mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IMO-2725mimmun-2725Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSИммунологические маркеры при осложнениях эндопротезирования суставовImmunological markers of arthroplasty failureMocкалецО. В.MoskaletsO. V.

Mocкалец Оксана Владимировна – к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории биомедицинских методов исследования 

129110, Москва, ул. Щепкина, 61/2.

Oksana V. Moskalets, PhD (Medicine), Leading Research Associate, Laboratory of Biomedical Research Methods 

61/2 Stchepkin St., Moscow, 129110

6816000@mail.ruГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт имени М.Ф. Владимирского»РоссияM. Vladimirsky Moscow Regional Research Clinical InstituteRussian Federation202301062023254871874Copyright © Mocкалец О.В., 20232023Mocкалец О.В.Moskalets O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2725

Перипротезная инфекция суставов до сих пор остается сложной клинической проблемой, поскольку точное определение этого состояния и надежные лабораторные маркеры пока отсутствуют. Данное исследование было направлено на оценку информативности определения некоторых субпопуляций лимфоцитов и моноцитов у пациентов с перипротезной инфекцией суставов и неинфекционными осложнениями эндопротезирования. В данное исследование было включено 34 пациента с хронической перипротезной инфекцией, 12 – с неинфекционными осложнениями и 30 практически здоровых лиц. Количество CD3+, CD3+CD4+, CD3+CD8+, CD19+, CD3-CD16+CD56+, CD3+HLA-DR+, CD4+CD45RACD45RO+, CD4+CD45RA+CD45RO- и CD14+HLA-DR+ субпопуляций лимфоцитов и моноцитов в периферической крови определяли методом проточной цитометрии. Оценку экспрессии мембранных антигенов проводили по средней интенсивности флуоресценции. У пациентов с перипротезной инфекцией суставов было выявлено достоверное увеличение субпопуляций CD3+CD4+ (p < 0,01) и достоверное снижение субпопуляций CD3-CD16+CD56+ (p < 0,005) при сравнению с контрольной группой. Содержание CD19+ лимфоцитов у этих больных было достоверно выше, чем у лиц с неинфекционными осложнениями (p < 0,005), последняя группа также характеризовалась более высоким содержанием активированных Т-лимфоцитов (CD3+HLA-DR+) по сравнению с контрольной (р < 0,001). Количество «наивных» Т-лимфоцитов (CD4+CD45RA+CD45RO-) было ниже у больных с перипротезной инфекцией суставов, чем у больных с неинфекционными осложнениями (p < 0,05), и в обеих группах этот показатель был достоверно ниже, чем в контрольной (p < 0,001). Содержание Т-клеток памяти (CD4+CD45RACD45RO+), напротив, было достоверно повышено в обеих сравниваемых группах (p < 0,05). В группе больных с перипротезной инфекцией суставов количество активированных моноцитов (CD14+HLA-DR+), а также показатель экспрессии данного активационного маркера были существенно ниже, чем в двух остальных группах (p < 0,05 и р < 0,001 соответственно). Таким образом, оценку субпопуляций лимфоцитов и моноцитов периферической крови, в том числе изучение интенсивности экспрессии активационных маркеров, можно, вместе с другими общепринятыми клинико-лабораторными показателями, дополнительно использовать для проведения дифференциального диагноза между перипротезной инфекцией суставов и неинфекционными осложнениями эндопротезирования.

Periprosthetic joint infection still remains a clinical challenge since accurate definition of this condition and reliable laboratory markers have not been established yet. This study aimed to evaluate the benefit of some lymphocyte and monocyte subset determination in patients with periprosthetic joint infection and non-infectious arthroplasty failure. Thirty-four patients with chronic periprosthetic joint infection, 12 patients with non-infectious arthroplasty and 30 healthy persons were included in the study. The counts of CD3+, CD3+CD4+, CD3+CD8+, CD19+, CD3-CD16+CD56+, CD3+HLA-DR+, CD4+CD45RACD45RО+, CD4+CD45RA+ CD45RО- and CD14+ HLA-DR+ subsets in peripheral blood were assessed by flow cytometry. The assessment of the intensity of antigen expression was carried out according to mean fluorescence intensity. A significant increase in CD3+CD4+ subsets (p < 0,01) and a significant decrease in CD3-CD16+CD56+ subsets (p < 0,005) were revealed in patients with periprosthetic joint infection compared to the healthy controls. The content of CD19+ lymphocytes in these patients was significantly higher than in aseptic ones (p < 0,005); the latter group was also characterized by more pronounced increase in the number of activated T lymphocytes (CD3+HLA-DR+) compared to controls (p < 0,001). Patients with periprosthetic joint infection showed decreased “naïve” T lymphocytes (CD4+CD45RA+CD45RO-) count compared to aseptic ones (p < 0,05), and both groups showed a decrease counts compared to controls (p < 0,001). On the contrary, memory T lymphocyte (CD4+CD45RACD45RO+) count was significantly increased in both compared groups (p < 0,05). Patients with periprosthetic joint infection compared with other two groups demonstrated a significant decrease in the number of activated monocytes (CD14+HLA-DR+) and pronounced decrease in the expression intensity of this marker on cell membrane (p < 0,05 and p < 0,001, respectively). Thus, evaluation of lymphocyte and monocyte subsets, including expression of cell activation antigens could be useful as additional laboratory test in combination with other conventional methods for differentiation between periprosthetic joint infection and aseptic arthroplasty failure.

эндопротезирование суставовосложненияперипротезная инфекцияпроточная цитометриялимфоцитымоноцитjoint arthroplastycomplicationsperiprosthetic joint infectionflow cytometrylymphocytesmonocytesReferencesAbdelbary H., Cheng W., Ahmadzai N., Carli A.V., Shea B.J., Hutton, B., Fergusson D.A., Beaule P.E. Combination tests in the diagnosis of chronic periprosthetic joint infection: systematic review and development of a stepwise clinical decision-making tool. J. Bone Joint Surg. Am., 2020, Vol. 102, Suppl. 2, pp. 114-124.Abdelbary H., Cheng W., Ahmadzai N., Carli A.V., Shea B.J., Hutton, B., Fergusson D.A., Beaule P.E. Combination tests in the diagnosis of chronic periprosthetic joint infection: systematic review and development of a stepwise clinical decision-making tool. J. Bone Joint Surg. Am., 2020, Vol. 102, Suppl. 2, pp. 114-124.Alvand A., Rezapoor M., Parvizi J. The role of biomarkers for the diagnosis of implant-related infections in orthopaedics and trauma. Adv. Exp. Med. Biol., 2017, Vol. 971, pp. 69-79.Alvand A., Rezapoor M., Parvizi J. The role of biomarkers for the diagnosis of implant-related infections in orthopaedics and trauma. Adv. Exp. Med. Biol., 2017, Vol. 971, pp. 69-79.Chen A., Fei J., Deirmegian C. Diagnosis of periprosthetic infection: novel developments. J. Knee Surg., 2014, Vol. 27, no. 4, pp. 259-265.Chen A., Fei J., Deirmegian C. Diagnosis of periprosthetic infection: novel developments. J. Knee Surg., 2014, Vol. 27, no. 4, pp. 259-265.Fisher C.R., Patel R. Profiling the immune response to periprosthetic joint infection and non-infectious arthroplasty failure. Antibiotics (Basel), 2023, Vol. 12, no. 2, 296. doi: 10.3390/antibiotics12020296.Fisher C.R., Patel R. Profiling the immune response to periprosthetic joint infection and non-infectious arthroplasty failure. Antibiotics (Basel), 2023, Vol. 12, no. 2, 296. doi: 10.3390/antibiotics12020296.Gollwitzer H., Dombrowski Y., Prodinger P.M., Peric M., Summer B., Hapfelmeier A., Saldamli B., Pankow F., von Eisenhart-Rothe R., Imhoff A.B., Schauber J., Thomas P., Burgkart R., Banke I.J. Antimicrobial peptides and proinflammatory cytokines in periprosthetic joint infection. J. Bone Joint Surg. Am., 2013, Vol. 95, no. 7, pp. 644-651.Gollwitzer H., Dombrowski Y., Prodinger P.M., Peric M., Summer B., Hapfelmeier A., Saldamli B., Pankow F., von Eisenhart-Rothe R., Imhoff A.B., Schauber J., Thomas P., Burgkart R., Banke I.J. Antimicrobial peptides and proinflammatory cytokines in periprosthetic joint infection. J. Bone Joint Surg. Am., 2013, Vol. 95, no. 7, pp. 644-651.Kenney C., Dick S., Lea J., Liu J., Ebraheim N.A. A systematic review of the causes of failure of revision total hip arthroplasty. J. Orthop., 2019, Vol. 16, no. 5, pp. 393-395.Kenney C., Dick S., Lea J., Liu J., Ebraheim N.A. A systematic review of the causes of failure of revision total hip arthroplasty. J. Orthop., 2019, Vol. 16, no. 5, pp. 393-395.Nodzo S.R., Bauer T., Pottinger P.S., Garrigues G.E., Bedair H., Deirmengian C.A., Segreti J., Blount K.J., Omar I.M., Parvizi J. Conventional diagnostic challenges in periprosthetic joint infection. J. Am. Acad. Orthop. Surg., 2015, Vol. 23 (Suppl.), pp. S18-S25.Nodzo S.R., Bauer T., Pottinger P.S., Garrigues G.E., Bedair H., Deirmengian C.A., Segreti J., Blount K.J., Omar I.M., Parvizi J. Conventional diagnostic challenges in periprosthetic joint infection. J. Am. Acad. Orthop. Surg., 2015, Vol. 23 (Suppl.), pp. S18-S25.Parvizi J., Tan T.L., Goswami K., Higuera C., Della Valle C., Chen A.F., Shohat N. The 2018 definition of periprosthetic hip and knee infection: an evidence-based and validated criteria. J. Arthroplasty, 2018, Vol. 33, no. 5, pp. 1309-1314.Parvizi J., Tan T.L., Goswami K., Higuera C., Della Valle C., Chen A.F., Shohat N. The 2018 definition of periprosthetic hip and knee infection: an evidence-based and validated criteria. J. Arthroplasty, 2018, Vol. 33, no. 5, pp. 1309-1314.Postler A., Lutzner C., Beyer F., Tille E., Lutzner J. Analysis of total knee arthroplasty revision causes. BMC Musculoskelet. Disord., 2018, Vol. 19, no. 1, 55. doi: 10.1186/s12891-018-1977-y.Postler A., Lutzner C., Beyer F., Tille E., Lutzner J. Analysis of total knee arthroplasty revision causes. BMC Musculoskelet. Disord., 2018, Vol. 19, no. 1, 55. doi: 10.1186/s12891-018-1977-y.Qin L., Du C., Yang J., Wang H., Su X., Wei L., Zhao C., Chen C., Chen H., Hu N., Huang W. Synovial fluid interleukin levels cannot distinguish between prosthetic joint infection and active rheumatoid arthritis after hip or knee arthroplasty. Diagnostics, 2022, Vol. 12, no. 5, 1196. doi: 10.3390/diagnostics 12051196.Qin L., Du C., Yang J., Wang H., Su X., Wei L., Zhao C., Chen C., Chen H., Hu N., Huang W. Synovial fluid interleukin levels cannot distinguish between prosthetic joint infection and active rheumatoid arthritis after hip or knee arthroplasty. Diagnostics, 2022, Vol. 12, no. 5, 1196. doi: 10.3390/diagnostics 12051196.Saleh A., George J., Faour M., Klika A.K., Higuera C.A. Serum biomarkers in periprosthetic joint infections. Bone Joint Res., 2018, Vol. 7, no. 1, pp. 85-93.Saleh A., George J., Faour M., Klika A.K., Higuera C.A. Serum biomarkers in periprosthetic joint infections. Bone Joint Res., 2018, Vol. 7, no. 1, pp. 85-93.Schwartz A.M., Farley K.X., Guild G.N., Bradbury T.L.Jr. Projections and epidemiology of revision hip and knee arthroplasty in the United States to 2030. J. Arthroplasty, 2020, Vol. 35, no. 6S, pp. S79-S85.Schwartz A.M., Farley K.X., Guild G.N., Bradbury T.L.Jr. Projections and epidemiology of revision hip and knee arthroplasty in the United States to 2030. J. Arthroplasty, 2020, Vol. 35, no. 6S, pp. S79-S85.Wasterlain A.S., Goswami K., Ghasemi S.A., Parvizi J.J. Diagnosis of periprosthetic infection: recent developments. J. Bone Joint Surg. Am., 2020, Vol. 102, no. 15, pp. 1366-1375.Wasterlain A.S., Goswami K., Ghasemi S.A., Parvizi J.J. Diagnosis of periprosthetic infection: recent developments. J. Bone Joint Surg. Am., 2020, Vol. 102, no. 15, pp. 1366-1375.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.