Histopathologische InfektionsDiagnostik Osteomyelitis und Gelenkinfekt: Mit und ohne Prothese Ingolstadt 2017 Zentrum für Histologie, Zytologie und Molekulare Diagnostik Trier Prof. Dr. med. V. Krenn Gründer und Sprecher der AG-Orthopädische Pathologie in der DGP 27.01.2017 V-26.01 2017 Diagnostisch komplexe Infektions-Situation Unklare mikrobiologische Befundlage Ursachen für das Versagen konventioneller Methoden des Erregernachweises Biofilm-assoziierte Erreger Chronische Infektionen Antibiotische Therapie Präoperative Prophylaxe Unsachgemäße Probenentnahmen/Lagerung/Transport Mangelhafte Bearbeitung im Labor (z.B. nicht ausreichend lange Bebrütungsdauer) Überwucherung von Kontaminanten Anspruchsvolle Erreger (z.B. SCVs von S. aureus) Ursächliche Erreger nicht im Untersuchungsspektrum (z.B. Mykobakterien) Wagner S. JATROS (19) 2014 Histopathologische Infektions-Diagnostik in der Orthopädie Infektionsdiagnostik -Bestätigung und Interpretation - Wiederlegung - Aktivitäts-Diagnostik Diagnostik von klinisch nicht vermuteten Diagnosen -Sterile Entzündungen (z.B. SLIM TYP , VI) -Spezifische Infektionen - Neoplastische Erkrankungen Krenn 2017 Histopathologische Infektions-Diagnostik in der Revisions Endoprothetik Einzeitige Revision Zweizeitige Revision Kriterien für SLIM von infektiösen Typen, Typ II und III Kriterien für die Perispacer-Reaktion Bakterielle High Grade Infektion Bakterielle Low Grade Infektion Infektpersistenz Ausgeprägtes konfluierendes NG-Infiltrat Kriterien des NG-Infiltrates Beurteilung in: HE und PAS-Färbung Abszedierung Konfluente Mikroabszesse Nekrosen Konfluente Deckzellschicht-Ulzerationen Nodöse Fibrin-Insudationen Makrophagen Diagnostische Kriterien nach: Illgner et al. 2013 Minimales diffuses NG-Infiltrat Quantitative Kriterien des NG-Infiltrates Beurteilung in: Chlorazetatesterase-Reaktion, PAS-Färbung und durch CD15 Expression Mikroabszesse und diffuses NG-Infiltrat Fokale Deckzellschicht-Ulzerationen Minimale Fibrin-Insudationen Wenig/mäßig Makrophagen Quantitative Diagnostische Kriterien nach: Pandey et al. 1999 Morawietz et. al. 2006 Fink et. al. 2008 und 2013 Morawietz et. al. 2009 Kölbel et al. 2014 Krenn V.T et al. 2017, in press Variabel ausgeprägtes NG-Infiltrat Quantitative Kriterien des NGInfiltrates Beurteilung in: Chlorazetatesterase-Reaktion, PAS-Färbung und durch Myeloperoxidase Expression Mikroabszesse und diffuses NGInfiltrat Fokale DeckzellschichtUlzerationen Minimale Fibrin-Insudationen Wenig/mäßig Makrophagen PMMA-Partikel Quantitative Diagnostische Kriterien nach: Gontarewicz et al. 2012 Partikel-Charakterisierung gemäß des Partikel-Algorithmus Krenn et al. 2014 SLIM-Consensus Classification of Endoprosthetic Pathology Morawietz et al. 2004, Krenn et al. 2013,2014 SLIM/neosynovitis Adverse Tissue Reactions -inflammatoric- + Necrosis Granulomas Lymphatic Infiltration Type I Particle type + Type II Infectious type fibrosis Arthrofibrosis particle induced Type III Combined type fibrosis Type IV Indifferent type + Arthrofibrosis not particle induced Bone pathology Inflammatory changes (typ I) Infectious osteomyelitis (typ II,III) Ossification Osteopenia Periprothetische Osteonecrosis Ossifikation Neoplastic diseases + lymphatic Infiltration Adverse Tissue Reactions -immunologic- Orientierende Keimspezifizierung Hoch virulente bakterielle Erreger Niedrig virulente bakterielle Erreger Staphylococcus aureus Streptokokken der Gruppe A Escherichia coli Enterococcus faecalis Staphylococcus epidermidis Staphylococcus capitis Stapylococcus caprae Staphylococcus haemolyticus Propionibacterium acnes Korynebakterium Bacillus pumillus Kölbel et al. 2014 CD 15 Focus Score Kölbel et al. 2015 Mikrobiologischer Befund: Staphylococcus lugdunensis Koagulase-negativ Niedrig-virulent Orientierende Keimspezifizierung durch Quantifizierung von CD15 neutrophilen Granulozyten: Niedrig- und Hoch-virulente Bakterien Krenn V.T et al. 2017 ≤ 50/HPF, 50-120/HPF, ≥120/HPF Sensitivität: 0,83 Spezifität: 0,864 Mikrobiologischer Befund: Staphylococcus aureus Koagulase-positiv Hoch-virulent CD 15 Focus Score Kölbel et al. 2014, Krenn et al.2017 • Bei einem Schwellenwert von 50 CD15 positiven neutrophilen Granulozyten pro Fokus ergibt sich eine Sensitivität von 0,83 und eine Spezifität von 0,86 • Negativ prädikativer Wert (NPV): 0,83; Accuracy: 0,846; area under the curve (AUC):0,878. • Diagnostisches Testverfahren mit hoher Güte (AUC ≥ 0,8) AUC als globales Maß für die Güte eines Testes ! Orientierende Keimspezifizierung: Hoch virulente und niedrig virulente bakterielle Erreger ! H/2014/49741 T.S.16.01.1965 H/2014/054619 U.K.; geb. 20.05.1941 H/2013/61681 http://de.wikipedia.org/wiki/Micrococcus_luteus K/2014/239 B.G.geb. 23.03.1945 Osteomyelitis-Klassifikation Akute Osteomyelitis Sonderformen der Osteomyelitis Chronische Osteomyelitis Brodie-Abszess Spezifische Osteomyelitis TBC, MOTT, Mykosen, Bruzellose, Parasitosen SAPHO Syndrom; Synovialitis, Akne, Pustolosis, Hyperostose, Osteitis Sklerosierende Osteomyelitis Garré Plasmazelluläre Osteomyelitis CRMO Chronische Rekurrente Multifokale Osteomyelitis Nicht-infektiöse Osteomyelitis-ähnliche Reaktionsmuster „ossäre Randbereich-Reaktionen“ Maligne Tumoren Aseptische Knochennekrose Charcot-Arthropathie Arthrose Krenn 2016 HOES: Humaner Osteomyelitis Score Tiemann et al. 2014 • 1-Kein Anhalt für eine Osteitis (Osteomyelitis) • 2-Zeichen einer akuten Osteitis (Osteomyelitis) • 3-Zeichen einer chronisch floriden (also aktiven) Osteitis (Osteomyelitis) • 4-Zeichen einer chronische Osteitis (Osteomyelitis) • 5-Zeichen einer abgelaufenen (beruhigten) Osteitis (Osteomyelitis) “The correlation of the diagnosis and histopathological findings histopathological infection including the inflammatory activity and microbiological detection of bacteria was 57%. The correlation between preoperative was 68%” HOES: Humaner Osteomyelitis Score Tiemann et al. 2014 2 5 Akute Osteitis (Osteomyelitis) Abgelaufene (beruhigte) Osteitis (Osteomyelitis) Patient ♂ : J.K., geb* 19.11.2000 H/2016/052138 H/2016/052138 Patient ♂ : J.K., geb* 19.11.2000 H/2016/052138 Patient ♂ : J.K., geb* 19.11.2000 H/2016/052138 Männlicher Patient, 1940 Synovialis, 1. und 2. Pfannendach, 3. Großflächenschnitt des rechten Hüftkopfes. Hüftkopf eingebrochen in das Pfannendach. Bei der Resektion: Derbelastisches schwartiges tumorverdächtiges Gewebe. Eine Vorerkrankung sei nicht bekannt. Fremdkörperreaktion, Infektion? Frage: Ätiologische Zuordnung und Bestimmung des Femdkörper-Materials ! K126/14 ZHMZD-Trier K126/14 PAS/POL Ossäre Echinokokkose E. multilocularis: schmal, girlandenartig E. granulosus: breit, linear R. D. geb., 24.04.1931, ♂ K/2016/000296 K/2016/000296 K/2016/000296 T-NHL T-Zell-Lymphom Periimplantäres T-Zell-Lymphom Tipps und Tricks • 1) Die standartisierte Histopathologische -Diagnostik ist ein Bestandteil der Infektions-Diagnostik: Periprothetische Konsensus-Klassifikation Morawietz/Krenn 2013, 2014, Schaumburger et al. 2011, Gontarewicz et al. 2012, Zmistowski et al. 2014, Renz et al. 2015 • 2) Histopathologische Scores ermöglichen mit hoher Sensitivität und Spezifität eine Infektionsdiagnostik mit orientierender Keim-Spezifizierung Morawietz et al. 2004, Kriegsmann et al 2009. Fink et al. 2013, Illgner et al. 2013. Kölbel et al.2015, Krenn V.T et al. 2017 • Humaner Osteomyelitis Score/HOES: Ist ein abgestufter diagnostischer Score insbesondere der Aktivitäts-Beurteilung Tiemann et al. 2014, Spezifität und Sensitivität sind zu optimieren ! • 3) Aufgaben der Histopathologie (Gewebe-Entnahme: Weichgewebe und Knochengewebe, Probendurchmesser 10mm, Prothesen-nahe/fern, Formalin-fixiert, AGSept.Chir, AG-Implantat-Unverträglichkeit, DGOOC) -Zeitnahe Diagnostik (≤48 Stunden) Abgleich mit den mikrobiologischen, bildgebenden und klinischen Diagnosen ist notwendig: Interdisziplinäre Differential-Diagnostik ! - Beurteilung von Gewebeproben bei bereits eingeleiteter Antibiotika-Therapie -Das Problem der Falsch-Positivität (Kontamination der Probe) kann histopathologisch weitgehend ausgeschlossen werden (Sensitivität: 0,83 Spezifität: 0,86). Eine orientierender Keim-Spezifizierung in niedrig- und hoch virulente Bakterien ist möglich Kölbel et al.2015, Krenn V.T et al. 2017, in press -Abgrenzung von anderen nicht-infektiösen Ursachen: Typ 1, 4, 5 und 6 -Ausschluss von Spezifität, TBC, Mykosen (und Malignität) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! [email protected] Veit Krenn ZHZMD-Trier Gründer und Sprecher: AG-Orthopädische Pathologie in der DGP Histopathologisches Implantatregister DGOOC, AG 11