Клинический обзор инфекций протезированных суставов (конспект статьи)

Конспект статьи «Клинический обзор инфекций протезированных суставов» (DeBiase J. et al. A Clinical Review of Prosthetic Joint Infections. Med Clin N Am 2025; 109:615).

Эпидемиология и риски.

Инфекция протезированного сустава (ИПС) представляет собой редкое, но разрушительное осложнение эндопротезирования, которое является одной из ведущих причин ревизионных операций. В предоставленных источниках подробно рассматриваются эпидемиологические данные, прогнозируемый рост заболеваемости, а также специфические факторы риска со стороны пациента и хирургического вмешательства.

Ниже представлен подробный обзор эпидемиологии и рисков, связанных с ИПС.

1. Эпидемиология: масштаб проблемы.

Эндопротезирование тазобедренных и коленных суставов является распространенным вмешательством при терминальных стадиях заболеваний суставов (остеоартрит, ревматоидный артрит).

• Распространенность операций: по данным на 2010 год, в США насчитывалось около 2,5 млн человек с эндопротезами тазобедренного сустава (0,83% населения) и 4,7 млн — с эндопротезами коленного сустава (1,52%).
• Прогнозы: модели указывают на резкий рост количества операций (более чем на 100%) к 2040 году.
• Частота инфекций: заболеваемость ИПС варьируется в пределах 1%–2%.
• Экономическое бремя: прогнозируется, что к 2030 году расходы, связанные с ИПС тазобедренного и коленного суставов, составят 1,85 миллиарда долларов.

2. Факторы риска развития ИПС.

Риск развития инфекции зависит от множества факторов, которые можно разделить на связанные с пациентом и связанные с хирургическим вмешательством.

Факторы риска со стороны пациента

Эти факторы часто связаны с общим состоянием здоровья и способностью организма к заживлению ран и борьбе с инфекцией:

• Демография: мужской пол.
• Сопутствующие заболевания:
  • Сахарный диабет 2 типа (влияет на заживление ран).
  • Иммуносупрессия и злокачественные новообразования.
  • Застойная сердечная недостаточность.
  • Хронические заболевания легких.
  • Почечная недостаточность.
  • Ревматоидный артрит.
• Состояние организма:
  • Повышенный индекс массы тела (ожирение).
  • Предоперационная анемия.
  • Вариабельность уровня глюкозы в послеоперационном периоде.
  • Злоупотребление табаком.
  • Депрессия.

Хирургические факторы риска.

• Длительность и объем операции: увеличенное время операции и двустороннее эндопротезирование.
• Госпитализация: длительность пребывания в стационаре более 35 дней.
• Манипуляции: внутрисуставные инъекции перед тотальным эндопротезированием коленного сустава.
• Гемотрансфузии: использование переливания крови в послеоперационном периоде.
• Тип вмешательства: частота инфекций выше после ревизионных операций (выполненных по неинфекционным причинам), чем после первичного эндопротезирования.

3. Классификация рисков по времени возникновения и этиологии.

Риск возникновения инфекции и тип возбудителя меняются в зависимости от времени, прошедшего с момента операции.

Тип ИПС	Сроки возникновения	Механизм и возбудители
Ранняя	В течение 4 недель после операции	Обычно связана с инокуляцией патогена во время первичной операции. Вызывается высоковирулентными организмами: S. aureus, аэробные грамотрицательные бактерии, энтерококки.
Отсроченная	От 3 до 12 месяцев	Ассоциирована с менее вирулентными организмами: коагулазонегативные стафилококки, стрептококки группы viridans, Cutibacterium acnes.
Поздняя	Более 1 года после операции	Часто имеет гематогенную этиологию (распространение через кровь из другого очага).

Микробиологический профиль риска:

• Грамположительные кокки вызывают большинство ИПС тазобедренного и коленного суставов.
• S. aureus и коагулазонегативные стафилококки составляют около 50–60% случаев.
• Около 15% случаев классифицируются как “культурально-негативные” (когда возбудитель не выявляется стандартными методами).

4. Риски, связанные с лечением и биопленками.

Особый риск представляет образование биопленок на поверхности протеза. Биопленка защищает микроорганизмы от антибиотиков и иммунной системы хозяина, что затрудняет эрадикацию инфекции и повышает риск неудачи лечения.

Факторы риска рецидива или неудачи лечения (особенно при DAIR): процедура DAIR (дебридмент, антибиотики и сохранение имплантата) имеет риск неудачи, варьирующийся от 20% до 70% в зависимости от выборки. Факторы, повышающие риск неудачи или требующие длительной супрессивной терапии, включают:

• Возбудитель: инфекции, вызванные S. aureus, имеют изначально более высокий риск неудачи при сохранении имплантата. Также к трудноизлечимым относятся энтерококки и грибы рода Candida.
• Клинические факторы: пожилой возраст, невозможность проведения повторных операций, задержка первичного хирургического вмешательства.
• Локализация: эндопротезирование коленного сустава (ТЭКС) связано с большими рисками по сравнению с тазобедренным (ТЭТС) в контексте хронической супрессии.
• Терапия: невозможность использования рифампицина (важного агента против биопленок стафилококков) повышает риски.

Классификация и микробиология.

Инфекция протезированного сустава (ИПС) классифицируется в источнике преимущественно на основе временного интервала возникновения симптомов после операции, что тесно коррелирует с этиологией и типом возбудителя. Микробиологический профиль ИПС характеризуется доминированием грамположительных бактерий и способностью микроорганизмов формировать биопленки, затрудняющие лечение.

Микробиологический профиль

Грамположительные бактерии составляют большинство случаев инфекций протезированных суставов,. Общая структура возбудителей выглядит следующим образом:

Группа микроорганизмов	Доля случаев	Примечания
Стафилококки	50–60%	Включает S. aureus и коагулазонегативные стафилококки. Это наиболее частые возбудители.
Стрептококки и Энтерококки	~10%
Грамотрицательные и анаэробы	< 10%	Включая аэробные грамотрицательные бактерии и анаэробы, такие как Cutibacterium.
Культурально-отрицательные	~15%	Случаи, когда возбудитель не удается выявить стандартными методами.

Сложности идентификации: интерпретация культур может быть затруднена при выявлении таких организмов, как Cutibacterium и коагулазонегативные стафилококки, так как бывает сложно отличить истинную инфекцию от контаминации (загрязнения образца). Для подтверждения диагноза обычно требуется наличие двух положительных культур с одним и тем же организмом.

Роль биопленок.

Биопленки являются критическим фактором патогенеза ИПС, обуславливающим устойчивость к антибиотикам и неудачи в лечении.

• Формирование: процесс начинается с прикрепления микробных клеток к поверхности протеза. Жизненный цикл включает начальный рост, созревание и отрыв части клеток.
• Структура: микроорганизмы продуцируют полисахариды, белки и внеклеточную ДНК, создавая защитный барьер.
• Защитные механизмы:
  • Биопленка защищает бактерии от воздействия антимикробных препаратов и иммунной системы хозяина.
  • Внутри колонии бактерии имеют замедленный темп роста и могут переходить в состояние «персистеров» (устойчивых субпопуляций).
  • Создается особый микроклимат, и бактерии могут обмениваться сигналами (чувство кворума) для поддержания жизнедеятельности всей биопленки.
  • Зрелые биопленки могут быть как мономикробными, так и полимикробными.

Влияние на диагностику и лечение.

Из-за особенностей микробиологии диагностика ИПС остается клинически сложной задачей.

• Культуральное исследование: рекомендуется забор минимум 3 интраоперационных образцов тканей. При отрицательных культурах могут использоваться методы ПЦР.
• Соникация: обработка удаленного имплантата ультразвуком (соникация) может повысить выявляемость возбудителя, особенно если пациент получал антибиотики до операции.
• Влияние антибиотиков: эмпирическое назначение антибиотиков до забора материала может снизить результативность посевов, поэтому, по возможности, аспирацию и забор культур следует проводить до начала терапии,.

Хирургическая тактика (например, процедура DAIR — дебридмент, антибиотики и сохранение имплантата) и выбор антимикробной терапии (включая использование рифампицина против биопленок стафилококков) напрямую зависят от выявленного возбудителя и его чувствительности.

Диагностика..

Диагностика инфекции протезированного сустава (ИПС) представляет собой сложную клиническую задачу, так как критерии существенно отличаются от диагностики септического артрита нативного сустава, а симптомы могут варьироваться от явных признаков воспаления до скрытых проявлений, имитирующих механические проблемы.

Клинические проявления и проблемы выявления.

Клиническая картина ИПС зависит от вирулентности возбудителя, времени начала инфекции и иммунного статуса пациента.

• Острая инфекция: ранние ИПС (до 4 недель после операции) или гематогенные инфекции часто проявляются лихорадкой, болью, эритемой и отеком сустава.
• Хроническая/скрытая инфекция: вызывается менее вирулентными организмами (например, коагулазонегативными стафилококками или Cutibacterium acnes). Симптомы часто смазаны: хроническая боль, нестабильность сустава или расшатывание имплантата. Эти признаки легко спутать с неинфекционными причинами, такими как асептическая нестабильность или износ полиэтилена.
• Свищевой ход: наличие свищевого хода, сообщающегося с протезом, считается абсолютным (дефинитивным) критерием инфекции.

Диагностические критерии и рекомендации сообществ.

Различные международные сообщества разработали свои критерии для подтверждения диагноза. Источники выделяют эволюцию этих рекомендаций:

1. IDSA (2012): диагноз подтверждается при наличии свищевого хода, гноя вокруг протеза, острого воспаления при гистологическом исследовании или положительных интраоперационных культур (одна культура вирулентного организма или несколько культур одного и того же организма).
2. ICM (2018): Вводит понятие «больших» и «малых» критериев.
   • Определенная ИПС: Свищевой ход или 2 положительные культуры с одним микроорганизмом.
   • Малые критерии (балльная система): Повышенные С-реактивный белок (CRP), D-димер, СОЭ, лейкоциты в синовиальной жидкости, положительная лейкоцитарная эстераза или альфа-дефензин, гной и др.
3. EBJIS (2021): Наиболее современные критерии, включающие категорию «вероятная инфекция» для случаев, не отвечающих критериям подтвержденной инфекции, но имеющих подозрительные клинические признаки. Подтвержденная инфекция включает лейкоцитоз синовиальной жидкости >3000 кл/мкл или нейтрофилез >80%.

Микробиологическая диагностика.

Выявление возбудителя критически важно для выбора тактики лечения, однако около 15% случаев остаются культурально-негативными.

• Забор материала: рекомендуется отправлять на аэробные и анаэробные посевы минимум 3 образца перипротезных тканей или сам имплантат.
• Влияние антибиотиков: эмпирическая антибиотикотерапия до забора культур снижает их информативность. По возможности аспирацию и забор тканей следует проводить до начала лечения антибиотиками.
• Методы повышения чувствительности:
  • Использование флаконов для гемокультуры при посеве синовиальной жидкости повышает высеваемость.
  • Если культуры отрицательны, может помочь мультиплексный ПЦР-анализ.
• Проблема контаминации: рост таких организмов, как C. acnes и коагулазонегативные стафилококки, может быть как истинной инфекцией, так и загрязнением образца, что усложняет интерпретацию.

Роль биопленок и соникация.

Биопленки играют ключевую роль в устойчивости к антибиотикам и трудностях диагностики. Микроорганизмы прикрепляются к протезу, создавая защитный барьер, который затрудняет их обнаружение традиционными методами.

• Соникация (ультразвуковая обработка): если протез удален, используется метод соникации для разрушения биопленок и высвобождения бактерий в раствор для последующего посева.
• Эффективность: чувствительность метода варьирует, но наблюдается тенденция к улучшению высеваемости по сравнению с традиционными методами, особенно если пациент уже принимал антибиотики. Критерием EBJIS является обнаружение более 50 КОЕ/мл при соникации.

Резюме для клинициста.

Диагностика ИПС не должна полагаться исключительно на алгоритмы; она требует клинического суждения и мультидисциплинарного подхода. Результаты тестов могут искажаться предшествующей антибиотикотерапией, хроническим характером инфекции и типом установленного оборудования. В сложных случаях (например, при отрицательных культурах) следует использовать дополнительные маркеры (альфа-дефензин) и методы (соникация, ПЦР).

Хирургическое лечение.

Хирургическое лечение инфекции протезированного сустава (ИПС) описывается как сложный процесс, требующий мультидисциплинарного подхода. Хирургическое лечение ИПС варьируется от сохранения имплантата с санацией до его полного удаления и замены (в один или два этапа) или, в крайних случаях, ампутации. Выбор метода зависит от времени начала инфекции, стабильности протеза, вида возбудителя и состояния пациента. Наиболее распространенными методами в США являются DAIR (дебридмент, антибиотики и сохранение имплантата) и двухэтапная ревизия.

Ниже представлен подробный обзор хирургических стратегий, описанных в источнике.

1. Основные виды хирургических вмешательств

• DAIR (дебридмент, антибиотики и сохранение имплантата);
• Одноэтапное ревизионное эндопротезирование;
• Двухэтапное ревизионное эндопротезирование;
• 1.5-этапная замена (более новый метод);
• Резекционная артропластика, артродез и ампутация,.

DAIR (Дебридмент, антибиотики и сохранение имплантата)

Это малоинвазивная процедура, при которой протез сохраняется, но проводится тщательная очистка сустава.

• Процедура: включает удаление подвижных частей (например, полиэтиленовых вкладышей) для снижения бактериальной нагрузки.
• Показания: согласно рекомендациям IDSA, DAIR следует применять только если протез стабилен (хорошо зафиксирован), отсутствует свищевой ход, и операция проводится в течение 30 дней после имплантации или менее чем через 3 недели после появления симптомов инфекции.
• Эффективность: Данные по успеху варьируются широко — от 31% до 80% в зависимости от размера выборки исследования.
• Риски: инфекции, вызванные Staphylococcus aureus, имеют более высокий риск неудачи при использовании DAIR.

Одноэтапное ревизионное эндопротезирование.

Метод подразумевает удаление инфицированного протеза, промывание и санацию сустава с немедленной установкой нового протеза в рамках одной операции. Иногда хирурги меняют инструменты и повторно обрабатывают руки перед установкой нового имплантата.

Двухэтапное ревизионное эндопротезирование.

Традиционно считается более радикальным и надежным методом лечения ИПС.

• Этап 1: удаление протеза и всех компонентов, установка спейсера (цементного разделителя) с антибиотиками.
• Спейсеры: исторически использовались статические блоки из костного цемента с антибиотиками (полиметилметакрилат). Современные варианты включают артикулирующие (подвижные) спейсеры (изготовленные вручную, заводские или напечатанные на 3D-принтере), которые сохраняют подвижность сустава и облегчают будущую реимплантацию.
• Лечение между этапами: пациент получает курс антибиотиков, за которым следует период без антибиотиков (“antibiotic-free period”) для подтверждения эрадикации инфекции.
• Этап 2: удаление спейсера и установка нового протеза.

1.5-этапная замена (Exchange Arthroplasty).

Это альтернативный подход, ставший возможным благодаря появлению артикулирующих спейсеров.

• Суть метода: удаление инфицированного сустава и установка артикулирующего спейсера. Этот спейсер может оставаться до тех пор, пока не станет безопасным проведение второго этапа, либо оставаться постоянно, если пациент хорошо его переносит.
• Результаты: исследования показывают, что это жизнеспособный метод для лечения ИПС коленного сустава, и большинству пациентов не требуется длительная супрессивная терапия антибиотиками.

Радикальные меры.

В сложных случаях, когда сохранение или замена сустава невозможны, применяются:

• Резекционная артропластика (удаление сустава без замены);
• Артродез (замыкание сустава);
• Ампутация. После ампутации может потребоваться 4–6 недель антибиотикотерапии, если есть риск остаточной инфекции в кости,.

2. Принятие решений и факторы риска.

Выбор хирургической тактики должен быть мультидисциплинарным, с участием ортопедов и инфекционистов, а также учитывать предпочтения пациента.

• Диагностика перед операцией: идеально получить культуры (посевы) до начала эмпирической антибиотикотерапии, так как антибиотики снижают высеваемость.
• Роль биопленок: бактерии на протезе образуют биопленки, которые защищают их от антибиотиков и иммунной системы. Это усложняет лечение и часто требует механического удаления (хирургии) и применения специфических препаратов, проникающих в биопленки (например, рифампицина).
• Выявление возбудителя: идентификация патогена критически важна для выбора метода. Например, высоковирулентные организмы (такие как S. aureus) чаще приводят к рецидивам при использовании менее инвазивных методов, таких как DAIR.

3. Связь хирургии и медикаментозной терапии

Тип выполненной операции напрямую диктует схему и длительность последующей антибиотикотерапии.

• При DAIR и одноэтапной ревизии (стафилококки): рекомендуется 2–6 недель внутривенной терапии в комбинации с рифампицином, с последующим переходом на пероральные антибиотики с рифампицином (всего 3 месяца для бедра, 6 месяцев для колена).
• При двухэтапной ревизии: обычно назначается 4–6 недель системной терапии, перерыв в лечении, диагностика и затем реимплантация.
• Хроническая супрессивная терапия: может рассматриваться для пациентов после DAIR, если имплантат сохранен, но риск рецидива высок (пожилой возраст, невозможность повторных операций, сложные возбудители), или если пациент отказывается от дальнейших операций.

Источники подчеркивают, что хирургическое лечение ИПС не является универсальным. Успех зависит от правильного подбора метода (от DAIR до этапных ревизий) в соответствии со строгими критериями (время начала инфекции, состояние тканей) и тесного сотрудничества между хирургами и инфекционистами.

Антибиотикотерапия.

Антибиотикотерапия при инфекции протезированного сустава (ИПС) представляет собой сложный процесс, который неразрывно связан с выбранной хирургической тактикой и типом возбудителя. Лечение обычно включает индукционную фазу (внутривенное введение), за которой может следовать хроническая супрессивная терапия.

Общие принципы и диагностика.

• Мультидисциплинарный подход: решения о назначении антибиотиков должны приниматься совместно ортопедами и инфекционистами, учитывая хирургические риски и переносимость препаратов пациентом.
• Важность посевов до начала терапии: в идеале аспирация синовиальной жидкости и интраоперационный забор культур должны проводиться до начала эмпирической антибиотикотерапии, так как прием антибиотиков снижает высеваемость микроорганизмов.

Схемы лечения в зависимости от хирургической тактики.

Выбор антибиотиков и длительность курса зависят от того, какая операция была выполнена: DAIR (дебридмент, антибиотики и сохранение имплантата), одноэтапная или двухэтапная ревизия.

1. DAIR (Дебридмент и сохранение имплантата)

Эта тактика применяется при ранних инфекциях (менее 30 дней после имплантации или менее 3 недель симптомов).

• Стафилококковая инфекция (Staphylococcus spp.):
  • Начальный этап: 2–6 недель патоген-специфичной внутривенной терапии в комбинации с рифампицином.
  • Продолжение: Переход на пероральные антибиотики в сочетании с рифампицином.
  • Общая длительность: 3 месяца для тазобедренного сустава и 6 месяцев для коленного сустава.
• Не стафилококковая инфекция:
  • 4–6 недель внутривенной или пероральной терапии с высокой биодоступностью.

2. Одноэтапное ревизионное эндопротезирование.

Удаление инфицированного протеза и установка нового в одну сессию.

• Стафилококковая инфекция:
  • 2–6 недель внутривенной терапии с рифампицином.
  • Затем рифампицин плюс пероральный препарат-компаньон до достижения общей длительности 3 месяца.
• Нестафилококковая инфекция:
  • 4–6 недель внутривенной или высокобиодоступной пероральной терапии.

3. Двухэтапное ревизионное эндопротезирование.

Удаление протеза, установка временного спейсера с антибиотиком, а затем отсроченная установка нового протеза.

• Терапия: 4–6 недель системной антибиотикотерапии (внутривенно или перорально).
• «Каникулы»: Обычно предусмотрен период без антибиотиков перед реимплантацией для подтверждения эрадикации инфекции.
• Роль спейсеров: цементные спейсеры, насыщенные антибиотиками, заполняют пространство и обеспечивают местное высвобождение препаратов.

4. Ампутация

Если после ампутации есть подозрение на остаточную инфекцию кости или сохранение инфицированных частей протеза, может потребоваться курс антибиотиков длительностью 4–6 недель.

Роль рифампицина.

Рифампицин занимает особое место в лечении ИПС благодаря своей способности воздействовать на биопленки, особенно при стафилококковых инфекциях.

• Показания: большинство врачей используют рифампицин при стафилококковых ИПС, если это возможно, в рамках протоколов IDSA.
• Время начала приема: Рифампицин следует добавлять только после снижения бактериальной нагрузки (после хирургического вмешательства и исчезновения бактериемии), чтобы предотвратить быстрое развитие резистентности.
• Риски: препарат является мощным индуктором ферментов цитохрома P450, что приводит к многочисленным межлекарственным взаимодействиям.

Хроническая супрессивная терапия (ХСТ).

ХСТ подразумевает длительный или пожизненный прием пероральных антибиотиков. Цель — не эрадикация инфекции, а контроль симптомов и предотвращение рецидива.

• Кому показана:
  • Пациентам с сохраненным имплантатом (после DAIR), которые имеют высокий риск рецидива.
  • Пациентам, которым противопоказаны дальнейшие операции (пожилой возраст, сопутствующие заболевания).
  • При наличии трудноизлечимых возбудителей или невозможности использовать рифампицин.
• Длительность: вопрос остается дискуссионным. Некоторые данные предлагают рассмотреть возможность отмены терапии через 1 год при нормализации маркеров воспаления, однако при стафилококковых инфекциях требуется особая осторожность. Решение о прекращении — это баланс между риском рецидива и побочными эффектами антибиотиков.

Краткое резюме по длительности .

Хирургическая тактика	Возбудитель	Общая длительность терапии	Особенности
DAIR (Тазобедренный)	Staph. spp.	3 месяца	Включает Рифампицин
DAIR (Коленный)	Staph. spp.	6 месяцев	Включает Рифампицин
DAIR	Другие	4–6 недель	В/в или перорально
1-этапная ревизия	Staph. spp.	3 месяца	Включает Рифампицин
2-этапная ревизия	Любой	4–6 недель	Период “отмывки” перед 2 этапом