Lecture interprétative de l’antibiogramme...16 Antibiotique sélecteur • Peut induire des...

1

Lecture interprétative de l’antibiogramme

Jean-Didier CAVALLO

Ecole de santé des armées

2

Pourquoi un antibiogramme ?

• Intérêt thérapeutique (individu)– Mesurer la sensibilité d’une souche bactérienne à un ou

plusieurs antibiotiques et dépister les résistances acquises----> orientation des décisions thérapeutiques

• Intérêt épidémiologique (collectif)– Suivi épidémiologique des résistances bactériennes---> évolution des spectres cliniques des antibiotiques---> adaptation de l’antibiothérapie probabiliste

3

Délai entre introduction des antibiotiques et apparition des résistances acquises

Antibiotique Annéesmise sur le marché résistances acquises

pénicilline 1943 1945 (S. aureus)

streptomycine 1947 1947tétracycline 1952 1956méthicilline 1960 1961 (S. aureus)

acide nalidixique 1964 1966gentamicine 1967 1969vancomycine 1972 1987 (entérocoques)

céfotaxime 1981 1981-1983linézolide 2000 1999 (E. faecium)

daptomycine 2003 1991 (S. aureus)

4

Pression de sélection antibiotique« les effets collatéraux »

Traitement antibiotique bactérie cible

Résistant

Sensible

Flores commensales

guérison

échec ttt

Hôte

5

Sélection des résistances

• Micro-organismes naturellement résistants

– Clostridium difficile, Bacilles à Gram négatif naturellement résistants, entérobactéries du groupe 3, Pseudomonas aeruginosa, entérocoques, Candida spp

• Résistances acquises

– mutant préexistant

– acquisition de gènes par transfert génétique

6

La prévalence des résistances acquisesdépend de trois facteurs

• Pression antibiotique– Homme, animal…

• Transmission clonale de souches résistantes– Directe (homme, animal)– Indirecte (rôle de l’environnement)

• Bactéries résistantes dans l’environnement

• Transmission de mécanismes de résistance– Entre bactéries même espèces ou espèces différentes– Chez un même individu

7

Apparition de résistance acquise pendant une monothérapie (infections sévères à BG-)

Antibiotiques nb ttt % R acquise Bactéries % échecs ttt

Ticarcilline 27 22 % P. aeruginosa 7,4 %Pipéracilline 71 7 % P. aeruginosa, Serratia 4 %Céfotaxime 25 4 % P. aeruginosa 4 %Ceftriaxone 103 8 % P. aeruginosa, Serratia 4 %

Acinetobacter, EnterobacterCeftazidime 166 10 % P. aeruginosa, Enterobacter 4 %

S. maltophiliaImipénème 277 5 % P. aeruginosa 2,5 %Ciprofloxacine 322 12 % P. aeruginosa, Serratia 4,4 %

Acinetobacter,

Milatovic D et al. Eur J Clin Microbiol 1987; 6: 234-244

8

Sensibilité (%) des E. coli isolés d’IUC en fonction des antécédents d ’antibiothérapie

Traitement antibiotique < 6 mois

Antibiotique non β-lactamine quinolone

n = 212 66 56

Amoxicilline 68 41* 54Amoxicilline + AC 72 41* 59Ac nalidixique 92 83 63*Ciprofloxacine 97 94 78** différence significative Source AFORCOPI-BIO, 1999

9

Emergence de résistance sous traitement par β-lactamines ou fluoroquinolones

Pseudomonas aeruginosa

Analyse multivariéeRésistance à un des 4 Ab dont l’Ab utilisé

RR p RR p

Pipéracilline 1,7 NS 5,2 0,01Ceftazidime 0,7 NS 0,8 NSImipénème 2,8 0,02 44 0,001Ciprofloxacine 0,8 0,6 9,2 0,04

Carmeli Y et al Antimicrob Agents Chemother 1999; 43:1379-1382

10

Association résistance - antécédent de traitement par β-lactamines chez S.

pneumoniae

Fréquence résistance β-lactaminesAntécédent traitement > 5 jours OR p

Aminopénicilline 10,3 < 0,001

Céphalosporines 5,6 < 0,05

Guillemot D et al. Clin Microbiol Infect. 1999; 5: 4S38-4S42

11

Des mécanismes de résistance et outils génétiques variés

1.Imperméabilité2. Hyperexpression efflux actif

4. modification ou protection de la cible

3. Hydrolyse enzymatique

Antibiotique

Mutationpréexistante

intégron

plasmide

transposon

transformation

12

AntibiotiqueAntibiotique

1 imperméabilité

4 modification PLP

3 Enzymes modificatrices

1

2 Efflux actif

Résistances acquises aux bêta-lactamines

13

Mécanismes de résistance (1)

AntibiotiquesImperméabilité -

effluxEnzymes

d’inactivationModification ou

altération de la cible

Beta-LactaminesMutation porines

EffluxMutation LPS (rare)

Beta-lactamasesPénicillinases

céphalosporinases, carbapénémases

PLPs mutées, recombinées ousupplémentaires(PLP2a SARM)

AminosidesDéfaut de transport

Efflux

AcetyltranférasesPhosphotransférases

Nucleotidyl transférases

Méthylation ARN 16 S (rare)

QuinolonesEfflux

Porines Acétylase (rare)

Mutations ADN gyrase, topoisomérase IV

Cible protégée (qnr)

Glycopeptides

Gram (-): naturellepeptidoglycane

remanié surproduit (S. aureus)

- Acquisition gènes van

14

Mécanismes de résistance (2)

AntibiotiquesImperméabilité-

effluxEnzymes

d’inactivationModification de la

cible

MacrolidesLincosamides

Streptogramines

Gram (-): naturelleEfflux (cocci G+)

Estérase ou phosphotransférases

(rare)

Acquisitionméthylase de l’ARN

23S ou mutation ARN 23S

oxazilidones Gram (-): naturelle -Mutation ARN 23S

(rare)

FosfomycineDéficit transport

(systèmes GlpT ou UlpT)

Glutathion-S-transférase (rare)

Rifampicine Gram (-) : naturelleADP-ribosyl

transférase (rare)Mutation ARN-

polymérase

Acide fusidique Gram (-): naturelle Mutation EF-6

15

Mécanismes de résistance (3)

AntibiotiquesImperméabilité-

efflux, autresEnzymes

d’inactivationModification de la

cible

TétracyclinesMutation porines

EffluxTetX (Bacteroides) Protection de la cible

Chloramphénicol EffluxChloramphénicol acetyl transférase

Sulfamides - -Mutation DHPS

DHPS additionnelle faible affinité

Triméthoprime - -

Mutation DHFRDHFR additionnelle

faible affinité Surproduction DHFR

PolymyxinesImperméabilité

membranaire (LPS) (rare)

Métronidazole Défaut d’activation Nim (Bacteroides)

16

Antibiotique sélecteur

• Peut induire des résistances croisées– à la même famille d’antibiotiques– à d’autres familles d’antibiotiques

• hyperexpression de l’efflux• défaut de perméabilité

• Peut induire des résistances associées– sélection de souches portant plusieurs mécanismes de

résistance• intégrons multirésistants• cumul de mécanismes indépendants

17

Hyperexpression des systèmes d’efflux résistances croisées chez P. aeruginosa

Système d’efflux Antibiotiques touchés

MexAB-Opr M ß-lactamines, Fq, Tmp, Cm, Tet

MexCD-Opr J Fep, Cfp, Fq, Tmp, Ery, Cm, Tet

MexEF-Opr N Fq, Tmp, Cm, Tet, (Ipm, Mpm)

MexXY-Opr M Fep, aminosides, Ery, Tet, (Fq)

18

Résistances associéesexemple de P. aeruginosa

Tic Pip Caz mécanisme (fréquence) % 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 36 36 14 64R R S Pase (2 %) 30 100 80 80 R R I Pase + Case (5 %) 59 77 50 77

19

Méthodes d’étude au laboratoire en routine

Etude de la sensibilité aux antibiotiques

/ mesure directe de la CMI– dilution en gélose– dilution en milieu liquide– E-test®

/ mesure indirecte de la CMI– méthode de diffusion en gélose– galerie antibiogramme

+ lecture interprétativeConclusion S, I, R

20

CMI par dilution en milieu liquide

CMI par dilution en milieu solide

Boîtes avec dilutions antibiotiques0,007 � 512 mg/L

ExempleNeisseria meningitidis

boîte pénicilline 0,03 mg/l

Macrodilution Microdilution

Ab 1Ab 2AB3Ab4Ab 5AB6Ab7Ab8

0,25mg/l � 64 mg/L

0,125mg/l � 64 mg/L

21

Mesure des CMI par E-test

CMI

S. pneumoniae : CMI de 0,75 mg/L pour la ceftriaxone

22

Antibiogramme par diffusionCourbes de concordance CMI - diamètres

0 CMI (mg/l)

D (mm)

D

d

Cc

23

Valeurs critiques des diamètres d’inhibition (mm)

par antibiotique – espèce

0 D

≥ D< dIntermédiaireRésistant Sensible

Diamètre (mm)d

disque Ab

disque Ab

disque Ab

24

Pseudomonas aeruginosa

TIC IPM

PIP

CFS

ATMTCC

FEP ANTM

FOS

CAZPTZ SXTCIP

CS

Ticarcilline R Cefsulodine RImipénème S

Pipéracilline R

Fosfomycine S

Gentamicine R

Pipé+Tazo R

Tobramycine R Amikacine RCéfépime I

Ticar + ac Clav R Aztréonam S Colistine S

Ceftazidime S Cotrimoxazole RCiprofloxacine R

25

Galerie antibiogramme

Photo Monique Couture

26

Galerie Antibiogrammemise en évidence de la croissance bactérienne

en milieu liquide

0 3 5 18 heures

lecture rapide automatisée

DO

lecture automatisée ou visuelle

DO

Permet un renduen 6 heures

27

Rôle du microbiologiste

1. Connaître les résistances intrinsèques– « naturelles »

2. Dépister des phénotypes de résistance acquise exceptionnels

– Exemples• Résistance à la pénicilline chez S. pyogenes• Résistance à la vancomycine chez S. aureus• Entérobactéries résistantes aux carbapénèmes

3. Lecture interprétative– Règles d’expertise

• CA-SFM et EUCAST

28

Choix des antibiotiques à tester

• Recommandations CA-SFM/EUCAST 2016– Par espèce ou groupe bactérien– Antibiogramme standard (liste 1)

• antibiotiques nécessaires à l ’orientation thérapeutique, en fonction des indications cliniques (type d ’infection) et de la prévalence de la résistance acquise

– Tests complémentaires (liste 2)• Intérêt épidémiologique, aptitude à détecter un mécanisme de résistance

ou antibiotique de recours

29

S. pneumoniae

Liste standard

Pénicilline GAmpicilline ou amoxicillineCefotaxime ou ceftriaxone

Oxacilline*Erythromycine

Lincomycine ou clindamycine Telithromycine

PristinamycineTetracyclineNorfloxacine*

Vancomycine ou teicoplanine

* Lecture interprétative

Liste complémentaire

Autres β-lactaminesDoxycycline

ChloramphénicolRifampicine

CotrimoxazoleGentamicine

30

Antibiotiques marqueurset lecture interprétative

• Dépistage mécanismes de résistance +/- exprimés

• Molécule qui au sein d’un groupe d’antibiotiques est le plus régulièrement touchée– Cefoxitine et résistance à la méthicilline pour staphylocoques

– Oxacilline et résistance aux pénicillines pour S. pneumoniae

– Ertapénème pour les carbapénémases chez les entérobactéries

31

Equivalence pour la lecture interprétative

• Certaines molécules sont représentatives d’un groupe d’antibiotiques

• Justifie l’utilisation d’un nombre restreint d’antibiotiquesà l’antibiogramme

• Les résultats S,I,R obtenus pour ces molécules peuvent être étendus à d’autres antibiotiques du groupe

– ex: une fluoroquinolone répond pour les toutes les autres chez les staphylocoques et Acinetobacter

32

Résistances naturelles chez les entérobactéries

Espèce AM AMC TIC/PIP

C1G FOX CTT MA CXM GM TET COL FT

Klebsiella spp.C. koseriC. freundiiE. cloacaeE. aerogenesS. marcescensP. mirabilisP. vulgarisM. morganiiP. stuartiiY. enterocolitica

RRRRRR

RRRR

RRRR

RRR

RR

R

RRRR

RRRR

RRR

R

RRR

R

RR

R

R

RR

RR

RRRR

RRRRR

RRRR

R : résistance naturelleAM : aminopénicillines ; AMC : amoxicilline + acide clavulanique ; TIC : ticarcilline ; PIP : pipéracillineC1G : céphalosporines de 1ère génération ; FOX : céfoxitine ; CTT : céfotétan ; MA : céfamandole ; CXM : céfuroxime ;GM : gentamicine ; TET : tétracyclines y compris la tigécycline ; COL : colistine, polymyxine B ; FT : nitrofuranes.

33

Démarche interprétative du microbiologiste

• Phénotype de résistance observé in vitro– lecture des CMI, diamètres ou galeries– cohérence avec l’identification (R naturelles)– connaissance des mécanismes R acquises– tests complémentaires éventuels

• Mécanismes R peu exprimés

• Déduction du mécanisme de résistance probable– validation/ corrections résultats

Rendu de l’antibiogramme en S, I, RCommentaires (équivalence, conseils)

34

Méthode de détection des mécanismes de résistance

• Méthodes indirectes– évoquent la présence d’un mécanisme de résistance

• antibiotiques marqueurs• synergie entre deux antibiotiques

• Méthodes directes– mécanismes biochimiques

• ex: production de β-lactamase chez N. gonorrhoeae, H. influenzae

– support génétique de la résistance• ex: mise en évidence des gènes mecA (staphylocoques), vanA,vanB

(entérocoques), rpoB (M. tuberculosis)

35

Staphylocoques

• Résistance aux β-lactamines– Pénicillinase : péni A et G, carboxy, uréidopénicillines– PLP2a ou PLP2c (mecA ou mecC) : toutes β-

lactamines sauf ceftaroline, ceftobiprole

Pénicillinase Pénicillinase + PLP2a

MOXMOX

FOXCIP

PGPG

CIP FOX

36

S. aureus et β-lactamines

SASM SASM SARM (Pase) (PLP-2a ou 2c –mecA ou mecC)

Péni*,AMX S R R

FOX*,AMC,OXA S S RAutres β-lactamines**

* Ab marqueurs** Sauf ceftaroline et ceftobiprole (activité à tester séparément au besoin)

37

SARM “typique”

K

FOX

PGMOX

CIP

E L

TECVA

GM

Ab marqueurs en rouge

38

SARM “communautaire”

MOX

FOXCIP

VA

PG

TEC

PCR mecA

positive

39

S.epidermidis

K GM

TECVA

RA

FA

SXT

E L

CIP

MOX PG

FOX

DO

RA

PT

40

Aminosides et lecture interprétative chez les cocci à Gram +

Phénotype Mécanisme Phénotypeobservé inferré prédit

KaRTmSGmSANS APH(3’)-III KaRTmSGmSANI/R

KaRTmRGmSANS ANT(4’) KaRTmRGmSANI/R

GmR AAC(6’)-APH(2”) R tous aminosidessauf streptomycine

41

S. pneumoniae et β-lactamines

• Résistance liée à des PLP mosaïques• Dépistage / disque oxacilline 1 µg

– OXA-1 ≥ 20 mm : rendu S aux β-lactamines– OXA-1 < 20 mm, infection sévère, échec

clinique-� Faire CMI pour Ab utilisé

• Infection sévère – Faire CMI AMOX et/ou C3G (CTX, CRO)

42

Macrolides et streptocoques

Phénotype Mécanisme Phénotypeobservé inferré prédit

EryRLinS Efflux R aux macrolides à Sans antagonisme 14/15 carbones

EryRLinR rRNA méthylase R aux macrolides à 14/15/16 carbones

43

S. pneumoniae OXA R NOR S

OXA

NOR

LINERY

44

S. pneumoniae OXA R E-test

PG : 1 mg/L

CTX : 0,5 mg/LAM : 0,38 mg/L

CRO : 0,25 mg/L

45

Glycopeptides et entérocoques

46

Glycopeptides et entérocoques

S Van A Van B Van C*

Vancomycine S R R R

Teicoplanine S R S S

* Résistance naturelle: E. gallinarum et E. flavescens

47

Enterococcus

AM

CRO

VATEC

FUR GM 500

L

E. faecalis sauvage

E. faecium sauvage E. faecium vanA et GM R

AM

CRO

VATEC

FUR GM 500

L

AM

CRO

VATEC

FURGM 500

L

48

Haemophilus influenzae

• Stratégies pour les β-lactamines– Péni g 1 UI ≥ 12 mm : S β-lactamines

– Péni G 1 UI < 12 mm, faire test chromogénique • Si + (β-lactamases +), rendre

– Résistance toutes pénicillines

– Voir pénicilline + inhibiteur

– dépistage résistances non enzymatiques (PLP 3 mutée)

• Disque amoxicilline + acide clavulanique < 15 mm

49

Haemophilus influenzae et β-lactamines

Sauvage Pase PLP3**

Péni G 1 UI ≥ 12 mm <12 mm <12 mm

Amoxicilline S R R

Amox + Ac Clav* S S R

Céfotaxime,céfépime S S S

• Ab marqueurs pour PLP** Mesure les CMI pour la β-lactamine utilisée

50

Entérobactéries

• Méthode de diffusion en gélose– gélose MH

• Dépistage des BLSE– si pénicillinase

• Dépistage des carbapénémases– ertapénème

51

β-lactamines et entérobactéries

Phénotype Mécanisme Phénotypeobservé inferré prédit

AMRTicR TEM-1/2 PipI/R MecR

ou SHV-1

AMRTicR BLSE R à toutes β-lactaminesSynergie AC+CTX sauf céphamycine, carbépénèmesou CRO ou CAZ ou ATM moxalactam

52

Dépistage qualitatif des BLSESynergie C3G – acide clavulanique

Images de synergie

C3G et acide clavulanique

53

E. coli produisant CTX-M

ERT

IPM

FOX

AMXCRO

AMC

CTX

FEP

ATM TIC

PTZ

PIPTCC

KF

CFM

CAZ

54

PCR positive CTX-M

55

K. pneumoniae OXA 48 (carbapénémase)

ERT

IPM

FOX

AMXCRO

AMC

CTX

FEP

ATM TIC

PTZ

PIPTCC

KF

CFM

CAZ

56

P. aeruginosaß-lactamases à spectre étendu et carbapénémases

Enzymes TIC PIP CAZ ATM IPM AC/EDTA

BLSE

PER-1 R I R R S + / -

VEB-1,3 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

Carbapénèmases

IMP 1, 7 R I R S I/R - / +

VIM 1, 2, 3 R R R S I/R - / +

* Sauf OXA 18 : + / -

57

Pseudomonas aeruginosa BLSE

TIC IPM

PIP

CFS

ATMTCC GM

ANTM

FOS

CAZPTZ

CS

SXTCIP

FEP

58

CAZ

PIP

TIC

TCC

TZP

ATM

FEP

SYNERGIE

P. aeruginosa avec BLSE PER-1

59

ATM

FEP

CAZ

TCC

P. aeruginosaSynergie avec l’acide clavulanique mieux

vue sur MH + Cloxacilline

60

Pseudomonas aeruginosa avec carbapénamase VIM-2

CAZTZP

CS

SXT

TIC IPM

PIP

CFS

ATMTCC

FEP ANTM

FOS

CIP

TM

Aztréonam moins touché

61

IPM = 12 mg/L IPM + EDTA = 2 mg/L

Carbapénémases métallo-enzymes

Inhibition par l’EDTA

MaisAttention à la spécificitéFaux positifs avec OprD2Confirmer par PCR ++

62

Conclusion

• Rôle du biologiste– Identifier les résistances acquises

• Antibiotiques à visée thérapeutique

– Lecture interprétative de l’antibiogramme• Aide pour le clinicien

– Dépister les mécanismes sous surveillance• Isolement des patients• Dialogue biologiste-clinicien ++