Histopathologischer Osteomyelitis Evaluations Score (HOES)

Die akute Osteomyelitis wird gemäß den allgemeinen histopathologischen Kriterien einer akuten Osteomyelitis diagnostiziert, es besteht wie bei der Synovialitis generell die Differenzialdiagnose von nicht-infektiösen und infektiösen-Entzündungen des Knochengewebes (Abb. 2). Es liegt bei der akuten Osteomyelitis ein Infiltrat aus neutrophilen Granulozyten und Osteoklasten mit Destruktion und Nekrose der Knochentrabekel vor. Die chronische Osteomyelitis zeichnet sich durch eine Markraumfibrose mit einem plasmazellreichen und Lymphozyten-/Makrophagen-reichen entzündlichen Infiltrat mit Knochenneubildungen mit geringen Anteil an neutrophilen Granulozyten aus. In einer aktuellen, klinisch-mikrobiologisch-histopathologisch korrelativen Studie wurde ein Bewertungsmodus¸ der Histopathologische Osteomyelitis Evaluations Score (HOES) vorgeschlagen [21]. Dieser ist durch definierte histopathologische Kriterien der akuten Osteomyelitis und der chronischen Osteomyelitis festgelegt und ermöglicht eine graduelle diagnostische Bewertung der bakteriellen Infektion des Knochengewebes in einem klinischen Zusammenhang [21].

Histopathologisch kann die Differenzial-Diagnose umfangreicher sein, insbesondere bei klinisch unklaren ossären Herdbefunden. Diese beinhalten neben einer infektiösen Genese auch eine spezifische infektiösen Genese und vor allem auch eine nicht-infektiöse Genese (Abb. 3).

Periimplantäre
Gelenk-Infektion

Die Konsensus-Klassifikation der Neosynovialis/periprothetische Membran (SLIM) in der ursprünglichen und in der erweiterten Form [10, 15] beruht auf definierten histopathologischen Kriterien und beinhaltet einen Algorithmus, welcher die gesamte Differenzialdiagnostik des Gelenk-Endoprothesenversagens umfasst.

High grade- und Low-grade-
Infektion in der SLIM Typ II/II

Die histopathologische Ausprägung einer bakteriellen Infektion in der Neosynovialis/periprothetische Membran ist variabel ausgeprägt, wobei die Quantität der neutrophilen granulozytären entzündlichen Infiltration die Typisierung in High-grade- und Low-grade-Infektion zulässt (Abb. 3).

Kriterien der High-grade-

Infektion

Bei der High-grade-Infektion besteht eine dichte, ausgeprägte granulozytäre entzündliche Infiltration mit konfluenter Anordnung der neutrophilen Granulozyten und Ausbildung von nekrotischen Gewebeabschnitten, Deckzellulzerationen und Fibrininsudationen. Gemäß CD15 Focus Score liegt ein Wert von > 106 vor [8].

Kriterien der Low-grade-Infektion

Im Consensus-Meeting on Periprosthetic Infection (Philadelphia, USA 2013) wurde die histopathologische Infektionsdiagnostik als ein Diagnose-Bestandteil der periimplantären Infektion festgelegt [23] und stellt eines von 3 sog. Minor-Kriterien dar. Welche der diagnostischen Neutrophilen-Granulozyten-Quantifikationen [23] zur Diagnostik der periprothetischen Low-grade-Infektion verwendet wird, wurde nicht festgelegt, dies ist die Entscheidung der Pathologin bzw. des Pathologen.

Quantifizierungskriterien für die bakterielle Low-grade-Infektion

CD15 Focus Score: Der CD15 Focus Score ist ein neu entwickelter Zählalgorithmus [8] für neutrophile Granulozyten (NG). Der CD15 Focus Score stellt

• 1. eine Lokalisations-unabhängige Zellzählung in einem einzigen Bildfeld dar,

• 2. orientiert sich an einer spezifischen Eigenschaft von neutrophilen Granulozyten, der CD15 Expression und folgt

• 3. dem Modus der Maximal-Ausprägung, sog Focus: Ab ? 39 CD15 neutrophile Granulozyten in einem HPF; (Sehfeldgöße: 0,3 qmm, Vergrößerung 200x) sind die Kriterien einer Low-grade-Infektion erfüllt.

Der CD15 Focus Score ermöglicht auch eine orientierende Keimspezifizierung in niedrig- und hoch-virulente Bakterien. Hierauf basierend wurde eine automatische Software entwickelt, CD15 Quantifier, VMscope, Berlin (Abb. 4) welcher den zeitlich aufwändigen Zählprozess reduzieren kann. Ab einem CD15NG/Fokus von 39 kann die Diagnose eines periprothetischen Gelenkinfekts gestellt werden. Die Sensitivität beträgt 0,87, die Spezifität 0,92. (PPV: 0,94; Accuracy: 0,92; AUC: 0,95) Der CD15-Fokus-Score weist somit eine hohe diagnostische Güte auf [8] und ermöglicht insbesondere eine zeiteffiziente Quantifizierung mittels einer Software [8].

2 NG und mehr als 2 NG pro HPF (400x) in der Analyse von 10 HPF

Eine aktuelle Studie demonstriert die Wertigkeit der histopathologischen Diagnostik bei periprothetischen Infektionen in Kombination mit klinischen Parametern [5, 6]. Die Neutrophilen-Granulozyten-Quantifikation beruht auf einer NG-Quantifikation und umfasst mehr als 2 NG pro HPF (400x) in der Analyse von 10 HPF [16].

23 NG in 10 HPF

Folgender Zählalgorithmus vorgeschlagen [14]: Zunächst wird ein suspektes Areal mit einer möglichst großen Anzahl an Neutrophilen Granulozyten (hot spot) identifiziert. Darin werden die NG in 10 HPF (Sehfeldzahl 20, Gesichtsfelddurchmesser 0,625 qmm) ausgezählt, wobei pro HPF maximal 10 NG gezählt werden. Finden sich in einem isolierten HPF beispielsweise 50 NG, so wird dieses dennoch mit 10 NG gezählt. Zeigen sich in der Summe mehr als 23 NG in 10 HPF, ist die Diagnose einer periprothetischen Membran vom infektiösen Typ zu stellen (Sensitivität 73 %, Spezifität 95 %). Wichtig ist, dass nur NG gewertet werden, die sich im Gewebe befinden (Lokalisations-abhängige Zellzählung). Nicht zu zählen sind NG in Blutgefäßen, in Arealen größerer Einblutungen, im Bereich von Fibrin-Insudationen [14].

Infektionsdiagnostik (Infektpersistenz) bei zweizeitigen
endoprothetischen Eingriffen
(Spacer-/Perispacer-Reaktion)

Bei der Perispacer-Reaktion liegt eine fibröse periimplantäre Gewebsreaktion mit Kapillar-Proliferaten, Fibroblasten und Makrophagenakkumulaten vor. Charakteristischerweise stellen sich herausgelöste PMMA-Partikel mit randständigen granulären schwärzlichfarbenen Röntgenkontrastmittel-Depositionen dar. Neutrophile Granulozyten sind üblicherweise diffus gelagert, wobei auch hier immunhistochemische quantitative Kriterien für die bakerielle Infektpersistenz bestehen. Eine neutrophile Granulozytenanzahl von mehr als 200 Zellen pro 10 HPF gilt als ein immunhistochemisches Kriterium für die Infektpersistenz [6]. In einer Studie wurde auch eine extramedulläre Hämatopoese beschrieben [6], bei der Auswertung der CD15 Immunhistochemie ist dieser Befund dahingehend zu berücksichtigen, dass eine CD15-Expression in der intraossären Granulozytopoese nachweisbar sein kann, ohne dass die Kriterien einer bakteriellen Infektion erfüllt sind.