Wert der 16S rDNA Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) zur intraoperativen Infektdetektion bei Endoprothesenrevisionseingriffen

Zusammenfassung

Studienziel: In der vorliegenden Studie wurde die Genauigkeit der 16S rDNA Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) mit der konventionellen Keimkultivierung verglichen und mit dem intraoperativen histologischen Befund bei Endoprothesenrevisionseingriffen korreliert. Ferner wurden der Einfluss einer begleitenden Antibiotikatherapie und der Art der Probengewinnung auf die Untersuchungsgenauigkeit beider Verfahren untersucht. Methode: In einer prospektiven Studie wurden im Rahmen von 50 Endoprothesenrevisionseingriffen Gewebe, Punktate und Abstriche gewonnen und mittels PCR und Bakterienkultur untersucht. Ferner wurden beide mikrobiologischen Untersuchungsverfahren mit dem Befund intraoperativ gewonnener histologischer Gewebeproben korreliert. Die Auswertung erfolgte verblindet durch zwei Untersucher basierend auf den histomorphologischen Kriterien von Mirra et al. Es wurden die Sensitivität, die Spezifität, der positive und der negative Vorhersagewert sowie die Genauigkeit für den molekularbiologischen und den kulturellen Keimnachweis berechnet. Um den Einfluss einer begleitenden Antibiotikatherapie und der Art der mikrobiologischen Probengewinnung auf die Genauigkeit beider Verfahren zu ermitteln, wurden jeweils drei Gruppen definiert und auf mögliche Unterschiede untersucht. Ergebnisse: Sowohl mittels PCR als auch mittels Bakterienkultur konnten 9 periprothetische Infektionen nachgewiesen werden. Korreliert mit den 25 positiven histologischen Befunden ergaben sich für die PCR und die Bakterienkultur eine Sensitivität von 0,36, eine Spezifität von 1,0, ein negativer Vorhersagewert von 0,61, ein positiver Vorhersagewert von 1,0 und eine Genauigkeit von 0,68. Abstriche zeigten im Vergleich zu Gewebe und Punktaten sowohl mittels PCR als auch mittels Bakterienkultur die höchste Sensitivität. Eine höhere Sensitivität der PCR bei Patienten, die unter prophylaktischer oder therapeutischer Antibiotikabehandlung standen, konnte verglichen mit der Kultur nicht beobachtet werden. Schlussfolgerung: Eine vergleichbar niedrige Sensitivität von PCR und Bakterienkultivierung korreliert mit dem histologischen Befund lässt in Verbindung mit höheren Kosten den Nutzen der PCR trotz einer schnelleren Verfügbarkeit im Rahmen der periprothetischen Infektdetektion nicht erkennen.

Abstract

Aim: In this study the accuracy of the 16S DNA polymerase chain reaction (PCR) in revision arthroplasties was compared to that of conventional bacterial culture when correlated to intraoperative histological findings. Furthermore, the influence of antibiotic treatment and different ways of collecting samples was evaluated. Method: In a prospective study we collected samples of tissues, aspiration fluids and swabs during revision arthroplasty surgery and examined them with PCR as well as conventional bacterial culturing methods. Also, we correlated these two methods with the histological findings of intraoperative tissue samples. Two independent examiners evaluated the samples according to the criteria of Mirra et al. Sensitivity, specificity, positive and negative prediction value and the accuracy were calculated for the molecular biological and culture methods. Three groups were defined to evaluate the influence of accompanying antibiotic treatment and the way of collecting the microbiological samples. Results: Nine periprosthetic infections could be detected by PCR as well as by conventional bacterial culturing. Correlated with the 25 positive histological findings this resulted in a sensitivity of 0.36, a specificity of 1.0, a negative prediction value of 0.61, a positive prediction value of 1.0 and an accuracy of 0.68 for both methods. Swabs compared to aspiration fluids and tissues samples showed the highest sensitivity with both methods. No higher sensitivity of PCR compared to conventional bacterial culturing could be observed in patients with accompanying antibiotic treatment. Conclusion: Although PCR is more rapidly available for the diagnosis of periprosthetic infection, a definite advantage of this more expensive method could not be demonstrated in view of the same low sensitivity of PCR and conventional bacterial culturing.

Schlüsselwörter

Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) - Histologie - Endoprothetik - Revision - Infektion

Key words

PCR - histology - arthroplasties - revision - infection

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