Abstract
Background Due to the lack of specificity of conventional diagnostic tools, the prediction of
periprosthetic joint infections (PJI) remains challenging. The purpose of this study
was to evaluate the accuracy of synovial fluid neopterin, presepsin, and TNF-α as
diagnostic parameters and to compare it to the biomarkers recommended in the 2018
definition of periprosthetic hip and knee infection.
Methods Between August 2018 and July 2019, a prospective cohort study was conducted in 80
patients with painful hip, shoulder, and knee arthroplasty. In addition to medical
history, clinical and laboratory data were gathered. PJI was diagnosed based on the
2018 definition of periprosthetic hip and knee infection. Synovial joint fluid was
analyzed for biomarker measurement using standard quantitative enzyme immunoassay
kits.
Results Fifty-three patients (66%) were classified as the aseptic group and twenty-seven
patients (34%) as the PJI group. The mean levels of synovial fluid neopterin were
significantly higher (p < 0.01) in the PJI group than those in the aseptic group (aseptic
8.3 ± 6.9 vs. PJI 20.9 ± 21.4 nmol/L). The average values of synovial fluid TNF-α
and presepsin were not significantly higher in the PJI group than those in the aseptic
group (presepsin: aseptic 0.13 ± 0.19 vs. PJI 0.11 ± 0.32 ng/mL, p = 0.08; TNF-α:
aseptic 6.6 ± 7.3 vs. PJI 46.3 ± 123.2 pg/mL, p = 0.17). Synovial fluid neopterin
was 59% specific and 74% sensitive with a cut-off value of 7.2 nmol/L. The sensitivity
and specificity of synovial fluid TNF-α were 63 and 51% with a cut-off value of 3.9 pg/mL.
Synovial fluid presepsin was 51% specific and 29% sensitive with a cut-off value above
0.06 ng/mL.
Conclusion Synovial fluid neopterin appears to a reliable diagnostic marker for detection of
PJI. In contrast, synovial fluid TNF-α and presepsin are not suitable to exclude or
diagnose PJI.
Zusammenfassung
Hintergrund Aufgrund der Unzuverlässigkeit der aktuell zur Verfügung stehenden diagnostischen
Tests bleibt die Diagnosestellung von periprothetischen Infektionen (PPI) eine Herausforderung.
Das Ziel dieser Studie war es, die Zuverlässigkeit von Neopterin, Presepsin und TNF-α
aus der Synovialflüssigkeit als Parameter in der Diagnostik von PPI zu bewerten und
diese mit denen von Biomarkern, die in der 2018er-Definition von PPI des Knie- und
Hüftgelenks empfohlen werden, zu vergleichen.
Methoden Zwischen August 2018 und Juli 2019 wurde eine prospektive Kohortenstudie mit 80 Patienten,
die über Schmerzen bei einliegender Endoprothese an Knie-, Schulter- und Hüftgelenk
klagten, durchgeführt. Neben der Anamnese wurden klinische und laborchemische Daten
erhoben. Die Diagnose PPI wurde anhand der Definition von periprothetischen Infektionen
aus dem Jahr 2018 gestellt. Neopterin, TNF-alpha und Presepsin wurden mit standartisierten
ELISA in der Synovialflüssigkeit gemessen
Ergebnisse 53 (66%) Patienten wurden als aseptisch und 27 (34%) als die PPI-Gruppe klassifiziert.
Die mittleren Konzentrationen von Neopterin in der Synovialflüssigkeit waren bei Patienten
mit PPI signifikant höher (p < 0,01) als in der aseptischen Gruppe (aseptisch 8,3 ± 6,9 nmol/l
vs. PPI 20,9 ± 21,4 nmol/l). Die mittleren Konzentrationen von synovialem TNF-α und
Presepsin waren nicht signifikant höher bei Patienten mit PPI als in der aseptischen
Gruppe (Presepsin: aseptisch 0,13 ± 0,19 ng/ml vs. PPI 0,11 ± 0,32 ng/ml, p = 0,08;
TNF-α: aseptisch 6,6 ± 7,3 pg/ml vs. PPI 46,3 ± 123,2 pg/ml, p = 0,17). Synoviales
Neopterin zeigte eine Spezifität von 59% und eine Sensitivität von 74% bei einem Cut-off-Level
von 7,2 nmol/l. Die Sensitivität und Spezifität von snyovialem TNF-α lag bei 63% und
51% bei einem Cut-off-Level von 3,9 pg/ml. Synoviales Presepsin wies eine Sepzifität
von 51% und eine Sensitivität von 29% bei einem Cut-off-Level über 0,06 ng/ml auf.
Schlussfolgerungen Synoviales Neopterin erwies sich als vielversprechender Biomarker in der Diagnostik
von periprothetischen Infektionen. Synoviales TNF-α und Presepsin sind nicht geeignet,
um eine periprothetische Infektion auszuschließen.
Key words
neopterin - TNF-α - presepsin - PJI - synovial fluid
Schlüsselwörter
Neopterin - TNF-α - Presepsin - PPI - Synovialflüssigkeit
