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Pseudomonas aeruginosaet antibiotiques
Jean-Didier CAVALLOHIA Bgin - Saint-Mand
Pseudomonas aeruginosa
bactrie rustique
pathogne opportuniste
infections graves
rsistance aux antibiotiques
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P. aeruginosa : bactrie rustique
Ubiquitaire
Saprophyte
environnement humide : eau et sol
sources de contamination multiples
P. aeruginosa
Pathogne opportuniste
infections nosocomiales
infections communautaires
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P. aeruginosa dans les infections nosocomiales(donnes enqute prvalence nationale 2001)
Site anatomique Frquence Place n
infection pulmonaire 21,7 % 2inf peau, tissus mous 15,5 % 2inf site opratoire 9,7 % 2infection urinaire 9,6% 2tous sites confondus 11,1% 3
P. aeruginosa : infections communautaires
Infections oculaires kratites, abcs de corne, endophtalmies
Infections cutanes bnignes ou graves Infections respiratoires (mucoviscidose) Otites
externes aigus ou malignes moyennes chroniques
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P. aeruginosa : colonisation
Origine endogne ++ muqueuses pharynges et intestinales colonises
adhsion et multiplication
Transmission croise manuporte solution aqueuse ou quipement contamin
P. aeruginosa : infection
Facteurs de virulence Terrain
barrires cutano-muqueuses immunit non spcifique et spcifique
Rupture iatrogne des barrires cutano-muqueuses manoeuvres invasives chimiothrapie
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P. aeruginosaservices risque trs lev dIN
Units de soins intensifs
Units de brls
Services de mucoviscidose
P.aeruginosa : mortalit des IN
Trs leve
jusqu 50-70 % au cours des pneumopathies
jusqu 30-50 % au cours des septicmies
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Epidmies hospitalires
Mthodes de typage Pouvoir discriminant
- phnotypiques +/- +- gnotypiques
ribotypie + ++PCR ++ (rapide, peu cher)pulsotypie +++ (long, cher)MLVA +++ (variable)
Confronter aux donnes pidmiologiques et cliniques
P. aeruginosa et mucoviscidose
Colonisation respiratoire quasi inluctable aprs contamination arienne
Infection respiratoire Stade aspect colonies antibiogrammeprimo-infection non mucode souche sauvageinfection chronique mucode multirsistances
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MucoviscidoseCritres de passsage la chronicit
infections P. aeruginosa
Examens cytobactriologiques des crachats 3 examens successifs avec > 10 6 cfu/ml
et/ou Srologie spcifique
prsence dau moins 2 arcs de prcipitines antipyocyaniques
P. aeruginosa - rsistances naturelles
Pnicillines G, A et M C1G, C2G et certaines C3G Cotrimoxazole Macrolides, cyclines, chloramphnicol Quinolones de premire gnration Kanamycine Rifampicine, glycopeptides, ac. fusidique
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Antibiogramme de P. aeruginosa
Pnicillines
Cphalosporines Monobactames Carbapnmes Aminosides
Fluoroquinolones Autres
- ticarcilline, pipracilline, ticarcilline + ac clavulanique, pipracilline + tazobactam
- ceftazidime, cefsulodine, cfpime, cefpirome- aztronam- imipnme, mropnme- gentamicine, tobramycine, amikacine, ntilmicine,
ispamicine- ciprofloxacine- colimycine, fosfomycine
Mthodes dtude au laboratoire en routine
Etude de la sensibilit aux antibiotiques/ mthode de diffusion en glose/ mesure directe de la CMI dilution en glose dilution en milieu liquide E-Test
+ lecture interprtative----> Conclusion S, I, R
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Pseudomonas aeruginosaSensibilit aux antibiotiques en France dans les CHU (%)
Antibiotiques 1995 1999 2004(n = 1149) (n = 738) (n = 450)
Ticarcilline 58 58 62Pipracilline 72 73 78Ceftazidime 80 76 78Cfpime 55 53 64Imipnme 86 81 83Tobramycine - 71 80Amikacine 67 62 86Ciprofloxacine 66 60 68
GERPB 1995-1999 et GERPA 2004
Variations des rsistances acquises
avec
La localisation gographique Lorigine
communautaire nosocomiale
Dans lhpital : le service, le type de prlvement le temps
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P. aeruginosa: - sensibilit aux antibiotiques (%) en fonction des sites de prlvement
Sites % de sensibilitn souches TIC PIP CAZ IMI AMK CIP
Urines 587 50 68 74 85 66 48
Pulmonaireshors mucoviscidose 419 57 69 72 81 67 65
Pulmonaires mucoviscidose 147 58 62 62 66 29 61
Total souches 2097 57 72 75 85 69 62
GERPB 1997-1998
P. aeruginosa: - sensibilit aux antibiotiques (%) en fonction des principaux srotypes
Srotypes n % de sensibilitsouches TIC PIP CAZ IMI AMK CIP FOS
O : 6 366 67 82 80 87 68 72 37
O : 11 282 49 61 63 80 75 53 23
O : 1 220 73 85 86 86 71 76 36
O : 12 183 9 19 59 75 23 10 63
non typables 517 58 74 73 82 67 66 34
GERPB 1997-1998
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Mcanismes de rsistance de P. aeruginosa
1. impermabilit2. hyperexpression
efflux actif
3. modification de la cible
4. hydrolyseenzymatique
Antibiotique
P. aeruginosarsistance acquise aux -lactamines
Hydrolyse enzymatique - pnicillinases- cphalosporinase- imipnmase
Rsistance non enzymatique - impermabilitoprF, oprD2 (carbapnmes) - efflux membranaire- PLP
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P. aeruginosaMcanismes de rsistance aux -lactamines dans 15 CHU (%)
Mcanisme 1998 2004(n = 1362) (n = 450)
absence 58 62pnicillinase seule 11 6,4bLSE 0 0,9cphalosporinase 10 14,5carbapnmase 0 0,4rsistance non enzymatique 20 15,4mcanismes indtermin 1 1,3rsistance limipnme 14 16,6
GERPB 1998 et GERPA 2004
P. aeruginosaMcanismes de rsistance aux -lactamines (%)
Mcanisme 12 CHU (1994-95) 15 CHG (1994)1162 souches 305 souches
absence 58,2 51,2pnicillinase seule 12,1* 11,1cphalosporinase 11,1 13,4rsistance non enzymatique 14,4 20,6mcanismes associs 3,7 3,7rsistance limipnme 13,9 11,2* dont 87% de PSE-1
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CMI de 7 -lactamines en fonction du mcanisme de rsistance moyenne gomtrique (mg/l)
phnotypes S Case Pase RNE Case+RNE Pase+Case (n) (228) (129) (141) (167) (14) (28)
Ticarcilline 13 97 910 59 134 840Tic-ac clavu 11 104 444 53 148 609Pipracilline 5 136 319 14 475 64Pip-tazo 3 38 36 10 67 78Ceftazidime 2 24 3 4 29 39Cfpime 6 18 16 9 24 34Imipnme 1,6 1,7 3 1,4 4 7
b-lactaminesSouche sauvage
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b-lactaminesPnicillinase PSE-1
b-lactaminesCphalosporinase AmpC hyperproduite
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b-lactaminesEfflux MexAB OprM
b-lactaminesAltration porine D2
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P. aeruginosa-lactamases spectre tendu et imipnmases
Enzymes TIC PIP CAZ ATM IPM AC TZ
PER-1 R I R R S ++ +/-
TEM 4, 42 R R R R S ++ ++
SHV 2a R I R S S - -
OXA R I R I S +/- +/-11,14, 15,16,18,19,28
IMP 1, 7 R I R S I/R - -
VIM 1, 2, 3 R R R S I/R - -
b-lactaminesb-lactamase spectre tendu PER-1
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b-lactaminesCarbapnmase VIM-2
Rsistance non enzymatique
Barrire de permabilit + efflux actif Concentrations intra-cellulaires des antibiotiques
quilibre entre influx et efflux
Expression de lefflux variable mutation de rpresseurs (mexR, mexT, mexZ)-----> hyperexpression du systme defflux
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Rsistance par efflux membranaire
Membrane externe
Priplasme
Membrane cytoplasmique
Mex A
Opr M
MexB
Hyperexpression des systmes deffluxrsistances croises
Systme defflux Gnotype Antibiotiques touchs
mutMex AB-Opr M nalB (mexR) -lactamines, Fq, Tmp, Cm, Tet
nalC (autre)Mex CD-Opr J nfxB Fep, Cfp, Fq, Tmp, Ery, Cm, Tet
Mex EF-Opr N nfxC (mexT) Fq, Tmp, Cm, Tet, (Ipm, Mpm)
Mex XY-Opr M (mexZ) Fep, aminoglycosides, Ery, Tet, (Fq)
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P.aeruginosaassociations -lactamines-inhibiteurs de -lase
Pnicillinases restauration modeste et TEM > PSE > OXA > VIM, IMP
Cphalosporinase ac clavulanique et sulbactaminactifs tazobactam: activit trs modre effet inducteur de lacide clavulanique
Rsistance non enzymatique absence de restauration
Sensibilit de P. aeruginosa la ciprofloxacine, au aminoglycosides et la fosfomycine
% de sensibilit (critres CA-SFM)1991 1999 2004
n=578 n=738 n=450
Ciprofloxacine 71,6 60 68Tobramycine - 71 80Amikacine 80,9 69 86Fosfomycine 44,4 34 -
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P. aeruginosa et aminoglycosides
Activit bactricide rapide et intense Synergie avec -lactamines Mode daction
transport actif au niveau de la membrane cytoplasmique cible: ribosome 30S --> inhibition synthse proteines
Aminoside CMI modales(mg/l) S Rgentamicine 2 4 > 8tobramycine 1 4 > 8amikacine 4 8 > 16
frquence
Inhibition du transport actif ++ Efflux (Mex XY-OprM) +++
Mutation ribosomale +
Hydrolyse enzymatique +++
Associations frquentes
P. aeruginosarsistances acquises aux aminoglycosides
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Frquence des diffrents mcanismes parmi les souches rsistantes aux aminoglycosides
Mcanismes Aminoglycosides Frquencetouchs %
Non enzymatique (NE) Gm,Tm,Net,Amk,Isp 26,2AAC(6)II Gm,Tm,Net 18,4NE + AAC (6)II Gm,Tm,Net,(Amk,Isp) 13,5ANT(2)I Gm,Tm 11,9%NE + ANT(2)I Gm,Tm,(Net,Amk,Isp) 5%Autres enzymes variables < 2%
chaque
P.aeruginosa et fluoroquinolones
Mode daction cible : sous unit A de la DNA gyrase (topoisomrase II)----> replication de lADN, adquation spatiale du chromosome
dans la bactrie
fluoroquinolone CMI modales S R
pfloxacine 1 1 > 4ofloxacine 1 1 > 4ciprofloxacine 0,25 - 0,5 1 > 2
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P. aeruginosaRsistances acquises aux fluoroquinolones
Diminution daffinit de la cible DNA gyrase- topoisomrase II, sous-units A (gyrA) topo-isomrase IV (parC)
Impermabilit porines (oprF) , LPS
Hyperexpression de divers systmes deffluxAssociations frquentes
P. aruginosa et fosfomycine
Inhibition 1re tape synthse peptidoglycane (paroi) Frquence rsistance acquise
mutations chromosomiques frquence leve moins frquente pour srotype O:12
Traitement uniquement en association - pas demonothrapie
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P. aeruginosa et colistine
Altration membrane cytoplasmique combinaison aux phospholipides ---> lyse cytoplasmique
Rsistances acquises patients mucoviscidosiques (arosols colistine)
probables modifications de l architecture membranaire
dissociation activit in vitro - in vivo mauvaise diffusion tissulaire et inactivation in vivo
nphrotoxicit 15 30 % des patients
Associations de rsistances chez P. aeruginosa
Tic Pip Caz mcanisme (frquence) % de souches I+R Imp Tm An Cip
S S S aucun (62 %) 5 5 3 14I/R S S/I RNE (16 %) 27 22 15 46I I/R S Case BN (6 %) 25 50 29 68R R R Case HN (4 %) 75 69 62 75R I I Case BN + RNE (2 %) 36 36 14 64R R S Pase (2 %) 30 100 80 80 R R I Pase + Case (5 %) 59 77 50 77
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Effet bactricide des antibiotiques selon le phnotype de rsistance aux -lactamines
Effet bactricide (3Log10) selon le phnotype de rsistance3 S 5 Pase 3 Case 3 RNE 2 LSE
Ticarcilline 1 1 0 0 0Pipracilline 3 2 0 1 1Pip-tazo 3 2 0 2 1Cfpime 3 4 2 2 2Ceftazidime 3 2 0 1 1Imipnme 3 5 3 3 2Amikacine 3 5 2 3 2Ciprofloxacine 3 5 2 3 1
Effet bactricide des associations dantibiotiques selon le phnotype de rsistance aux -lactamines
Effet bactricide (3Log10) selon le phnotype3 S 5 Pase 3 Case 3 RNE 2 LSE
Tzp + An 3 5 2 3 2Tzp + Cip 3 4 3 3 1Caz + An 3 5 2 3 2Caz + Cip 3 5 3 3 1Imp + An 3 5 3 3 2Imp + Cip 3 5 3 3 2An + Cip 3 5 3 3 1
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Activit bactricide sur les bactriesquiescentes
Amikacine +++
Fluoroquinolones ++
Imipnme ++
Autres -lactamines -
Apparition de rsistance in vivo pendant une monothrapie(Milatovic et al, 1987)
Traitement des infections P. aeruginosaAntibiotiques nb % R % checs
traitements acquise thrapeutiquesTicarcilline 19 36,8 % 15,7 %Pipracilline 24 16,6 % 8,3 %Ceftazidime 71 15,5 % 4,2 %Imipnme 53 24,5 % 13,2 %Ciprofloxacine 221 16,7 % 5,6 %Aminosides 57 21,1 % 15,8 %
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Slection des rsistances aux antibiotiques in vivo dans les infections P. aeruginosa
Mcanisme Antibiotiques slectionnants
Case hyperproduite -lactamines inappropries sur P.aeruginosa (CTX, CRO, AMC)
R par efflux actif quinolones, ticarcilline, aztronamrythromycine, chloramphnicol, cyclines
Impermabilit OprD2 imipnmeR aux fluoroquinolones fluoroquinolones, - lactamines (efflux)R aux aminoglycosides aminoglycosides
Facteurs de risque de slection des souches de P. aeruginosa multirsistantes aux antibiotiques
Longue dure dhospitalisation (3 semaines) Antcdents de traitement par antibiotiques
activit antipseudomonas > autres antibiotiques traitement long > traitement court CIP - TIC - PIP - IPM > CAZ - PTZ - AMG
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Associations dantibiotiques in vitro surP. aeruginosa
Synergie ou addition
Antagonisme
Discordances
-lactamines - aminoglycosides-lactamines - fluoroquinolonesaminoglycosides - fluoroquinolonesfluoroquinolones - fosfomycinecolistine - aminoglycosides colistine - rifampicine
-lactamines--lactaminesaminoglycosides-fosfomycine
-lactamines-fosfomycine
EPA des antibiotiques surP. aeruginosa ATCC 27853
Antibiotique EPA (heures)
-lactamines (sauf Ipm) 0 0,3Imipnme 1,5Amikacine 2Ciprofloxacine 2,4
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Choix dun antibiotique
Multifactoriel - cliniquesArguments - bactriologiques
- pharmacologiques et toxicologiques- pidmiologiques
Associations dantibiotiques = la rgleSynergie bactricidePrvention de lmergence des rsistances
Choix de la -lactamine antipseudomonas(critres cologiques et bactriologiques)
Phnotype mcanisme traitement 1re intentionprobable (en association)
TIC PIP CAZS S S aucun pipracilline + tazobactam (ticarcilline)
I/R S S RNE pipracilline + tazobactam (ceftazidime)R I/R S Pase ceftazidimeI/R I/R I/R Case -BLSE imipnme
Imipnme I/R D2 autre -lactamine anti pseudomonasimipnmase
R toutes -lactamines complexe selon les CMI, -lactamine+ autre famille
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Souches multirsistantes
Rsistance aux uridopnicillines ou ceftazidime meilleurs marqueurs de multirsistance chez P. aeruginosa
( 3 familles dantibiotiques antipseudomonas)
Isolement gographique et technique limiter la transmission interhumaine
Peser lindication thrapeutique traitement porte dentre (lorsque possible)
traitements locaux, chirurgie
association dantibiotiques
Antibiothrapie sur les souches multirsistantes
Sorienter avec les CMI ++ Associations antibiotiques
b-lactamine la moins touche cfpime, ceftazidime, imipnme, aztronam... fortes doses en perfusion continue
+ antibiotiques parmi les suivants aminoglycosides (amikacine), ciprofloxacine, fosfomycine (O:12)
ou rifampicine
+/- traitements locaux : colistine, tobramycine Alternatives ltude : colistine + rifampicine ou amikacine
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Discordances in vivo /in vitro
Pharmacocintique Effet inoculum Inactivation (aminoglycosides)
polynuclaires, pH acide, anarobiose locale slime (trappe le calcium)
Bactries quiescentes diminution de la bactricidie
-lactamines hors imipnme
P. aeruginosa
Un opportuniste lavenir assur
qui possde
Des facteurs de virulence multiples
Des rsistances leves aux antibiotiques
Une grande plasticit et adaptabilit
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P. aeruginosa
Infections graves antibiothrapie prcoce, efficace et bactricide association dantibiotiques = la rgle
Prvention limiter la slection
politique dutilisation des antibiotiques
limiter la transmission mesures dhygine hospitalire limitation et aseptie des actes invasifs