Intracranial infections related to external ventricular drains

Intracranial infections related to external ventricular drains in neurocritical care patients: diagnosis and treatment implications

Marcus Ståhlberg

Sammanfattning

Inom neurointensivvård (NIVA) kräver patienter med svåra traumatiska hjärnskador och intrakraniella blödningar ofta akuta interventioner i form av ett externt ventrikeldränage (EVD) för att reglera ett livshotande intrakraniellt tryck. Vid blödningar rubbas den fysiologiska balansen mellan likvorproduktion och resorption, då blodkomponenter mekaniskt kan obstruera flödet, vilket kan leda till en exponentiell tryckstegring med risk för cerebral ischemi, irreversibla hjärnskador och död. EVD-användning är dock förenad med signifikanta risker, främst EVD-associerade infektioner (EVDI). Diagnostiken för-svåras av att kliniska tecken maskeras av om homogen celldistribution i likvorsystemet. Resultaten visade att cellantal varierar kraftigt och oförutsägbart vid seriell provtagning och i synnerhet vid lägesändring av patienten, sannolikt på grund av sedimentation.  Variationerna var så pass omfattande att infektions-klassificeringen hos 30 % av patienterna förändrades baserat på etablerade nationella kriterier. 

Studien konkluderar att cellbaserad diagnostik vid intrakraniell blödning präglas av en betydande meto-dologisk osäkerhet.

Delstudie II är en retrospektiv kohort-studie på 1 828 patienter under 17 år där vi konstaterade att vedertagna parametrar som laktat, glukos och celltal inte tillförlitligt kan skilja aseptisk inflammation från EVDI. Medan endast 4,1 % av patienterna hade en odlingsverifierad infektion initierades riktad antibiotikabehandling hos 30 %. Denna grupp stod för hela 15 % av den totala antibiotikaanvändningen på IVA trots att var fjärde patient i kohorten (25 %) behandlades utan att infektion se dermera kunde bekräftas.

Delarbete III utvärderade 16S-rR-NA-sekvensering (NGS) av likvor på 191 patienter.  NGS (Next Generation Sequ-ensing) uppvisade hög diagnostisk över-ensstämmelse med odling (87,5 % sensi-tivitet) och ett högt negativt prediktivt värde (99,0 %). Modellering visade att en 16S-vägledd behandlingsalgoritm med tidig deeskalering vid negativa resultat har potential att reducera den totala antibiotikaexponeringen med 43–71 %. Resultaten validerades i en extern kohort med en estimerad reduktion på 35–55 %.

I delarbete IV utvärderades LAMP (Loop-mediated isothermal amplification)-teknikens kliniska potential i en prospektiv proof-of-concept studie på 23 kritiskt sjuka patienter. Med skräddarsydda testkit identifierade LAMP patogener med en sensitivitet på 88 % på patientnivå och 94 % på provnivå. Metodens främsta fördel är en turnaround-tid på 30–60 mi-nuter med point-of-care potential. Behov av ytterligare optimering identifierades främst i form av hög kontaminationsgrad av C. acnes.

Sammanfattningsvis belyser avhandlingen fundamentala begränsningar i nuvarande övervakningsmetodik för EVDI.  Implementering av snabb molekylärbiologisk diagnostik som NGS och LAMP erbjuder möjligheter till tidigare och mer träffsäker identifiering av infektioner. Detta kan optimera beslutsunderlaget, möjliggöra en mer rationell antibiotikaanvändning och därmed motverka utvecklingen av antimikrobiell resistens inom intensivvården

Ingående delarbeten

I. Cerebrospinal fluid cell count varia-bility is a major confounding factor in external ventricular drain-associated infection surveillance diagnostics: a prospective observational study. Marcus Bådholm, Jonas Blixt, Martin Glimåker, Anders Ternhag, Jonas Hed-lund, and David W. Nelson. Critical Care 25, no. 291 (11 August 2021).

II. Performance of routine surveillance diagnostics of external ventricular drain- associated infections in a critical care setting: a retrospective cohort study. Marcus Ståhlberg, Jonas Blixt, Christer Mehle, Viveca Hambäck Hellkvist, Christian G. Giske, Eddie Weitzberg, and David W. Nelson. Infectious Dise-ases 25, no. 646 (02 May 2025)

III. Next-generation 16S-rRNA sequen-cing for diagnosing external ventricu-lar drain-related infections in a criti-cal care setting: a multi-center cohort study with implications for antibiotic stewardship. Marcus Ståhlberg, Joel Rahme, John Karlsson Valik, Christer Mehle, Jonas Blixt, Eddie Weitzberg, Christian G. Giske, and David W. Nelson. Manuscript.

IV. Loop-mediated isothermal amplifica-tion as a novel approach for early iden-tification of meningitis in patients with external ventricular drains in a criti-cal care setting: a prospective clinical proof-of-concept study Marcus Ståhlberg, John Karlsson Valik, Jonas Blixt, Stina Hardell, Anette Ebberyd, Viveca Hambäck Hellkvist, Eddie Weitzberg, Christian G. Giske, and David W. Nelson. Manuscript.

Kort om mig

Mitt namn är Marcus Ståhlberg och jag är 35 år gammal. Jag tog examen från läkarprogrammet på Karolinska Institutet 2019 och har sedan dess arbetet inom anestesi och intensivvård på Karolinska Universitetssjukhuset i Solna där jag sedan 2022 gör min ST. Jag är nyligen utflyttad till Värmdö där jag bor med min fru och två (sedan några veckor) barn. Min fritid spenderar jag helst till träning men jag utsätts även för en hög dos av reality serier och tecknade hundvalpar. Min forskning framgent kommer fokusera på att vidare kartlägga och förbättra diagnostiken av postoperativa CNS-infektioner under hela vårdkedjan. Med hjälp av epidemiologi, molekylär diagnostik och proteomik är målet att utveckla mer träffsäkra verktyg för att optimera beslutsunderlaget och möjliggöra en mer rationell antibiotikaanvändning.

Om avhandlingen

RESPONDENT: Marcus Ståhlberg
HUVUDHANDLEDARE: David W. Nelson, Karolinska sjukhuset, Solna
BIHANDLEDARE: Eddie Weitzberg, Christian G. Giske, Jonas Blixt
OPPONENT: Jacob Bodilsen, Ålborgs universitetssjukhus, Danmark
DISPUTATIONSDATUM: 28 november 2025