Cette étude révèle comment l’antibiorésistance des entérobactéries productrices de β-lactamases à spectre étendu menace la santé publique à Sétif. Découvrez les gènes dominants identifiés par PCR-Multiplex et leurs implications pour le traitement des infections nosocomiales.
Discussion
Depuis plusieurs années, le nombre de bactéries résistantes aux antibiotiques est en constante augmentation, principalement en milieu hospitalier. La menace la plus importante à l’heure actuelle est observée chez les entérobactéries (Armand-Lefévre. 2017) où on assiste à l’émergence d’un grand nombre d’entérobactéries productrices de bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE).
Cette étude s’est déroulée du 01/01/2013 au 30/4/2017, période au cours de laquelle le recueil des données de différents types de prélèvements de patients hospitalisés des différents services au CHU de Sétif et de patients à titre externe a permis d’isoler 2421 souches d’entérobactéries. La souche E. coli est l’espèce la plus fréquemment isolée avec 49.91%, suivi par K.
pneumoniae (19.78%) et P. mirabilis (8.92%). Des études similaires confirme que E. coli est le pathogène le plus répandu (68,2 %), suivi de Klebsiella spp. (Thibaut et al. 2017). Le même constat a été fait au Maroc en 2005 où E. coli est également classé le germe le plus prédominant avec 44.7 % suivie par Klebsiella sp.
(Sekhsokh et al. 2008). Toutefois, en France, E. coli représente la première cause d’infection pathologique mais avec un pourcentage de 62% (Diamantis et al. 2017) ou de 93% (Ménard et al.2017).
La prévalence des entérobactéries isolées des infections nosocomiales est plus élevée par rapport à celles isolées des infections communautaires. Un taux plus élevé (74%) est isolée des infections hospitalière lors d’une enquête faite au CHU de Batna (Benammar et al. 2017). Cependant, ce pourcentage est inversé quand il s’agit d’infections urinaire où la fréquence d’isolement des entérobactéries provient plus des malades à titre externe (Lahlou et al.
2008 ; Hailaji et al. 2016). Il est également noté que les patients de sexe féminin sont un facteur de risque (Nadmi et al. 2010 ; Thibaut et al. 2017 ; Rakotovao-Ravahatra et al. 2017). Les infections particulièrement urinaires sont plus fréquentes chez les femmes avec un pourcentage élevé comparativement aux hommes.
Par ailleurs, la majorité de la population semble infectée. Selon les données de la répartition des entérobactéries suivant l’âge des patients. Les différentes tranches d’âge représentent des taux de colonisation plus au moins proches. Des études ailleurs soulèvent des constats mitigés. Certaines, supposent que les jeunes sont les plus infectés par rapport au vieux de plus de 65 ans (Ben Ayed et al.
2017). Par contre d’autres auteurs suggèrent que les personnes âgées sont les plus infectés, révélant ainsi que la démographie en termes d’âge, les traditions et les cultures de chaque région sont pratiquement les causes de ces différences.
Les antibiotiques les plus utilisées dans les infections à entérobactéries sont les β-lactamines. L’étude de la sensibilité des entérobactéries aux antibiotiques atteste d’un taux très élevé de résistance aux bêtalactamines. Les résistances maximales sont notées pour l’amoxiclline où (98.40%) des souches sont résistantes, suivie par la céfazoline (88.90%) et l’aztréonam (52.79%).
La résistance aux C3G est également élevée, elle est de (40.72% et (30.10%) respectivement pour la cefotaxime et la ceftazidime. Notre étude démontre à l’instar de nombreux autres travaux que la résistance des entérobactéries est un phénomène grandissant. La mauvaise utilisation des antibiotiques, l’automédication, la recrudescence de la vente illicite des antibiotiques, la mauvaise conservation des antibiotiques, les erreurs de prescription pourraient expliquer en partie l’évolution de la fréquence des résistances.
Une sensibilité remarquable de l’ampicilline (80%) est observée, la restauration de l’activité de cet antibiotique est réapparue suite à son non utilisation au niveau communautaire (sauf en dermatologie) qu’hospitalier. Concernant les aminosides, notre étude révèle une sensibilité élevée (>90%) à la gentamicine et la tobramycine. Ces taux de sensibilité sont bien encadrés par les travaux antérieurs (Tiouit.
2001). Notre étude révèle un faible taux de sensibilité au cotrimoxazole (20.38%). Cette constatation a été faite par certains auteurs au Maghreb où ils ont trouvé (29,94%) de souches sensibles. Par contre d’autres auteurs ont trouvé des pourcentages plus élevés de souches sensibles au cotrimoxazole (Weber. 1993). La résistance à l’AMC présente un taux plus faible que celui trouvé dans l’étude de Diamantis et al.
2017. Des taux faibles mais non négligeable aux C4G (8.39%) constitue un signe d’alerte et l’apparition de résistance combinée avec d’autres antibiotiques est un échec thérapeutique. Alors que, la FOX, IPM, ETP et AN restent les antibiotiques les plus efficaces, malgré la présence d’une légère résistance respectivement de 4.82, 4.71, 4.36 et 2.35%.
Ces résultats sont conformes à certains travaux (Benammar et al. 2017).
Les bactéries productrices de BLSE constituent une préoccupation majeure en milieu hospitalier en raison de leur diffusion épidémique et de leur multirésistance aux antibiotiques. En parallèle, le milieu communautaire joue un rôle primordial dans leur propagation. En effet, les BLSE sont retrouvées chez une vaste proportion de bacilles à Gram négatif, et les entérobactéries représentent les germes les plus incriminés (Gniadkowski. 2001).
Dans cette étude s’étalant sur quatre mois, l’incidence des souches d’entérobactéries productrices de BLSE est de 35%.Cette prévalence correspond à peu près à celle retrouvée dans certaines études nationales, en particulier celle faite à Annaba (31.40 %) (Nedjai et al.
2013) et à Tlemcen (39.22%) (Baba Ahmed-Kazi Tani et al. 2013); mais assez différente de celles rapportées dans d’autres pays, tels au Japon (6,4 %) (Luvsansharav et al. 2011) ou en Belgique (6.6%) (Rodriguez-Villa-Lobos et al. 2011). D’autres études récentes rapportent des taux d’EBLSE variant de 6 à 64 % selon les zones géographiques (Sood et Gupta. 2012 ; Kizilca et al. 2012) ces taux ont augmenté de 16 % en 2005 à 44 % en 2010 (Bourigault et al. 2013).
Les espèces d’entérobactéries les plus productrices de BLSE sont E. coli et K. pneumoniae avec des proportions de (41.07%) et (39.29%) respectivement, suivie par E. cloacae (7.14%) ceci corroborent les résultats d’autres études (Neulier et al. 2014). Par contre, les autres entérobactéries telles que M. morganii, S. marcescens, E. aerogenes et C.
freundii sont faiblement représentées. Cependant, des taux plus élevés de la prévalence de Klebsiella productrices de BLSE sont détectées en Amérique du Sud (45,4% à 51,9 %) (Villegas et al. 2008) et en Arabie Saoudite (55%) (Al-Agamy et al. 2009). En Iran, la prévalence des K. pneumoniae productrices de BLSE était très élevée, soit un taux alarmant de 72.1% (Feizabadi et al.
2010).Les résultats des taux d’E. cloacae (7.14%) productrices de BLSE rapportés dans cette étude sont plus faibles que les proportions trouvées dans les pays africains où des taux élevés ont été rapporté, soit (18.5%) au Mali (Duval et al. 2009).
La plupart des EBLSE (75%) sont isolées des infections hospitalières, donnant ainsi une haute prévalence que confirme l’étude nationale faite au CHU de Batna (74%) (Benammar et al. 2017).
Pratiquement, la prévalence globale de la production de BLSE a varié considérablement selon les zones géographiques des pays et dans différents structures hospitalières. Durant les quatre mois d’étude, les souches EBLSE ont été retrouvées dans tous les types de services. Cependant, certaines spécialités sont apparues plus concernées, tels que les services des maladies infectieuses, de néphrologie et de pédiatrie.
Dans ces services, les bactéries sont soumises à une pression élevée des antibiotiques. Bien plus, plusieurs de ces patients sont particulièrement vulnérables aux infections suite à une hospitalisation prolongée et après exposition à des dispositifs invasifs (sonde urinaire, cathéters veineux, ou tube endotrachéal). En effet, les patients hospitalisés au sein des unités de soins intensifs présentent plus de risques à contracter une BLSE (Stürenburg et Dietrich.
2003).En général, les services de réanimation sont fréquemment considérés comme des foyers d’origine pour la dissémination des bactéries productrices de BLSE en causant de nombreuses épidémies (Rodriguez-Villalobos et Struelens. 2006), ce qui est pratiquement le contraire des résultats de cette étude. Les services de réanimation ont mis des stratégies pour limiter cette dissémination.
En effet, un nombre significativement important des prélèvements recensés sont les urines (32%) prélevées surtout chez les patients hospitalisés. Ce résultat confirme que la majorité des souches BLSE proviennent des urines (Canton et al. 2008 ; Ebongue et al. 2015).
Dans notre étude, le sexe masculin (52%) est retrouvé comme facteur de risque. Ces résultats sont en accord avec ceux rapportés par certaines études (Colodner et al. 2004 ; Gupta et Datta. 2007). Néanmoins, d’autres ont conclu à un risque plus élevé pour les femmes (Rodriguez- Bano et al. 2008b ; Nedjai et al. 2013).
Les résultats de l’antibiogramme ont montré que les souches présentent une résistance totale de 100% à l’ampicilline, l’amoxicilline (aminopénicillines) et la ticarcilline (carboxypénicillines). Ainsi, les souches sont résistantes à 100 % aux céphalosporines de 1ére génération (C1G) la céfazoline et la céfalotine, aux C2G la céfuroxime, aux céphalosporines de 3émegénération (CAZ, CTX), à la Céfepime (C4G) et l’aztréonam (monobactame).Concernant les résistances des β-lactamines associé à l’acide clavulanique, une résistance élevée à AMC (amoxicilline/ac clavulanique) de 65% est notée. Contrairement à l’association PTB (Pipéracilline/Tazobactam) qui est plus actif avec seulement 23% de résistance.
La résistance aux C3G a été signalée dans plusieurs pays africains, Sénégal, Centre-Afrique, Maroc et Algérie (Frank et al. 2006; Ruppé et al. 2009; Bourjilat et al. 2011; Ahmed et al. 2012) avec des taux comparables à ceux trouvés. Cependant, ils sont plus élevés que ceux trouvés en Europe, aux USA et en Chine (Goossens et Grabein. 2005; Hirakata et al. 2005; Winokur et al. 2001) et en Iran (Feizabadi et al. 2010).
Les autres familles d’antibiotiques ont donné une très forte résistance à l’association sulfamides SXT (75%) ; aux quinolones (70% pour la CIP et 35% pour la LVX) de même qu’aux aminosides (61% pour la GN et 63% pour la TOB).
Récemment, un taux beaucoup plus important a été retrouvé dans une étude algérienne, où le pourcentage de la résistance de souches EBLSE est de 100% de résistance à la majorité des antibiotiquesC3G testés, gentamicine et tobramycine (Touati et al. 2012).
Les molécules les plus actives ont été l’imipénème (95 %), l’amikacine (85 %) et la fosfomycine (80 %). La céfoxitine n’est active que chez 70 % des souches.
Il est actuellement prouvé que l’utilisation des antibiotiques, notamment les C3G dans un but thérapeutique est le facteur de risque le plus important dans le développement de résistances
bactériennes (Rubin et Samore. 2002). Cette pratique est devenue un problème majeur de santé public. Ainsi, des résistances croisées sont observées avec les aminosides, fluoroquinolones, quinolones, et les triméthoprimes–sulfamethoxazoles. Ceci est en rapport avec l’utilisation abusive d’antibiotiques à large spectre (pénicillines, céphalosporines, fluoroquinolones, aminosides).
L’analyse du profil plasmidique des 56 souches BLSE étudiées a montré que nos bactéries possèdent de 1 à 4 types différents de plasmide. Cependant, cette diversité est responsable de la résistance et la co-résistance aux antibiotiques. Dans d’autres études (Mendonça et al. 2009; Tandé et al. 2009, Ahmed et al. 2012) la co-résistance serait due à la présence chez ces souches de grands plasmides qui portent en plus des gènes bêtalactamases d’autres gènes de résistances.
La séparation par électrophorèse des produits PCR-Multiplex de 33 souches d’entérobactéries isolées a permis de mettre en évidence la production de trois types de BLSE, avec une nette prédominance de BLSE de type CTX-M, soit 88%, suivie de SHV 45% et TEM 18%.
Quoique les prévalences soient relativement différentes, le CTX-M est retrouvé majoritaire dans plusieurs études, notamment au Cameroun où les BLSE de type CTX-M est de 97 %, en Afrique du Sud (95 %), en Guinée-Bissau (94,8 %), au Niger (91 %), en Algérie (76 %) au Burkina-Faso (65,49 %), en France (45 %) et en Allemagne (85%) (Giraud-Morin et Fosse. 2008; Peirano et al. 2011; Woerther et al., 2011; Isendahl et al., 2012; Lonchel et al., 2012; Nedjai et al., 2013; Zongo et al. 2015 ; Pietsch et al. 2017).
Le CTX-M appartient aux Bêtalactamases de classe A, décrit pour la première fois en Europe Occidentale et dès lors retrouvé un peu partout dans le monde (Bradford, 2001a; Bonnet, 2004; Paterson et Bonomo, 2005).Dans cette étude, la BLSE CTX-M a dominé chez Escherichia (69%); cette observation est également faite par plusieurs auteurs (Metuor Dabire. 2014; Zongo et al. 2015).
Dans cette étude, 33 isolats producteurs de BLSE sont détectés. Les souches BLSE sont toutes multirésistantes. Les mêmes résultats ont été rapportés dans l’étude d’Ahoyo et al. 2007, les souches BLSE porteuses de gènes CTX-M, sont porteuses d’autres gènes de résistance. Des études antérieures ont montré que les plasmides qui interviennent dans la résistance aux BLSE peuvent transporter plus d’un gène bêta-lactamase comme CTX-M, SHV et TEM, ce qui peut potentialiser l’action des bêtalactamases. Ces gènes sont portés par le même plasmide conjuguatif et peuvent être transférés dans d’autres souches (Ahoyo et al. 2007). Les bêtalactamases de type TEM sont décrites depuis assez longtemps. Aujourd’hui,
plus de100 dérivés de bêta-lactamase de type TEM sont décrits et beaucoup d’entre eux sont des BLSE. Contrairement aux bêtalactamases de type TEM, le groupe des bêtalactamases CTX-Ma connu une évolution rapide ces dernières années.
Conclusion et Perspectives
La résistance aux antibiotiques, surtout par production de BLSE est une réalité en Algérie et partout dans le monde et leur large dissémination risque de compromettre le traitement des infections courantes dans la communauté comme dans les hôpitaux.
Actuellement, la diffusion de ces souches multi-résistantes, d’entérobactéries productrices de BLSE et de céphalosporinase plasmidique constitue une menace de santé publique, réduisant de manière importante les alternatives thérapeutiques pour le traitement des infections sévères.
Ce travail, réalisé de façon rétrospective sur une période de quatre ans et quatre mois de 2013 jusqu’au 30/04/2017, a pour objectif de définir le profil épidémiologique et moléculaire de souches isolées de patients à titre externe et de patients hospitalisés aux différents services du CHU de Sétif.
Durant cette période, 2421 souches d’entérobactéries ont été isolées dont E. coli est la souche la plus fréquente (n= 1160), suivie par K. pneumoniae (n=479) et P.mirabilis (n=216). Ces souches proviennent majoritairement du milieu hospitalier (57.71 %) et semblent coloniser les adultes plutôt que les enfants où le sexe féminin représente un facteur de risque.
Le profil de résistance de ces entérobactéries atteste d’un taux très élevé de résistance aux bétalactamines. Les valeurs maximales sont notées pour l’amoxiclline où 98.40% des souches sont résistantes et les plus faibles résistances sont notées pour les carbapénèmes (l’imipeneme et l’ertapeneme) et la cefoxitine.
Les 56 entérobactéries productrices de BLSE isolées durant l’année 2017 représentent 35% de la totalité des entérobactéries isolées pendant cette période. Elles sont réparties comme suit : 23 E. coli, 22 K. pneumoniae, 4 E. cloacae, 3 M. morganii, 2 S. marcescens, 1 E. aerogenes et 1 C. freundii. Elles sont plutôt issues d’infections nosocomiales (75%) que communautaires (25%). Les services les plus concernés sont l’infectieux et la néphrologie et les prélèvements les plus incriminés sont les urines et le pus.
Ces souches EBLSE ont des résistances très élevées (100%) à la majorité des β-lactamines (AMX, AMP, TIC, C3G, C4G et l’aztréonam).Alors que l’IMP, ERT, MER, AMK et FOS restent les antibiotiques les plus actifs.
Le profil plasmidique des souches EBLSE confirme qu’elles peuvent héberger de 1 à 4 types de plasmides.
La caractérisation des gènes des BLSE effectuée sur l’ADN (plasmidique ou chromosomique) de 33 souches par l’amplification multiple des gènes (CTX-M, TEM et SHV) a permis l’obtention d’une prévalence de CTX-M (87.87%) suivie de SHV (42.42%) et de TEM (27.27%). Toutefois, cinq souches (4 K. pneumoniae et 1 E. aerogenes) semblent porter les 3 gènes de résistance en même temps, indiquant la gravité de ce phénomène.
En effet, il est nécessaire de prendre des mesures de prévention pour éviter toute infection par ces germes redoutables qui sont une cause importante de morbidité et de mortalité au niveau mondiale. Pour ce faire il faut améliorer l’observance de l’hygiène des mains, diminuer la charge de travail par l’augmentation du nombre des soignants et réduire la proportion de patients recevant des antibiotiques à l’admission et la durée de traitement.
La lutte contre l’émergence et la diffusion de ces souches multirésistantes aux antibiotiques passe par une meilleure et moindre utilisation des antibiotiques. En effet, une politique d’antibiothérapie justifiée et/ou d’une restriction dans la prescription des céphalosporines de troisième génération et même de toutes les céphalosporines conduisent à une diminution significative de la fréquence des BLSE.
Enfin, les scientifiques à l’heure actuelle cherchent des alternatives qui aide à contrôler en quelque sorte la résistance aux antibiotiques ou la réguler une bonne fois pour toute :
- L’amélioration de la structure des anciens antibiotiques,
- L’association avec des inhibiteurs des bêtalactamases d’une structure améliorée,
- L’inhibition du transfert des plasmides,
- L’utilisation des peptides antimicrobiens (PAMs),
- Le contrôle de l’activité du riborégulateur,
- L’utilisation de la nanotechnologie,
- L’utilisation des ARN interférents et
- La phagothérapie.
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Figure 31. Stratégies et les cibles bactériennes utilisées pour lutter contre la résistance aux antibiotiques (Lemaoui et al. 2017).