Caractéristiques cliniques et épidémiologie moléculaire des Escherichia coli productrices de β-lactamase de type CMY

Caractéristiques cliniques et épidémiologie moléculaire des Escherichia coli productrices de β-lactamase de type CMY

ContexteLa connaissance des caractéristiques cliniques des infections causées par les souches d’Escherichia coli qui produisent la β-lactamase AmpC à médiation plasmidique est limitée Parmi les nombreux groupes de β-lactamases AmpC plasmidiques, la β-lactamase de type CMY est la plus fréquente aux États-Unis. Nous avons recueilli des données cliniques sur une période de -mois Une étude de cohorte rétrospective a été réalisée pour identifier les caractéristiques associées à ces cas Patients avec une β-lactamase à spectre étendu Résultats: vingt-deux patients présentant une infection ou une colonisation due à E. coli producteur de β-lactamase de type CMY et à des patients atteints d’une infection ou d’une colonisation en raison de l’infection ou de la colonisation due au CMY. des E coli producteurs de β-lactamases à spectre étendu ont été identifiés. Les caractéristiques démographiques des patients e similaires dans les deux cohortes Les patients atteints d’E. coli productrice de β-lactamase de type CMY étaient significativement plus susceptibles d’avoir une infection symptomatique que les patients atteints d’E. coli productrice de β-lactamase à spectre élargi P = La β-lactamase de type CMY a été identifiée comme CMY- ou ses variantes Quatre-vingt-quatorze pour cent des isolats producteurs de β-lactamases de type CMY appartenaient à des groupes phylogénétiques E coli B et D, qui sont associés à la virulence De nombreux isolats partageaient des profils plasmidiques similaires, tandis que le champ pulsé Conclusion À Pittsburgh, en Pennsylvanie, les souches de E. coli productrices de β-lactamases de type CMY sont presque aussi fréquentes que les souches de E. coli productrices de β-lactamases à spectre étendu, et ils provoquent une infection symptomatique dans la majorité des cas

Depuis la description initiale des β-lactamases AmpC plasmidiques chez , elles se sont propagées dans le monde entier dans la famille des Enterobacteriaceae Bien que plusieurs groupes de β-lactamases AmpC plasmidiques aient été identifiés, le plus commun a été le Ces enzymes rendent typiquement les bactéries résistantes aux pénicillines, aux combinaisons d’inhibiteurs de la pénicilline et de la β-lactamase, aux céphalosporines, y compris les céphamycines, et à l’aztréonam. Contrairement aux β-lactamases à spectre étendu, les BLSE sont généralement dues à la bactérie β-lactamase de type CMY. , La β-lactamase de type CMY ne possède pas de méthode normalisée pour la détection en laboratoire clinique Par conséquent, la prévalence des bactéries produisant ces enzymes est difficile à déterminer. Dans une surveillance basée sur la population réalisée à Calgary, au Canada, Une infection due à E coli productrice de β-lactamase de type CMY a été notée entre et Une étude récente menée au Nebraska a également noté Les infections à E. coli productrices de CMY n’étaient pas rares et provenaient souvent de maisons de soins . Cependant, les informations sur les caractéristiques cliniques des infections causées par E. coli CMY sont rares à ce jour. L’objectif de cette étude était d’identifier systématiquement les cas cliniques. impliquant des E. coli producteurs de CMY et de décrire les caractéristiques cliniques de ces cas, en comparaison avec les cas impliquant des E. coli producteurs de BLSE, qui partagent une résistance commune aux céphalosporines de troisième génération

Patients, matériaux et méthodes

Les produits PCR ont été séquencés sur un instrument ABI Applied Biosystems La sensibilité de chaque isolat à divers agents antimicrobiens β-lactamines et non β-lactamines a été testée par la méthode de diffusion sur disque Détection phénotypique de AmpC β-lactamase médiée par plasmide en utilisant un composé d’acide boronique a également été réalisé comme décrit ailleurs En bref, μg de chlorhydrate d’acide -aminophénylboronique -APB a été appliqué sur un disque de ceftazidime placé sur une plaque d’agar Mueller-Hinton Becton Dickinson inoculé avec l’isolât d’essai de ⩾ mm, comparé à celui sur un disque de ceftazidime sans -APB, a été interprété comme un résultat positif Pour la cohorte BLSE, les isolats d’E. coli ayant des résultats de tests de confirmation phénotypiques positifs pour la production de BLSE ont également été recueillis. des analyses pour la détection des gènes BLSE de type TEM, SHV et CTX-M ont été réalisées comme décrit ailleurs , suivies par le séquençage des produits de PCR. Nous avons réalisé une analyse PCR pour le gène β-lactamase de type CMY comme décrit ci-dessus. Échantillon d’étude et collecte de données L’étude a été approuvée par les commissions d’examen des établissements de l’Université de Pittsburgh. les patients chez lesquels des E. coli productrices de β-lactamase de type CMY ou E. coli productrice de BLSE ont été isolés ont été recueillis pour documenter les caractéristiques démographiques des patients, le contact avec le système de santé, les conditions médicales sous-jacentes, l’administration préalable d’antibiotiques, le rôle de l’organisme Le rôle des organismes a été déterminé par un examen détaillé des dossiers et conformément aux directives des Centres de contrôle des maladies et de prévention / Infections nosocomiales nationales à chaque fois que l’infection était symptomatique ou colonisatrice. applicable Ces données ont été fournies aux investigateurs sans patient ntification Le même patient a été réinscrit seulement si un résultat de culture positif a été obtenu ⩾ jours après l’enrôlement initial. L’infection acquise en milieu hospitalier était définie par un échantillon de culture positif obtenu d’un patient hospitalisé depuis ⩾ h Si un patient était transféré d’un autre hôpital, la durée du séjour hospitalier a été calculée à partir de la date de la première hospitalisation. L’infection associée aux soins était définie par un échantillon de culture positif obtenu d’un patient au moment de l’hospitalisation ou h après son admission si le patient remplissait l’un des critères suivants : a reçu une thérapie intraveineuse à la maison; reçu des soins de plaies ou des soins infirmiers spécialisés par l’intermédiaire d’un organisme de soins de santé, d’une famille ou d’amis; ou ont eu un traitement médical intraveineux auto-administré dans les jours précédant l’apparition de l’infection, les patients dont la seule thérapie à domicile était l’oxygène ont été exclus; a fréquenté un hôpital ou une clinique d’hémodialyse ou a reçu une chimiothérapie intraveineuse dans les jours précédant l’infection; a été hospitalisé dans un hôpital de soins actifs pendant ⩾ jours dans les jours qui ont précédé l’infection; résidait dans une maison de soins infirmiers ou un établissement de soins de longue durée L’infection associée à la communauté était définie par un spécimen de culture positif obtenu au moment de l’hospitalisation ou ; h après l’admission d’un patient ne répondant pas aux critères d’une infection associée aux soins de santéPhylogénétique et typage moléculaire Les groupes phylogénétiques des isolats de l’étude ont été déterminés par analyse PCR multiplex Parmi les principaux groupes phylogénétiques A, B, B et D dans E. coli, les souches extraintestinales virulentes appartiennent principalement aux groupes B et D Pour déterminer la parenté génétique des isolats de l’étude, l’analyse PFGE a été réalisée en utilisant XbaI comme endonucléase de restriction et en électrophorisant le génome dans un système CHEF DR III Bio-Rad à volts avec des temps d’impulsion de -s et rampe linéaire à une température de ° C pour h Les images de gel numérisées ont été sauvegardées et soumises à analyse avec le logiciel BioNumerics, la version Applied Maths Cluster a été réalisée en utilisant la méthode non pondérée basée sur Dice. coefficients pour quantifier les similitudesL’analyse des plasmides Les plasmides codant pour les gènes β-lactamases de type CMY ont d’abord été transférés à E coli DHB par électroporation. Les plasmides dans les transformants ont été extraits par la méthode classique de lyse alcaline , digérés avec l’enzyme de restriction PstI New England Biolabs et soumis à une électrophorèse sur gel d’agarose. Les échelles d’ADN ont ensuite été hybridées avec une sonde d’ADN marquée au digoxigénine spécifique du gène de la β-lactamase de type CMY en utilisant un système de détection PCR DIG Roche Diagnostics L’analyse des grappes pour la quantification des similarités a été effectuée comme pour l’analyse statistique du PFGE. comparé en utilisant le test U de Mann-Whitney P values ​​& lt; ont été considérés comme statistiquement significatifs

Résultats

Isolats cliniques d’E. Coli produisant la β-lactamase de type CMY Au cours de la période d’étude, un total d’isolats d’E. Coli a été identifié dans le laboratoire de microbiologie de ces isolats, un total d’isolats E coli uniques ont été phénotypiquement confirmés. avaient des résultats positifs au dépistage des BLSE, des résultats de tests de confirmation négatifs et étaient non sensibles à la ceftazidime; tous présentaient des isolats de E. coli de type β-lactamase de type CMY qui produisaient d’autres types de β-lactamase AmpC plasmidique. les séquences étaient compatibles avec CMY- pour tous ces isolats, sauf pour l’isolat qui était compatible avec CMY-, qui est une variante de CMY- Des isolats uniques phénotypiquement confirmés comme producteurs de BLSE, possédés SHV, TEM, ou BLSE de type CTX-M gènes Les isolats restants possédaient le gène de la β-lactamase de type CMY, mais pas un gène BLSE, ce qui indique des résultats de tests de confirmation des ESBL faussement positifs. Ils ont inclus CMY- et Ces cas ont été ajoutés à la cohorte CMY pour l’analyse clinique Globalement, des isolats uniques d’E. coli productrices de CMY et uniques produisant des BLSE ont été identifiés, et les patients chez lesquels ces isolats ont été obtenus constituaient la cohorte CMY et la cohorte BLSE. respectivement, pour cette étude, tous les isolats producteurs de CMY présentaient des résultats de détection phénotypiques positifs pour la production de β-lactamases AmpC en utilisant -APB, alors qu’aucun des isolats producteurs de BLSE n’a eu de résultats positifs, indiquant que ce test avait un% de sensibilité et de spécificité isolats Caractéristiques cliniques des patients atteints de CMY et de patients atteints d’E. coli productrice de BLSE Vingt-deux patients de la cohorte CMY et patients de la cohorte BLSE ont été inclus dans le tableau d’analyse Les patients étaient majoritairement féminins dans les deux cohortes. les patients étaient et les années dans la cohorte CMY et la cohorte BLSE, respectivement Dans la cohorte CMY, les patients% ont été admis de la maison, alors que les patients% avaient des antécédents d’hospitalisation au cours des mois précédents

Tableau View largeTélécharger les caractéristiques démographiques et cliniques des patients infectés ou colonisés par une cohorte de CMY produisant des β-lactamases de type CMY ou une cohorte de BLSE produisant des β-lactamases à spectre étendu Escherichia coliTable View largeTélécharger les caractéristiques démographiques et cliniques des patients infectés ou colonisation due à la cohorte CMY productrice de β-lactamase de type CMY ou à la cohorte BLSE produisant des β-lactamases à spectre étendu Escherichia coliLa source de E. coli productrice de CMY était le tractus urinaire chez les patients% Trois patients% avaient des cas associés à la communauté, La première patiente avait une cystite et a été traitée par pipéracilline-tazobactam. Le deuxième patient avait une pyélonéphrite et était traité par l’imipénème. Un traitement clinique expérimenté Le troisième patient avait une colonisation par E coli Sept% des patients avaient des soins de santé- cas associés, et% des patients ont eu des cas hospitalisés. Treize patients avaient au moins une condition immunosuppressive, y compris le diabète, la réception d’un traitement immunosuppresseur, la malignité et la réception d’une greffe. Si le patient avait une infection symptomatique ou la colonisation pouvait être déterminée dans la cohorte CMY Quinze patients % avaient une infection symptomatique, statistiquement significativement plus élevée que l’incidence chez les patients de la cohorte BLSE; % P = Trois patients de la cohorte CMY, y compris de la communauté, avaient une pyélonéphrite, alors qu’aucun des patients de la cohorte BLSE ne présentait de pyélonéphrite.Emplos cliniques E coli productrices de CMy Tous les isolats cliniques CMY-producteurs étaient résistants à la céfoxitine et à la cefpodoxime. résistances ou résistances à la ceftazidime, et étaient variablement résistantes au céfotaxime La co-résistance aux antimicrobiens autres que les β-lactamines utilisées pour le traitement de l’infection par E. coli était fréquente Seulement% des isolats obtenus de la cohorte CMY et% des isolats obtenus de la cohorte BLSE étaient sensibles à la ciprofloxacine Quatorze% des isolats obtenus à partir de la cohorte CMY et% des isolats obtenus de la cohorte BLSE étaient sensibles à la gentamicine, et% obtenus à partir de la cohorte CMY et% obtenus à partir de la cohorte BLSE étaient sensibles au triméthoprime-sulfaméthoxazole. l’analyse a révélé qu’ils constituaient une population relativement diversifiée, avec des types PFGE distincts, comme le montre la figure Dans la cohorte CMY,% des isolats appartenaient aux groupes phylogénétiques associés aux isolats de virulence appartenaient à B, et les isolats appartenaient à D, tandis que% des isolats de la cohorte BLSE appartenaient à ces groupes phylogénétiques isolent à B et isolent à D P = non significatif

Figure Vue largeTéléchargement des profils d’isolats cliniques d’Escherichia coli produisant des β-lactamases de type CMY View largeTéléchargement des profils d’IFF d’Escherichia coli produisant une analyse de β-lactamase de type CMYLes résultats de l’analyse de restriction des isolats obtenus à partir de la cohorte CMY sont présentés Les plasmides provenant des isolats appartenant au groupe phylogénétique D, le groupe le plus communément observé dans la cohorte CMY, ont présenté des profils de restriction partagés avec une similarité de & gt;%, suggérant une origine commune Le plasmide des isolats du groupe phylogénétique appartenait également à ce groupe.

Figure Vue largeDownload slideRestriction des profils de plasmides codant pour les gènes β-lactamase de type CMYFigure View largeTélécharger les profils de restriction des plasmides codant pour les gènes β-lactamases de type CMY

Discussion

coli peut être presque aussi élevé que celui des cas dus à E. coli productrices de BLSE dans certains contextes épidémiologiques; ces résultats concordent avec les découvertes récentes au Nebraska . Notons que la majorité des isolats obtenus à partir de la cohorte CMY [%] appartenaient au groupe phylogénétique D et partageaient des profils de restriction communs des plasmides codant pour les gènes CMY Ceci contrastait avec les résultats d’une petite étude menée en France, dans laquelle tous les isolats d’E. coli producteurs de CMY appartenaient au groupe phylogénétique B . Nos résultats suggèrent que certains groupes de souches E coli extraintestinales peuvent avoir une affinité avec les plasmides portant la β-lactamase de type CMY. En second lieu, contrairement aux BLSE, l’AmpC β-lactamase à médiation plasmidique, incluant la β-lactamase de type CMY, n’a pas de méthodes de détection standardisées par le Clinical and Laboratory Standards Institute ou toute autre autorité, ce qui constitue un obstacle majeur en définissant son épidémiologie A l’heure actuelle, les isolats produisant ce groupe de β-lactamases sont généralement identifiés comme étant négatifs pour la BLSE et ne subissent pas de Tests expérimentaux Récemment, cependant, il y a eu un intérêt croissant dans l’utilisation des composés d’acide boronique comme inhibiteurs spécifiques de l’AmpC pour la détection de la production d’AmpC β-lactamase à médiation plasmidique chez E. coli et Klebsiella [,,] Dans notre étude, l’utilisation de la méthode sur disque en ajoutant -APB à un disque de ceftazidime a donné une sensibilité et une spécificité de% pour la détection de la production de β-lactamases de type CMY Utilisation courante de la méthode à base d’acide boronique pour les isolats ayant des résultats positifs criblage pour la production de BLSE, c.-à-d. une sensibilité réduite aux céphalosporines à large spectre améliorerait grandement la détection des souches de E coli qui produisent CMY ou d’autres types de β-lactamases de type AmpC plasmidiques Quatre isolats produisant un isolât CMY de type β-lactamase CMY , Les isolats de CMY et l’isolat de CMY ont été identifiés à tort comme des producteurs de BLSE par le test de confirmation phénotypique dans les résultats de laboratoire de microbiologie clinique qui étaient reproductibles dans le laboratoire de recherche. Ces isolats ont tous également donné des résultats positifs selon la méthode à l’acide boronique, mais ils étaient définitivement des producteurs de β-lactamases de type CMY et étaient négatifs pour les BLSE selon les tests génotypiques. Pour les isolats qui ont produit CMY-, sensibilité accrue de CMY- à l’acide clavulanique peut expliquer ce phénomène Nous étudions actuellement le mécanisme sous-tendant les résultats des tests ESBL faux positifs pour les autres isolats. Troisièmement, principalement en raison de l’absence d’une méthode de détection normalisée, la signification clinique de CMY L’E. coli productrice n’est pas connue Dans la présente étude, environ la moitié des cas ont été contractés en dehors de l’hôpital, les voies urinaires étant le site d’infection ou de colonisation le plus courant. plus susceptibles de causer une infection symptomatique par opposition à la colonisation que les E. coli producteurs de BLSE. Ce résultat surprenant doit être confirmé dy impliquant un plus grand nombre de cas Quelle est la base de la virulence des E. coli productrices de CMY? Il n’y avait pas de différence en ce qui concerne l’appartenance à un groupe phylogénétique associé à la virulence B ou D entre les cohortes. contenus spécifiques de gènes de virulence de ces isolats En particulier, il a été suggéré que certains des plasmides portant les gènes de β-lactamase de type CMY portent également un groupe de gènes codant pour les pili de type IV, qui contribuent à l’adhésion et à l’invasion. Nous avons également noté des taux élevés de co-résistance aux antimicrobiens autres que les β-lactamines couramment utilisés pour traiter l’infection à E. coli, qui étaient beaucoup plus élevés que ceux d’une infection à E. coli. rapport précédent et étaient probablement attribuables à la différence dans les populations de patients Bien que notre étude était trop petite pour évaluer systématiquement le résultat clinique, la résistance multidrogue en CMY-pr L’étude d’E. coli est préoccupante en termes de gestion empirique de ces infections. Notre étude a plusieurs limites L’étude a été réalisée dans un centre unique aux États-Unis et a impliqué un nombre relativement faible de cas dans les deux cohortes. , certaines des données cliniques n’étaient pas disponibles, laissant la place à un biais potentiel, bien que le nombre de cas avec des données manquantes était faible. En conclusion, nous avons montré qu’à Pittsburgh, en Pennsylvanie, des cas cliniques dus à E. coli -pectrum β-lactamase sont presque aussi fréquents que les cas d’E. coli qui produisent des BLSE. Le dépistage systématique des E. coli producteurs de CMY à l’aide d’une méthode phénotypique simple aidera à identifier ces cas cliniques dans le laboratoire de microbiologie clinique. justifié d’évaluer la signification clinique de ces isolats de E. coli

Remerciements

Nous remercions la coordinatrice de recherche Diana L Pakstis, l’analyste de données Lloyd G Clarke et le personnel du laboratoire de microbiologie clinique du Centre Médical de l’Université de Pittsburgh. Soutien Financier Fondation Nationale des Maladies Infectieuses, Société des Maladies Infectieuses d’Amérique, Ministère de Sanidad y Consumo PI, Réseau Espagnol pour la Recherche en Maladies Infectieuses REIPI RD /, Junta de Andalucça PI /, et l’Institut National des Allergies et des Maladies Infectieuses TAIPotential conflits d’intérêts Tous les auteurs: pas de conflits

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