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Diagnóstico en infección periprotésica, marcadores sinoviales y serológicos

Diagnóstico en infección periprotésica, marcadores sinoviales y serológicos

Autora principal: Marta Zamora Lozano

Vol. XVI; nº 2; 54

Diagnosis in periprosthetic infection, sinovial and serum markers

Fecha de recepción: 08/12/2020

Fecha de aceptación: 19/01/2021

Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVI. Número 2 –  Segunda quincena de Enero de 2021 – Página inicial: Vol. XVI; nº 2; 54

AUTORES: Marta Zamora Lozano, Raúl Lorenzo López, Pilar Ruiz de las Morenas, Mercedes Flores San Martín, Marta Sarasa Roca, Carmen Angulo Calvo, Juan Ramón y Cajal Calvo.

Marta Zamora Lozano: MIR Cirugía Ortopédica y Traumatología en Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza, España

Raúl Lorenzo López: MIR Cirugía Ortopédica y Traumatología en Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza, España

Pilar Ruiz de las Morenas: MIR Cirugía Ortopédica y Traumatología en Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza, España

Mercedes Flores San Martín: MIR Cirugía Ortopédica y Traumatología en Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza, España

Marta Sarasa Roca: MIR Cirugía Ortopédica y Traumatología en Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza, España

Carmen Angulo Castaño: MIR Cirugía Ortopédica y Traumatología en Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza, España

Juan Ramón y Cajal Calvo: MIR Radiología en Hospital Clínico Lozano Blesa de Zaragoza, España

RESUMEN

La infección periprotésica es uno de los mayores contratiempos en la cirugía ortopédica, tanto por su difícil diagnóstico y manejo, como por las graves consecuencias que su aparición acarrea. No hay ningún criterio único que permita alcanzar el diagnóstico definitivo de una infección articular periprotésica, sino que es la suma de hallazgos clínicos, analíticos y microbiológicos la que orienta al mismo. En la última década se han actualizado en varias ocasiones los criterios diagnósticos, y estos siguen en continua revisión por la aparición de nuevos biomarcadores. En este artículo, se pretende realizar una revisión bibliográfica sobre los marcadores en suero y en líquido sinovial de los que disponemos en el presente, y que nos permiten, en función de su sensibilidad y especificidad, y de manera conjunta con otros hallazgos,  confirmar o descartar el diagnóstico de infección periprotésica.

Palabras clave: infección, periprotésica, diagnóstico, marcadores, sinovial.

ABSTRACT

Periprosthetic infection is one of the major problems in orthopedic surgery, both for its hard diagnosis and treatment, and for the serious consequences that a revision surgery entails. There is no single criteria for the final diagnosis, but it is the addition of clinical, analytical and microbiological findings that lead the diagnosis.  In the last decade, there have been multiple updates about the diagnosis of periprosthetic infection and they are still in permanent revision since new markers are emerging. In this article, we aim to carry out a bibliographic review about current serological and synovial markers, that allow us, depending on its sensibility and specificity, to confirm or rule out periprosthetic joint infection diagnosis.

Keywords: infection, periprosthetic, diagnosis, markers, synovial.

  1. INTRODUCCIÓN

Se denomina infección periprotésica a aquella que se produce sobre una artroplastia. Ocurre en el 1-2% de las artroplastias primarias (1) y en el 4% de las revisiones (2). Debido al aumento de la esperanza de vida y las mayores expectativas en cuanto a la calidad de vida en la población más mayor, el número de prótesis implantadas crece continuamente. Como consecuencia, también lo hace el número de infecciones.

Dentro del abanico de infecciones, la infección periprotésica es una de las que más quebraderos de cabeza le produce al cirujano ortopédico, tanto por su difícil manejo como por la gravedad que supone la no resolución de la misma. Las infecciones periprotésicas más frecuentes son las de cadera y rodilla debido a que las artroplastias de ambas articulaciones son las que se implantan con mayor frecuencia. Según el momento de aparición de la infección, distinguimos entre infecciones tipo I (si se producen de forma aguda en las primeras 6 semanas), tipo II ( si se trata de una presentación diferida con infección crónica indolente cualquiera que sea el momento de su producción y el tipo III se refiere a aquellos casos que se presentan de forma brusca en una artroplastia en la que no existían problemas previos, con una presentación como infección aguda secundaria a diseminación hematógena. El tipo IV es aquel en que el cirujano encuentra un cultivo positivo en el momento de revisión de una artroplastia que no presentaba evidencia previa de infección (3) En función de los mecanismos de infección podemos clasificarlas en infección directa durante el procedimiento quirúrgico, infección hematógena desde focos alejados y reactivación de infección latente.

El diagnóstico de las infecciones periprotésicas es una entidad compleja, que se revisa de forma constante en la literatura. No existe ninguna prueba específica para saber si existe o no una infección periimplante, sino que el diagnóstico se realiza mediante una suma de diferentes criterios clínicos, analíticos, microbiológicos e incluso histológicos. En el año 2011, la “Musculoeskeletal Infection Society (MSIS)”  definió unos criterios mayores y unos menores basados en la opinión de múltiples expertos y la bibliografía existente (4,5). Se consideraba infección periprotésica a la existencia de un criterio mayor o cuatro criterios menores de los mencionados en la Figura 1, sin poder descartar la existencia de infección con la presencia de menos de cuatro criterios menores.

A pesar de que la definición de MSIS y la posterior modificación del IDSA (“infectious Disease Society”) en 2013 (6) han sido cruciales para proporcionar un patrón diagnóstico y terapéutico en las infecciones periprotésicas, estas clasificaciones tenían sus limitaciones. Los criterios representaban más un consenso que un algoritmo basado en la evidencia.  Tres de los seis criterios menores dependían de hallazgos intraoperatorios, y se necesitaban cuatro criterios menores para alcanzar un diagnóstico por lo que no era posible realizar un diagnóstico con certeza de infección periprotésica preoperatoriamente. Además, estos criterios podían obviar determinadas infecciones causadas por organismos de crecimiento muy lento o infecciones con cultivos negativos.

Todas estos condicionantes obligaron a la sociedad científica a buscar otros biomarcadores que permitieran un diagnóstico de las infecciones periprotésicas más fiable como fue el caso de la esterasa leucocitaria, la alfa defensina, los niveles de Dímero D y las técnicas de diferenciación molecular.

En el año 2018 se realizó un estudio multicéntrico con tres instituciones comparando a un total de 1504 pacientes (7). De ellos, 684 tenían una infección periprotésica confirmada mediante un criterio mayor y habían sido sometidos a una cirugía de revisión en dos tiempos. El resto de pacientes (820) se habían intervenido de un recambio protésico de etiología no infecciosa. Además de las variables incluidas en el Consenso de MSIS 2011, se estudió la alfa-defensina, la esterasa leucocitaria, el Dímero D y la PCR sinovial. Tabla 1

Los resultados que se obtuvieron en cuanto a la sensibilidad y especificidad permitieron identificar unos nuevos criterios diagnósticos, que fueron el fundamento del Consenso de Philadelphia 2018 (8), que continúa vigente en la actualidad.

El Consenso de Philadelphia, a diferencia del MSIS 2011, está basado en un sistema de puntos, y otorga a cada criterio diagnóstico una determinada puntuación en función de sus valores de sensibilidad y especificidad. Otro de los avances que incluye es la capacidad de distinguir entre infección aguda e infección crónica según los valores de los biomarcadores. También consigue solventar uno de los mayores problemas de la anterior clasificación, ya que permite alcanzar un diagnóstico preoperatorio. La sensibilidad global de este nuevo Consenso es de 97,7% y la especificidad de 99,5%, en contraste con 86,9% de sensibilidad y 79,3 de especificidad que obtenía el MSIS (8).

Los marcadores de los que disponemos en la actualidad para diagnosticar una infección periprotésica son de dos tipos: marcadores serológicos (en suero) y marcadores sinoviales (extraídos directamente del líquido sinovial periprotésico).

  1. MARCADORES EN SUERO PARA DIAGNÓSTICO DE INFECCIÓN PERIPROTÉSICA
  1. VSG, PCR Y DÍMERO D

La VSG y la PCR en suero son marcadores muy sensibles  (96%) pero poco específicos (59%) para el diagnóstico de infección periprotésica (9). Estos dos marcadores se elevan ante cualquier proceso inflamatorio al que esté sometido el cuerpo, ya sea una infección de cualquier tipo, una neoplasia, una intervención quirúrgica o un traumatismo, entre otros. La elevación de la VSG y la PCR de manera conjunta ha demostrado tener mayor eficacia en el diagnóstico que cuando estas se elevan de manera aislada (10,11,12)

El dímero D es un producto de degradación de la fibrina, su presencia indica un proceso de fibrinolisis. Sus niveles plasmáticos se encuentran elevados en múltiples procesos inflamatorios tales como la trombosis venosa profunda (TVP), el tromboembolismo pulmonar (TEP), neoplasias, infarto, infección, embarazo o traumatismo reciente.

¿Por qué son importantes?

La ventana de tiempo que existe entre una infección aguda y una crónica es solo de seis semanas tras la primera intervención quirúrgica. Por tanto, un diagnóstico precoz es fundamental ya que nos permitiría realizar un lavado y desbridamiento con recambio de partes móviles y evitar una cirugía mucho mayor. Los recursos que tenemos para diagnosticar en el postoperatorio inmediato una infección protésica son escasos y de baja especificidad. La VSG y la PCR son marcadores inflamatorios que se mantienen elevados 2 y 6 semanas tras la cirugía respectivamente, lo que no permite distinguir una infección aguda del proceso postquirúrgico fisiológico (13,14).

Se ha observado que el Dímero D se elevaba de forma significativa en pacientes con infección periprotésicas en comparación con el grupo de fallo aséptico y que 850ng/ml era el valor umbral óptimo en suero para realizar el diagnóstico (15). Los niveles de Dímero D alcanzan su pico máximo en el primer día postoperatorio y descienden hasta niveles indetectables el segundo día. A las dos semanas, el Dímero D vuelve a sufrir una elevación que desciende de manera más progresiva hasta ser indetectable a las cuatro semanas (16). Esto significa que un Dímero D bajo durante las dos primeras semanas puede descartar una infección periprotésica de manera fiable. De todas formas, lo más recomendable siempre es analizar los tres marcadores de manera conjuntamente

  1. FIBRINÓGENO

El fibrinógeno humano (factor I) es un componente normal del plasma humano, precursor de la fibrina.  En presencia de trombina y otros factores se encarga de activar la cascada inflamatoria y la formación del coágulo. Es un reactante de fase aguda que participa activamente en la función endotelial, la trombosis y la inflamación, por lo que es un valor muy poco específico para el diagnóstico de infección periprotésica. Sin embargo, es un marcador bastante sensible (81%), permitiendo en ausencia de elevación descartar infección periprotésica. Su valor umbral está en torno a los 570 mg /dl (17,18).

  1. INTERLEUCINA 6

La interleucina 6 es una citocina secretada por las células inmunitarias (macrófagos, monocitos y células T) que actúa como mediadora de un amplio abanico de actividades biológicas, entre las que se encuentra cualquier actividad inflamatoria. Se eleva hasta 430 pg/ml los tres días tras una intervención quirúrgica, descendiendo después rápidamente a valores estándar (=1pg/ml). Valores de 2,5 pg/ml se consideran sensibles pero poco específicos y valores de 6’5 pg/ml son muy específicos aunque poco sensibles (19,20).

  1. PROCALCITONINA

La procalcitonina (PCT) es un polipéptido sérico que se encuentra en el plasma en cantidades mínimas (0,5 ng/ml) y se eleva intensamente a las pocas horas en las infecciones bacterianas sistémicas graves (sepsis, shock séptico y meningitis). Su vida media es de tan solo 22-29 h (21). La procalcitonina aumenta moderadamente en las infecciones bacterianas locales pero no se modifica ni en las infecciones víricas, fúngicas ni en la colonización bacteriana. Se ha demostrado que no es precisa en el diagnóstico de infecciones periprotésicas(22), por lo que este marcador no está recogido en el Consenso de Philadelphia.

  1. MARCADORES SINOVIALES PARA EL DIAGNÓSTICO DE INFECCIÓN PERIPROTÉSICA
  1. ALFA-DEFENSINA

Las alfa‐defensinas son péptidos antimicrobianos que liberan los neutrófilos activados en respuesta a una infección. Este marcador es el más sensible y específico (100% si >=4,9 ug/ml) (23). Es la más indicada en situaciones complejas como pacientes con enfermedades inflamatorias sistémicas, uso concomitante de antibióticos y cultivos negativos (24). Por lo general, se recomienda reservar únicamente para estas situaciones por su elevado precio. Las limitaciones que presenta son su bajo valor predictivo positivo en casos con metalosis o reacciones tisulares locales adversas.

Existen dos test comercializados en estos momentos: ELISA (obtiene el resultado en pocos días ), e inmunocromatografía de flujo lateral Synovasure ® (logra un resultado en minutos lo que facilita su uso intraoperatorio en una revisión protésica) (25).

  1. RECUENTO LEUCOCITARIO

El recuento leucocitario en el líquido sinovial junto con la determinación del porcentaje de polimorfonucleares constituyen otro posible dato diagnóstico, a la espera de los resultados del estudio microbiológico. Existe cierta controversia en cuanto al valor del recuento leucocitario para la diferenciación entre infección y otras causas de inflamación articular, por lo que este dato debe usarse en conjunción con los hallazgos clínicos. La determinación de leucocitos en líquido sinovial mayor a 1,700 células/μL o > 65% de polimorfonucleares se considera positiva para infección articular periprotésica de rodilla, aunque estos valores no pueden generalizarse para el resto de articulaciones. (12,26, 27,28)

  1. ESTERASA LEUCOCITARIA

La esterasa leucocitaria es una enzima secretada
por neutrófilos que están recluidos en el sitio de infección (29, 30, 31. Se emplea regularmente  como test diagnóstico de un proceso infeccioso urinario, y también ha demostrado eficacia en el diagnóstico de peritonitis bacteriana, infecciones del oído medio así como  infeciones del líquido pleural (32,33). En la infección ha probado su utilidad para diagnosticar un proceso infeccioso articular con una sensibilidad de 80.6% y especificidad de 100% (34).

Las ventajas de la esterasa leucocitaria incluyen su facilidad de uso, resultados inmediatos y bajo precio. En el caso de que el aspirado contenga tinte hemático, los resultados pueden no ser valorables. Esto supone una limitación importante al ser necesaria en estos casos la centrifugación de las muestras sin alcanzar siquiera con ello los valores de sensibilidad y especificidad mencionados anteriormente.

  1. CALPROTECTINA

La calprotectina es una proteína presente en el citoplasma de los neutrófilos que en situaciones inflamatorias es producida en grandes cantidades. Es empleada de rutina para diagnóstico de patología del aparato digestivo (enfermedades inflamatorias intestinales), así como enfermedades reumáticas y por ello está disponible en la mayoría de los hospitales (35,36,37). En cuanto a su capacidad diagnóstica de infección periprotésica, es la menos sensible y específica de todos los marcadores sinoviales. Sólo cuando alcanza valores de 50 mg/L., su sensibilidad y especificidad se acercan al 90% (38,39). Como ventajas, su precio y su facilidad de uso y accesibilidad.

  1. PCR SINOVIAL

La PCR sinovial es otro método para identificar microorganismos y tiene la ventaja de que los resultados están disponibles en poco tiempo. A partir de 3,7 mg/L, tiene una sensibilidad del 84% y una especificidad de 97% (40,41). Es más precisa que la PCR sérica, pero menos que el resto de marcadores sinoviales. Lo más recomendable es su uso de forma conjunta con otros marcadores sinoviales.

  1. INTERLEUCINAS 6 Y 8

Sus valores en líquido sinovial son mucho más específicos que en suero y no necesitan de valores tan elevados para ser diagnósticos de infección periprotésica. La interleucina 6 es sensible y muy específica a partir de 2.3 ng/ml. No hace falta combinarla con IL- 6 en suero para lograr precisión (42). La interleucina 8 es igual de precisa que la  alfa-defensina a partir de valores de 6,5 ng/ml (22).

A pesar de que son los marcadores más precisos tienen importantes limitaciones como su precio elevado y la incapacidad de algunos laboratorios para realizar la prueba. Como consecuencia de estos inconvenientes, las interleucinas no forman parte de los criterios diagnósticos del Consenso de Philadelphia 2018. Sin embargo,  tienen un futuro prometedor y es posible que sean la referencia en los próximos años.

  1. CONCLUSIÓN

A pesar de que el cultivo intraoperativo de líquido y tejido es la mejor prueba diagnóstica de la  infección articular periprotésica (especificidad: 94-100%, valor predictivo positivo 98-100%), tiene una importante cantidad de falsos negativos (43,44) y una baja sensibilidad (81%) (45). Se han descrito tasas de infección periprotésica con cultivos negativos del 5 al 42%. (46,47,48) El uso de medios de cultivo inapropiados, la formación de biofilm o un periodo de incubación inadecuado son algunos de los motivos por los que nos podemos encontrar un falso negativo(49). Fruto de ello, las tecnologías moleculares independientes de los cultivos han ganado interés para el aislamiento del patógeno. Diferentes tests basados en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) han mostrado buenos resultados para identificar el agente infeccioso ante casos con cultivos negativos (50,51).

En ocasiones, es necesario usar todas las herramientas de las que disponemos para alcanzar el diagnóstico de infección periprotésica. Como hemos visto, a pesar de todos los avances y de los nuevos criterios diagnósticos del Consenso de Philadelphia (2018) (7) , muchas infecciones pasan en un primer momento desapercibidas y en consecuencia, se pueden producir trágicas secuelas. Esto obliga a considerar el empleo de marcadores de aparición más reciente que no han sido todavía incluidos como criterios diagnósticos, así como a investigar sobre nuevos marcadores y medios de cultivo que permitan un diagnóstico más preciso.  El objetivo último del diagnóstico de infección articular periprotésica debe ser lograr una tasa de falsos positivos inexistente, además del aislamiento del germen en la totalidad de los casos.

Ver anexo

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