Knocheninfektionen im Wachstumsalter: Allgemeines

Infektion des Knochens und Knochenmarks vor Verschluss der Epiphysenfugen durch Bakterien, seltener Pilze oder Viren.

Knocheneiterung; Knochenmarkentzündung; Osteitis; Osteomyelitis; Ostitis

Knocheninfektionen im Wachstumsalter sind eine potenzielle Bedrohung für den betroffenen Skelettabschnitt mit weitreichenden Konsequenzen für die weitere Entwicklung des betroffenen Knochens und die Funktion angrenzender Gelenke. Eine zeitnahe Diagnose und adäquate Therapie sind entscheidend, um Komplikationen, die in 10 % der Fälle auftreten (Howard-Jones und Isaacs 2013), zu minimieren und das Outcome zu optimieren.

Die Inzidenz der Osteomyelitis beträgt je nach Studie 2–22 pro 100.000 (Dartnell et al. 2012; De Boeck 2005; Gafur et al. 2008; Grammatico-Guillon et al. 2013). Hierbei scheinen die Raten in Entwicklungsländern deutlich höher zu liegen (Dartnell et al. 2012; Rossaak und Pitto 2005). Das durchschnittliche Erkrankungsalter wird mit 6,6 Jahren angegeben (Dartnell et al. 2012), wobei 40 % der Fälle vor der Einschulung auftreten (Craigen et al. 1992; Groegrens et al. 2005; Tröbs et al. 1999; Zaoutis et al. 2009). Jungen sind fast doppelt so häufig betroffen wie Mädchen (Dartnell et al. 2012; Grammatico-Guillon et al. 2013).

Meist wird die primäre Osteomyelitis hämatogen übertragen. Als Streuherde kommen üblicherweise der Nasen- und Rachenraum, die Atemwege sowie der Gastrointestinal- und Urogenitaltrakt infrage, in der überwiegenden Zahl der Fälle bleibt der Ursprung jedoch unbekannt (Dartnell et al. 2012).

Es wird zwischen der akuten, der subakuten und der chronischen Form differenziert. Des Weiteren unterscheidet man davon die sekundäre Osteomyelitis, die posttraumatisch oder postoperativ entsteht. Bei der chronischen Form kommt es primär zur lokalen Abgrenzung und Abkapselung des Herdes. Die akute Osteomyelitis und die chronische Osteomyelitis unterscheiden sich vor allem in den klinischen Symptomen und der Therapie, weniger in der Lokalisation und dem Keimspektrum. Zudem wird ein unifokaler vom multifokalen Befall unterschieden, der unifokale Befall ist allerdings die Regel.

Davon abgegrenzt werden die spezifische Osteomyelitis durch Erreger der Tuberkulose sowie die nichtbakteriellen Osteitiden (NBO).

Bei der akuten Osteomyelitis sind am meistens die Metaphysen der langen Röhrenknochen betroffen, hier vorrangig Femur und Tibia, die zusammen über 50 % ausmachen (Dartnell et al. 2012). Grundsätzlich kann jedoch jeder Knochen betroffen sein (Tab. 1, Dartnell et al. 2012).

Bei der chronischen Osteomyelitis, ebenfalls mit bevorzugtem Befall der Metaphysen, sind die Hauptlokalisationen der Bereich des oberen Sprunggelenkes und die knienahen metaphysären Knochenabschnitte (Hefti 2015).

Typisch für eine spezifische Osteomyelitis mit Mycobacterium tuberculosis ist ein Befall der Metacarpalia bzw. Finger (Hefti 2015) oder der Wirbelsäule (Hoffman et al. 1993; Upadhyay et al. 1994).

Aufgrund der besonderen Strömungsverhältnisse des Blutes im Bereich der Metaphyse ist diese eine Prädilektionsstelle für Keimansiedelungen. Am Übergang der afferenten Arteriolen in die efferenten Sinusoide der Venen kommt es zu einem verlangsamten Blutfluss. Zudem fehlen hier gefäßassoziierte Phagozyten.

Aufgrund der dünnen und porösen Kortikalis des metaphysären Knochens kann es zum Durchbruch des Infektionsherdes vom Markraum in den subperiostalen Raum kommen. Der Infekt kann sich entlang des Periostes in die Diaphyse ausbreiten, das Periost wird abgehoben (subperiostaler Abszess).

Die Lokalisation sowie der Verlauf einer Osteomyelitis sind wegen der unterschiedlichen Vaskularisationsmuster des Knochens im Säuglings- und Kindesalter vom Lebensalter abhängig.

Innerhalb der ersten 2–3 Lebensjahre sind die Metaphysen mit terminalen Blutgefäßen versorgt, die durch die knorpeligen Epiphysenfuge in die Knorpelanlage der Epiphyse ziehen, sodass eine Verbindung von der Metaphyse zur Epiphyse besteht und deshalb Bakterien auf diesem Wege ins Gelenk vordringen und zum eitrigen Gelenkerguss (Pyarthros) führen können (Abb. 1). Im späteren Kindesalter stellt die avaskuläre Epiphysenfuge eine Barriere für die Keime dar, sodass der Infekt dann meist auf den metaphysären Bereich beschränkt bleibt (Abb. 2).

Die fugenkreuzenden Gefäße sind aber nicht der einzige Grund für eine septische Begleitarthritis. Es ist auch die lokale Anatomie mit teilweise intraartikulär liegenden Metaphysen verantwortlich. Der Einbruch in ein Gelenk ist somit auch in späterem Alter dort möglich, wo die Kapsel den metaphysären Bereich mit einbezieht (z. B. im Bereich des Schenkelhalses beim Hüftgelenk oder beim Sprunggelenk). Auch über das Periost kann eine intraartikuläre Infektion bei enger Beziehung zum Gelenk durch peripheren Erregereintritt entstehen.

Nach Beendigung des Wachstums kann sich der Infekt dann wieder durch Fehlen der schützenden Grenze der Wachstumsfuge von der Metaphyse in jedes angrenzende Gelenk, unabhängig von der Anatomie, ausdehnen.

Die Erreger sind abhängig vom Alter, den Komorbiditäten bzw. des Immunstatus, vom sozioökonomischen Status und dem Impfstatus des Patienten. Es gibt große regionale Unterschiede im Erregerspektrum und den Resistenzen.

Staphylococcus aureus ist insgesamt der am weitesten verbreitete Keim (Chen et al. 2010; Llewellyn et al. 2019). In 60 % der muskuloskelettalen Infektionen unter 4 Jahren sind gramnegative Keime die auslösenden Erreger, wobei Kingella kingae führend in dieser Altersgruppe ist (Ceroni et al. 2010). Die mit Kingella kingae verlaufenden Infektionen präsentieren sich nur in 15 % der Fälle mit Fieber, 39 % der Patienten haben ein negatives CRP (Ceroni et al. 2010). Nachweis von Kingella kingae ist in der Kultur schwierig, deshalb wird hier eine ergänzende PCR empfohlen (Ceroni et al. 2010).

Ergänzend können Nasen- und Rachenabstriche folgen, da bei Patienten mit entsprechendem muskuloskelettalen Infekt eine Nasopharyngealkolonisation mit Kingella kingae typisch ist und dies die Diagnoserate um das 6-Fache erhöht (Basmaci et al. 2012; Dodwell 2013).

Seit Einführung der Haemophilus influencae-Impfung sind diese Infektionsraten deutlich rückläufig (Dodwell 2013). In durchgeimpften Gegenden konnten die Raten auf 0 % gesenkt werden (Howard et al. 1999).

Methicillin-resistenter Staph.aureus (MRSA) zeigt eine Häufigkeitszunahme bei deutlichen geografischen Unterschieden im Auftreten (Al Zamil et al. 2008; Arnold et al. 2006; Peltola et al. 2012). Begleiterkrankungen müssen beim Keimspektrum stets bedacht werden, so treten Infektionen mit Streptococcus pneumoniae z. B. gehäuft bei HIV-positiven Patienten auf (Robertson et al. 2012) und Salmonelleninfektionen bei Patienten mit Sichelzellanämie (Akakpo-Numado et al. 2009).

Um eine höhere Trefferquote zu erzielen, sollte zusätzlich zum pathogenen Nachweis eine PCR erfolgen (Choe et al. 2013; Chometon et al. 2007), das Ergebnis liegt innerhalb von 3 Stunden vor (Carpenter et al. 2011).

Eine empirische Antibiose sollte prinzipiell immer erst nach Abnahme von Blutkulturen bzw. nach einer Punktion oder Probebiopsie gegeben werden.

Die wichtigsten Differenzialdiagnosen sind Traumata, Knocheninfarkte und -tumoren (wie z. B. das Ewing-Sarkom; Abb. 7 und 8). Einen besonderen Stellenwert nehmen die uni- oder multifokal auftretenden nichtbakteriellen Osteitiden (NBO) ein, zu denen eine ganze Reihe von Manifestationsmustern (z. B. chronisch rekurrierende multifokale Osteomyelitis = CRMO oder auch das SAPHO-Syndrom) gehören und die lange unterschätzt wurden (Jansson et al. 2009). Allen gemeinsam ist der gute Allgemeinzustand des Kindes, die lokale Symptomatik mit meist vorhandener Schwellung, Überwärmung und Druckdolenz sowie die normale Körpertemperatur (Jansson et al. 2009). Die Untergruppen weisen häufig zusätzliche Hautmanifestationen auf (Huber 2002; Jansson et al. 2009). Charakteristische Lokalisationen sind ebenfalls die Metaphysen der langen Röhrenknochen (Abb. 9) und die Wirbelkörper (Jansson et al. 2007). Radiologisch unterscheiden sich die NBO nicht von der bakteriellen Form, lediglich kann das Vorhandensein mehrerer Herde bei gutem Allgemeinzustand ein Hinweis auf eine nichtbakterielle Form sein (Jansson et al. 2009).

Die NBO werden keinesfalls antibiotisch therapiert, sondern primär mit nicht steroidalen Antiphlogistika im oberen Dosisbereich (Jansson et al. 2009) bei 80 % gutartigem und selbstlimitierendem Verlauf (El Shanti und Ferguson 2007; Jansson et al. 2007).

Nach Abnahme der Blutkulturen sollte im Frühstadium einer akuten hämatogenen Osteomyelitis schnellstmöglich mit einer empirischen, intravenösen Antibiose begonnen werden, da nur so eine rein konservative Therapie sinnvoll ist. Diese richtet sich initial nach dem altersabhängigen Keimspektrum und der Knochenpenetration. Sie muss in jedem Alter eine Infektion durch Staphylococcus aureus und bei Neugeborenen bzw. Säuglingen < 2 Monate zusätzlich gramnegative Keime abdecken (Alvares und Mimica 2019; Dartnell et al. 2012; Dodwell 2013). Ein Cephalosporin der 1. Generation z. B. deckt Methicillin-sensitiven Staph. aureus (MSSA) und Kingella kingae ab und reicht als Monotherapie aus (Dodwell 2013; Peltola et al. 2012). Eine Monotherapie mit Clindamcin sollte vermieden werden, da es bei Clindamycin-resistenten MSSA und Kingella kingae nicht greift (Dodwell 2013). Ob Methicillin-resistenter Staph. aureus (MRSA) empirisch mit therapiert werden soll, wird kontrovers diskutiert und muss individuell abgewogen und genau überlegt sein (Dodwell 2013).

Die begonnene Therapie muss nach Identifizierung der Erreger und Erstellung des Antibiogramms gegebenenfalls modifiziert werden.

Zudem sollte eine Ruhigstellung der betroffenen Extremität erfolgen, zum einen zur Schmerzlinderung, zum anderen auch zur sekundären Frakturprophylaxe. Die Kinder sollten zusätzlich gut mit nicht steroidalen Antirheumatika (NSAR) abgedeckt sein zur Fiebersenkung und Analgesie (Peltola und Paakkonen 2014).

Bei der akuten Osteomyelitis sollten anhaltendes Fieber oder eine fehlende Besserung der Symptome bzw. ein anhaltend hohes CRP nach 3–4 Tagen zur Reevaluation und in eine operative Behandlung führen (Arnold und Bradley 2015; Saavedra-Lozano et al. 2017; Willegger et al. 2017). Eine Operation dient zur Entlastung von intraossären, subperiostalen und Weichteilabszessen sowie zur Ausräumung nekrotischen Knochens. Bei subakuten oder chronischen Verläufen mit Eiterherden oder nekrotischem Knochen ist die rein konservative Therapie deshalb nicht erfolgversprechend (Hefti 2015; Jansson et al. 2009; Stephens und MacAuley 1988). Neben der Ausräumung des Abszesses ist zur operativen Sanierung zwingend ein Debridement mit Entfernung aller nekrotischen Anteile erforderlich. Eine ausgiebige intraoperative Spülung sollte ebenfalls erfolgen. Inwieweit der Knochen osteosynthetisch, z. B. mit einem Fixateur externe, stabilisiert werden muss, ist individuell zu entscheiden.

Das gewonnene Material muss mikrobiologisch und histologisch aufgearbeitet werden. Erst nach Asservation desselben wird dann mit der i.v. Antibiose begonnen.

Die Länge der antibiotischen Therapie ist immer vom klinischen Verlauf und den Laborparametern abhängig (Dodwell 2013). In mehreren Studien erwies sich bei unkompliziertem Verlauf einer akuten Knocheninfektion eine kurze i.v. Antibiose von 2–4 Tagen mit anschließend 20-tägiger oraler Antibiose als sinnvoll (Jagodzinski et al. 2009; Peltola et al. 2010). Eine längere Dauer der antibiotischen Therapie, auch bei unkompliziertem Verlauf, wie sie früher propagiert wurde, bringt keinen Vorteil (Jagodzinski et al. 2009; Peltola et al. 2010). Fieber bei Aufnahme und ein CRP > 10 mg/dl über mehrere Tage sind ungünstige prognostische Faktoren (Dartnell et al. 2012; Jagodzinski et al. 2009).

Eine korrekte und frühzeitige Diagnose sowie die sofortige Umsetzung einer adäquaten Antibiose sind die entscheidenden Faktoren für die Prognose (Alvares und Mimica 2019). Bei einer frühzeitigen Therapie reicht bei 90 % der Akutfälle ein konservatives Vorgehen aus (Saavedra-Lozano et al. 2017). In einer Studie mit über 2000 Patienten konnte ein durchschnittlicher Klinikaufenthalt bei kindlichen Knochen- und Gelenkinfekten von 8,6 Tagen ermittelt werden mit einer Mortalitätsrate von 0,1 % (Grammatico-Guillon et al. 2013).

Prinzipiell kann es zu bakteriämischen und zu orthopädischen Komplikationen kommen. Zu den Frühkomplikationen gehören eine persistierende Bakteriämie, meist durch unerkannte Foci bedingt, sowie die Sepsis bis hin zum septischen Schock, tiefe Venenthrombosen und Lungenembolien (Alvares und Mimica 2019; Pendleton und Kocher 2015). Trotzdem wird bei Kindern mit einer Knocheninfektion keine generelle Thromboembolieprophylaxe empfohlen (Saavedra-Lozano et al. 2017).

Patienten mit MRSA neigen vermehrt zu prolongierten Verläufen mit längeren Klinikaufenthalten und vermehrten operativen Interventionen bis hin zum septischen Schock (Dohin et al. 2007; Otto 2012). Diese Patienten sind auch deutlich gehäuft von Venenthrombosen und Lungenembolien betroffen (Pendleton und Kocher 2015).

Die häufigsten orthopädischen Komplikationen sind aseptische Nekrosen, pathologische Frakturen und Defektheilungen bis hin zum Funktionsverlust der Extremität (Arnold und Bradley 2015; Jansson et al. 2009; Sukswai et al. 2011). Die Neugeboreneninfektion weist eine besonders schlechte Prognose auf mit einer Defektheilung von um die 50 % (Christiansen et al. 1999; Jansson et al. 2009; Abb. 10).

Langfristig können durch die Schädigung betroffener Epiphysenfugen Achsabweichungen und Beinlängendifferenzen entstehen (Arnold und Bradley 2015; Jansson et al. 2009; Pulido et al. 2019; Willegger et al. 2017). Brodie-Abszesse reagieren in der Regel hervorragend auf die operative Therapie mit anschließender Antibiose und heilen primär gut aus (Abdulhadi et al. 2012). Aufgrund der in der Regel vorhandenen Nähe zur Wachstumsfuge sollten aber diese Patienten langfristig klinisch nachuntersucht werden, da es sowohl zum vorzeitigen Verschluss der Wachstumsfuge als auch zum stimulierten Wachstum kommen kann (Pulido et al. 2019). Aktuell beschrieben wurden Fälle von Deformitäten, die zum Teil eine Latenzzeit bis zu 3 Jahre nach dem infektiösen Geschehen aufwiesen (Pulido et al. 2019). Diese Latenzzeiten sind bei der Nachsorgezeit von Knocheninfektionen unbedingt mit zu berücksichtigen (Dartnell et al. 2012; Peltola und Paakkonen 2014; Peltola et al. 2010; Pulido et al. 2019).