Signalement des premiers cas de Klebsiella pneumoniae multi-résistant,

productrice de carbapénémase plasmidique de type VIM-1 dans les hôpitaux aigus en Belgique.

8 septembre 2008

Rédacteurs: Y.Glupczynski, P.Bogaerts, M.Struelens, C.Nonhoff, H.Rodriguez, M.Gérard, B.Jans.

Description des cas Fin août 2008, l’Institut Scientifique de Santé Publique a été informé de l’apparition des premiers cas en Belgique de Klebsiella pneumoniae, multi-résistantes, produc-trices de carbapénémase de type VIM-1. Entre le 15 juin et le 30 août 2008, 5 pa-tients admis dans trois hôpitaux aigus de la Région Bruxelloise ont été détectés comme colonisés par K. pneumoniae productrice de VIM-1 (génotype confirmé par le Prof. Youri Glupczynski, UCL-Mont Godinne). Deux de ces patients avaient été victimes d’un polytraumatisme suite à un accident de roulage en Grèce et transfé-rés de soins intensifs de deux hopitaux grecs différents, où ce type de bactéries est épidémique. Les sites de colonisation de ces patients étaient la muqueuse rec-tale (2 patients), des drains abdominaux (2 patients) et les muqueuses respiratoi-res (1 patient). Ces 5 souches K. pneumoniae productrice de VIM-1 appartiennent à 2 génotypes clonaux et 3 variants par macrorestriction génomique XbaI (pulsotypie). Elles pré-sentent un phénotype de multi-résistance inhabituel caractérisé par une résistance de haut niveau aux carbapénèmes, pénicillines et associations avec clavulanate et tazobactam, céphalosporines de 3ème et de 4ème générations, fluoroquinolones, et cotrimoxazole. Leur sensibilité est variable à la colistine (4/5 résistantes par mé-thodes Etest et automate (Phoenix et Vitek) et à l’amikacine (2/5 résistantes) Seuls les antibiotiques suivants restent actifs : aztreonam et gentamicine (5/5 sensibles), tigecycline et doxycycline (4/5 sensibles, 1 souche I) (Tableau 1). Cette multi-résistance limite fortement les possibilités thérapeutiques chez les patients infec-tés. Implications pour la santé publique. Les hôpitaux concernés par ces cas ont pris toutes les mesures pour éviter la transmission nosocomiale incluant le renforcement des mesures standards, l’isolement des cas et les mesures additionnelles en termes de vêtements protec-teurs, désinfection de l’environnement, surveillance renforcée, communication lors de la sortie.

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L’apparition simultanée de cette bactérie multi-résistante dans plusieurs hôpitaux belges est inquiétante et nécessite l’instauration rapide de mesures de surveillance et de contrôle pour prévenir sa transmission intra- et inter-hospitalière et minimiser le risque de transfert horizontal de cette résistance vers d’autres bactéries (le sup-port génétique de la résistance étant plasmidique). Infections à K. pneumoniae multirésistantes et prévalence de VIM-1 K. pneumoniae est une entérobactérie saprophyte et commensale, isolée de l’environnement et de la flore fécale de l’homme et des animaux. Elle est respon-sable d’infections communautaires (urinaires et respiratoires) et d’infections oppor-tunistes chez les patients hospitalisés (urinaires, broncho-pulmonaires, bactérié-mies, …). En 2007, K. pneumoniae représentait 5.7 % des micro-organismes iso-lées dans le cadre de septicémies nosocomiales (surveillance NSIH, ISP). Depuis les années 1980, les hôpitaux de nombreux pays ont été affectés par des épidémies de K. pneumoniae résistantes aux céphalosporines de 3e génération par production de béta-lactamases à spectre étendu (BLSE). Ces souches restent sensibles aux carbapénèmes, utilisées comme traitement de choix des infections sévères. Depuis la fin des années 1990, l’acquisition de résistance aux carbapé-nèmes par diverses espèces de bacilles à Gram-négatif via différents mécanismes enzymatiques (carbapénémases) a été décrite à travers le monde (1-2). Les β-lactamases de classe B (métallo-enzymes) de type VIM ont d’abord été décrites chez Pseudomonas aeruginosa en 1997 en Italie. En Belgique, les premières sou-ches de P.aeruginosa porteuses de l’enzyme VIM-2 sont rapportées depuis 2004. Ce type d’enzymes a ensuite été trouvé chez des entérobactéries: K. pneumoniae en 2002 en Grèce (VIM-1), Escherichia coli en Grèce (VIM-1), et K. pneumoniae et Enterobacter cloacae en Italie (VIM-1 et VIM-4). Le gène blaVIM-1 est généralement porté chez K.pneumoniae par des plasmides conjugatifs et localisé au sein d’intégrons de classe 1 associant différentes cassettes de gènes de résistance tels aacA4 (aminoglycosides), aadA (streptomycine), dhfrI (trimethoprime) et sulI (sul-famides). (3-4). En 2007, la surveillance EARSS montrait une résistance de K.pneumoniae aux carbapénèmes < 1% dans les pays européens participants (pas la Belgique), à l’exception de l’Italie (1 %), la Turquie et l’Allemagne (2%), d’Israël (22%) et de la Grèce (42%). (Figure 1). En Grèce, la proportion de K.pneumoniae résistant aux carbapénèmes (VIM-1) a spectaculairement progressé chez les patients hospitali-sés, passant de < 1 % en 2001 à 20% en 2006 et même 50 % pour les patients admis en soins intensifs (3). Par contre, en Israël il s’agit d’épidémies de souches productrices d’autre carbapénémases plasmidiques de type KPC (β-lactamases de classe A) importées surtout à partir des Etats-unis.

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Figure 1. Détection de carbapénémase de type VIM chez K.pneumoniae Bien que les souches décrites à ce jour en Belgique soient facilement détectées par leur haut ou très haut niveau de résistance (CMI > 32 mg/L), la résistance aux carbapénèmes par production de VIM-1 s’exprime à un niveau variable chez K.pneumoniae. Les CMI d’imipénème varient entre 0.125 et 32 mg/L, par exemple selon le nombre de copies du gène, la force du promoteur et/ou la présence d’altérations de composition de porines de la membrane externe (3-5). De ce fait, ces souches peuvent être fréquemment rapportées comme faussement sensibles aux carbapénèmes par les méthodes de disque ou automates (jusqu’à 72 % dans une série récente) (4). La résistance aux autres ß-lactamines est de haut niveau, à l’exception de l’aztreonam qui est la seule β-lactamine stable à l’enzyme VIM-1. Le système Vitek 2 émet une alerte via le système expert (AES) en cas de CMI limite ou R au méropénème associée à une résistance haut niveau aux autres ß-lactamines testées (interprétation : souche productrice de BLSE + carbapéné-mase). Le système Phoenix rapporte comme mécanisme de résistance la produc-tion de BLSE avec correction thérapeutique « R » pour l’aztreonam malgré un ré-sultat CMI sensible ≤1 mg/L.

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Pour le screening ou la confirmation phénotypique de production de VIM-1, le test de synergie avec disques combinés imipénème+EDTA montre une excellente sensibilité (> 93 %) et spécificité (100%) (3-4). Par contre l’E-test MBL bien que positif pour les 5 souches belges est rapporté comme fréquemment ininterprétable (3-4). Co-résistances décrites. En Grèce, une proportion importante (> 50%) de ces souches est co-productrice de BLSE de type SHV-5 et résiste à l’aztreonam (3-4). De plus, la résistance à la colistine est devenue localement fréquente parmi les souches de K.pneumoniae blaVIM-1 (6). La sensibilité à la colistine doit être déterminée par CMI et Etest ou au-tomate ou microdilution car la méthode des disques n’est pas fiable (7). Dans le cas des souches détectées en Belgique, la résistance de haut niveau à la colistine ne pose aucune difficulté de lecture en Phoenix (> 4 mg/l) en Vitek (>16mg/l) ni par Etest (zone elliptique nette). Epidémiologie et impact clinique. Des épidémies nosocomiales de K. pneumoniae blaVIM-1 ont été décrites en Grèce (4, 6), en Italie (8) et aussi en France (10). En milieu hospitalier, la transmission des clones épidémiques est essentiellement manuportée et concentrée en soins intensifs. Les facteurs de risque incluent les pathologies lourdes telles que trans-plantation d’organe, les antibiothérapies prolongées, notamment (mais pas exclu-sivement) par carbapénèmes et la durée de séjour en USI. La mortalité attribuable en cas d’infections invasives telles que bactériémie et pneumonie au respirateur est de l’ordre de 20 % (9).

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A. Recommandations pour l’alerte Bien que la diffusion de ces souches soit jusqu’à présent limitée à quelques hôpi-taux de la région bruxelloise, une vigilance particulière s’impose en raison des possibilités thérapeutiques très réduites pour ce micro-organisme multi-résistant et du risque de transmission croisée, notamment lors de transferts de patients intra- et inter-établissements de soins. Critères de suspicion de K. pneumoniae productrice de VIM-1 : phénotype de sensibilité aux antibiotiques l

Une souche de K. pneumoniae est suspectée productrice de carbapénémase (VIM-1) si : - résistante (I ou R) ou sensibilité diminuée (CMI ≥1 µg/mL) aux carbapénèmes (imipé-nème, meropénème) et aux associations de pénicillines avec des inhibiteurs de bêta-lactamases (amox./clavulanate et pipera/tazobactam) et aux céphalosporines (incluant les 3ème

et 4ème génération et la cefoxitine). Ce premier critère constitue la condition « sine qua non » de suspicion d’une carbapénémase. D’autres phénotype de résistance sont souvent associés à la présence d’une carbapénémase etpeuvent se présenter comme suit : - sensible ou résistante à l’aztréonam (résultat variable selon l’association possible de la carba-pénémase avec une BLSE) - Résistances associées à d’autre classe d’antibiotiques ; - résistante ou intermédiaire aux aminosides, sauf à la gentamicine ; - résistante aux fluoroquinolones et au cotrimoxazole; Confirmation de production de MBL:

- Présence d’une synergie entre l’imipénème et l’EDTA par la méthode des disques ;

l’Etest est souvent ininterprétable.

En cas de suspicion de K. pneumoniae, productrice de carbapénémase, les re-commandations sont les suivantes : 1. prévenir l’équipe d’hygiène de votre établissement pour la mise en place sans délai de mesures de contrôle adaptées (cf. ci-dessous). 2. envoyer la souche pour confirmation du mécanisme de résistance et géno-typage, accompagnée du formulaire de signalement1 à l’attention du :

Dr. Hector Rodriguez, Laboratoire de Microbiologie, Hôpital Erasme, Route de Lennik 808 à 1070 - Bruxelles

qui analysera ces souches en collaboration avec le Prof. Youri Glupczynski, Clini-que Universitaires de Mont-Godinne - UCL (voir formulaire de signalement en annexe).

1 Ce formulaire peut être téléchargé à l’adresse-web : www.nsih.be

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B. Recommandations pour le dépistage et l’hygiène hospitalière A appliquer pour chaque cas suspect (ou à haut risque) d’infection ou de colo-nisation par K. pneumoniae multi-résistante, sans attendre la confirmation, et à maintenir durant toute la durée de l’hospitalisation.

Précautions générales Renforcement des précautions générales vis-à-vis de tous les patients : • hygiène des mains avec une solution hydro-alcoolique, • en cas de risque de contact avec des liquides biologiques : port des élé-

ments de protections individuelle (gants, sur-blouse à manches longues, masque) adapté à l’évaluation du risque,

• entretien des surfaces fréquemment touchées des chambres.

Mesures vis-à-vis du patient colonisé ou infecté par K. pneumoniae multi-résistante 1. Isolement Le patient porteur doit être hospitalisé dans une chambre individuelle. Si plus d’un patient et en cas de pénurie de chambre individuelle, un cohortage peut être mis en place. Lorsque plusieurs cas sont constatés au sein d’une unité, il y a lieu de limiter les admissions; 2. Précautions de contact Utilisation de blouse à manches longues et de gants pour tout contact avec le pa-tient et son environnement; 3. Respecter la continuité des précautions de contact lors des soins au patient en isolement (p.ex. éviter de devoir sortir pendant les soins pour répondre au télé-phone, aller chercher du matériel, etc…). Favoriser le nursing intégré ; 4. Renforcement de la surveillance : 4.1. Dépistage actif systématique à l’admission Qui ? • tout patient transféré d'un hôpital à l'étranger (en particulier les pays du bassin

méditéranéen (Grèce, Turquie, Italie,...) NB: surtout si patient hospitalisé dans un service de soins intensifs Quand ? • Endéans les 48 heures après l’admission Quels sites prélever ? • Frottis rectal ou selles • Sites respiratoires (expecto, aspiration trachéale,….), frottis de gorge • Urines • Plaies et drains

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Quels milieux? • culture sur milieux sélectifs ou différentiels (p.ex. milieu McConkey supplémen-

té en ceftazidime) Plusieurs milieux chromogènes sélectifs pour la recherche de BLSE disponi-bles dans le commerce peuvent convenir à cet effet.

4.2. Surveillance renforcée : prélèvements de dépistage (routine) en cours d’hospitalisation: Qui ? • Chez les patients de l’unité concernée, en particulier aux soins intensifs Quand ? A réaliser au moins 2 fois par semaine; Quels sites prélever en routine? Un seul site anatomique (prélèvement unique) suffit, de préférence un échantil-lon de selles ou un écouvillonnage rectal, ces bactéries étant essentiellement retrouvées au niveau de la flore intestinale. Un frottis inguinal ou périnéal ne peut en aucun cas être proposée comme alternative à l’écouvillonnage rectal. - Si une sonde urinaire est présente, un dépistage à partir d’un échantillon d’urines peut être réalisé. - Les sites suivants peuvent éventuellement être prélevés en plus :

- expectorations, sécrétions endotrachéales ou bronchiques (patients ventilés en USI)

- plaies cutanée - ombilic, creux axillaires ou plis inguinaux (en néonatalogie)

Il est important en cas de dépistage de préciser sur le bon d’analyse du laboratoire la nature des sites prélevés ainsi que les types de bactéries recherchées. 5. En cas de transfert du patient, le portage doit être mentionné clairement dans les comptes rendus d’hospitalisation et dans la lettre de transfert. Un contact téléphonique, avant le transfert, permet de prévenir le service d’accueil avant l’arrivée du patient, afin de mieux organiser les mesures à prendre. Cette communication est fondamentale afin que, en cas d’antibiothérapie empirique, le traitement soit adapté et que les précautions soient instaurées. 6. En cas de retour à domicile, signaler le caractère «porteur» du patient aux per-sonnes susceptibles de réaliser des soins à domicile (médecin traitant, infirmier, kinésithérapeute, …).

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7. Le document de transfert ou de sortie mentionnera au minimum les rensei-gnements suivants :

- type de bactérie - le/les site(s) colonisée et/ou infectés - les dates de prélèvements positifs - le statut du patient lors du transfert ou à la sortie - les précautions à prendre

C. Information du patient L’équipe d’hygiène hospitalière informe le patient qu’il est porteur d’une bactérie multi-résistante et des mesures qui doivent être prises. N.B. Ces recommandations sont des recommandations intérimaires d’urgence en attendant des recommandations plus complètes élaborées par les sociétés scienti-fiques et organes d’avis (BICS, conseil supérieur de la santé ) Les recommanda-tions du BICS pour la prévention de la transmission des entérobactéries BLSE+ peuvent être appliquées. En attendant la mise en route du nouveau site-web du BICS, ces recommandations peuvent être consultées sur le site de l’Institut Scienti-fique de Santé Publique (www.nsih.be).

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Références. 1. Queenan AM, Bush K. Carbapenemases: the versatile beta-lactamases. Clin Microbiol Rev.2007;20:440-58. 2. Poirel L, Pitout JD, Nordmann P. Carbapenemases: molecular diversity and clinical conse-quences. Future Microbiol. 2007;2:501-12. 3. Vatopolous A. High rates of metallo-beta-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae in Greece- a review of the current evidence. EuroSurveillance 2008; 13(4):p11=8023. 4. Psichogiou M, Tassios PT, Avlamis A, et al. Ongoing epidemic of blaVIM-1-positive Klebsiella pneumoniae in Athens, Greece: a prospective survey. J Antimicrob Chemother. 2008;61:59-63. 5. Loli A, Tzouvelekis LS, Tzelepi E, et al. Sources of diversity of carbapenem resistance levels in Klebsiella pneumoniae carrying blaVIM-1. J Antimicrob Chemother. 2006;58:669-72. 6. Antoniadou A, Kontopidou F, Poulakou G, et al. Colistin-resistant isolates of Klebsiella pneumo-niae emerging in intensive care unit patients: first report of a multiclonal cluster. J Antimicrob Chemother. 2007;59:786-90. 7. Galani I, Kontopidou F, Souli M, et al. Colistin susceptibility testing by Etest and disk diffusion methods. Int J Antimicrob Agents. 2008;31:434-9. 8. Cagnacci S, Gualco L, Roveta S, et al. Bloodstream infections caused by multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae producing the carbapenem-hydrolysing VIM-1 metallo-beta- lactamase: first Italian outbreak. J Antimicrob Chemother. 2008;61:296-300. 9. Souli M, Kontopidou FV, Papadomichelakis E, Galani I, Armaganidis A, Giamarellou H. Clinical experience of serious infections caused by Enterobacteriaceae producing VIM-1 metallo- beta-lactamase in a Greek University Hospital. Clin Infect Dis. 2008;46:847-54. 10. Kassis-Chikhani N, Decré D, Gautier V, et al. First outbreak of multidrug-resistant Klebsiella

pneumoniae carrying blaVIM-1 and blaSHV-5

in a French university hospital. J Antimicrob Che-mother 2006; 57: 142-5.

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Photographies des boites d’antibiogramme par la méthode de diffusion en gélose (méthode des disques) Figure 1

AMP= ampicilline/amoxicilline ; CTX= cefotaxime ; CFZ= cefazoline ; CXM=cefuroxime ; CAZ= cef-tazidime ; AMC= amoxi/clav. ; FEP= cefepime ; PI+TZ : pipera/tazob. ; MRP= meropenem ; TE-MOC= teomocilline ; CFO= cefoxitine ; SXT= cotrimoxazole ; AMI= amikacine= amikacine ; GENT= gentamicine ; NAL= ac. nalidix. ; OFL = Ofloxacine/Ciprofloxacine

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Figure 2

IMI= imipenem ; IM+ED= Imipenem + EDTA ; AZT : aztreonam ; CAZ= ceftazidime ; CAZ+C : cef-tazidime + clavulanate ; CTX= cefotaxime ; CTX+C= cefotaxime + clavulanate

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Profil PFGE de macrorestriction XbaI de 5 souches Klebsiella pneumoniae productrices de bla-VIM-1

N° souche M (*) 2 3 4 5 1 M

N° réf. 90 91 92 100 20165

PFGE type B1 B2 B3 B3 A1

(*) Marqueur de taille moléculaire :profil SmaI de S.aureus NCTC8325 (15-875 Kb)

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Tableau 1. Génotype clonal et phénotype de résistance des souches de K. pneumoniae productrices de blaVIM-1 (n = 5) isolées dans des hôpitaux bruxellois, juin-août 2008.

Hôpi-tal

Patient

TypePFGE

CMI (mg/l) Synergie imipenem-EDTA (test MBL)

Phénotype de résistance aux antibiotiques

non béta-lactamines

VITEK 2 AES report

PHOENIX Rapport clinique

MEM*

IMP* ATM* COL* TIG* GEN$ Disques combinés

Etest

A Patient

1 A1 > 32 > 32 0.25 0.5 4 ≤ 1 + (9 mm) + (2 dilutions) CIP, SXT, TOB

(zone d’amika réduite même si S selon critères)

BLSE + carba-pénémase

BLSE+

B Patient

2 B1 > 32 > 32 0.5 16 1 4 + (18 mm) + (6 dilutions) CIP, SXT, TOB,

AKN BLSE + carba-pénémase (mé-tallo- ou KPC)

BLSE+

C Patient

3 B2 > 32 > 32 0.25 16 1

2 + (16 mm) + (6 dilutions) CIP, SXT, TOB,

AKN BLSE + carba-pénémase (mé-tallo- ou KPC)

BLSE+

Patient 4

B3 > 32 > 32 1 32 1 4 + (18 mm) + (6 dilutions) CIP, SXT, TOB, zone amika ré-duite; cf. supra)

BLSE + carba-pénémase (mé-tallo- ou KPC)

BLSE+

Patient 5

B3 > 32 > 32 0.5 16 1 4 + (11 mm) + (6 dilutions) CIP, SXT, TOB, AKN

BLSE + carba-pénémase (mé-tallo- ou KPC)

BLSE+

Abréviations : MEM, méropénème ; IMI, imipénème ; ATM, aztréonam, COL, colistine ; TIG, tigécycline ; GE N, gentamicine ; CIP, ciprofloxacine ; AKN, amikacine ; TOB, tobramycine ; SXT, cotrimoxazole ; * CMI par Etest ; $ CMI par Vitek et Phoenix NB : Les CMI à la colistine (16-32 mg/L) obtenues pour les souches des patients 2,3, 4, et 5 sont concordantes par les méthodes E-test, les automates VITEK (> 16 mg/L), Phoenix (> 4 mg/L) et confirmée par méthode de microdilution en bouillon.

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