Pseudomonas aeruginosaet antibiotiques

Jean-Didier CAVALLOHIA Bgin - Saint-Mand

Pseudomonas aeruginosa

bactrie rustique

pathogne opportuniste

infections graves

rsistance aux antibiotiques

P. aeruginosa : bactrie rustique

Ubiquitaire

Saprophyte

environnement humide : eau et sol

sources de contamination multiples

P. aeruginosa

Pathogne opportuniste

infections nosocomiales

infections communautaires

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

b-lactaminesPnicillinase PSE-1

b-lactaminesCphalosporinase AmpC hyperproduite

b-lactaminesEfflux MexAB OprM

b-lactaminesAltration porine D2

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

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

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)

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 -

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

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

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

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

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

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 %

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

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

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

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

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

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