавт. [2] полагают, что в плане диагностики воспалительного процесса в зоне имплантации IL-6 более информативен, чем С-реактивный белок и СОЭ.
Согласно результатам наших исследований, до операции содержание IL-6 в сыворотке крови пациентов обеих групп было выше, чем в контроле (см. таблицу).
По данным P.E. Di Cesare с соавт., положительно коррелирует с наличием околопротезной инфекции IL-6 в концентрациях более 10 пг/мл
Таблица
Динамика содержания IL-6 (пг/мл)
Группа I (без осложнений) Группа II (рецидив инфекции)
До операции б,2 (3,05-11,2) + 11,2 (б,0-1б,5) ++*
2-3 сут после операции 12,1 (7,5-19,9) 19,0 (1б,0-43,05)*
7 сут после операции 4,3 (1,3-7,9) 11,2 (4,2-19,4)*
21 сут после операции 3,4 (2,б-б,3) 19,1 (7,4-35,2)*
30-45 сут после операции 4,9 (3,2-7,0) 27,4 (18,0-29,4)**
Примечание. Содержание ГЬ-6 в сыворотке крови лиц контрольной группы составляло 0,14 (0-0,6) пг/мл. Обозначены статистически значимые отличия от величин соответствующих показателей I группы (* - прир < 0,05, ** - прир < 0,01) и показателей контрольной группы (+ - прир < 0,05, ++ - прир < 0,01).
[5]. Аналогичные результаты демонстрируют A.L. Elgeidi с соавт., по мнению которых об инфекционном процессе в зоне имплантации свидетельствуют значения содержания IL-6, превышающие 10,4 пг/мл [7]. Более высокую концентрацию IL-6 (> 13 пг/мл), которую можно использовать как маркер перипротезной инфекции, приводят в своих работах S. Hoell с соавт. [9]. Уровень IL-6 < 8 пг/мл, по их мнению, свидетельствует об отсутствии перипротезной инфекции. В то же время, согласно результатам наших исследований, у 26 % больных с подтвержденной перипротезной инфекцией концентрация IL-6 не превышала 8 пг/мл. Практически все эти пациенты вошли в группу с неосложненным течением послеоперационного периода.
Согласно полученным данным, исходное содержание IL-6 в группе пациентов с обострением гнойно-воспалительного процесса оказалось достоверно выше (p < 0,05), чем у больных с благоприятным течением послеоперационного периода. Анализ групп сравнения показал, что для пациентов из группы с рецидивом было характерно наличие микробных ассоциаций и антибиоти-корезистентных штаммов микроорганизмов, значительная потеря костной ткани тазобедренного сустава (бедра III-IV и вертлужной впадины II-III типов по Paprosky). Причиной рецидива, на наш взгляд, явилось инфицирование гематомы в остаточной полости костно-мозгового канала бедренной кости после удаленной ножки эндопротеза.
Как известно, содержание IL-6 повышается в ответ на хирургическую травму, достигая пиковых значений через 6 ч после операции [16]. На 3-и сутки послеоперационного периода в сыворотке крови пациентов обеих групп регистрировалась более высокая, чем до операции, концентрация IL-6 с последующим снижением величины показателя (см. таблицу). В группе с благоприятным течением послеоперационного периода IL-6 через 7 суток после операции вернулся к исходным значениям и оставался не выше этого уровня на протяжении всего дальнейшего периода наблюдения.
В группе с гнойно-воспалительными осложнениями также наблюдалось некоторое снижение показателя к 7 суткам послеоперационного периода, при этом содержание IL-6 было достоверно выше, чем в I группе. В последующем отмечался рост показателя с пиковыми значениями через 30-45 суток после операции.
Анализ полученных данных показал, что содержание IL-6 < 6 пг/мл в дооперационном периоде, < 7 пг/мл через 7, 21, 30-45 суток после операции позволяет прогнозировать отсутствие осложнений гнойно-воспалительного характера
на протяжении шести ближайших месяцев после хирургического вмешательства. В случае повышения концентрации IL-6 > 11 пг/мл до операции,
> 19 пг/мл на 3-и сутки, > 8 пг/мл на 21-е сутки,
> 18 пг/мл на 30-45-е сутки после операции высока вероятность рецидива инфекции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
До операции содержание IL-6 в сыворотке крови пациентов с рецидивом инфекции в 2 раза выше, чем у пациентов с неосложненным течением послеоперационного периода. В случае обострения гнойно-воспалительного процесса через 7 суток после операции концентрация IL-6 трехкратно, а через 30-45 суток - шестикратно превышает значения показателя лиц с отсутствием гнойно-воспалительных осложнений.
IL-6 относится к числу высокоинформативных прогностических критериев развития рецидива у больных с перипротезной инфекцией тазобедренного сустава, исследование содержания которого в сыворотке крови пациентов в до- и послеоперационном периодах поможет определиться с тактикой лечения, направленной на своевременное выявление и купирование воспалительного процесса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Петрова Н.В. Диагностика имплант-ассоции-рованных инфекций в ортопедии с позиции доказательной медицины // Хирургия позвоночника. 2012. (1). 74-83.
2. Berbari E., Mabry T., Tsaras G., SpangehlM. et al. Inflammatory blood laboratory levels as markers of prosthetic joint infection: a systematic review and meta-analysis // J. Bone Joint Surg. Am. 2010. 92. (11). S2102-S2109.
3. Buttaro M.A., Tanoira I., Comba F., Piccaluga F. Combining C-reactive protein and interleukin-6 may be useful to detect periprosthetic hip infection // Clin. Orthop. Relat. Res. 2010. 468. (12). 3263-3267.
4. Darwiche H., Barsoum W.K., Klika A. et al. Retrospective analysis of infection rate after early reoperation in total hip arthroplasty // Clin. Orthop. Relat. Res. 2010. 468. (9). 2392-2396.
5. Di Cesare P.E., Chang E., Preston C.F. et al. Serum Interleukin-6 as a marker of periprosthetic infection following total hip and knee arthroplasty // J. Bone Joint Surg. Am. 2005. 87. 1921-1927.
6. Drago L., Vassena C., Dozio E. et al. Procal-citonin, C-reactive protein, interleukin-6, and soluble intercellular adhesion molecule-1 as markers of postoperative orthopaedic joint prosthesis infections // Int. J. Immunopathol. Pharmacol. 2011. 24. (2). 433-440.
7. Elgeidi A., Elganainy A.E., Abou Elkhier N., Rakha S. Interleukin-6 and other inflammatory markers in diagnosis of periprosthetic joint infection // Int. Orthop. 2014. 38. (12). 2591-2595.
8. Finn A., Angeby Möller K., Gustafsson C., Abdelmoaty S. et al. Influence of model and matrix on cytokine profile in rat and human Rheumatology (Oxford) // 2014. 53. (12). 2297-2305.
9. Hoell S., Borgers L., Gosheger G. et al. Inter-leukin-6 in two-stage revision arthroplasty: what is the threshold value to exclude persistent infection before re-implanatation? // Bone Joint J. 2015. 97-B. (1). 7175.
10. Jacovides C.L., Parvizi J., Adeli B., Jung K.A. Molecular markers for diagnosis of periprosthetic joint infection // J. Arthroplasty. 2011. 26. (6). 99-103.
11. Papanicolaou D.A., Wilder R.L., Manola-gas S.C., Chrousos G.P. The pathophysiologic roles of interleukin-6 in human disease // Ann. Intern. Med. 1998. 128. (2). 127-137.
12. Randau T.M., Friedrich M.J., Wimmer M.D. et al. Interleukin-6 in serum and in synovial fluid enhances the differentiation between periprosthetic joint infection and aseptic loosening // PLoS One. 2014. 9. (2). ID 89045.
13. Shah K., Mohammed A., Patil S. et al. Circulating cytokines after hip and knee arthroplasty: a preliminary study // Clin. Orthop. Relat. Res. 2009. 467. (4). 946-951.
14. Springer B.D., Scuderi G.R. Evaluation and management of the infected total knee arthroplasty // Instr. Course Lect. 2013. 62. 349-361.
15. Wirtz D.C., Heller K.D., Miltner O. et al. Interleukin-6: a potential inflammatory marker after total joint replacement // Int. Orthop. 2000. 24. 194-196.
16. Yoshitake F., Itoh S., Narita H. et al. Inter-leukin-6 directly inhibits osteoclast differentiation by suppressing receptor activator of NF-kappaB signaling pathways // J. Biol. Chem. 2008. 283. (17). 1153511540.
INTERLEUKIN-6 IN PREDICTING THE COURSE OF POSTOPERATIVE PERIOD IN PATIENTS WITH PERIPROSTHETIC INFECTION OF THE HIP
Marina Vladimirovna CHEPELEVA, Nikolai Mikhailovich KLYUSHIN, Artem Mikhailovich ERMAKOV, Yurii Vladimirovich ABABKOV
Scientific Center of Restorative Traumatology and Orthopedics n.a. acad. G.A. Ilizarov
of Minzdrav of Russia
640014, Kurgan, Mariya Ul'ianova str., 6
The IL-6 content has been investigated in patients with the hip periprosthetic infection in the process of surgical treatment. According to the data obtained, it is possible to predict the absence of infection recurrence for six coming months of the postoperative period for the following IL-6 values: < 6 pg/ml before surgery, < 7 pg/ml 7, 21, 30 - 45 days after surgery. When IL-6 values increased as follows: >11 pg/ml before surgery, >19 pg/ml 3 days, >8 pg/ml 21 days, >18 pg/ml 30-45 days after surgery, there was high probability of infection complication development.
Key words: IL-6, periprosthetic infection, recurrence, the hip (joint).
Chepeleva M.V. - candidate of medical sciences, senior researcher of clinical laboratory of microbiology and immunology, e-mail: [email protected]
Klyushin N.M. - doctor of medical sciences, head of the laboratory ofpyogenic osteology, e-mail: [email protected] Ermakov A.M. - orthopaedic surgeon of bone infection department 1, e-mail: [email protected] Ababkov Yu.V. - orthopaedic surgeon, head of bone infection department 1, e-mail: [email protected]
