Total diz protezi enfeksiyonlarında sinoviyal biyomarkırların tanısal duyarlılığı ve özgünlüğü
Sensitivity and specificity of synovial biomarkers in periprosthetic knee infections
Yazar: YUSUF HAKAN ABACI
Danışman: PROF. DR. CENGİZ YILMAZ
Mersin Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Artroplasti = Arthroplasty ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Diz = Knee ; Diz eklemi = Knee joint ; Diz protezi = Knee prosthesis ; Enfeksiyon = Infection ; Sinovyal sıvı = Sinovial fluid

Özet:
Bu çalışma Temmuz 2017 ve Ocak 2019 arasında Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi Ortopedi ve Travmatoloji polikliniğine başvuran ya da diğer kliniklerden konsülte edilen toplam 28 hasta üzerinden gerçekleştirildi. Gereç ve yöntemler kısmında belirtilen dahil etme kriterlerini karşılayan hastaların 20'si kadın (%71.4) ve 8'i erkekti (%28.6). Tüm hastaların enfeksiyon şüphesi olan prostetik diz ekleminden, steril şartlarda lateral parapatellar orta kısım izdüşümünde diz eklemine denk gelen kısımdan ponksiyon yapılarak sinoviyal sıvı örneği alındı. Örnekler ikiye bölünerek hem mikrobiyoloji hem de biyokimya laboratuvarına ulaştırılarak bekletilmeden çalışıldı. Mikrobiyoloji laboratuvarında hücre sayımı, gram boyama, direk mikroskobik bakı ve kültür ekimi gibi rutin işlemler yapıldı. Biyokimya laboratuvarında ise her örnek için ayrı ayrı olmak üzere, gereç ve yöntemler kısmında bahsedildiği gibi, 6 adet biyomarkırın seviyesi çalışıldı. Klinik ve mikrobiyolojik değerlendirme ile MSIS kriterlerine göre1 enfeksiyon durumunu karşılayan ve karşılamayan hastalar arasında biyokimyasal olarak biyomarkır seviyeleri arasındaki farklılıkların istatistiksel anlam analizi yapıldı. Bu kriterlere göre 14 hasta enfekte, 14 hasta da enfekte değil olarak gruplara ayrıldı. Ayrıca 20 hasta preoperatif dönemde sintigrafik görüntülemelere tabi tutuldu. Sintigrafik olarak da enfeksiyon varlığının, MSIS kriterlerine göre enfekte olan hastalarla uyumlu bir ilişkisi olup olmadığı değerlendirildi. 
MSIS kriterlerine göre enfekte ya da enfekte olmayan olarak iki ayrı grupta değerlendirilen hastaların etkilenen prostetik eklemlerinin sinoviyal sıvılarında, seviyeleri çalışılan 6 adet biyomarkırın (alfa defensin, elastaz, NGAL, BPI, laktoferrin ve lökosit esteraz) yanı sıra; kandaki ESR ve CRP seviyelerinin ve sintigrafik görüntülemelerin tanı koymadaki istatistiksel önemi belirlendi. Buna göre kanda ölçülen ESR ve CRP değerleri için tanıda istatistiksel anlamlı bir farklılık saptanmadı (p>0.05). Sintigrafik değerlendirmelerde de, enfekte ve enfekte olmayan hastalar arasında, istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık saptanmadı (p>0.05). Toplamda 28 hasta ile gerçekleştirilen çalışmada 4 hastanın örneklerinde kültürde üreme gözlenirken (%14.3), üreme olan hastaların hepsi enfekte kabul edilen grupta idi (p<0.05). 
Biyomarkır seviyeleri değerlendirildiğinde ise hasta grupları arasında; Elastaz ng/ml, HNP1-3 pg/ml, LE ng/ml, Laktoferrin ng/ml ve NGAL ng/ml değerleri açısından istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar gözlenmedi (p>0,05). Enfekte olan hastaların BPI pg/ml değerlerinin, enfekte olmayan hastaların değerlerinden daha yüksek olduğu ve aralarında istatistiksel açıdan anlamlı farklılıklar olduğu belirlendi (p<0,05). Öte yandan Roc eğri analizi yapıldı ve her biyomarkır için ayrı ayrı cutoff değerler belirlendi. Bu belirlenen değerlere göre de gruplar arasında, BPI ve lökosit esteraz biyomarkır seviyeleri açısından gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar bulunmuştur (p<0.05). Ayrıca tanı değerini güçlendirmek için biyomarkırlar arası korelasyon analizi yapılmıştır. Elastaz ve lökosit esterazın birlikte kullanımı ile grupların ayrımında istatistiksel olarak güçlü bir ilişki gözlenmiştir (p<0.01; duyarlılık: %91.67, özgünlük: %50, PPV: %80, NPV: %11.1). Aynı şekilde tanısal değer olarak; alfa defensinin NGAL ile güçlü ilişkide (p<0.01; duyarlılık: %83.3, özgünlük: %100, PPV: %50, NPV: %100) ve laktoferrin ile istatistiksel olarak anlamlı ilişkide (p<0.05; duyarlılık: %40, özgünlük: %100, PPV: %70, NPV: %100) olduğu tespit edilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Artroplasti, eklem replasmanı, enfeksiyon, periprostetik eklem enfeksiyonu, sinoviyal biyomarkır.

Abstract:
This study was done with 28 patients who applied to the Mersin University Medicine Faculty Hospital Orthopaedics and Traumatology policlinics  or were consulted by other clinics between July 2017 and January 2019. Of the patients who fullfilled inclusion criterias described in Patients and Method section, 20  were female (%71.4) and 8 were men (%28.6). Articular puncture was performed for all the patients' prosthetic knee joint which were suspicious for infection, at the mid-level of lateral parapatellar projection of knee joint and synovial fluid was obtained. Puncture samples were divided and one sample delivered to microbiology laboratories  and  one delivered to biochemistry laboratories. Cell count, gram staining, direct microscobic scanning and culture process were performed in the microbiology laboratories. In biochemistry laboratories, the level of 6 biomarkers was studied for each sample as mentioned in patients and method section. Statistical significance analysis were performed for differences of biomarker levels between  the patients whom accepted as infected or uninfected according to MSIS criterias described by clinical and microbiological evaluation. According to these criterias, 14 of the patients were infected and 14 were uninfected. In addition, 20 of the patients were undergone scintigraphic scanning preoperatively. Presence of infection in scintigraphy was evaluated as if it was in accordance with the patients accepted as infected according to MSIS criterias or not.
	Besides the study of these six biomarkers' levels (Alpha defensin, elastase, NGAL, BPI, lactoferrin and leukocyte esterase) in synovial fluids of affected prosthetic joints of the patients whom divided into two groups as infected and uninfected according to MSIS criterias; statistical significance analysis in the role of periprosthetic infection diagnosis of ESR and CRP blood leves and of scintigraphic scans was performed. Based on that, there was no significant difference  for ESR and CRP blood levels for diagnosis (p>0.05). There was no significant differences between the infected and uninfected groups in scintigraphic scans. For this study which was done with a total of 28 patients, 4 of the patients were culture positive (%14.3, MSSA and MRSA) and all of them were in infected group (p<0.05).
	As biomarker levels between the patient groups; elastase, HNP1-3, leukocyte esterase, lactoferrin and NGAL showed no statistically significant difference (p>0.05). BPI levels of infected group was higher than uninfected group and there was a statistical significant difference between the groups (p<0.05). In addition, ROC curve analysis was performed and cutoff values were determined for each biomarker. According to these values, BPI and leukocyte esterase levels showed statistically significant difference between the groups (p<0.05). Besides, a correlation analysis between biomarker levels was performed. A correlation of elastase and leukocyte esterase showed statistically strong relation between the groups (p<0.01; sensitivity: %91.67, specificity: %50, PPV: %80, NPV: %11.1). Correlation of alpha defensin and NGAL showed statistically strong relation (p<0.01; sensitivity: %83.3, specificity: %100, PPV: %50, NPV: %100) and correlation of alpha defensin and lactoferrin showed statistically significant difference between the groups (p<0.05; sensitivity: %40, specificity: %100, PPV: %70, NPV: %100).
	Key words: Arthroplasty, joint replacement, infection, periprosthetic joint infection, synovial biomarkers.