PREVALENCE ET PROFIL DE RESISTANCE DES ENTEROBACTERIES PRODUCTRICES DE BETA LACTAMASES A SPECTRE ELARGI (BLSE) À ABIDJAN CÔTE D IVOIRE DE 2005 À 2006

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1 , pp EDUCI GUESSENND N. 1* KACOU-N DOUBA A. 1, 4 GBONON V.1 YAPI D. 2 EKAZA E. 1 DOSSO M. 1 COURVALIN P. 3 PREVALENCE ET PROFIL DE RESISTANCE DES ENTEROBACTERIES PRODUCTRICES DE BETA LACTAMASES A SPECTRE ELARGI (BLSE) À ABIDJAN CÔTE D IVOIRE DE 2005 À 2006 Les objectifs de cette étude étaient de déterminer la prévalence des entérobactéries productrices de β-lactamase à spectre élargi et d évaluer leur niveau de résistance aux autres antibiotiques. De janvier 2005 à décembre 2006, 1686 entérobactéries ont été isolées de produits biologiques divers. Leur identification a été réalisée selon les tests bactériologiques conventionnels. Un antibiogramme selon la méthode de diffusion de disques a été réalisé. La prévalence observée était de 9%. Les espèces prédominantes étaient Klebsiella pneumoniae (43,6%) et Escherichia coli (42,4%). Les taux de résistance étaient de 44,4%, 71,5% et 70,9% respectivement pour la cefoxitine, la céfépime et la ciprofloxacine. La sensibilité à l imipénème RESUME était de 100%. Les taux de résistance vis-àvis des aminosides étaient de 74,8% pour la gentamycine et de 36,4% pour l amikacine. Le phénotype KTG était présent dans 49,3%. La présence des entérobactéries productrices de β-lactamases à spectre élargi doit être prise en compte dans notre épidémiologie locale en vue de l élaboration d algorithmes thérapeutiques. La caractérisation moléculaire de ces souches s impose, pour étudier les différents enzymes impliqués dans la résistance aux bêta-lactamines. Mots-clés : Entérobactéries - β-lactamases à spectre élargi - résistanceantibiotiques. 1- Institut Pasteur de Côte d Ivoire-Centre National de Référence des Antibiotiques de Côte d Ivoire 2- Département de Chimie Thérapeutique-UFR des Sciences Pharmaceutiques 3- Centre de National de Référence des Antibiotiques France-Institut Pasteur de Paris 4- Centre Hospitalier Universitaire de Cocody *Correspondance : Nathalie Guessennd, Mail : guessennd@yahoo.fr - 08 BP 1563 Abidjan 08

2 64 The purposes of this study were to determine the prevalence of Extended Spectrum β Lactamases-producing enterobacteria and to evaluate their resistance rates to other antibiotic agents. During January 2005 to December 2006, 1686 enterobacteria strains have been isolated from various infections. Their identification has been realized according to conventionnal bacteriologic tests. Antibiotic susceptibility tests according to disc diffusion method, has been realized. A global prevalence of 9% was found. The predominant species were Klebsiella pneumoniae (43.6%) and Escherichia coli (42.4%). The rates of resistance were respectively 44.4% for cefoxitin, 71.5% for Les entérobactéries occupent une place importante en pathologie infectieuse. Elles sont souvent incriminées dans les infections urinaires, les suppurations, les septicémies [Kumamoto Y et al, 2006]. Les antibiotiques font partie des molécules les plus prescrites notamment en Afrique, parmi ces antibiotiques les bêta-lactamines venaient en tête [Dosso M et al, 2000]. L une des conséquences est l émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques notamment aux β-lactamines, qui constitue ainsi un problème dans la prise en charge thérapeutique. L étude des mécanismes de résistance des bactéries aux antibiotiques a permis de détecter l un des mécanismes les plus fréquents que constitue la résistance enzymatique. La production de Il s agit d une étude expérimentale de l expression de la résistance aux β-lactamines chez les entérobactéries isolées de patients, enrôlés de janvier 2005 à décembre Ces souches ont été isolées de produits biologiques divers. L origine des souches était aussi bien hospitalière qu ambulatoire, pour des syndromes infectieux divers tels SUMMARY INTRODUCTION MATÉRIEL ET MÉTHODES cefepim and 70.9% for ciprofloxacin. All the strains have been susceptible to imipenem at 100%. For aminosides, the rates of resistance were 74.8% for gentamycin and 36.4% for amikacin. The pattern KTG was found in 49.3%. The presence of enterobacteria which produce β lactamase with a large spectrum must be taken into consideration in our local epidemiology study, in order to elaborate therapeutic algorithm. The molecular characterization of those strains is important in order to study the different enzymes implied in resistance of the β lactamines. Key words : Enterobacteria - Extended Spectrum β - Lactamase - resistance - antibiotic, agents. β-lactamase en est un exemple [Livermore DM, 1995]. Les β-lactamases à spectre élargi (BLSE) ont la particularité de toucher les β-lactamines y compris les céphalosporines de 3 ème génération. De part leur déterminisme génétique, les bactéries productrices de BLSE sont souvent résistantes à plusieurs autres antibiotiques [Philippon A et al, 1994]. Ce phénomène de résistance est observé aussi bien dans les pays développés qu en Afrique [ Gangoué-Piéboji, 2005 ; Brink A. et al, 2007]. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer la prévalence des entérobactéries productrices de BLSE à Abidjan et de décrire leurs phénotypes de résistance aux autres antibiotiques habituellement utilisés dans les infections bactériennes. que les infections urinaires, les septicémies, les suppurations, et les infections pulmonaires. Les données et le matériel biologique sont issus du programme de surveillance continue des résistances bactériennes. Au total, 1686 entérobactéries ont été isolées de prélèvements divers à visée bactériologique.

3 65 L isolement et l identification des souches ont été réalisés selon les tests bactériologiques conventionnels. Un antibiogramme standard a été réalisé par la méthode de diffusion de disques. Les antibiotiques habituellement utilisés dans le traitement des infections à bacilles à Gram négatif producteurs de BLSE ont été sélectionnés; ainsi 12 antibiotiques ont été testés : gentamycine (30UI), amikacine (30µg), tobramycine (10µg), amoxicilline+acide clavulanique (20/10µg), céfépime (30µg), céfotaxime (30µg), ceftazidime (30µg), céfoxitine (30µg), imipénème (10µg), ciprofloxacine (5µg), cotrimoxazole (1,25/23,75µg) et fosfomycine (50µg). La méthode de double synergie a été utilisée pour la détection systématique des BLSE, en plaçant autour du disque d amoxicilline + acide clavulanique, les disques de céfépime, de céfotaxime, et de ceftazidime, à une distance de 3cm de centre à centre, selon les recommandations du Comité Français d Antibiogramme de la Société Française de Microbiologie, CA-SFM Pour les souches négatives au test de double synergie, les BLSE ont été détectés par le test à la cloxacilline incorporée à 250µg/ml de gélose Mueller Hinton en surfusion. Les aminosides ont été particulièrement étudiés du fait de leur indication dans l association d antibiotiques lors des infections à bactéries multi-résistantes. Le phénotype de résistance a été défini à partir de la sensibilité aux trois aminosides marqueurs que sont la gentamycine, la tobramycine et l amikacine. Les différents phénotypes correspondent à des mécanismes de résistance différents. Cinq phénotypes suivants ont été déterminés : Phénotype sauvage : sensible à tous les aminosides marqueurs KTG = résistance croisée à la kanamycine, gentamycine et tobramycine KGTANt = résistance croisée à tous les aminosides KTNm = résistance croisée à kanamycine, tobramycine et à la néomycine KTANt = résistance croisée à la kanamycine, à la tobramycine et à l amikacine. K= Kanamycine, T= Tobramycine, G= Gentamycine, A= Amikacine, Nt=Netilmycine, Nm= Néomycine. Les souches de référence E. coli ATCC25922 et K. pneumoniae ATCC ont été incluses au cours des antibiogrammes dans le but d effectuer le contrôle de qualité interne. La lecture et l interprétation ont été effectués selon les recommandations du Comité Français d Antibiogramme de la Société Française de Microbiologie, CA-SFM Ont été considérées comme doublons des souches d une même espèce bactérienne isolées d un même patient quel que soit le prélèvement d origine, et quelles que soient les différences de sensibilité aux antibiotiques. Sur ces critères, les doublons ont été éliminés. Ainsi, à une souche correspondait un patient. Les taux de résistance calculés sont la somme des taux des souches intermédiaires et des souches résistantes. Sur un total de 1686 entérobactéries isolées de 2005 à 2006, 151 étaient productrices de BLSE soit une prévalence de 9%. La répartition des espèces d entérobactéries productrices de BLSE selon les produits biologiques est consignée dans le tableau I. Deux espèces étaient RESULTATS prédominantes, K. pneumoniae avec 66 souches soit 43,6% et E. Coli avec 64 souches soit 42,4%. Le genre Enterobacter était représenté avec 14 souches dont neuf isolats d E. cloacae (6%). Quant aux produits biologiques, la proportion des entérobactéries productrices de BLSE était

4 66 élevée dans les urines avec 65,5% et suivie du sang avec 19,2% et du pus avec 13,2%. Concernant les niveaux de résistance bactérienne aux antibiotiques résumés dans le tableau II, les souches testées étaient toutes sensibles à l imipénème (100%). Pour les autres β-lactamines, la résistance était de 44,4% pour la céfoxitine et de 71,5% pour le céfépime. Le taux de résistance aux quinolones était de 70,9% pour la ciprofloxacine et de 76,8% pour l acide nalidixique. Pour les autres antibiotiques, seule la fosfomycine était la plus active avec seulement 4% de résistance. Les souches étaient résistantes au cotrimoxazole dans 91,4%. La résistance des souches aux aminosides a permis d établir les profils antibiotypiques comme le montre la figure. Le phénotype sauvage ou sensible à tous les aminosides représentait 10,6% de l ensemble des souches. Les phénotypes résistants les plus représentés étaient le phénotype KTG (résistance croisée à la kanamycine, à la gentamycine et à la tobramycine) avec 49% des souches (74/151), suivi du phénotype KGTANt ou résistant à tous les aminosides avec 27,9% (42/151). Tableau I : Répartition des 151 souches d entérobactéries productrices de BLSE selon les produits biologiques à Abidjan de 2005 à 2006 Genre Bactéries Espèces (n) Nombre de souche par produits biologiques % Urines Sang Pus Expectoration Ascite Klebsiella (N = 73) Escherichia (N = 64) K. pneumoniae (66) 43, K. oxytoca (7) 4, E. coli (64) 42, E. cloacae (9) 5, Enterobacter (N = 14) E. aerogenes (1) 0, E. sakazaki (1) 0, E. gergoviae (3)

5 67 Tableau II : Niveau de résistance des souches d entérobactéries productrices de BLSE vis-à-vis des antibiotiques à Abidjan de 2005 à 2006 Niveau de résistance Antibiotiques Nombre de Valeurs* I R I+R souches testées critiques (mm) Nb (%) Nb(%) Nb(%) AMC (68,6) 35 (25,5) 129 (94,2) Céfoxitine (23,2) 29 (19,2) 64 (44,4) Céfépime (43,7) 42 (27,8) 108 (71,5) Imipénème (0) 0 (0) 0 (0) Acide nalidixique (6,6) 106 (70,2) 116 (76,8) Ciprofloxacine (0) 107 (70,9) 107 (70,9) Gentamycine (0,7) 112 (74,2) 113 (74,8) Amikacine (13,2) 35 (23,2) 55 (36,4) Tobramycine (2,6) 131 (86,8) 135 (89,4) Fosfomycine (0) 6 (4) 6 (4) Cotrimoxazole (4,6) 131 (86,8) 138 (91,4) *Selon le CA-SFM 2007 I = Intermédiaire ; R = Résistant ; AMC = amoxicilline + acide clavulanique Figure : Répartition des profils phénotypiques aux aminosides des souches d entérobactéries productrices de BLSE à Abidjan de 2005 à Sauvage = sensible à tous les aminosidesmarqueurs KTG = résistance croisée à la kanamycine, gentamycine et tobramycine KGTANt = résistance croisée à tous les aminosides KTNm = résistance croisée à kanamycine, tobramycine et à la néomycine KTANt = résistance croisée à la kanamycine, à la tobramycine et à l amikacine

6 68 L émergence des entérobactéries productrices de BLSE est signalée à travers le monde. Une étude multicentrique menée en 2001 et 2002 dans 13 pays européens, trois pays du Moyen Orient et un pays d Afrique (Afrique du Sud), rapportait un taux de 10,5%. [Bouchillon 2004]. La fréquence de 9% observée dans notre étude était supérieure à celle rapportée en France (5,2%), en Hollande (2%) et en Allemagne (2,6%). Des travaux réalisés en Afrique notaient des taux plus élevés avec 12% au Cameroun, 15% en Afrique du Sud, et 38,5% en Egypte [Bouchillon 2004], [Gangoué Pieboji 2005]. Parmi les espèces bactériennes, K. pneumoniae et E. coli étaient les plus représentées avec des taux respectifs de 43,6% et 42,4%. Cette prédominance était signalée par plusieurs auteurs. Ainsi pour K. pneumoniae, les taux allaient de 21,9% aux Philippines, à 30,7% en Chine, et à 35,6% à Singapour pour. En Afrique, les taux étaient de 18,8% au Cameroun et 28,1% en Afrique du Sud. D autres auteurs ont obtenu des prévalences de 22% en Tunisie [Ben Hassen 1990] et au Sénégal [Ben Redjeb 1998] et 33,3% en Ethiopie [Seid 2005]. Les fréquences rapportées en Australie et au Japon étaient inférieures à 10% [Hirakata 2005]. En Turquie, Eksi et al (2007) ont obtenu un taux de 45% pour Klebsiella et 32% pour E. coli. En Arabie Saoudite, ces taux étaient respectivement de 36% et 60% [Al-Zarouni 2008]. Ces prévalences rapportées par le programme de surveillance mondiale de la résistance aux antibiotiques (SENTRY) étaient respectivement pour l Amérique latine de 45% et 8,5%, le Pacifique Occidental 25% et 7,9%, et l Europe 23% et 5,3% [Winokur 2001]. Chez Enterobacter, le taux de BLSE à Abidjan (Côte d Ivoire) était de 9,3%. Il était de 12% en Afrique du Sud [Brink 2005]. Cette faible prévalence pourrait s expliquer par le fait que l hyperproduction DISCUSSION de céphalosporinase masquerait une éventuelle BLSE [Paterson 2005]. Sur 151 souches productrices de BLSE, 99 provenaient d urines soit 65,5%, ce qui se rapproche des résultats obtenus par Philippon [1993]. Dans la famille des β-lactamines, les entérobactéries BLSE sont habituellement résistantes au Céphalosporines de 3 ème génération et à l aztréonam, mais sensibles aux Céphalosporines de 4 ème génération et aux carbapénèmes. Dans notre étude, toutes les souches testées étaient sensibles à l imipénème. Cet antibiotique est donc considéré comme la molécule de choix pour le traitement des entérobactéries multirésistantes. [Endimiani 2007] ; [Labombardi 2006]. Cependant, l émergence d une résistance à l imipenème a été rapportée aux USA [Paterson 2006]. D autre part, la résistance à la céfoxitine était de 44,4%. Ce fait a été également observée d autres auteurs [Song W 2006 ; Roh KH 2008]. Le mécanisme de cette résistance pourrait s expliquer par une production de céphalosporinase [Bradford 2001] ou par une imperméabilité due à l altération des porines [Coudron 2002]. Concernant les quinolones, les taux de résistance étaient de 70,2% pour la ciprofloxacine et 76,8% pour l acide nalidixique. Elki [2007] en Turquie ont obtenu un taux de 76% pour la ciprofloxacine. De même Cueto en Espagne [2006] rapportaient un taux inférieur à 50%. Par contre au Japon, Kumamoto [2004] ont fait état d un taux de 18,8% chez des souches de E. coli responsables d infections urinaires. Pour les aminosides, la molécule la plus active était l amikacine avec 36,4% de résistance. Ce taux est inférieur à ceux de 64% à 77% observés en Turquie respectivement pour E. coli et K. pneumoniae [Eski 2007]. Concernant les autres antibiotiques, seule la fosfomycine avait une bonne activité avec 4% de résistance dans notre

7 69 étude. Un taux plus faible de 0,3% a été mentionné par de Cueto [2006] en Espagne. Par contre, le cotrimoxazole avait un taux de résistance très élevé de 91,4%. Ce taux pourrait s expliquer par le fait qu en Côte d Ivoire, le cotrimoxazole est utilisé en chimioprophylaxie dans l infection à VIH/ SIDA. En Turquie, cette résistance était de 55,6% pour E. coli et de 68% pour K. pneumoniae [Eski F. 2007]. La circulation des entérobactéries productrices de BLSE à Abidjan est relativement importante avec un taux de 9%. Cette résistance est souvent associée à d autres antibiotiques comme la cefoxitine, les aminosides et la ciprofloxacine. La bonne sensibilité des bactéries à l imipénème fait d elle une molécule de choix dans les CONCLUSION REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES associations d antibiotiques. Ces données pourraient servir de base à l élaboration d algorithmes thérapeutiques dans les infections à entérobactéries productrices de BLSE. La caractérisation moléculaire de ces souches devrait se poursuivre afin d étudier les différents mécanismes de résistance. Al-Zarouni M Al-Zarouni M, Senok A, Rashid F, Al-Jesmi SM, and Panigrahi D (2008) Prevalence and antimicrobial susceptibility pattern of extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae in the United Arab Emirates. Med Princ Pract.;17(1): Ben Hassen A, Fournier G, Kechrid A, Fendri C, Ben Redjeb S, and Philippon A (1990) Enzymatic resistance to cefotaxime in 56 strains of Klebsiella spp., Escherichia coli and Salmonella spp. at a Tunisian hospital ( ) Pathol Biol (Paris). ; 38(5): Ben Redjeb S, Fournier G, Mabilat C, Ben Hassen A, and Philippon (1990) A Two novel transferable extended-spectrum beta-lactamases from Klebsiella pneumoniae in Tunisia. FEMS Microbiol Lett. ;55(1-2): Bouchillon SK, Johnson BM, Hoban DJ, Johnson JL, Dowzicky MJ, Wu DH, Visalli MA, and Bradford PA (2004)Determining incidence of extended spectrum beta-lactamase producing Enterobacteriaceae, vancomycin-resistant Enterococcus faecium and methicillin-resistant Staphylococcus aureus in 38 centres from 17 countries: the PEARLS study Int. J. Antimicrob. Agents.;24: Bradford PA (2001) Extended-spectrum beta-lactamases in the 21st century: characterization, epidemiology, and detection of this important resistance threat Clin Microbiol Rev. ; 14(4): Brink A, Moolman J, da Silva MC andbotha M (2007); National Antibiotic Surveillance Forum. Antimicrobial susceptibility profile of selected bacteraemic pathogens from private institutions in South Africa. S Afr Med J. ;97(4): Coudron PE, Hanson ND, and Climo MW (2003) Occurrence of extended-spectrum and AmpC beta-lactamases in bloodstream isolates of Klebsiella pneumoniae: isolates harbor plasmidmediated FOX-5 and ACT-1 AmpC betalactamases. J Clin Microbiol.;41(2): De Cueto M, Hernández JR, López-Cerero L, Morillo C, and Pascual A (2006) Activity of fosfomycin against extended-spectrum beta-lactamase producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae Enferm Infecc Microbiol Clin. ;24(10): Dosso M, Bissagnene E, Coulibaly M, et al (2000). Résistances acquises et prescriptions d antibiotiques en Afrique : quelles adéquations? Med Mal Infect ; 30 : Ekşi F, Ozer G, and Balci I (2007)Investigation of the frequency of extended spectrum beta-lactamases and antibiotic resistance in clinical isolates of Escherichia coli and Klebsiella sp. Mikrobiyol Bul. 41(3): Endimiani A, and Paterson DL (2007). Optimizing therapy for infections caused by enterobacteriaceae producing extended-spectrum beta-lactamases. Semin Respir Crit Care Med. ;28(6):646.

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