Математическое моделирование ожидаемой эффективности эмпирической антибиотикотерапии перипротезной инфекции

Перипротезная инфекция (ППИ) представляет серьезную проблему в ортопедической практике. При неизвестном возбудителе эмпирическая антибактериальная терапия (АБТ) основывается на локальных эпидемиологических данных. Цель исследования: расчет ожидаемой эффективности эмпирической АБТ, основанный на микробиологическом мониторинге возбудителей ППИ, с использованием математического моделирования.

Материал и методы. Проведен ретроспективный анализ 379 бактериальных изолятов, выделенных при ППИ тазобедренного, коленного и плечевого суставов (2018–2024 гг.) Микробиологическая идентификация и тестирование чувствительности выполнены с использованием стандартных методов. Рассчитывался показатель ожидаемой эмпирической эффективности (ПОЭЭ) антибиотиков.

Результаты. Частота встречаемости коагулазонегативных стафилококков (СoNS) составила 39,6% случаев, Staphylococcus aureus — 28,5%, грамотрицательных бактерий (ГОБ) — 10,3%, Streptococcus — 8,7%, Enterococcus — 5,3%. Определены антибиотики со стабильно высоким ПОЭЭ (≥ 80% во все периоды): ванкомицин, линезолид, тигециклин. К препаратам со средним ПОЭЭ (50–79%) отнесены ципрофлоксацин/левофлоксацин, клиндамицин, тетрациклин, рифампицин, аминогликозиды, триметоприм-сульфаметоксазол, меропенем. Препараты с низким ПОЭЭ (≤ 49%) — эритромицин, азтреонам и тобрамицин. Выявлена негативная динамика снижения чувствительности CoNS к фторхинолонам (с 70,0 до 47,3%; p = 0,014), ко-тримоксазолу (с 82,0 до 55,9%; p = 0,007). Оптимальной комбинацией для стартовой эмпирической терапии является схема «ванкомицин +меропенем» с предполагаемой расчетной эффективностью ≥ 87,4% в отношении более 90% возбудителей ППИ.

Заключение. Математическое моделирование эффективности АБТ на основе локальных данных о возбудителях и их чувствительности — перспективный инструмент для оптимизации эмпирической терапии ППИ.

1. Renz N., Perka C., Trampuz A. Management of periprosthetic infections of the knee. DerOrthopäde. 2016;45:65–71.DOI: 10.1007/s00132-015-3217-6

2. Zimmerli W., Trampuz A., Ochsner P.E. Prosthetic-joint infections. New Engl. J. Med. 2004;351:1645–1654. DOI: 10.1056/NEJMra040181

3. Fröschen F.S., Walter S.G., Randau T.M., Gravius N., Gravius S., Hischebeth G.T.R. The use of negative pressure wound therapy increases failure rate in debridement and implant retention for acute prosthetic joint infection. Technol. Health Care. 2020;28:721–731. DOI: 10.3233/THC-192095

4. Wimmer M.D., Hischebeth G.T.R., Randau T.M., Gathen M., Schildberg F.A., Fröschen F.S.et al. Diffi cult-to-treat pathogens signifi cantly reduce infection resolution in periprosthetic joint infections. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2020;98:115114. DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2020.115114

5. Li C., Renz N., Trampuz A. Management of Periprosthetic Joint Infection. Hip. Pelvis. 2018;30(3):138–146. DOI: 10.5371/hp.2018.30.3.138

6. Parvizi J., Tan T.L., Goswami K., Higuera C., Della Valle C., Chen A.F., Shohat N. The 2018 Defi nition of periprosthetic hip and knee infection: an evidence-based and validated criteria. J. Arthroplasty. 2018;33(5):1309–1314.e2. DOI: 10.1016/j.arth.2018.02.078

7. Клинические рекомендации. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам, 2018. Доступно по адресу: http://www.antibiotic.ru/minzdrav/files/docs/clrecdsma2018.pdf. (Дата обращения:21.11.2025).

8. Клинические рекомендации. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам, 2021. Доступно по адресу: http://www.antibiotic.ru/files/321/clrecdsma2021.pdf. (Дата обращения:21.11.2025).

9. Российские рекомендации. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам, 2024. Доступно по адресу: https://www.antibiotic.ru/files/334/ocmap2024.pdf. (Дата обращения:21.11.2025).

10. Программа СКАТ (Стратегия Контроля Антимикробной Терапии) при оказании стационарной медицинской помощи: Российские клинические рекомендации. / Под ред. С.В. Яковлева, Н.И. Брико, С.В. Сидоренко, Д.Н. Проценко. М.: Издательство «Перо», 2018:156.

11. Izakovicova P., Borens O., Trampuz A. Periprosthetic Joint Infection: Current Concepts and Outlook. EFORT Open Rev. 2019;4:482–494. DOI: 10.1302/2058-5241.4.180092

12. Van Erp J.H.J., Heineken A.C., Van Wensen R.J.A., Van Kempen R.W.T.M., Hendriks J.G.E., Wegdam-Blans M. et al.. (Marieke) optimization of the empirical antibiotic choice during the treatment of acute prosthetic joint infections: a retrospective analysis of 91 patients. Acta Orthop. 2019;90:455–459. DOI: 10.1080/17453674.2019.1621595

13. Stefánsdóttir A, Johansson D, Knutson K, Lidgren L, Robertsson O. Microbiology of the infected knee arthroplasty: report from the Swedish Knee Arthroplasty Register on 426 surgically revised cases. Scand. J. Infect. Dis. 2009;41(11–12):831–40. DOI: 10.3109/00365540903186207

14. Tsai J.C., Sheng W.H., Lo W.Y., Jiang C.C., Chang S.C. Clinical characteristics, microbiology, and outcomes of prosthetic joint infection in Taiwan. J. Microbiol. Immunol. Infect. 2015;48(2):198–204. DOI: 10.1016/j.jmii.2013.08.007

15. Цискарашвили А.В., Меликова Р.Э., Новожилова Е.А. Анализ шестилетнего мониторинга основных возбудителей перипротезной инфекции крупных суставов и их тенденция к резистентности. Гений ортопедии. 2022;28(2):179–188 DOI: 10.18019/1028-4427-202228-2-179-188.

16. Hu L., Fu J., Zhou Y., Chai W., Zhang G., Hao L., Chen J. Trends in microbiological profi les and antibiotic resistance in periprosthetic joint infections. J. Int.Med.Res. 2021;49(3):3000605211002784. DOI: 10.1177/03000605211002784

17. Fröschen F.S., Randau T.M., Franz A., Molitor E., Hischebeth G.T.R. Microbiological profi les of patients with periprosthetic joint infection of the hip or knee. Diagnostics (Basel). 2022;12(7):1654. DOI: 10.3390/diagnostics12071654

18. Benito N., Franco M., Ribera A., Soriano A., Rodriguez-Pardo D., Sorlí L. et al. REIPI (Spanish Network for Research in Infectious Disease) Group for the Study of Prosthetic Joint Infections. Time trends in the aetiology of prosthetic joint infections: a multicentre cohort study. Clin. Microbiol. Infect. 2016;22(8):732.e1–8. DOI: 10.1016/j.cmi.2016.05.004

19. Rasouli M.R., Tripathi M.S., Kenyon R., Wetters N., Della Valle C.J., Parvizi J. Low rate of infection control in enterococcal periprosthetic joint infections. Clin. Orthop. Relat. Res. 2012;470:2708–2716. DOI: 10.1007/s11999-012-2374-8

20. Renz N., Trebse R., Akgün D., Perka C., Trampuz A. Enterococcal periprosthetic joint infection: clinical and microbiological fi ndings from an 8-year retrospective cohort study. BMC Infect. Dis. 2019;19:1083. DOI: 10.1186/s12879-019-4691-y

21. Zimmerli W., Sendi P. Role of rifampin against staphylococcal biofi lm infections in vitro, in animal models, and in orthopedic-devicerelated infections. Antimicrob. Agents Chemother. 2019;63:e01746– 18. DOI: 10.1128/AAC.01746-18