Оцінка інформативності комплексного мікробіологічного та серологічного дослідження для етіологічної діагностики гематогенного остеомієліту хребта

Вступ

Гематогенний остеомієліт хребта (ГОХ) — тяжке і складне захворювання, яке супроводжується остеомієлітичною деструкцією елементів хребців і втягненням у запальний процес паравертебральних тканин.

Незважаючи на впровадження у практику новітніх засобів променевої діагностики, відзначають доволі високу частоту пізньої та помилкової діагностики ГОХ. Разом з цим дослідники підкреслюють надзвичайну важливість своєчасного (максимально раннього) встановлення клінічного діагнозу «остеомієліт хребта» з виділенням збудника та визначенням його чутливості до антибіо­тиків для проведення адекватного лікування та відповідної антибіотикотерапії (Ардашев И.П. и соавт., 2000; Beronius M. et al., 2001; Морозов А.К. и соавт., 2006; Тиходеев С.А., Вишневский А.А., 2007).

У наш час не існує простих скринінгових тестів для проведення ранньої об’єктивної діагностики ГОХ, тому сучасний підхід до неї ґрунтується на комплексному застосуванні:

• клінічних ознак та дослідження швидкості осідання еритроцитів (ШОЕ) та С-реактивного білка (СРБ) при першій підозрі на захворювання;
• найбільш ранніх та інформативних методів променевої діагностики — магнітно-резонансної томографії та комп’ютерної томографії;
• мікробіологічного та гістологічного дослідження (Кавалерский Г.М. и соавт., 2006; Moromizato T. et al., 2007; Mylona E. et al., 2009).

Мікробіологічному дослідженню надають дуже великого значення, оскільки його результат обґрунтовує вибір відповідної антибіотикотерапії, без якої ефективне лікування ГОХ неможливе (Torda A.J. et al., 1995; Ардашев И.П. и соавт., 2000; Nolla J.M. et al., 2002). Таке дослідження є технічно нелегким внаслідок як складності взяття репрезентативного матеріалу, так і методичних проблем виділення різних мікроорганізмів. Відомо, що окрім голов­них збудників ГОХ — Staphylococcus aureus (S. aureus) та інших стафілококів, які виділяють у 34,0–81,2% хворих, до каузальних мікроорганізмів відносять стрептококи (до 18,0%), а також ентеробактерії, анаероби, корінеформні та інші мікроорганізми (Фищенко В.Я., Дизик Г.М., 1988; Carragee E.J., 1997; Beronius M. et al. 2001; Moromizato T. et al., 2007), а часом і мікробні асоціації. Чутливість до антибактеріальних препаратів таких різних за видами мікроорганізмів надто різна, щоб дати можливість укласти стандартизовані схеми лікування.

Для виділення збудника до операції найчастіше досліджують кров (результативність — 30,0–55,6% від числа досліджень) та проводять дослідження матеріа­лу пункції чи біопсії з осередку запалення під контролем комп’ютерної томографії чи при відкритому втручанні — 77,0–79,0% результативності (Torda A.J. et al., 1995; Nolla J.M. et al., 2002; Moromizato T. et al., 2007; Mylona E. et al., 2009). Найбільш результативним вважають дослідження інтраопераційного матеріалу, оскільки його забирають з самого осередку запалення: культуру вдається виділити у 48,5–83,3% пацієнтів залежно від стадії захворювання — гострої, підгострої, хронічної (Torda A.J. et al., 1995; Кавалерский Г.М. и соавт., 2006).

У доступній літературі майже відсутня інформація про застосування серологічних тестів для етіологічної діагностики ГОХ (окрім визначення концентрації СРБ), особ­ливо щодо виявлення антигенів збудника чи антитіл до нього у сироватці крові хворого (Beronius M. et al., 2001; Морозов А.К. и соавт., 2006; Тиходеев С.А., Вишневский А.А., 2007). Разом з цим доведена висока інформативність специфічних серологічних тестів для визначення етіології, ефективності лікування і прогнозування перебігу ГОХ та післятравматичного остеомієліту довгих кісток кінцівок (Грицай М.П. и соавт., 2004; Бідненко С.І., Лютко О.Б., 2009).

Мета роботи — оцінити інформативність результатів комплексного мікробіологічного та серологічного дослідження для об’єктивної етіологічної діагностики ГОХ з урахуванням особливостей його перебігу.

Об’єкт і методи дослідження

Мікробіологічні дослідження проведено у 58 хворих на ГОХ різної локалізації (від Th_V до S_I), госпіталізованих у клініку хірургії хребта Інституту травматології та ортопедії НАМН України протягом 2004–2010 рр.

Посів на поживні середовища з подальшим виділенням чистих культур мікроорганізмів та їх ідентифікація виконані за діючими офіційними методичними рекомендаціями.

Серологічні дослідження проведено у 65 хворих у динаміці спостереження (243 проби сироваток крові, середня кратність обстеження — 3,7 раза). Визначено наявність і рівень антитіл у реакції аглютинації (РА) з живою та грітою культурами ізольованих мікроорганізмів, виділених із патологічного матеріалу.

Виявлення антитіл проти соматичного антигену S. aureus проводили в РА із грітою суспензією з 3 музейних штамів S. aureus. За діагностичний титр антистафілококових антитіл брали наявність аглютинації в розведенні сироватки крові хворого не нижче 1:640.

Концентрацію СРБ та антистрептолізину- О (АСЛ-О) вивчали за якісним та напівкількісним визначенням їх у сироватках крові методом аглютинації латексних частинок (тест-системи CRP та ASO виробниц­тва «Human Wiesbaden, Germany»). За діагностично значущі титри брали значення ≥12 мг/л та >200 МО/мл відповідно.

Антитіла до мікобактерій туберкульозу виявляли хроматографічним скринінговим тестом Hexagon TB виробництва «Human Wiesbaden, Germany», який дає позитивний (в тому числі слабопозитивний) результат при рівні специфічних антитіл ≥250 МО/мл.

Результати та їх обговорення

Мікробіологічні дослідження проведено у 58 хворих (36 — інтраопераційно, 8 — інтра- та післяопераційно (протягом 2 тиж — 4 міс після операції) та 14 — післяопераційно.

Як видно з табл. 1, культуру мікроорганізмів із клінічного матеріалу хворих на ГОХ вдалося виділити у 52,3% пацієнтів під час операції та у 50,0% — в різні терміни після неї.

У більшості хворих виділені культури представлено S. aureus, включно з одним метицилінрезистентним штамом (methicillin-resistant S. aureus — MRSA). У 21,7% пацієнтів з операційного матеріалу виділяли ентеробактерії, переважно в асоціації з S. aureus. В післяопераційний період частота і види виділених мікроорганізмів майже не змінилися.

MRSA серед культур S. aureus становив 6,7–14,3%, що значно менше, ніж повідом­ляють окремі дослідники (за даними A.J. Torda та співавторів (1995), T. Moromizato та співавторів (2007), А.А. Вишневського (2008) — 22,0–45,0%). Загалом отримані дані за видами виділених культур не відрізняються від даних літератури.

Серологічні дослідження проведено у 65 хворих, з яких 45 проліковано хірургічно, 20 — консервативно.

Як видно з табл. 2, при оперативному лікуванні не виявлено чіткої тенденції до зменшення позитивних результатів АСЛ-О. Більше того, через 1 міс після операції частота діагностичних рівнів АСЛ-О, включно з високими (≥500 МО/мл), суттєво зростала (52,3 проти 35,6% до операції). Лише через 2–3 міс після операції частка хворих із високими рівнями АСЛ-О різко зменшилася (6,0 проти 17,8–20,0%).

Частота діагностичних рівнів антитіл проти S. aureus, включно з високими титрами (≥1:1280), становила 83,8–100% у всі терміни спостереження. Після операції на певний час несуттєво зменшувалася лише кількість хворих із високими титрами антитіл (16,1–25,0% проти 31,1% до операції).

Концентрація СРБ≥12 мг/л у більшості хворих після операції також була наявна на діагностичному рівні (77,7–86,0% проти 72,1%), хоча частота високих концентрацій СРБ (≥48 мг/л) значно знижувалася — 38,0 проти 52,1%.

При консервативному лікуванні порівняно з оперативним різниця в динаміці серологічних показників полягала у більш короткому терапевтичному ефекті: через 1 міс від початку лікування показники, насамперед високі, знижувались: АСЛ-О ≥500 МО/мл — 0 проти 13,3%; антистафілококові антитіла в титрі ≥1:1280 — 18,0 проти 33,3%; СРБ ≥48 мг/л — 18 проти 40,0%. Але через 2–3 міс їх частота знову зростала.

Отримані результати серологічних тестів корелювали з динамікою ШОЕ і свідчили швидше про зниження активності запального процесу після операції, але не про його усунення.

У 15 хворих проведено 27 досліджень наявності діагностичних рівнів сироваткових антитіл до культур мікроорганізмів, виділених до або під час операції. У 8 пацієнтів встановлено стафілококову (S. aureus) етіологію ГОХ зі змінами рівня антитіл у динаміці лікування, у 2 — виявлено діагностичні титри антитіл до Klebsiella pneumoniae та Klebsiella oxytoca, у 1 — до Pseudomonas aeruginosa та Escherichia coli (всього — у 73,3% обстежених), що свідчить про високу інформативну цінність РА з виділеною культурою мікроорганізмів для діагностики ГОХ. Загалом результати комплексного серологічного дослідження підтверджують етіологічну роль S. aureus та Streptococcus pyogenes (S. pyogenes) у розвитку ГОХ і свідчать про відсутність елімінації збудника в межах 3 міс від початку лікування (особливо консервативного), що свідчить про ймовірність рецидиву.

Порівняння показників серологічного дослідження у хворих із різним ступенем деструкції кісткової тканини як при оперативному, так і консервативному лікуванні наведено у табл. 3.

Порівняння кількості позитивних результатів різних тестів, проведених у хворих при оперативному лікуванні, дозволило виявити суттєво більшу частоту високих концентрацій СРБ та показників ШОЕ при вираженій деструкції кісткової тканини (ІІ–ІІІ ступеня), ніж при деструкції 0–І ступеня: 90,0 та 47,4% проти 55,0 та 15,0% відповідно. Для високих титрів антистафілококових антитіл виявлено мінімальну різницю, а частота діагностичних рівнів АСЛ-О, включно з високими, була навіть суттєво меншою, ніж у хворих з низьким ступенем деструкції: 33,3 та 4,8% проти 44,4 та 22,2% відповідно, що не дозволяє пов’язати ступінь деструкції з рівнем антибактеріальних антитіл, особ­ливо проти S. pyogenes і, можливо, відоб­ражає вплив оперативного втручання. Більше того, це може свідчити про розвиток певної толерантності організму до збудника, що часто спричинює зниження ефективності антибіотикотерапії.

При консервативному лікуванні, навпаки, частота позитивних результатів усіх серологічних тестів у хворих із деструкцією кісткової тканини ІІ–ІІІ ступеня була більшою, ніж при деструкції 0–І ступеня, особ­ливо щодо високих показників: частота позитивних результатів АСЛ-О, антитіл до S. aureus у титрі ≥1:1280, СРБ у концентрації ≥48 мг/л та ШОЕ ≥50 мм/год становила ряд 80,0–60,0–60,0–20,0% проти 40,0–30,0–40,0–0% відповідно. Отримані дані свідчать про ймовірність певного взаємозв’язку між ступенем деструкції та частотою високих показників серологічних досліджень, що за умови додаткового обстеження дозволило б використовувати їх у динамічному спостереженні за станом хворих під час лікування.

Порівняння частоти та рівнів показників серологічних досліджень у пацієнтів з інфільтратами різного ступеня вираженості (0 — відсутні, І — інфільтрат, ІІ — абсцес) як при оперативному, так і консервативному лікуванні дозволило виявити чітку тенденцію до підвищення частоти високих значень лише СРБ та ШОЕ, але не титрів антибактеріальних антитіл (табл. 4). Ці результати здаються логічними, оскільки наявність інфільтрату та його вираженість — це реакція організму на запалення, яка лабораторно проявляється саме реакцією білків гострої фази та ШОЕ.

У 28 пацієнтів з ГОХ та підозрою на туберкульозне ураження кісток хребта проведено 34 серологічних дослідження на наявність антитіл до мікобактерій туберкульозу за допомогою хроматографічного тесту Hexagon TB. У 8 хворих тест був позитивний, з них у 4 — слабопозитивний (табл. 5).

Як свідчать дані, позитивний результат тесту Hexagon TB при підозрі на туберкульоз хребта реєструвався у 1,5 раза частіше, ніж при відсутності такої підозри, що свідчить про певну специфічність цього тесту і доцільність його використання в подальшому як для уточнення етіології ГОХ, так і для накопичення матеріалу для більш об’єктивної оцінки тесту.

Разом з цим висока частота виявлення S. aureus та S. pyogenes свідчить про ймовірність змішаних туберкульозної зі стафілококовою та стрептококовою інфекцій: 80,0 та 40,0% позитивних результатів проти 95,7 та 43,5% для S. aureus та S. pyogenes у хворих із підозрою на туберкульоз хребта та ГОХ відповідно.

Отримані результати свідчать про необхідність як мікробіологічного, так і серологічного обстеження хворих на ГОХ та з підозрою на туберкульозне ураження кісток хребта для проведення відповідної антибіотикотерапії у їх комплексному лікуванні.

Висновки

У 52,3% хворих на ГОХ з операційного матеріалу виділено мікроорганізми, які у більшості випадків представлені S. aureus.

Показана перспективність застосування комплексу серологічних тестів (визначення концентрації СРБ та виявлення антитіл до S. aureus, S. pyogenes і особливо — до виділеної культури мікроорганізмів та мікобактерій туберкульозу) в сироватці крові хворих на хронічний ГОХ для діагностики, етіотропного лікування та диспансерного спостереження за активністю патологічного процесу у пацієнтів.

Виявлено, що ступінь деструкції кісткової тканини та наявність інфільтратів різного ступеня вираженості корелюють із рівнем СРБ та ШОЕ, але не з титрами антибактеріальних антитіл.

Література

• Ардашев И.П., Плотников Г.А., Григорук А.А. и др. (2000) Остеомиелит позвоночника. Вест. травм. и ортоп. им. Н.Н. Приорова, 3: 70–75.
• Бідненко С.І., Лютко О.Б. (2009) Перспективи використання показників специфічного гуморального імунітету в етіологічній діагностиці парапротезної інфекції. Матеріали наук.-практ. конференції з міжнародною участю «Актуальні питання ортопедії та травматології», с. 23–26.
• Вишневский А.А. (2008) Неспецифический остеомиелит позвоночника у взрослых (клиника, диагностика и лечение). Дис. … докт. мед. наук, Санкт-Петербург, с. 143–144.
• Грицай М.П., Бідненко С.І., Лютко О.Б., Ліненко О.М. (2004) Етіологія хронічного гематогенного остеомієліту у дітей та підлітків у динаміці хірургічного лікування. Вісн. ортопедії, травматології та протезування, 4: 34–37.
• Кавалерский Г.М., Проценко А.И., Сотников К.В. (2006) Хирургическое лечение гнойного спондилита. Вест. травм. и ортоп. им. Н.Н. Приорова, 2: 37–40.
• Морозов А.К., Ветрилэ С.Т., Колбовский Д.А., Карпов И.М. (2006) Диагностика неспецифических воспалительных заболеваний позвоночника. Вест. травм. и ортоп. им. Н.Н. Приорова, 2: 32–37.
• Тиходеев С.А., Вишневский А.А. (2007) Неспецифический остеомиелит позвоночника. СПбМАПО, Санкт-Петербург, 176 с.
• Фищенко В.Я., Дизик Г.М. (1988) Состояние иммунитета у больных гематогенным остеомиелитом позвоночника и бедра (сравнительная характеристика). Ортопедия, травмат. и протез., 9: 29–32.
• Beronius M., Bergman B., Andersson R. (2001) Vertebral osteomyelitis in Göteborg, Sweden: a retrospective study of patients during 1990–95. Scand. J. Infect. Dis., 33(7): 527–532.
• Carragee E.J. (1997) Pyogenic vertebral osteomyelitis. J.Bone Joint Surg. Am., 79(6): 874–880.
• Moromizato T., Hazano K., Oyakawa M., Tokuda Y. (2007) Diagnostic performance of pyogenic vertebral osteomyelitis. Intern. Med., 46(1): 11–16.
• Mylona E., Samarcos M., Kakalou E. et al. (2009) Pyogenic vertebral osteomyelitis: a sistematic review of clinical characteristics. Semin. Arthritis Rheum., 39(1): 10–17.
• Nolla J.M., Ariza J., Gómez-Vaquero C. et al. (2002) Spontaneous pyogenic vertebral osteomyelitis in nondrug users. Semin. Arthritis Rheum., 31(4): 271–278.
• Torda A.J., Gottlieb T., Bradbury R. (1995) Pyogenic vertebral osteomyelitis: analysis of 20 cases and review. Clin. Infect. Dis., 20(2): 320–328.

Адреса для листування:

Шевчук Андрій Вікторович
01601, Київ, вул. Воровського, 27
Інститут травматології та ортопедії НАМН України, відділ хірургії хребта зі спінальним (нейрохірургічним) центром