Avhandlingar och publikationer

On the diagnosis of external ventricular drain related infections – incidence, biomarkers and microbiological methods

Publicerad 25 februari 2025

Johan Widén

Sammanfattning

Ett viktigt instrument vid vård på neurokirurgisk intensivvårdsavdelning (NIVA) är externt ventrikeldränage (EVD) som möjliggör både mätning av intrakraniellt tryck (ICP) och dränage av cerebrospinalvätska (CSV) vid förhöjt ICP till följd av blockerad CSV-cirkulation. En nackdel med EVD är att flera naturliga barriärer för infektion bryts och att katetern kan fungera som ingångsport för bakterieinfektioner i CNS, EVD-relaterade infektioner (EVDRI).

Ett kliniskt problem är att de symtom som kan tyda på CNS-infektion, såsom feber, medvetandepåverkan och nackstelhet, ofta förekommer hos NIVA-patienter, även utan infektion. De rutinmässigt använda biomarkörerna för infektion i cerebrospinalvätska (CSV), dvs leukocyttal och koncentration av laktat, glukos och protein eller albumin, är också ofta derangerade hos NIVA-patienter vilket ytterligare försvårar den kliniska bedömningen. Dessutom kan resultat av odling på CSV vara svårtolkat pga. pågående antibiotikabehandling eller växt av lågvirulenta bakterier av osäker relevans. Sammantaget leder detta till att det är svårt för klinikern att bedöma vilka patienter som har EVDRI eller inte, vilket innebär en risk för både överbehandling och fördröjd diagnos.

Avhandlingen innehåller fyra delarbeten som i förlängningen syftar till ökad kunskap om diagnostik av EVDRI.

I det första arbetet studerades incidensen av EVDRI hos patienter med subaraknoidalblödning (SAH) och EVD-behandling samt den mikrobiologiska etiologin vid bekräftad EVDRI. I arbetet visades att säkerställd EVDRI var relativt sällsynt (5,8% av patienterna). Misstanke om EVDRI förelåg ofta och många av patienterna (42,4%) behandlades empiriskt för EVDRI någon gång under tiden på NIVA. Den mikrobiologiska etiologin dominerades av koagulasnegativa stafylokocker (KNS) som orsakade 9 av 11 bekräftade infektioner.

I det andra arbetet undersöktes om heparinbindande protein (HBP) kunde användas som biomarkör vid EVDRI. Resultaten visade att HBP-koncentrationen i CSV var signifikant högre hos patienter med EVDRI vid diagnos, men att begränsningar i både sensitivitet och specificitet gjorde det osäkert om mätning av HBP i CSV skulle vara av klinisk nytta.

I delarbete tre undersöktes om bakteriepåvisning med 16S-PCR överensstämde med odlingsresultat i CSV hos patienter med misstanke om EVDRI. 17 av 22 odlingspositiva patienter var positiva i 16S PCR och 61 av 62 odlingsnegativa patienter var negativa i 16S PCR. PCR och sekvensering av 16S-genen med så kallad Nanopore-teknik fungerade väl för artidentifiering och gav inget stöd för att CSV-odlingar skulle vara falskt negativa, då antalet 16S sekvenser i odlingsnegativa prover inte skiljde sig från negativa kontrollprov

I det fjärde arbetet (IV) analyserades CSV proteomet hos NIVA-patienter med masspektrometri (MS) och jämfördes mellan patienter med respektive utan EVDRI. I den primära analysen kunde inget enskilt protein identifieras som hade ett signifikant högre uttryck vid infektion. En möjlig förklaring till detta var den stora heterogenitet i CSV-proteomet hos NIVA-patienter.

Avhandlingen tillför ny kunskap kring incidens, mikrobiologisk etiologi och diagnostik av EVDRI samt belyser den kliniska utmaningen att tolka resultat från såväl cytokemiska som mikrobiologiska analyser av CSV från patienter på NIVA med EVD-behandling.

Ingående arbeten

I. Widén J, Eriksson BM, Ronne-Engström E, Enblad P, Westman G. Ventriculostomy-related infections in subarachnoid hemorrhage patients-a retrospective study of incidence, etiology, and antimicrobial therapy. Acta Neurochir (Wien). 2017 Feb;159(2):317-323. doi: 10.1007/s00701-016-3039-2. Epub 2016 Dec 7. PMID: 27928632; PMCID: PMC5241344.
II. Widén J, Cederberg D, Linder A, Westman G. Heparin-binding protein as a marker of ventriculostomy related infection and central nervous system inflammation in neuro-intensive care. Clin Neurol Neurosurg. 2023 Jun; 229:107752. doi: 10.1016/j.clineuro.2023.107752. Epub 2023 May 5. Erratum in: Clin Neurol Neurosurg. 2024 Sep; 244:108420. doi: 10.1016/j.clineuro.2024.108420. PMID: 37156040.
III. Widén J, Morén J, Mölling P, Fagerström A, Enblad P, Eriksson BM, Ronne-Engström E, Sundqvist M, Westman G. Diagnosis of external ventricular drainage related infections with real-time 16S PCR and third generation 16S sequencing. Infect Dis (Lond). 2024 Jul;56(7):521-530. doi: 10.1080/ 23744235.2024.2331260.  Epub 2024 Mar 26. PMID: 38530119.
IV. Widén J, Morén J, Enblad P, Eriksson B-M, Ronne-Engström E, Linder A, Bakoshi A, Årman F, Westman G. Proteomic characterization of CSF in EVDRI during neuro- intensive care. Manuscript unpublished.(Widén J, Cederberg D, Linder A, Westman G. Corrigendum to ”Heparin-bindning protein as a marker of ventriculostomy related infection and central nervous system inflammation in neuro-intensive care” [Clin. Neurol. Neurosurg. 229 (2023) 107752]. Clin Neurol Neurosurg. 2024 Sep; 244:108420. doi: 10.1016/j.clineuro.2024.108420. Epub 2024 Jul 10. Erratum for: Clin Neurol Neurosurg. 2023 Jun; 229:107752. doi: 10.1016/j.clineuro.2023.107752. PMID: 38991394.)