Succesvolle behandeling van ernstig acute respiratory distress syndrome door malaria middels venoveneuze extra corporale membraan oxygenatie (VV-ECMO)
Auteur(s):
Merel Hommen1,3, Nieke Oversier2, Walther van Mook1, Thijs Delnoij1
1Afdeling Intensive Care, Maastricht Universitair Medisch Centrum+, Maastricht
2Afdeling Anesthesiologie, Maasstad Ziekenhuis, Rotterdam
3Afdeling Intensive Care, Sint Jans Gasthuis, Weert
Correspondentie:
M. Hommen - m.hommen@sjgweert.nl
Succesvolle behandeling van ernstig acute respiratory distress syndrome door malaria middels venoveneuze extra corporale membraan oxygenatie (VV-ECMO)
Samenvatting
Wij beschrijven een patiënt met malaria ten gevolge van een Plasmodium falciparum-infectie. Ondanks adequate behandeling van de malaria en initiële klinische verbetering werd de patiënt respiratoir insufficiënt bij een ernstig ARDS. Wij startten behandeling middels VV-ECMO waarbij over een langere periode geheel niet geventileerd werd. Daarbij laten wij zien dat deze behandeling, ondanks meerdere infectieuze en bloedingscomplicaties, toch tot een goede uitkomst kan leiden.
Inleiding
Malaria is een potentieel levensbedreigende ziekte veroorzaakt door Plasmodium-parasieten, verspreid door de beet van een besmette vrouwelijke Anopheles mug.[1] Ondanks voorzorgmaatregelen blijft malaria een hoge incidentie hebben van 247 miljoen casussen en 619.000 doden wereldwijd (2021).[1] De mortaliteit varieert tussen de 0,26-1,6%.[1,2,3] Plasmodium falciparum veroorzaakt het vaakst een ernstig beloop.[1] Malaria-geïnduceerde ARDS is vaak dodelijk (mortaliteit >80%).[4] De pathogenese berust op het verkleven van geparasiteerde erytrocyten aan het endotheel van de vasculatuur in de long, leidend tot verminderde doorbloeding, een ontstekingsreactie en toegenomen capillaire permeabiliteit.[4,5,6] ARDS ontstaat vaak enkele uren tot dagen na een (succesvolle) antimalaria behandeling, onafhankelijk van de vochtbalans.[5,6,7] De ondersteuning bij een malaria-geïnduceerde ARDS is niet anders dan de ondersteuning bij ARDS door andere oorzaken, zoals toepassing van longprotectieve beademing, buikligging en, bij non-responders, VV-ECMO.[7,8]
Casusbeschrijving
Twee weken na een vakantie in Angola presenteerde een 29-jarige Angolese man met blanco voorgeschiedenis zich in het ziekenhuis met een beeld van sedert zeven dagen bestaande algehele malaise, koorts, hoofdpijn, spierpijn en vermoeidheid. Ondanks adequate malariaprofylaxe liet een dikke druppelpreparaat 1,4% parasitemie zien met Plasmodium falciparum. Behandeling met artesunaat verbeterde de kliniek en de parasitemie werd niet meer aangetoond.
Op dag vier ontwikkelde de patiënt koude rillingen en werd hij respiratoir insufficiënt met noodzaak tot invasieve beademing. De thoraxfoto liet bilaterale infiltraten zien. Een transthoracale echo liet een goede linker en rechter ventrikelfunctie zien zonder significant kleplijden. Vanwege de hoge beademingsvoorwaarden werd er geen BAL verricht en pragmatisch gestart met piperacilline/tazobactam en ciprofloxacine. Bij non-respons op buikligging en ingestelde behandeling werd de patiënt op dag vijf overgeplaatst naar ons academisch centrum voor VV-ECMO.
Alhier werd, destijds conform protocol, een bicavale, dubbellumen canule geplaatst via de vena jugularis interna rechts en werd VV-ECMO gestart met 4,2 l/min bloedflow, 3 l/min gasflow en 100% FiO2. Met elektrische impedantie tomografie (EIT) bleek de long weinig recruiteerbaar en zagen we derecruitment bij een PEEP van 14 cmH2O, die vervolgens werd ingesteld op 16 cmH2O. Tevens zagen we overdistentie waarvoor de deltaP werd verlaagd naar 10cmH2O. Hierbij hadden we aanhoudend lage teugvolumina (VT 50ml, Cdyn 3ml/H2O) waarop werd gestart met CPAP 16cmH2O. Gedurende twintig dagen werd de patiënt daarna niet geventileerd (figuur 1). Pleuravocht was zichtbaar bij de EIT, echter niet voldoende om de lage compliantie te verklaren. Vanwege acuut nierfalen werd er gestart met continue venoveneuze hemofiltratie (CVVH).

Figuur 1: X-thorax tijdens VV-ECMO na twintig dagen niet ventileren
Gedurende de behandeling met VV-ECMO werd de patiënt gedurende vijf dagen laagdrempelig behandeld met oseltamivir bij een positieve influenza-PCR (CT-waarde 36). De lijnen (behoudens ECMO-canule) werden gewisseld na positieve bloedkweken met Staphylococcus aureus en Staphylococcus epidermidis waarvoor initieel breedspectrum antibiotica werden gestart, welke later versmald werden naar flucloxacilline. Ondanks een adequate aPTT, was er sprake van spontane bloedingen in de longen en uit insteekopeningen waarop de heparine werd gestaakt en een bloedtransfusie en uitgebreide stollingscorrectie plaatsvond. Verdere antistolling tijdens de behandeling was middels profylactisch LMWH.
Op VV-ECMO-dag 24 werd een CT-cerebrum, -thorax en -abdomen verricht. Deze lieten een substantieel toegenomen hoeveelheid pleuravocht zien met complete collaps van beide longen. Na plaatsen van bilaterale thoraxdrains werd drie liter sereus vocht gedraineerd. De dagen hierop volgend werd dagelijks een bronchoscopie verricht waarbij oude bloedstolsels werden verwijderd, waarna de teugvolumes opliepen van 50ml naar 350ml (Cdyn nam toe van 3 naar 25ml/cmH2O)(figuur 2). Pleuravochtkweken bleven negatief.

Figuur 2: X-thorax op VV-ECMO-dag 26 na drainage pleuravocht en uitzuigscopie
Op VV-ECMO-dag 36 kon de ECMO worden verwijderd. Kweken van de pussige insteekopening toonden een Enterococcus faecium, waarvoor gestart werd met vancomycine.
Na het staken van de ECMO werd de patiënt verder ontwend van de beademing. 47 dagen na opname in het MUMC+ werd patiënt voor verdere ontwenning teruggeplaatst naar het insturende centrum. Hij werd na 10 weken van de IC en na 11 weken uit dat ziekenhuis ontslagen.
Discussie
VV-ECMO kan bij ernstige ARDS de 90-dagen mortaliteit significant verlagen.[9] De verwachte duur van ondersteuning middels VV-ECMO bij ARDS is afhankelijk van verschillende factoren, maar ligt gemiddeld rond de 9-14 dagen.[10] Een studie onder 175 patiënten met ernstige ARDS, behandeld met VV-ECMO, liet zien dat de duur van VV-ECMO- therapie niet significant korter was bij overlevers.[11] Patiënten met langer dan een maand VV-ECMO-ondersteuning hadden een overleving van 28,6%.[11] Ook al is de mortaliteit bij ernstige malaria-geïnduceerde ARDS hoog, onze casus demonstreert dat een langdurige VV-ECMO behandeling ook in deze context zinvol kan zijn.
Onze patiënt werd gedurende twintig dagen geheel niet geventileerd en enkel ondersteund middels CPAP. Over de ideale beademingsstrategie aan VV-ECMO is nog veel discussie. De consensus is dat er moet worden gestreefd naar longprotectieve beademing, waarbij de longen tijdens de acute inflammatoire fase rust moet worden gegeven.[12,13] Er zijn zelfs experts die pleiten voor detubatie en weglaten van externe PEEP tijdens deze fase.[13] Meer onderzoek moet aantonen wat hierin de beste strategie is.
Onze casus illustreert ook dat een behandeling met ECMO, ook bij malaria, niet zonder risico’s is; bloedingen en infecties worden frequent beschreven.[12,14] Ondanks een vergroot risico op hemolyse bij (de behandeling van) malaria, hebben wij dit niet waargenomen. Opvallend bij onze patiënt was het uitgebreide pleuravocht. Bij ernstige malaria wordt frequent longoedeem, resulterend in ARDS, beschreven, vaak in combinatie met een enig pleuravocht.[1,2] Mogelijk was er sprake van een verhoogde vaatpermeabiliteit ten gevolge van de endotheelschade door de malaria.
Het gebruik van VV-ECMO bij malaria-geïnduceerde ARDS is tot op heden zeven keer beschreven, waarvan vijf keer succesvol.[15-19] Alle patiënten die de VV-ECMO-periode overleefden, verlieten tevens levend het ziekenhuis. Hierbij ging het vaak om een kortere periode VV-ECMO-behandeling van twee tot tien dagen.[15,16,18] Twee keer eerder wordt een langere VV-ECMO-behandeling benoemd. Eén van 40 dagen met hierna overlijden door sepsis [15] en een succesvolle VV-ECMO-behandeling van 90 dagen bij een jonge vrouw van vijftien jaar.[19]
Conclusie
Een infectie met Plasmodium falciparum is potentieel levensbedreigend. In combinatie met ARDS is dit meestal fataal. VV-ECMO kan in deze gevallen een potentieel succesvolle, en langdurige ondersteuning bieden. De ideale beademingsstrategie is onbekend, maar langdurige apnoeïsche ventilatie is mogelijk.
De patiënt heeft toestemming gegeven voor de publicatie van deze casus.
De auteurs verklaren dat er geen sprake is van een belangenconflict. Er is geen financiering of financiële steun ontvangen.
Referenties
- WHO guidelines for malaria, WHO, 16 October 2023 (geraadpleegd op 13 juli 2024, op https://www.who.int/teams/global-malaria-programme/guidelines-for-malaria)
- Daily JP, Minuti A, Khan N. Diagnosis, Treatment, and Prevention of Malaria in the US: A Review. JAMA. 2022 Aug 2;328(5):460-471.
- Kurth F, Develoux M, Mechain M et al. Severe malaria in Europe: an 8-year multi-centre observational study. Malar J. 2017 Jan 31;16(1):57.
- Taylor WR, White NJ. Malaria and the lung. Clin Chest Med. 2002 Jun;23(2):457-68.
- Van den Steen PE, Deroost K, Deckers J, et al. Pathogenesis of malaria-associated acute respiratory distress syndrome. Trends Parasitol, 2013. 29(7):346-58
- Nguee SYT, Júnior JWBD, Epiphanio S, et al. Experimental Models to Study the Pathogenesis of Malaria-Associated Acute Respiratory Distress Syndrome. Front Cell Infect Microbiol. 2022 May 23;12:899581.
- Marks M, Gupta-Wright A, Doherty JF, et al. Managing malaria in the intensive care unit. Br J Anaesth. 2014 Dec;113(6):910-21.
- Hegde A. Malaria in the Intensive Care Unit. Indian J Crit Care Med. 2021 May;25(suppl2):S127-S129.
- Combes A, Peek GJ, Hajage D, et al. ECMO for severe ARDS: systematic review and individual patient data meta-analysis. Intensive Care Med. 2020 Nov;46(11):2048-2057.
- Tonna, Joseph E, Abrams, Darryl, Bordie, Daniel, et al. Management of Adult Patients supported with venovenous extracorporeal membrane oxygenations (VV ECMO): guidelines from the extracorporeal Life support organization (ELSO). ASAIO Journal, 2021 June;67(6):601-610
- Staudacher DL, Bode C, Wengenmayer T. Duration of extracorporeal membrane oxygenation is a poor predictor of hospital survival. J Crit Care. 2016 Apr;32:207-8.
- General Guidelines for all ECLS Cases, ELSO, August, 2017 (geraadpleegd op 13 juli 2024 op elso.org/ecmo-resources/elso-ecmo-guidelines.aspx )
- Fior G, Colon ZFV, Peek GJ, Fraser JF. Mechanical Ventilation during ECMO: lessons from clinical trials and future prospects. Semin Respir Crit Care Med. 2022 Jun;43(3):417-425.
- O’Horo JC, Cawcutt KA, de Moraes AG, Sampathkumar P, Schears GJ. The Evidence Base for Prophylactic antiobiotics in patients receiving extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J.2016 Jan-Feb;62(1):6-10.
- Alves C, Jen-Ting C, Patel N et al. Extracorporeal membrane oxygenation for refractory acute respiratory distress syndrome in severe malaria. Malar J. 2013 Aug 31;12:306.
- Lee HJ, Baek JH, Chae MH et al. A case of Vivax malaria complicated by adult respiratory distress syndrome and successful management with extracorporeal membrane oxygenation. Korean J Parasitol. 2013 Oct;51 (5):551-5.
- Losert H, Schmid K, Wilfing A et al. Experiences with severe P.falciparum malaria in the intensive care unit. Intensive Care Med. 2000 Feb; 26(2):195-201.
- Vandroux D, Leaute B, Hoarau N. High frequency oscillation ventilation and extracorporeal membrane oxygenation during pernicious malaria. Med Mal infect. 2011 Apr;41(4):209-12.
- Salazar L, Schreuder C, Eslava J et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation in Dengue, Malaria and acute Chagas disease. ASAIO J 2017 Nov/Dec; 63(6):p e71-e76.