Isolation d’Escherichia coli et de Klebsiella pneumoniae produisant des β-lactamases à spectre étendu (BLSE-) chez des patients atteints d’infections urinaires communautaires à l’hôpital spécialisé de l’université de Jimma, dans le sud-ouest de l’Éthiopie

Abstract

Contexte. Klebsiella pneumoniae et Escherichia coli sont les principaux organismes producteurs de β-lactamase à spectre étendu (BLSE) de plus en plus isolés comme causes d’infections urinaires compliquées et restent une cause importante d’échec de la thérapie avec les céphalosporines et ont de graves conséquences sur le contrôle des infections. Objectif. Évaluer la prévalence et les profils de résistance aux antibiotiques d’Escherichia coli et de Klebsiella pneumoniae produisant des BLSE à partir d’infections urinaires d’origine communautaire à l’hôpital spécialisé de l’université de Jimma, dans le sud-ouest de l’Éthiopie, en 2016. Méthodologie. Une étude transversale en milieu hospitalier a été menée, et un total de 342 échantillons d’urine ont été mis en culture sur gélose MacConkey pour la détection des agents étiologiques. Des méthodes de synergie à double disque (DDS) ont été utilisées pour la détection des souches productrices de BLSE. Un disque d’amoxicilline + acide clavulanique (20/10 µg) a été placé au centre de la gélose Mueller-Hinton, et le céfotaxime (30 µg) et la ceftazidime (30 µg) ont été placés à une distance de 20 mm (centre à centre) du disque d’amoxicilline + acide clavulanique. L’amélioration de la zone d’inhibition de l’un des disques de céphalosporine sur le côté faisant face à l’amoxicilline + acide clavulanique a été considérée comme un producteur de BLSE. Résultats. Dans la présente étude, les phénotypes producteurs de BLSE ont été détectés dans 23% (n = 17) des isolats urinaires, dont Escherichia coli représente 76,5% (n = 13) et K. pneumoniae 23,5% (n = 4). Les phénotypes producteurs de BLSE ont montré une résistance élevée à la céfotaxime (100 %), à la ceftriaxone (100 %) et à la ceftazidime (70,6 %), tandis que les isolats producteurs et non producteurs de BLSE ont montré une faible résistance à l’amikacine (9,5 %), et aucune résistance n’a été observée avec l’imipénème. Dans l’analyse des facteurs de risque, l’utilisation antérieure d’antibiotiques à plus de deux reprises au cours de l’année précédente (odds ratio (OR), 6,238 ; intervalle de confiance (IC) à 95 %, 1,257-30,957 ; p = 0,025) et les infections urinaires récurrentes à plus de deux reprises au cours des six derniers mois ou à plus de trois reprises au cours de l’année précédente (OR, 7,356 ; IC à 95 %, 1,429-37,867 ; p = 0,017) ont été associées de manière significative aux groupes producteurs de BLSE. Conclusion. Des souches productrices de β-lactamases à spectre étendu (BLSE) ont été détectées dans les isolats des voies urinaires. La multirésistance aux céphalosporines de troisième génération, aux aminoglycosides, aux fluoroquinolones, au triméthoprime-sulfaméthoxazole et aux tétracyclines est plus fréquente chez les producteurs de BLSE. Ainsi, la détection et la déclaration des organismes producteurs de BLSE ont une importance primordiale dans la prise de décision clinique.

1. Introduction

Des microbes résistants aux médicaments de toutes sortes peuvent se déplacer parmi les personnes et les animaux, d’un pays à l’autre sans préavis. Depuis le 21e siècle, on pense que l’émergence de bactéries productrices de β-lactamases à spectre étendu (BLSE) peut présenter un risque croissant de transmission de souches résistantes chez les humains et les animaux. Il s’agit d’un problème de santé publique mondial préoccupant car les infections causées par ces organismes producteurs d’enzymes sont associées à une morbidité et une mortalité plus élevées et à une charge fiscale plus importante. Le problème est clairement grave dans les pays en développement où les études sur ce sujet, la disponibilité des médicaments et leur utilisation appropriée étaient limitées et le taux de résistance était élevé .

Les organismes producteurs de BLSE sont capables d’hydrolyser la pénicilline, les céphalosporines à large spectre et les monobactames, mais ils n’affectent pas les céphamycines ou les carbapénèmes, et leur activité est inhibée par l’acide clavulanique. En outre, les organismes producteurs de BLSE présentent souvent une résistance à d’autres classes d’antimicrobiens, comme les fluoroquinolones, les aminoglycosides et le triméthoprime-sulfaméthoxazole, en raison des mécanismes de résistance associés, qui peuvent être codés par le chromosome ou le plasmide. On pense que l’utilisation généralisée des céphalosporines de troisième génération est la principale cause des mutations de ces enzymes qui conduisent à l’émergence des BLSE codées par un plasmide. Ces BLSE ont été transférés entre les bactéries par des plasmides, qui ont été à leur tour propagés par distribution clonale entre les hôpitaux et les pays par la mobilité des patients .

La présence de BLSE complique la sélection des antibiotiques, en particulier chez les patients atteints d’infections graves, comme les bactériémies. La raison en est que les bactéries productrices de BLSE, y compris celles provenant de la communauté, sont souvent multirésistantes à divers antibiotiques ; une caractéristique intéressante des isolats qui produisent des CTX-M (CTX signifie céfotaximases et M pour Munich) est la corésistance aux fluoroquinolones. Les BLSE de type CTX-M ont été décrites comme une enzyme hydrolysant préférentiellement la céfotaxime par rapport à la ceftazidime et hydrolysant également la céfépime avec une grande efficacité.

La propagation et le fardeau des bactéries productrices de BLSE sont plus importants dans les pays en développement. Les résultats d’une étude récente ont montré que la prévalence combinée des infections associées aux soins de santé dans les environnements à ressources limitées (15,5 %) était deux fois supérieure à la prévalence moyenne en Europe (7,1 %). Parmi les raisons plausibles de cette différence, on peut citer les conditions suivantes qui prévalent dans les pays à faibles revenus : hôpitaux surpeuplés, auto-traitement et utilisation plus importante d’antimicrobiens non prescrits, hygiène plus médiocre en général et en particulier dans les hôpitaux, et contrôle moins efficace des infections .

Par rapport au reste du monde, on manque généralement de données complètes concernant les entérobactéries productrices de BLSE dans les pays africains. La situation réelle de la résistance aux antibiotiques n’est pas non plus claire puisque les organismes producteurs de BLSE ainsi que les producteurs non BLSE ne sont pas systématiquement cultivés et leur résistance aux antibiotiques ne peut pas être testée. Par conséquent, cette étude a été menée pour déterminer la prévalence et le schéma de résistance antimicrobienne d’Escherichia coli et de Klebsiella pneumoniae producteurs de BLSE isolés chez des patients atteints d’infections urinaires communautaires à l’hôpital spécialisé de l’Université de Jimma, dans le sud-ouest de l’Éthiopie.

2. Matériaux et méthodes

2.1. Zone et période d’étude

L’étude a été menée à l’hôpital spécialisé de l’université de Jimma (JUSH) dans la ville de Jimma de mars à juin, 2016. L’hôpital spécialisé de l’Université de Jimma est situé au sud-ouest d’Addis-Abeba, capitale de l’Éthiopie, et il est actuellement le seul hôpital universitaire de plus de 300 lits dans la partie sud-ouest du pays.

2.2. Conception de l’étude et participants à l’étude

Une étude transversale a été menée pour évaluer la prévalence et le schéma de résistance antimicrobienne d’E. coli et de K. pneumoniae producteurs de BLSE parmi les infections urinaires d’origine communautaire à l’hôpital universitaire spécialisé de Jimma (JUSH), dans le sud-ouest de l’Éthiopie. Tous les patients externes avec des groupes d’âge de ≥15 ans et qui sont soupçonnés de symptômes d’infections des voies urinaires comme diagnostiqué cliniquement dans les 48 heures de l’admission et ceux qui viennent des services ambulatoires pour le diagnostic de laboratoire de l’urine ont été pris comme participants à l’étude. Un consentement éclairé écrit a été obtenu des patients ou de leurs tuteurs avant la collecte des données. Les patients suspectés de symptômes d’infection urinaire ont été identifiés en communiquant avec les médecins qui ont inscrit « UTI » sur les formulaires de demande de laboratoire comme numéro d’identification des patients suspectés d’infection urinaire diagnostiquée cliniquement et ayant demandé à être examinés en laboratoire pour des analyses d’urine. Les patients ayant reçu des antibiotiques au cours des deux dernières semaines ont été exclus.

2.3. Définitions

Les infections communautaires sont définies comme des infections qui ont un début dans les 48 heures suivant l’admission à l’hôpital ou qui se présentent en ambulatoire . Ces infections peuvent être divisées en deux groupes. Le premier groupe est associé aux établissements de santé et comprend les patients recevant un traitement intraveineux ou des soins spécialisés, ceux qui ont reçu un traitement par hémodialyse ou une chimiothérapie antinéoplasique, ceux qui ont fréquenté une clinique hospitalière au cours des 30 jours précédents, ceux qui ont été admis dans un centre de soins aigus deux jours au cours des 90 jours précédents, et les résidents de maisons de repos ou de centres de soins de longue durée. Le second groupe représente véritablement les infections communautaires chez les patients qui ne répondent pas aux critères mentionnés ci-dessus.

2.4. Collecte des données

2.4.1. Données sociodémographiques et cliniques

Données sociodémographiques et autres données cliniques telles que l’âge, le sexe, l’utilisation antérieure d’antibiotiques plus de deux cycles par an, l’administration antérieure d’une thérapie intraveineuse à domicile ou dans n’importe quelle clinique et les visites ambulatoires répétées à l’hôpital dans les 30 derniers jours, l’hospitalisation antérieure dans un centre de soins aigus 2 jours ou plus dans les 90 jours, procédures invasives antérieures des voies urinaires, soins antérieurs des plaies par des infirmières spécialisées ou par la famille dans les 30 jours, présence de diabète sucré et infections récurrentes des voies urinaires ont été recueillies par un entretien en face à face avec le patient ou le tuteur du patient en utilisant un questionnaire bien structuré avant le prélèvement des échantillons de laboratoire.

2.4.2. Collecte des données de laboratoire

Un total de 342 échantillons d’urine en milieu de parcours ont été collectés avec un récipient stérile, à large ouverture et étanche. Un échantillon d’urine de 10 µl (0,01 ml) bien mélangé a été inoculé dans une gélose MacConkey (Oxoid, UK) et incubé à 37°C pendant 24 heures. Le comptage des colonies avec au moins 105 CFU/ml pour une seule urine de milieu de flux a été considéré comme une culture d’urine positive comme décrit précédemment. Tous les isolats ont fait l’objet d’un dépistage préliminaire en fonction de la morphologie des colonies, de la production de pigments (colonies plates ou mucoïdes roses à incolores) et des techniques de coloration de Gram (bâtonnets Gram négatifs, non sporulés et non capsulés). D’autres identifications d’isolats ont été faites par la conformation de la motilité et d’autres tests biochimiques pertinents. Par exemple, un isolat a été considéré comme E. coli lorsqu’il est indole (anneau rose foncé) et rouge-méthyle positif, citrate négatif (pas de changement ou reste vert) et urée négatif, producteur de gaz et d’acide, et mobile, et a été considéré comme K. pneumoniae lorsqu’il est indole et rouge-méthyle négatif, citrate positif, producteur lent d’urée, et non mobile. En cas de retard, les bactéries isolées ont été conservées à 2-8°C dans le bouillon nutritif pendant 24 h au maximum jusqu’à ce que le test de sensibilité aux antimicrobiens soit effectué.

2.5. Méthodes de détection des BLSE

Les E. coli et K. pneumonia producteurs de BLSE ont d’abord été dépistés pour la production de BLSE par la méthode phénotypique, puis seront confirmés par le test de confirmation phénotypique conformément aux directives 2014 du Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) .

2.5.1. Dépistage phénotypique de la production de BLSE

Le test de dépistage des BLSE a été réalisé par la méthode standard de diffusion sur disque en utilisant la ceftazidime (30 µg), la céfotaxime (30 µg) et la ceftriaxone (30 µg) (Oxoid, UK). Plus d’un disque antibiotique a été utilisé pour le dépistage afin d’améliorer la sensibilité de la détection des BLSE, comme le recommandent les directives CLSI 2014 . Les colonies fraîchement cultivées ont été mises en suspension dans une solution saline normale, et la turbidité de la suspension a été ajustée à 0,5 norme McFarland. Cette suspension a été inoculée sur une gélose Mueller-Hinton (Oxoid, UK) à l’aide d’un coton-tige stérile, puis les disques des trois antibiotiques susmentionnés ont été placés à un intervalle de 20 mm et incubés à 35 ± 2°C pendant 16-18 heures. Les isolats présentant une sensibilité réduite à la céfotaxime (diamètre de zone de ≤27 mm), à la ceftazidime (diamètre de zone de ≤22 mm) et à la ceftriaxone (diamètre de zone de ≤25 mm) autour des disques ont été suspectés comme producteurs de BLSE .

2.5.2. Confirmation phénotypique des producteurs de BLSE

La confirmation des producteurs de BLSE suspectés a été effectuée en utilisant la méthode d’approximation à double disque ou la méthode de synergie à double disque (DDS) sur la gélose Mueller-Hinton, comme recommandé par les directives CLSI 2014 . Un disque d’amoxicilline + acide clavulanique (20/10 µg) a été placé au centre de la plaque de Mueller-Hinton Agar, puis le céfotaxime (30 µg) et la ceftazidime (30 µg) ont été placés à une distance de 20 mm (centre à centre) du disque d’amoxicilline + acide clavulanique sur la même plaque. La plaque a été incubée à 37oC pendant 24 heures et examinée pour une amélioration ou une expansion de la zone d’inhibition de l’oxyimino-β-lactame causée par la synergie du clavulanate dans le disque d’amoxicilline-clavulanate qui a été interprétée comme positive pour la production de BLSE.

2.6. Test de sensibilité aux antimicrobiens

Les tests de sensibilité aux antimicrobiens ont été effectués en utilisant la technique de diffusion de disques de Kirby-Bauer sur la gélose Mueller-Hinton selon les directives CLSI 2014 pour les disques antimicrobiens suivants : amoxicilline/acide clavulanique (20/10 µg), céfotaxime (30 µg), ceftriaxone (30 µg), ceftazidime (30 µ g), ampicilline (10 µg), céphalothine (30 µg), ciprofloxacine (5 µg), acide nalidixique (30 µg), norfloxacine (10 µg), gentamycine (10 µg), amikacine (30 µg), tétracycline (30 µg), triméthoprime-sulfaméthoxazole (1.25/23,75 µg), imipénème (30 µg) et chloramphénicol (30 µg) (Oxoid ; UK). Les sélections d’agents antimicrobiens dépendent de la disponibilité et des recommandations du CLSI 2014 . Après une incubation d’une nuit à 37°C de la plaque de gélose Mueller-Hinton avec les disques antimicrobiens, la zone d’inhibition a été mesurée à l’aide d’une règle et interprétée en comparant le tableau de Kirby-Bauer. Des souches témoins (K. pneumoniae ATCC 700603 et Escherichia coli ATCC 25922) ont été utilisées pour contrôler la qualité des disques antibiotiques pendant les tests de sensibilité aux antimicrobiens et pendant les méthodes de détection des BLSE.

La multirésistance (MDR) est définie comme une résistance à trois classes d’antibiotiques ou plus .

2.7. Analyse des données

Les données ont été analysées en utilisant le SPSS version 16.0. La différence entre les variables catégorielles et le profil de sensibilité entre les groupes producteurs de BLSE et non producteurs de BLSE a été analysée statistiquement en utilisant le test du chi carré (exact de Fisher). Les odds ratios (OR) et leurs intervalles de confiance (IC) à 95 % ont été calculés, et la valeur <0,05 a été considérée comme statistiquement significative. Les résultats ont été présentés dans des tableaux.

3. Résultats

3.1. Échantillons cliniques et isolats récupérés

Dans l’étude actuelle, environ 74 (21,6 %) des échantillons d’urine ont été confirmés comme culture urinaire positive, dont 63 (85,1 %) étaient E. coli et 11 (14,9 %) étaient K. pneumoniae. Sur les 74 cultures d’urine positives, 17 (23,0 %) ont été confirmées comme positives pour la production de BLSE. E. coli représente un grand nombre d’isolats urinaires ainsi qu’une proportion plus élevée de production de BLSE (13 (76,5 %)) que K. pneumoniae (4 (23,5 %)). Le maximum d’isolats bactériens et la proportion plus élevée de souches productrices de BLSE ont été isolés chez les femmes (12 (70,6 %)) que chez les hommes (5 (29,4 %)). L’âge moyen des patients chez lesquels des producteurs de BLSE ont été détectés est de 35,07 ans (±13,30 SD). Sur l’ensemble des producteurs de BLSE, 9 (52.9 %) ont été isolés chez des patients âgés de plus de 50 ans (tableau 1).

Les patients du groupe BLSE ont ensuite été divisés en groupes associés aux soins de santé et acquis dans la communauté, et 9 (52,9 %) des isolats BLSE ont été isolés chez des personnes qui n’ont pas d’antécédents de contact avec les soins de santé (acquisition communautaire), avec une proportion plus élevée d’E. coli, 8 (61,5 %) (tableau 1).

3.2. Facteurs de risque pour les isolements de souches productrices de BLSE

Dans l’étude actuelle, différents types de facteurs de risque possibles ont été analysés, mais seule toute utilisation d’antibiotiques plus de deux cycles au cours de l’année précédente (OR = 6,238 ; IC à 95% = 1,257-30,957 ; p = 0.025) et une infection urinaire récurrente de plus de deux cycles au cours des 6 derniers mois ou de plus de trois cycles au cours de la dernière année (OR = 7,356 ; IC à 95 % = 1,429-37,867 ; p = 0,017) ont été identifiés comme des facteurs de risque indépendants pour l’acquisition de souches productrices de BLSE (tableau 2).