gms | German Medical Science

Fragestellung: Die Diagnostik von periprothetischen Infektionen gestaltet sich mitunter schwierig. Die Diagnose kann häufig erst postoperativ anhand von intraoperativen Geweben oder der Sonikationsflüssigkeit gestellt werden. Präoperativ stehen mit der Gelenkpunktion und den nachfolgenden kulturellen sowie zytologischen Untersuchungen zwei Verfahren mit hohen Sensitivitäten und Spezifitäten zur Verfügung. Allerdings ist die Aspiration von Synovialflüssigkeit zum einem invasiv und die Diagnostik im Falle einer Punctio sicca nicht möglich. Aus immunhistochemischen Untersuchungen sind zahlreiche Proteine bekannt, die in der periprothetischen Membran von septisch und aseptisch gelockerten Endoprothesen differentiell exprimiert werden. Im Rahmen von Abbauvorgängen werden diese Proteine in Peptide degradiert und dem Systemkreislauf zugeführt. Aufgrund ihrer geringen Größe können diese Peptide über die Niere ausgeschieden und im Urin nachgewiesen werden. Ziel dieser Studie war es zu überprüfen, ob periprothetische Infektionen anhand eines Peptidmusters im Urin diagnostiziert werden können.

Methodik: Anhand der Kriterien der Musculoskeletal Infection Society wurden jeweils 10 Patienten mit einer akuten (I) und einer chronischen periprothetischen Infektion (II) sowie einer aseptischen Lockerung (III) der Hüfte oder des Knies eingeschlossen. Präoperativ wurde eine Urinprobe gesammelt und einer Kapillarelektrophorese mit gekoppelter Massenspektrometrie zur Detektion der ausgeschiedenen Peptide durchgeführt. Peptide, die in den drei Gruppen in unterschiedlicher Menge vorhanden waren, wurden für die Etablierung eines Multi-Marker-Models ausgewählt. Der Vergleich der Peptidmengen zwischen den drei Gruppen erfolgte mit Hilfe des Wilcoxon-Mann-Whitney-Tests. Signifikanz bestand ab einem p-Wert ≤ 0,05. Sensitivität und Spezifität wurden berechnet und entsprechende ROC-Kurven erstellt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Insgesamt 378 Peptide zeigten einen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen I und III sowie 293 Peptide zwischen den Gruppen II und III. Aus diesen zwei Peptidpools waren 137 Peptide identisch und zeigten die gleiche Regulationsrichtung. Die differentiell ausgeschiedenen Peptide konnten Proteinen zugeordnet werden, die sich in der extrazellulären Matrix befinden - vereinbar mit Proteinen aus der periprothetischen Membran.

Verschiedene Multimarker-Modelle wurden erstellt, von denen ein Modell mit 83 Peptiden am besten zwischen Infektion (Gruppe I und II) und aseptischer Lockerung (Gruppe III) zu unterscheiden vermochte. Für dieses Modell konnte eine Sensitivität von 95 % und Spezifität von 90% mit einer AUC von 0,96 berechnet werden.

Die Ergebnisse deuten auf einen vielversprechenden Ansatz hin, der die Diagnostik von periprothetischen Infektionen sinnvoll erweitern kann. Besonders interessant ist die Tatsache, dass das Verfahren nichtinvasiv und somit keine Belastung für den Patienten darstellt. Die Untersuchungen müssen vor der klinischen Anwendung zunächst in einer größeren Fallzahl validiert werden.