Введение

Старение населения и расширение показаний к артропластике привели к росту числа операций тотального эндопротезирования. Обратной стороной этой тенденции стало увеличение частоты инфекционных осложнений, среди которых наиболее опасной остается перипротезная инфекция (ППИ). Борьба с ППИ требует длительного многоэтапного лечения и повторных хирургических вмешательств. Высокая медицинская значимость патологии связана с риском стойкой инвалидизации и резким снижением качества жизни пациентов. Кроме того, длительное пребывание в стационаре, применение дорогостоящих антибиотиков и высокая частота рецидивов создают колоссальную финансовую нагрузку на здравоохранение. В условиях растущего объема хирургической помощи, особенно при дефиците ресурсов, затраты на лечение таких осложнений возрастают многократно. Это превращает ППИ в комплексную проблему, требующую междисциплинарного подхода в клиническом, эпидемиологическом и экономическом аспектах [1]. Рост частоты перипротезной инфекции на фоне увеличения объемов эндопротезирования требует модернизации подходов к диагностике, терапии и контролю лекарственной устойчивости микроорганизмов. Крупные клинические исследования показывают, что лечение таких осложнений остается крайне неэффективным в значительном проценте случаев. Авторы указывают на необходимость пересмотра стандартных протоколов с учетом региональных экономических факторов и доступности локального лекарственного обеспечения [2].

Экономический анализ в ряде стран Европы показал, что перипротезная инфекция оборачивается огромными финансовыми потерями даже для высокотехнологичной медицины [3]. Это подтверждает, что вложения в профилактику экономически выгоднее, чем оплата последующего хирургического лечения [4]. При этом в регионах с дефицитом ресурсов терапия осложнений затрудняется нехваткой специализированных клиник и таргетных антибиотиков. Как следствие, инфекция переходит в хроническую форму, что резко снижает эффективность повторных операций [5].

Скрининг групп риска остается первоочередной задачей, несмотря на развитие ревизионной хирургии. Ключевыми факторами риска при артропластике коленного сустава являются ожирение, сахарный диабет и тяжелый соматический статус [6, 7]. Наличие декомпенсированных сопутствующих заболеваний, таких как терминальная почечная недостаточность, значительно усложняет лечение инфекции. Для верификации диагноза рекомендуется применять современный трехуровневый алгоритм EBJIS, который стандартизирует междисциплинарный подход и оптимизирует лечебно-диагностический процесс. Однако полноценная интеграция протокола в широкую практику часто лимитирована возможностями региональных лабораторий и дефицитом методов высокоточной визуализации [8, 9].

Сложный этиопатогенез ППИ и изменчивость микробного пейзажа затрудняют выбор первичных антибиотиков. Сегодня доминируют грамположительные патогены, а число полирезистентных штаммов растет, подрывая эффективность классических протоколов [10]. Многолетний мониторинг четко подтверждает падение чувствительности бактерий к базовым препаратам. Несмотря на обилие мировых публикаций, адаптация международных стандартов с учетом региональной специфики флоры остается острой проблемой [11].

Ограничения стандартных бактериологических тестов на фоне растущей резистентности и изменчивости флоры требуют внедрения более гибких диагностических платформ. Ключевым шагом в этом направлении становится переход от исключительно микробиологического мониторинга к комплексному исследованию синовиальной жидкости. Симультанное использование микробиологических и цитологических методов позволяет не только выявить патоген, но и получить быструю патоморфологическую оценку воспаления, что критически важно для своевременного выбора хирургической тактики [12, 13].

Цель исследования – провести мониторинг спектра возбудителей перипротезной инфекции крупных суставов и оценить диагностическую значимость цитологических маркеров синовиальной жидкости при различных вариантах бактериальной верификации.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Провести сравнительный анализ динамики распределения патогенов в этиологической структуре ППИ за пятилетний период.

2. Оценить распространенность перипротезной инфекции в когорте пациентов, прошедших симультанное (параллельное) микробиологическое и цитологическое исследование синовиальной жидкости.

3. Выявить закономерности и математические корреляции между степенью выраженности клеточного цитоза, полуколичественными показателями экспресс-теста на лейкоцитарную эстеразу и вероятностью верификации специфических микроорганизмов на основе их пороговых значений между нормой и патологией.

Заключение по результатам собственного исследования для анализа динамики патогенов, сопоставления диагностических порогов цитологических показателей синовиальной жидкости и экспресс-оценки лейкоцитарной эстеразы имеет хорошую прогностическую ценность; параллельное использование этих методов позволяет достоверно исключить или подтвердить инфекцию еще до получения результатов многодневного бактериологического посева, описанных в современной научной литературе.

Материалы и методы исследования

В одноцентровое ретроспективное исследование (2021–2025 гг., ННЦТО им. акад. Н. Д. Батпенова, Астана) включено 4324 биологических образца от пациентов с подозрением на перипротезную инфекцию. Все пациенты ранее перенесли неэффективное лечение в регионах Казахстана и госпитализированы в отделение осложненной травмы. От каждого больного получено от одного до четырех образцов: до- и интраоперационная синовиальная жидкость, аспират, а также ткани, извлеченные при ревизии суставов – биоптаты. Цитологическое исследование синовиальной жидкости, динамика количества клеток и клеточного состава дополнились в 2025 г. исследованием на лейкоцитарную эстеразу.

Цитологическое исследование

За 2021–2025 гг. было исследовано синовиальной жидкости 230 случаев, при этом получен 71 случай отрицательных или негативных результатов, что составляет 30,8 % от общего количества всех проведенных исследований, соответствующих невоспалительному характеру изменения клеточного состава: количества лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов и (в 2025 г.) лейкоцитарной эстеразы. В 159 случаях, что составляет 69,2 %, получены положительные результаты, которые доказывают наличие воспалительного процесса в суставе. В 2021 г. было проведено 16 исследований, из них 4 результата было негативных и 12 положительных; в 2022 г. исследований было 27, из них 5 результатов было негативных и 22 положительных; в 2023 г. исследований было 40, из них 11 результатов было негативных и 29 положительных, в 2024 г. 63 исследования, из них 45 положительных и 18 отрицательных результатов, в 2025 г. 84 образца исследовано, в 51 случае результаты положительные. Во всех пробах синовиальной жидкости были изучены следующие показатели: мутность, количество клеток – лейкоцитов, нейтрофилов, лифмоцитов; по их изменению был выставлен результат: положительный либо отрицательный. Критерием оценки служил уровень цитоза. Показатель выше 200 клеток/мкл расценивали как сомнительный результат, свидетельствующий о наличии воспалительного процесса, но не о перипротезной инфекции [14]. Диапазон значений от 2000 до 3000 клеток/мкл классифицировали как сомнительный (пограничный) результат. Уровень цитоза 3000 клеток/мкл и более интерпретировали как признак перипротезной инфекции.

Процентное соотношение негативных и позитивных исследований за период с 2021 по 2025 г. представлено на рис. 1.

Рис. 1. Динамика процентного соотношения отрицательных результатов цитологического исследования синовиальной жидкости 2021–2025 гг. Примечание: составлен автором по результатам данного исследования

Истинные результаты положительного цитологического исследования были зафиксированы свыше 3000 клеток/мкл – 98 000 клеток/мкл, и также единичные случаи, сплошь покрывающие поля, их было 41–48 % за 5 лет исследований. При этом цитологическое исследование в 2025 г. было дополнено определением лейкоцитарной эстеразы. Определение лейкоцитарной эстеразы выполнялось полуколичественным методом с помощью стандартных диагностических тест-полосок для оценки активности фермента в неразведенной синовиальной жидкости, положительным считается результат при колориметрическом изменении тест-полоски от «+» до «++» (соответствует уровню > 500 лейкоцитов в 1 мкл синовиальной жидкости) в течение 5–10 мин. Диагностика лейкоцитарной эстеразы (ЛЕ) определена в 48 (57,1 %) случаях (разброс полученных результатов от 2,5 до 500 ед.) [15, 16]. Параллельно проведен бактериологический посев образцов в 33 случаях. Проведенный анализ верифицировал высокую прогностическую ценность определения уровня ЛЕ в синовиальной жидкости как экспресс-маркера синовита инфекционной этиологии. Пороговые значения и верификация инфекции: установлено, что превышение порогового уровня ЛЕ – более 25 ед. – демонстрирует статистически корреляционную связь с верифицированным бактериологическим наличием патогенной микрофлоры в очаге поражения.

Анализ этиологической структуры инфекционного процесса выявил прямую зависимость интенсивности ферментативного ответа (ЛЕ) от тинкториальных свойств верифицированных возбудителей:

1) грамположительная микрофлора (Staphylococcus. spp.) ассоциирована с выраженной манифестацией активности лейкоцитарной эстеразы (ЛЕ), достигающей пиковых значений (до 500 ед.);

2) грамотрицательные патогены (порядок (Enterobacteriales) индуцируют стертый локальный воспалительный ответ, что характеризуется фиксацией показателей ЛЕ на субпороговом и пограничном уровнях (15–25 ед.).

Микробиологическое исследование

За анализируемый период микробиологическому исследованию подверглись 4324 доставленных образца. Распределение отрицательных результатов характеризовалось межгодовой вариабельностью: в 2021 г. отсутствие роста зарегистрировано в 187 пробах (39,2 %), в 2022 г. – в 173 (34,6 %), в 2023 г. – в 223 (34,2 %), в 2024 г. – в 197 (21,7 %), а в 2025 г. – в 407 (29,4 %). Среднегодовой уровень верификации отрицательных результатов за весь период достиг 31,8 %. Визуализированная динамика указанных колебаний подробно представлена на рис. 2.

За 2021–2025 гг. в рамках микробиологического мониторинга перипротезной инфекции крупных суставов было изолировано 2937 штаммов патогенов, колебания микрофлоры указаны в таблице. Доминирующими возбудителями на протяжении всего наблюдения оставались Staphylococcus spp., составившие 64,4 % (1881 изолят) от общего числа находок. При этом зафиксированы колебания их удельного веса в этиологической структуре по годам. Между Staphylococcus aureus (887 изолятов) и коагулазонегативными (условно-патогенными) стафилококками (1004 изолята) отмечалось выраженное межвидовое конкурирование.

Рис. 2. Динамика отрицательных микробиологических результатов при перипротезной инфекции 2021–2025 гг. Примечание: составлен автором по результатам данного исследования

Эволюция микробного пейзажа и отдельных штаммов патогенов, верифицированных при перипротезной инфекции за 2021–2025 гг.

Примечание: составлена автором на основе полученных данных в ходе исследования.

Рис. 3. Общее количество выделенных микроорганизмов при перипротезной инфекции в динамике 2021–2025 г. Примечание: составлен автором по результатам данного исследования

На протяжении периода наблюдения удельный вес золотистого стафилококка демонстрировал колебания в диапазоне от 20 до 32,7 %. В свою очередь, доля условно-патогенных представителей рода снизилась с исходных 42 % до своего минимального значения в 30 %.

Доверительных интервалов долей (95 % CI) в виде процентного соотношения отдельных видов микроорганизмов к их общему числу, с расчетом 95 % для оценки точности полученных результатов

Вторым по значимости патогеном оказалась синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) с долей 13,4 % (393 изолята). При анализе динамики выявления синегнойной палочки при перипротезной инфекции зафиксированы колебания показателей от минимального уровня в 8,9 % до максимального значения, равного 15,6 %.

Далее следовала группа Enterobacteriales, обнаруженная в 344 изолята (11,8 %). Частота верификации представителей порядка Enterobacterales характеризовалась выраженной динамикой: минимальный уровень детекции составил 7,9 %, в то время как пиковое значение достигало 16,1 %.

Другие микроорганизмы, среди которых встречались Enterococcus spp., Streptococcus spp. и Candida spp., были выделены в 248 случаях (8,5 %). Доля верификации данной группы микроорганизмов на протяжении пятилетнего периода мониторинга демонстрировала вариабельность в диапазоне от 3,5 до 12,6 %.

Частота обнаружения анаэробов за 5 лет оказалась минимальной – всего 7 штаммов (0,2 %). В первые 2 года мониторинга анаэробная флора в исследуемых пробах не выявлялась, тогда как в последующие 3 года отмечались лишь единичные случаи.

На рис. 3 отражены усредненные за пятилетний период показатели структуры микробного пейзажа основных возбудителей перипротезной инфекции. Доминирующее положение бактерий рода Staphylococcus полностью согласуется с результатами многочисленных международных исследований.

Выводы

Динамика и структура цитоза: За 2021–2025 гг. объем предоперационных исследований синовиальной жидкости вырос более чем в 5 раз (с 16 до 84; всего (n = 230)). Воспалительный профиль (цитоз > 200 клеток/мкл) подтвержден в 69,2 % случаев (159 образцов), невоспалительный – в 30,8 % (71 образец). При этом в 41–48 % от общего числа исследований верифицированы истинные признаки перипротезной инфекции (цитоз от 3000 до 98 000 клеток/мкл или лейкоциты сплошь).

Диагностическая ценность ЛЕ: Внедренное в 2025 г. определение лейкоцитарной эстеразы (ЛЕ) выполнено в 48 случаях (57,1 % образцов за год) с диапазоном значений от 2,5 до 500 ед. Уровень ЛЕ > 25 ед. позволяет с высокой долей вероятности диагностировать как положительный результат, при этом проводя параллельный бактериологический посев (n = 33), подтвердив статус высокоточного экспресс-маркера инфекционного синовита.

Этиологические особенности: Интенсивность ферментативного ответа (ЛЕ) напрямую зависит от типа возбудителя. Грамположительная микрофлора (Staphylococcus spp.) ассоциирована с пиковой активностью ЛЕ (до 500 ед.), тогда как грамотрицательные патогены (Enterobacteriales) индуцируют стертый ответ на пограничном уровне (15–25 ед.).

Микробиологический мониторинг (n = 4324): Среднегодовой уровень отрицательных результатов посевов составил 31,8 %. Из 2937 изолированных штаммов патогенов абсолютно доминировали Staphylococcus spp. (64,4 %). Отмечена межвидовая конкуренция: доля St. aureus колебалась в пределах 20–32,7 %, а удельный вес коагулазонегативных стафилококков снизился с 42 до 30 %. Грамотрицательные патогены: Вторым по значимости возбудителем ППИ признана Pseudomonas aeruginosa с долей 13,4 % (393 изолята; колебания по годам 8,9–15,6 %). Доля представителей порядка Enterobacteriales составила 11,7 % (344 пробы; колебания 7,9–16,1 %). Редкие и микст-инфекции: Группа прочих микроорганизмов (Enterococcus spp., Streptococcus spp., Candida spp.) составила 8,44 % (248 случаев; вариабельность 3,5–12,6 %). Минимальная частота выявления зафиксирована у анаэробов – всего 0,2 % (7 штаммов), регистрировавшихся исключительно в последние 3 года мониторинга.

Соответствие мировым тенденциям: 5-летняя структура микробного пейзажа с абсолютным доминированием Staphylococcus spp. полностью согласуется с данными международных профильных исследований.

Заключение

Практическое значение работы заключается в одноцентровой оценке эффективности дополненного протокола диагностики перипротезной инфекции. Применение комбинации экспресс-теста на лейкоцитарную эстеразу и оценки уровня цитоза синовиальной жидкости в исследованной когорте пациентов ускорило возможность выявления инфекционного процесса на этапе первичного осмотра и пункции сустава. Выявленная в ходе анализа корреляция между ферментативной активностью и тинкториальными свойствами выделенных микроорганизмов указывает на потенциальную возможность предварительного этиологического скрининга до получения результатов бактериологического исследования. Такой подход обеспечил своевременное начало эмпирической антибиотикотерапии и выбор хирургической тактики с последующей коррекцией лечения на основании локального мониторинга антибиотикорезистентности.

Ретроспективные данные продемонстрировали сопоставимую частоту отрицательных результатов при цитологическом анализе синовиальной жидкости (26,7 %) и микробиологическом исследовании (31,8 %), стабильно удерживавшуюся в исследуемый период на уровне около 30 %. Отсутствие лабораторных маркеров воспаления и микробного роста в трети образцов, изученных на базе ННЦТО им. акад. Н. Д. Батпенова (г. Астана), расценивалось как важный критерий дифференциальной диагностики. Это позволило у данной группы пациентов обоснованно дифференцировать асептическую природу несостоятельности эндопротеза от перипротезной инфекции.