Etat actuel de la résistance bactérienne et principaux mécanismes en cause Bacille à Gram négatif Raymond RUIMY Laboratoire de Bactériologie Groupe Hospitalier Bichat - Claude-Bernard (GHBCB)

Plan Betalactamines Aminosides Quinolones Rappels Principaux mécanismes en cause Entérobactéries Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter baumanii Stenotrophomonas maltophilia Betalactamines Aminosides Quinolones Données actuelles de la résistance au GHBCB

macrolides, Rifampicine, Ac. fusidique La paroi des bacilles à Gram - peptidoglycane Membranes cytoplasmique (bicouche de phospholipides) périplasme Membrane Externe Lipopolysaccharides phospholipides, protéines Cytoplasme PeniG, M, Glycopeptides, macrolides, Rifampicine, Ac. fusidique

Pénétration et cibles des Antibiotiques peptidoglycane Membranes cytoplasmique (bicouche de phospholipides) périplasme Membrane Externe Lipopolysaccharides phospholipides, protéines Cytoplasme Aminosides Quinolones Bétalactamines PLP ou PBP ADN ADN Gyrase Ribosome

Principaux mécanismes de résistances

Distinction entre Resistance naturelle et Résistance acquise Résistance naturelle présente chez toutes les souches de l'espèce. stable phénotype "sauvage" Résistance acquise propre à certaines souches de l'espèce instable le plus souvent phénotype "anormal" Chromosomique Chromosomique (mutation) Acquisition de nouveaux gènes

Résistance acquise par Mutation chromosomique Modification des structures cellulaires préexistantes. Événement rare : 10-6 à 10-9. survenir dans situation clinique rare quand fort inoculum Événement stable, héréditaire, non transmissible à d’autres espèces

Support génétique de la résistance acquise exogène Eléments mobiles - Plasmide - Transposon - Intégron Riche et diverse À Transmission Horizontale et Verticale Et responsable de phénomène épidémique 1 à x gènes X familles Integrase * It R1 * IS R1... Transposase et resolvase R1 * It R2 Division indépendante du chromosome * R2 R1 * * * Instable

Acquisition de la résistance par des éléments mobiles (plasmide, transposon, intégrons) Pénicillinase haut niveau : TEM, SHV.. Toutes les entérobactéries Bétalactamases à spectre élargi : >> mutants de TEM ou de SHV ex : TEM3 ou SHV2… Klebsiella pneumoniae, E. coli, Salmonella, E. aerogenes >> CTX-M Salmonella, E. coli, K. pneumoniae, C. freundii… Résistances aux inhibiteurs : IRT (mutants résistants de TEM), OXA E. coli dans les urines Céphalosporinases : MIR1, CMY2…. K. pneumoniae, Salmonella, E. coli

La famille des TEMs Bradford, Clin Microbiol Rev 2001,14:933-51

Modification de la résistance chromosomique aux bétalactamines pour les entérobactéries du groupe II Par mutation du promoteur du gène encodant pour la bétalactamase Klebsiella oxytoca Promoteur pribnow box -- GAT AGT -- Séquence sauvage -- TAT AGT -- Séquence des hyperproducteurs -- GAT AAT -- ARNm Bétalactamase

Sélection de mutants déréprimés Modification de la résistance chromosomique aux b-lactamines pour les entérobactéries du groupe III Sélection de mutants déréprimés Systéme de régulation inductible faisant intervenir 5 gènes : ampC, ampD, ampR, ampG, et ampE ampC ampD ampR R E ampD - ampR ampC Sans inducteur Paroi bactérienne ampR ampC D- ampD R A G Mutant constitutif (déréprimé) R A E PG G avec inducteur (PG) Céphalosporinase sauvage, Inductible Hyperproducteur, Constitutif Enterobacter, Citrobacter freundii, Serratia, Morganella, Providencia

Classification des ß-lactamases

Résistance naturelle des Entérobactéries aux Bétalactamines

-lactamases de type « Pénicillinases » En pratique -lactamases de type « Pénicillinases » Bas niveau Haut niveau Résistant aux inhibiteurs A spectre élargi

-lactamases de type « Céphalosporinases » En pratique -lactamases de type « Céphalosporinases » Augmente en présence d’inducteur (IMP, céfoxitine, ac. clavulanique). Amoxicilline Amox + Ac clav C1G (céfalotine) C2G* (céfamandole) Céfamycines* (céfoxitine, céfotétan) Inductible Perte de l’induction. Stable à haut niveau. Idem + Ticar, pipéra selon niveau Ticar + ac clav Pipéra + tazo C3G Aztréonam Moxalactam Déréprimée Inhibée par ac. clav. Proteus vulgaris Proteus penneri Amoxicilline C1G (céfalotine) Céfuroximase

En pratique Escherichia coli et -lactamines Sauvage Pase Pase TRI Case BLSE BN HN R I/R S/I S R I/R S I R S S S

Escherichia coli : sauvage AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

E. coli Pénicillinase bas niveau AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

E. coli Pénicillinase haut niveau AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

E. Coli Résistant aux inhibiteurs = IRT AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

E. coli Pénicillinase + Céphalosporinase AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

Klebsiella pneumoniae sauvage AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

Citrobacter koseri sauvage AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime

Enterobacter cloacae sauvage AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime AMX TIC PIP CF AMC CTX MA CAZ ATM IPM FOX MOX TET TZP CXM FOS

Proteus vulgaris sauvage AMX=Amoxicilline TIC= Ticarcilline PIP= Pipéracilline CF= Cefalotine CAZ= Ceftazidime AMC=Augmentin CTX= Cefotaxime MA= Cefamandole MOX= Moxalactam ATM=Aztreonam IPM= Imipenem TZp= Pipera+Tazo CXM=Cefuroxime AMX TIC PIP CF AMC CTX MA CAZ ATM IPM FOX MOX TET TZP CXM FOS

Sites de modification d’aminosides par les enzymes:AAC , ANT et APH AAC=Aminoside acétyl Transférase APH = Aminoside phosphotransférase ANT= Aminoside nucléotidyltransférase ANT APH AAC

Résistance des Entérobactéries aux aminosides Les entérobactéries sont naturellement sensibles aux aminosides sauf Providencia stuartii (R à GTN) Résistance acquise est peu fréquente mais il existe de nombreux phénotypes de résistance car grande diversité des enzymes Phénoypes: KN=APH3; G=AAC3-I; KGT=ANT2’’ GTNt=AAC2’; KTANt= AAC6’; KGTNt= AAC3-II Et multiples

Phénotypes de résistance des entérobactéries aux quinolones IV S I/R III II I CIPRO OFLO PEFLO Ac.Nal Phénotype

Mécanismes de résistance de Pseudomonas aeruginosa aux b-lactamines 62,5% Pénicillinases PSE ou CARB 36%, OXA 25%, TEM 11.5% 80% 27,5% Céphalosporinase déréprimée Enzymatique Bêta-lactamase à spectre élargi Imipenemase Efflux +++ 20% Modification Porine Non enzymatique Modification PLP

Résistance naturelle de Pseudomonas aeruginosa Céphalosporinase chromosomique inductible perméabilité médiocre AMX, AMC C1G, C2G Moxalactam Céfotaxime Résistant à

Phénotypes de résistance de P. aeruginosa aux b-lactamines

II Phénotypes de résistance de P. aeruginosa aux b-lactamines

Mécanismes de résistances de P. aeruginosa à l’Imipénème Mutation de la porine D2 de la paroi imperméabilité spécifique à l’imipénème mécanisme le plus souvent isolé mais peut être associé à céphalosporinase hyperproduite Efflux Mex E MexF oprN souvent associé à d’autres résistances d’antibiotiques tels quinolones Imipénémase épidémique au Japon hydrolyse cephamycine et oxyminopénicilline.

Schéma de détection des phénotypes de résistance de P Schéma de détection des phénotypes de résistance de P. aeruginosa aux b-lactamines Ticarcilline I/R S Céfotaxime IPM = S IPM = R Sauvage Résistant imipénème I/R sans synergie inhibiteur I/R avec synergie inhibiteur ØCAZ>ØATM ØCAZ<ØATM BLSE Efflux Pase OXA2 Céphalosporinase déréprimée

Résistances de P.aeruginosa aux aminoglycosides

Acinetobacter baumannii et résistances aux -lactamines Résistance naturelle : Céphalosporinase chromosomique inductible (ACE) R à Aminopénicillines, C1G, C2G activité intrinsèque des inhibiteurs. ex :Sulbactam Résistance acquise : Dérépression Céphalosporinase Pénicillinases : TEM 60%, CARB 10%, BLSE Résistances à l’imipénème : imperméabilite, modification PLP, enzymatique

Phénotypes de résistance d’A. baumannii aux b-lactamines

Acinetobacter baumannii et résistances aux aminosides et aux quinolones - Enzymatiques +++ - non enzymatiques ++ Phénotypes : GN 65% TNA 30% AI 48% GT 28% G 35% Quinolones - Mutation des ADN Gyrase - Evolution rapide de la résistance, résistance croisée Pefloxacine :19% (1985) 63% (1991)

Laboratoire de bactériologie Surveillance de la résistance aux antibiotiques dans le GH-BCB de 1991 à 2002 Laboratoire de bactériologie Bilan 2002

EVOLUTION DE L’INCIDENCE DES BMR POUR 100 ADMISSIONS BICHAT - CLAUDE BERNARD 1991-2001

EVOLUTION DE LA RESISTANCE DE ESCHERICHIA COLI AUX ANTIBIOTIQUES BICHAT – CLAUDE BERNARD 1991-2002 54 35 17 10 6 2

EVOLUTION DE LA RESISTANCE DE ENTEROBACTER CLOACAE AUX ANTIBIOTIQUES BICHAT – CLAUDE BERNARD 1991-2002 50 Ticarcilline Céfotaxime Gentamicine Amikacine Ac. nalidixique Ciprofloxacine 17 41 38 4 28 36 40 30 20 10 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

EVOLUTION DE LA RESISTANCE DE ACINETOBACTER BAUMANII AUX ANTIBIOTIQUES BICHAT – CLAUDE BERNARD 1991-2002 93 Ceftazidime 62 Ticarcilline 57 Ciprofloxacine 55 Gentamicine % de souches résistantes 43 Amikacine 36 Imipénème Année

EVOLUTION DE LA RESISTANCE DE PSEUDOMONAS AERUGINOSA AUX ANTIBIOTIQUES BICHAT - CLAUDE BERNARD 1993-2003

SUSCEPTIBILITY OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA TO ANTIMICROBIALS : A 2004 FRENCH MULTICENTER HOSPITAL STUDY. 1 : Besançon (CHU Jean-Minjoz) 2 : Bordeaux (CHR Pellegrin) 3 : Caen (CHRU Côte-de-Nacre) 4 : Clermond-Ferrand (Hôp Gabriel-Montpied) 5 : Lille (CHRU hôp. Calmette) 6 : Lyon (CH Lyon Sud) 7 : Montpellier (CHU Arnaud-de-Villeneuve) 8 : Strasbourg (Hôpitaux universitaires) 9 : Toulouse (CHU Rangueil ) 10 : Nantes (CHU Hôp G et R. Laennec) 11 : Paris (CHU Cochin) 12 : Paris (CHU Pitié-Salpétrière) 13 : Toulon (HIA Saint-Anne) 14 : Saint-Mandé (HIA Bégin) 15 : Paris (CHU Bichat)