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Antimikrobielle Peptide (AMP) und proinflammatorische Zytokine in der periimplantären Gelenksflüssigkeit - neuartige diagnostische Marker der Endoprotheseninfektion
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Autoren
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I.J. Banke
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie der TU München, Abteilung für Sportorthopädie der TU München, Klinikum rechts der Isar, München, Germany
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P. Prodinger
- Klinikum rechts der Isar, TU München, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
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R. Burgkart
- Klinikum rechts der Isar, TU München, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
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B. Saldamli
- Klinikum rechts der Isar, TU München, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
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Y. Dombrowski
- Klinik und Poliklinik für Dermatologie und Allergologie, München, Germany
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H. Gollwitzer
- Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie der TU München, Sektion Endoprothetik u. rek. Hüft- und Kniegelenkschirurgie, München, Germany
| Veröffentlicht: | 18. Oktober 2011 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Der erfolgreiche Implantatwechsel setzt eine sichere Differenzierung septischer gegenüber aseptischer Endoprothesenlockerungen voraus. Hierbei stellt der klinisch weitgehend unauffällige „low-grade Infekt“ ein großes diagnostisches Problem dar. Unzureichende Genauigkeit (Serologie, Mikrobiologie des Gelenkpunktates), Invasivität und späte Diagnosesicherung (Histopathologie) sowie großer Aufwand mit unzureichender Spezifität (Nuklearmedizin) kennzeichnen die gegenwärtige Standarddiagnostik.
Antimikrobielle Peptide (AMP) sind essenzieller Bestandteil der angeborenen, lokalen Immunabwehr. Als endogene „Antibiotika“ bieten sie lokal wirksamen Schutz vor Infektionen. Entgegen dem Nachweis vom AMP´s im Gelenkbereich bakterieller Arthritiden sind bisher keine Daten zu Endoprothesenträgern beschrieben. Die AMP-Diagnostik bietet hier, in Kombination mit der Analyse proinflammatorischer Zytokine, einen neuartigen und hoffnungsvollen diagnostischen Ansatz.
Methodik: Im Rahmen der prospektiven klinischen EBM-Level II Studie wurde, mit Genehmigung der Ethikkommission, die Expression der AMP`s HBD-3 und Cathelicidin/LL-37 in Serum und Gelenkflüssigkeit von Patienten mit septischen (n=15) und aseptischen (n=20) Knie-/Hüftendoprothesenlockerungen mittels ELISA analysiert. Goldstandard zur Diagnose einer Infektion war eine Kombination aus blutchemischen Entzündungsparametern sowie mikrobiologischen und histopathologischen Untersuchungen. Die parallele Analyse proinflammatorischer Zytokine in Serum und Gelenkflüssigkeit mittels zytometrischer Bead Arrays diente dem Nachweis eines entzündlichen Geschehens auch auf Zytokinebene. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Mann-Whitney-U-Test und SSPS 17.0 Software (Signifikanz bei p<0.05).
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Gelenkflüssigkeit von Patienten mit septischen gegenüber aseptischen Prothesenlockerungen wies eine signifikante Erhöhung sowohl von HBD-3 (p=0.012) als auch Cathelicidin/LL-37 (p< 0.001) auf. Zudem zeigte die Gelenkflüssigkeit septischer Prothesenlockerungen einen signifikanten Anstieg der proinflammatorischen Zytokine IL-1β, IL-4, IL-6, IL-17A, IFN-g und TNF-a (p<0.03). Demgegenüber ergab die Blutanalyse dieser AMP´s und Zytokine nur für IL-4 und IL-6 signifikante Unterschiede zwischen septischen und aseptischen Prothesenlockerungen. Insgesamt betrachtet waren die AMP- und Zytokinspiegel in der Gelenkflüssigkeit vielfach höher als im Serum.
Erstmalig wird ein signifikanter, intraartikulärer Anstieg zweier AMP´s bei septischen Endoprothesenlockerungen gezeigt. Ein systemischer Anstieg fehlt in Übereinstimmung mit ihrer lokalen Immunabwehrfunktion. Ergänzend wurde intraartikulär ein signifikantes proinflammatorisches Zytokinmuster bei septischen Endoprothesenlockerungen beobachtet. Diese Erkenntnis kann wegweisend sein für die dringend benötigte Optimierung implantatassoziierter Infektdiagnostik.
