Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.



Published on

  • Login to see the comments

  • Be the first to like this


  1. 1. Dr. Richard Watts  Oxford University Press  2001 Evans Rd. Cary, NC 27513    Dear Editor,  Bacterial meningitis in adults without a history of trauma to the central nervous system is extremely  rare.  Less than one in ten million adults in the United States are diagnosed with ​Escherichia coli  bacterial meningitis each year. This case highlights an extreme unique situation in which a 54 year old  man with no recent trauma acquired E.coli meningitis. Even more astonishingly, he was able to make a  full recovery. It is important to make providers and educators aware of extraordinary clinical cases such  as this because exceptions to the norm do exist.    Sincerely,  Eben Alexander, Liza Hashim, Delaney J. Hettithantrige, Jancarla M. Ocampo, Evan J. Rey              1     
  2. 2.                   Non­traumatic ​Escherichia coli​ Meningitis in an​ ​Otherwise  Healthy Adult Male    Eben Alexander 4​th1​ , Liza Hashim​1​ , Delaney J. Hettithantrige​1​ , Jancarla M. Ocampo​1​ , Evan J. Rey​1   1​  Edward Via College of Osteopathic Medicine, Blacksburg, Virginia 24060 United States  Correspondence: Eben Alexander 4th, ​          2     
  3. 3.                 Abstract  Escherichia coli​ (​E.coli)​ is a Gram­negative rod of the enterobacteriaceae family, rarely known  to cause meningitis. Bacterial meningitis is found in neonates and adults with a route of infection such as  surgical procedures or trauma. A 54­year­old male was brought to the emergency department presenting  with a grand mal seizure. Symptoms consisted of uncontrolled muscle contractions and  unconsciousness. Over the next six days, he was further evaluated with labs and imaging and treated  with antibiotics, to no effect. On the second day, he was diagnosed with​ E. coli ​bacterial meningitis,  despite having no entry route. On the seventh day, the patient regained consciousness despite the  plateauing effects of the antibiotics and an estimated two percent chance of recovery.  Of considerable  significance, this patient presented without pre­existing conditions, which demonstrates the rarity of this  case. This case study can be used to reference future unusual cases of ​E.coli​ meningitis.   Keywords​: Escherichia coli, non traumatic, meningitis, adults  3     
  4. 4. Introduction  Bacterial meningitis is an inflammation of the meninges caused by bacteria invading the  subarachnoid space.​1​  The distinguishing factor of bacterial meningitis is the presence of bacteria within  the cerebrospinal fluid (CSF).​2​  The exact mechanism by which bacteria are able to get into the central  nervous system is still unknown; however, it is currently believed that bacterial pathogens will first  colonize the mucosal epithelium, and then invade the bloodstream. The bacteria must survive in the  bloodstream and cross the blood­brain barrier before multiplying in the CSF.​3​  Bacterial meningitis  reportedly occurs in​ 0.25 to 1 per 1000 live birth and occurs in 25% of neonates with bacteremia. ​E. Coli  accounts for 20% of that range.​4​  However, in adults it is even more rare; annual incidence is less than  one in 10 million in the United States.  A Gram­negative bacterial infection can result in meningitis in adults, but the pathogenic  organism requires a route of entry. It is often the result of cranial trauma accompanying fracture and  dural tear of the meninges with cerebrospinal fistula. Common post­traumatic bacterial meningitis  fracture sites include the frontal and ethmoid sinuses as well as the cribriform plate.​5​  There are fewer  reported cases of adult patients treated for non­traumatic, Gram­negative bacterial meningitis. In 1978, a  group of researchers conducted a review of several hundred adults treated for meningitis, eight of which  were diagnosed with spontaneous onset of Gram­negative bacterial meningitis, mainly ​E. coli​. The  relatively small population of patients with ​E. coli​ meningitis had several pre­hospital commonalities  including alcohol misuse and pre­existing comorbidities. In addition, on presenting to the hospital, these  patients were manifesting very similar symptoms: high­grade fever and confusion.​6  4     
  5. 5. Case report  A 54 year­old man without recent head or spine trauma was experiencing severe back pain and  headache for five hours prior to having a grand mal seizure. Shortly after the onset of the seizure, he was  admitted to the emergency room where blood was drawn, 15 milligrams of intravenous Diazepam was  administered, and a lumbar puncture was performed. Differential diagnosis included alcohol withdrawal,  hallucinogenic street drugs, traumatic head injury, encephalitis, meningitis, injury due to a previous lack  of oxygen, stroke, blood vessel malformation within the brain, tumor, drug withdrawal, low blood  glucose, sodium, calcium, or magnesium.  When the lumbar puncture was taken, fluid gushed out revealing an opaque liquid. Readings in  the manometer revealed viscous white and slightly green pus. More sedatives were administered after  the lumbar puncture led to increased convulsing. CSF testing revealed Gram­negative bacteria. Soon  after, a CT was taken which displayed diffuse blurring of the gray­white junction. After one hour in the  Emergency Room (ER), he became completely unresponsive.  The patient was then intubated and sent  to the Medical Intensive Care Unit (MICU) for further care.  5     
  6. 6. Figure 1. CT Scans of patient three days after onset of symptoms  In the MICU, he was continued on intravenous antibiotics (Cefotaxime, Tobramycin,  Imipenem) that were started before departing the ER. The specific antibiotics were occasionally  changed during the week, and one used beyond maximum recommended dose in a desperate  effort to control the infection. Within 24 hours the Gram­negative bacteria in the CSF was  confirmed as ​Escherichia coli.​ There was minimal change in the blood counts (as depicted in  Table 1) over the course of the next five days. Additionally, his Glasgow Coma Scale ranged  from 4 to 8 (alert and oriented is 15) during the week; his APACHE II score was 18 (range: 0­71;  the higher the score, the more indicative of disease and risk of death) in the ER.   6     
  7. 7.   Table 1. Results​7  After six days in coma, the patient began showing voluntary muscle response to verbal stimuli.  By seven days after onset of symptoms he became alert enough to try to pull the endotracheal tube out  and was quickly weaned off of ventilation. The patient remained in the MICU for another two days and  a subsequent seven days in hospital, followed by outpatient therapy before making a full recovery over  eight weeks. Considering the unwavering WBC and glucose levels for the first five days, after­action  review with the participating physicians was inconclusive as to the mechanism of recovery.  Discussion  Escherichia coli​ meningitis is a rare disease in adults. It is more common after trauma and  extremely rare without trauma. Previous studies have demonstrated that patients with spontaneous ​E.coli  meningitis had pre­existing conditions such as diabetes and chronic alcoholism.​8​  However, prior to onset  of his symptoms, this patient was in his normal state of health, without comorbidity; furthermore, there  was no reasonable portal of entry for ​E. coli, ​as the patient did not recall any recent central nervous  system trauma. For this patient, the chances of full recovery of cognitive function were exceedingly low.  7     
  8. 8. Previous studies have shown that spontaneous ​E.coli ​meningitis results in a higher incidence of death  when compared to non­spontaneous bacterial meningitis.​8   Despite the rarity of this case, the patient presented similarly to other cases previously reported  in literature. In the Berk and McCabe study, 18 of the 30 patients had a CSF white cell count between  1000 and 4999 leukocytes/mm​3​ . Further, eight of the patients had a glucose count below 9 mg/dL. This  patient had similar ranges, with a CSF white cell count of  >4300 leukocytes/mm​3​  and a CSF glucose of  1 mg/dL.​8   Conclusion  After being admitted to the hospital, the patient spent six days in coma on general spectrum  antibiotics before coming out of coma and progressing toward a full recovery. Despite no known portal  of entry, no noticeable effect on the patient’s immune system by the antibiotics, the patient was able to  regain consciousness from his comatose state and make a full recovery. This case study shows an  extremely unique incidence of non­traumatic adult ​E. coli​ meningitis in the patient. Although there are  not many documented cases of non­traumatic Gram­negative bacterial meningitis in adults, better  understanding the disease in neonates can help demonstrate the pathophysiology of the disease in adults  as well.   Acknowledgements  We would like to thank the patient for allowing us to have access to his medical history.           8     
  9. 9. References  1. Yikilmaz, A., & Taylor, G. A. (2008). Sonographic findings in bacterial meningitis in neonates  and young infants. ​Pediatric Radiology​, ​38​(2), 129–137. doi:10.1007/s00247­007­0538­6  2. Tunkel, A. R., & Scheld, W. M. (1993). Pathogenesis and pathophysiology of bacterial  meningitis. ​Clinical Microbiology Reviews​, ​6​(2), 118–136.  3. Kim, K. S. (2003). Pathogenesis of bacterial meningitis: from bacteraemia to neuronal injury.  Nature Reviews Neuroscience​, ​4​(5), 376­385.  4. Khalessi, N., & Afsharkhas, L. (2014). Neonatal Meningitis: Risk Factors, Causes, and  Neurologic Complications. ​Iranian Journal of Child Neurology​,​8​(4), 46–50.  5. Hand, W. L., & Sanford, J. P. (1970). Posttraumatic Bacterial Meningitis. ​Annals Of Internal  Medicine​, ​72​(6), 869­874.  6. Crane, L. R., & Lerner, A. M. (1978). Non­traumatic gram­negative bacillary meningitis in the  Detroit Medical Center, 1964­1974 (with special mention of cases due to Escherichia coli).  Medicine​, ​57​(3), 197­210.  7. Alexander, Eben III MD. ​Proof of Heaven​. New York: Simon & Schuster, 2012. Print.  8. Berk, S. L., & Mccabe, W. R. (1980). Meningitis caused by gram­negative bacilli. ​Annals of  internal medicine​, ​93​(2), 253­260.                          9     
  10. 10. Justification  Abstract  We wrote this abstract to make our case report comprehensible to readers before they read the case  report. We chose to follow the case report instructions from the Oxford Journal, which limited the  abstract word count to 150.  Our first four sentences describe the bacteria relevant to this case, as well as  the course the bacteria can take through the human body.  The rest of the abstract is pertinent to the case  itself and presents the subject, as well as the significance of the case.   ​Introduction  We provided background information and literature review for bacterial meningitis to give a general  introduction to this topic. We emphasized the rarity of the disease in adults with no history of trauma to  emphasize the uniqueness of this case study. We researched the occurrence of bacterial meningitis in  neonates to be able to compare to the occurrence in adults with and without trauma to the CNS.   ​Case Report  We chose to report on this case because this is the only documented case where an adult contracted ​E.  coli​ meningitis since 1978.  Materials and Methods    The Oxford Medical Case Reports manuscript instructions did not call for a materials and methods  section therefore, we did not include this section in our report.       10     
  11. 11. Discussion  We wanted to reiterate how rare the disease is, and moreover, how it is exceedingly rare when it occurs  in adults, without cranial or neurosurgical trauma. Furthermore, it was important to note that despite his  comatose state, the patient had a full recovery, with only one of outpatient therapy after discharge from  the hospital.  Conclusion  We summarized the main point of this case study by emphasizing the rarity of this case. It is important  for us to note that this case can be applied for future research involving neonates.                            11     
  12. 12. CME Questions    1. Which of the following bacteria is considered a gram negative rod?  a. Bacillus anthracis  b. Clostridium difficile  c. Escherichia coli*    d. Staphylococcal aureus  e. Streptococcus pyogenes  2. What is the distinguishing factor in the diagnosis of bacterial meningitis?  a. Headache  b. Bacteria within the cerebrospinal fluid (CSF)*  c. Bacteria within the urine  d. Nausea  e. Disorientation  3. Which of the following patient presentations is most likely to be diagnosed with bacterial  meningitis?  a. A patient who was recently involved in a motor vehicle accident that resulted in severe  trauma to the ethmoid sinus*  b. A relief worker who recently traveled to an area where bacterial meningitis is common  c. A child with a history of ear infections  d. A construction worker who has had recent shortness of breath  e. A patient who was recently diagnosed with diabetes  4. Which procedure can be performed to diagnose bacterial meningitis?  a. Chest x­ray  b. Lumbar puncture*  c. Urinalysis  d. Glucose curve  e. Ultrasound  5. Which of the following routes of colonization would a bacteria take to cause bacterial  meningitis?  a. Mucosal epithelium → blood → CSF*  b. Nasal cavity → esophagus → respiratory tract  c. Cornea → anterior chamber of eye → canal of Schlemm    d. Blood → mucosal epithelium → CSF  e. Mucosal epithelium → blood → urine    12