Vroege diagnose van inheemse en apparaat-geassocieerde meningitis

Leerdoel Evaluatie van de analytische en klinische performantie (sensitiviteit, specificiteit, positief en negatief voorspellende waarde, accuratesse) van een nieuwe, pathogeen-specifieke biomarker D-lactaat in de cerebrospinale vloeistof (CSF) voor de diagnose en monitoring van de behandeling van native en device -geassocieerde meningitis. De prestaties van CSF D-lactate zullen worden vergeleken met de momenteel gebruikte conventionele CSF-cultuur en biomarkers, met behulp van standaarddefinitiecriteria voor infectie (native en device-geassocieerde meningitis).

Specifieke doelen

• Doel 1. Bepaling van de prestatie van de D-lactaattest voor de diagnose van device-associated meningitis en native meningitis in serieel verzamelde CSF-monsters via lumbale/ventriculaire punctie (pre- of intraoperatief), externe ventriculaire drainage (EVD), lumbale drainage (ELD) en shuntaspiratie.
• Doel 2. Evalueer de optimale afkapwaarde van CSF D-lactaattest voor de diagnose van device-geassocieerde en native meningitis met behulp van de bestaande definitiecriteria.
• Doel 3. Evaluatie van de prestatie van de D-lactaattest voor de diagnose van device-geassocieerde en natieve meningitis in vergelijking met standaardtesten (kweek, gramkleuring, cerebrospinale vloeistof leukocytentelling & -differentiatie, CSF-lactaat, CSF-glucose, CSF-naar-bloedglucose ratio, CSF totaal eiwit, multiplex PCR) en nieuwe biomarkers (CSF procalcitonine, alfa-defensine - ELISA, interleukine-6).

Studiepopulatie:

Inbegrepen zullen opeenvolgende patiënten zijn met vermoedelijke apparaat-geassocieerde meningitis en inheemse meningitis die in onze instelling worden behandeld. CSF zal worden opgezogen volgens de routinematige diagnostische procedure. Tijdens de uitvoering van dit onderzoek zullen geen aanvullende invasieve of niet-invasieve onderzoeken worden uitgevoerd. De resultaten verkregen in dit klinische onderzoek zullen geen invloed hebben op de diagnostische of behandelingsbeslissingen voor de patiënten.

Studiedefinities Apparaat-geassocieerde meningitis zal worden gedefinieerd volgens gewijzigde criteria voor ziekenhuisinfecties van Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Apparaatgerelateerde meningitis of ventriculitis moet aan ten minste 1 van de volgende criteria voldoen:

1. Relevante groei van een ziekteverwekker in het CSF, op het hulpmiddel of in het wonduitstrijkje op de plaats waar het hulpmiddel is ingebracht.
2. Ten minste één van de volgende tekenen of symptomen zonder andere aanwijsbare oorzaak: koorts >38°C, hoofdpijn, nekstijfheid, tekenen van hersenzenuwen, prikkelbaarheid, afname van de Glasgow-comaschaal (GCS) EN ten minste één van de volgende laboratoriumbevindingen: toegenomen CSF-leukocyten (>5 × 10^6/l), verhoogd CSF-totaal eiwit (>0,45 g/l) of verlaagde CSF/bloedglucoseverhouding (<0,5); positieve CSF-gramkleuring EN de arts start een antimicrobiële therapie.

Het volgende classificatiesysteem voor inheemse meningitis wordt toegepast:

Meningitis wordt gediagnosticeerd als minstens 1 van de volgende criteria aanwezig is:

1. Patiënt heeft organismen gekweekt uit cerebrospinale vloeistof (CSF).
2. Patiënt heeft ten minste 1 van de volgende tekenen of symptomen: koorts (>38°C), hoofdpijn*, stijve nek*, meningeale tekenen*, tekenen van hersenzenuw* of prikkelbaarheid*

3. En minimaal 1 van de volgende:

   1. verhoogde witte bloedcellen, verhoogd eiwit en verlaagde glucose in CSF
   2. organismen gezien op Gram's kleuring van CSF
   3. organismen gekweekt uit bloed
   4. positieve laboratoriumtest van CSF, bloed of urine

   5. diagnostische enkele antilichaamtiter (IgM) of 4-voudige toename in gepaarde sera (IgG) voor pathogeen en als de diagnose antemortem wordt gesteld, stelt de arts een geschikte antimicrobiële therapie in.

      • Zonder andere erkende oorzaak

Bij patiënten met gediagnosticeerde inheemse of apparaat-geassocieerde meningitis, wordt het begin van de infectie bepaald door klinische, laboratorium- en microbiologische kenmerken.

Onderzoeksgeleiding Bij apparaat-geassocieerde meningitis zal CSF vóór, tijdens of na een aan het apparaat gerelateerde operatie worden geaspireerd, volgens de standaardpraktijk. Lumbale/ventriculaire puncties (pre-, intra- en/of postoperatief) en externe ventriculaire (EVD) en lumbale drainage (ELD) aspiratie zullen worden uitgevoerd door een neuroloog of neurochirurg volgens gestandaardiseerde aseptische technieken.

Bij patiënten met aangeboren meningitis zal, volgens de standaardpraktijk, CSF worden opgezogen door middel van een lumbaalpunctie.

Laboratoriumprocedure

• Onmiddellijk na aspiratie wordt 0,5-1 ml cerebrospinale vloeistof overgebracht in elk van de volgende injectieflacons:

  • inheemse flacon voor conventionele kweek (agarplaat & bouillon)
  • EDTA-flacon voor de bepaling van leukocytentelling en differentieel
  • pediatrische bloedkweekfles (BacTec PedsPlus/F)
  • native flacon voor detectie van biomarkers (bijv. D-Lactaat, procalcitonine, interleukine-6, alfa-defensine (ELISA) en aanvullende tests (bijv. PCR)
• De D-lactaattest wordt uitgevoerd met behulp van een spectrofotometrische enzymassay volgens de instructies van de fabrikant (D-Lactate Colorimetric Assay. Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, VS) als volgt: het reactiemengsel met 10 µl cerebrospinale vloeistofmonsters, 2 µl substraatmengsel en 2 µl enzymmengsel en de blanco met alleen het monster en het substraatmengsel worden geanalyseerd op elk monster. In elke batch wordt een ijkcurve met oplossingen van D-lactaat (monolithiumzout) in water verwerkt. Het mengsel wordt gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd en de absorptie bij 450 nm wordt bepaald met een microplaatabsorptielezer. De optische dichtheid van elk monster wordt omgerekend naar de D-lactaatconcentratie in mmol.
• De test wordt uitgevoerd door twee opgeleide medisch laboratorium technisch assistenten, die op werkdagen gedurende 12 uur beschikbaar zijn.
• Alle CSF-aspiraten en groeiende micro-organismen (inclusief die groeien uit intraoperatieve monsters, zoals peri-implantaatweefsel of sonicatievloeistof) worden opgeslagen in een biobank bij -70°C. Deze vloeistof- en cultuurverzameling maakt latere aanvullende analyse mogelijk om de juiste diagnose te verzekeren.

Statistische analyse:

Voor apparaat-geassocieerde meningitis wordt aangenomen dat 30-40% van de CSF-monsters geïnfecteerd is en dat het verschil in gevoeligheid tussen D-lactaat en conventionele tests 10% is (90% voor D-lactaat vs. 80% voor conventionele tests). Voor natieve meningitis wordt aangenomen dat 10% van de CSF-monsters geïnfecteerd is en dat het verschil in gevoeligheid tussen D-lactaat en conventionele tests 20% is (95% voor D-lactaat vs. 75% voor conventionele tests). Het bewijs van non-inferioriteit tussen de twee tests wordt geleverd door een eenzijdige tweegroepstest van de procentuele waarden. De non-inferioriteit wordt bepaald op een verschil van 10% en kan worden aangetoond voor met vreemd materiaal geassocieerde meningitis bij 458 patiënten en voor inheemse meningitis bij 198 patiënten met een significantieniveau van 5% en een power van 80%. De vermogensberekening is uitgevoerd met nQuery Advisor 7.0. Afhankelijk van het schaaltype van de gegevens, worden de beschrijvende resultaten uitgedrukt als gemiddelde ± SD of aantal proefpersonen (percentage). Categorische variabelen zullen worden vergeleken met behulp van x2 of Fisher's exact-tests, naargelang het geval. Continue variabelen zullen worden vergeleken met behulp van de Wilcoxon rank-sum test. Een p-waarde <0,05 wordt als statistisch significant beschouwd. Testresultaten worden geëvalueerd met gevoeligheid, specificiteit, positief voorspellende waarde, negatief voorspellende waarde, nauwkeurigheid en statistische significantie worden beoordeeld met McNemar's Chi-kwadraat-test of een binominale test, afhankelijk van de steekproefomvang. Alle p-waarden uit secundaire analyses zullen op een niet-bevestigende verkennende manier worden beschouwd. Voor statistische analyses wordt gebruik gemaakt van de programmapakketten SPSS (SPSS 10.0 voor Windows, SPSS, USA) en het programmapakket R (meest recente versie op moment van analyse).

Onderzoekers zijn van plan om in totaal 600 patiënten met meningitis die verband houdt met het apparaat en 220 patiënten met aangeboren meningitis op te nemen. Het hoge aantal gevallen is geïndiceerd omdat onderzoekers slechts een infectiepercentage van 30-40% verwachten voor de met een vreemde inrichting geassocieerde meningitis en een infectiepercentage van 10% voor de inheemse meningitis, evenals een uitvalpercentage van 10-15% (bijv. gebrek aan aantal of kweek van leukocyten).