A 50-year-old Thai female presented to the emergency department with alteration of consciousness for 2 hours. One month PTA, the patient developed new onset of headache which did not completely resolve with any analgesics. One day PTA, she had worsening headache with low-grade fever with noticeable weakness of Lt arm and leg.

Her underlying diseases included C3 glomerulonephritis, with current use of multiple immunosuppressive agents, essential hypertension, diabetes mellitus type 2, and hyperlipidemia.

Physical examinations:  BT 38.5, BP 154/101 mmHg, PR 120/min, comatose, flaccid tone with motor power gr II at Lt extremities. 

Images of brain CT scan with contrast are as shown above. 

Questions: 

1. What are the "red flag" signs of secondary headache? 

2. While awaiting for the CT imaging results, what would be the differential diagnosis and what is the proper emergency management? 

3. Plaase describe the abnormal findings of the images above.

4. Surgical procedures were performed and brain abscess specimen was obtained (as shown below).

• Please describe the gram stain and mAFB findings 
• What is the final diagnosis? 
• What is the proper next step management? 

ANSWERs

1. "Red flag" signs of secondary headache:  SNOOP (4P)

• S : systemic symptom (fever, weight loss) or secondary risk (HIV, Cancer)
• N : neurological symptoms/signs
• O : onset (abrupt, thunderclap)
• O : older new onset/progressive (>50 yr)
• P1 : previous headache(change pattern)
• P2 : postural or positional aggravation
• P3 : precipitated by valsalva or exertion
• P4 : papilledema/blurred vision/horizontal diplopia

2. Differential diagnosis and proper emergency management while waiting for the CT brain result

• Anatomical localization : Rt subcortical area due to Lt hemiparesis 
• Differential diagnosis : 
  • 1. Infection (brain abscess with complication, TB with complication, Cryptococcal infection)
  • 2. Tumor (tumor with complication)
• Management : ABC
• Intubation with ventilator support
• IV resuscitation : sepsis
• IV antibiotic : Ceftriaxone, metronidazole
• Take hemoculture

3. Abnormal findings of the CT brain images:  Suspect brain abscess

• A round-shaped hypodensity lesion with an intralesional thin-rimmed hyperdensity lesion at right thalamus
• Perilesional hypodensity lesion causing effacement of the right lateral ventricle
• Hydrocephalus with ventriculitis with midline shift

4. Brain abscess specimen obtained

• Etiology 
  • Brain abscess ในคนปกติเกิดจากการ invade ของเชื้อผ่านทาง paracranial infection พบการติดเชื้อแบคทีเรียแบบ polymicrobial ได้แก่ aerobes เช่น Streptococci, Enterobactericeae, S.aureus และ anaerobes เช่น Bacteroides, Fusobacterium 
  • กรณี immunocompromised จากการได้ยากดภูมิหลายชนิด ควรคิดถึงกลุ่ม opportunistic infections (OI) เพิ่มขึ้น เช่น Tuberculosis หรือ Nocardia spp. เชื้อรา เช่น Cryptococcus หรือ Aspergillus หรือ โปรโตซัว เช่น Toxoplasma gondii
• Location
  • ตําแหน่งของ abscess ในคนไข้ทั่วไปจะสัมพันธ์กับตําแหน่งของ paracranial infection เช่น sinusitis เกิด abscess ที่ frontal lobe, mastoiditis เกิด abscess ที่ temporal lobe
  • จาก CT brain พบว่าเป็น brain abscess บริเวณ thalamus ข้างขวา การติดเชื้อน่าจะมาจาก hematogenous spreding ซึ่งเชื้อที่เป็น OI ที่ยกตัวอย่างมาสามารถทําให้เกิดลักษณะแบบนี้ได้ทั้งหมด
• Gram stain :  Gram positive beaded branching filamentous bacilli, ติดสี modified acid fast
  • Gram positive filament bacilli ที่พบบ่อยมี 3 ชนิด ได้แก่ Nocardia, Actinomyces, และ Streptomyces
  • Nocardia ทําให้เกิด brain abscess ได้ และจะติดสี modified acid fast 
  • Actinomyces และ Streptomyces ทําให้เกิด soft tissue infection แบบ mycetoma เป็นแผลที่มี sinus drainage โดยเชื้อทั้งสองไม่ติดสี modified acid fast
• Final diagnosis :  Brain abscess from nocardia
• การรักษา nocardiosis ในผู้ป่วยรายนี้ ได้แก่

1) Empiric treatment สําหรับ CNS infection แนะนํา combination therapy เนื่องจากความไวของเชื้อของยาไม่แน่นอน ขึ้นกับ species ของ nocardia แต่ละตัว โดยให้ bactrim ขนาด 15 mg/kg/day ของ trimetroprim ร่วมกับ imipenem 500 mg iv q 6 hrs

2) ตามผล culture ของ nocardia ว่าเป็น species ไหน เนื่องจากต้องดูว่าเชื้อตัวนั้นมี intrinsic resistance ต่อยาที่ให้อยู่หรือไม่ ในคนไข้รายนี้ identified เป็น Nocardia facinica ซึ่งสามารถใช้ bactrim และ imipenem ในการรักษาได้

3) ปรับลดยา immunosuppressive drugs ถ้าสามารถทำได้ 

4) สําหรับ CNS infection ให้ continue IV ATB อย่างน้อย 6 สัปดาห์ จากนั้นเปลี่ยนเป็น oral ATB เช่น bactrim จนครบ 12 เดือน หากไม่ต้องการใช้ bactrim ในระยะยาว เช่น เนื่องจากคนไข้เป็น CKD อาจใช้ amoxycillin-clavulanic หรือ moxifloxacin แทน bactrim ได้

5) แนะนําตรวจติดตาม CT brain ที่ 1, 3, 6, และ 12 เดือน หลังการรักษา

เรียบเรียงโดย นายแพทย์คมพล วงษ์มณีชูโชติ และนายแพทย์สรศักดิ์ จันทร แพทย์ประจำบ้านชั้นปีที่ 2 กองอายุรกรรม รพ.ภูมิพลอดุลยเดช กรมแพทย์ทหารอากาศ

References: 

Lee VM, Ang LL, Soon DT, Ong JJ, Loh VW. Adult patient with headache. Singapore Med J 2018; 59(8): 399.

Sonneville R, et al. An update on bacterial brain abscess in immunocompetent patients. Clinical microbiology and infection : the official publication of the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. 2017;23(9):614-20. 

Chaudhari DM, et al. Nocardia farcinica Brain Abscess in an Immunocompetent Old Patient: A Case Report and Review of Literature. Annals of Indian Academy of Neurology. 2017;20(4):399-402.