Mddecine et Maladies Infectieuses -
1989 --
H o r s Sdrie M a i --
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ANAEROBIES ET BETA-LACTAMASES par A. SEDALLIAN*, J.P. BRU**, M. DERRIENNIC*** et L. DUBREUIL****
RESUME
Les ana6robies produisent des b6ta-lactamases. La r6sistance aux b6ta-lactamines de Bacteroides fragilis est li6e ~ la pr6sence de b6talactamases, il s'agit d'une c6phalosporinase essentiellement. Des enzymes inactivant cefoxitine et imip6n6me ont 6t6 trouv6es. Les Bacteroides n'appartenant pas au groupe fragilis produisent aussi des b6ta-lactamases • leur profil d'activit6 est mixte. Clostridium ramosum, Clostridium butyricum, Clostridium clostridiiforrne 61aborent des b6ta-lactamases, essentiellement des p6nicillinases. R6cemment une p6nicillinase a 6t6 isol6e de Fusobacterium nucleaturn. Mots-cl6s : B6ta-lactamase - Inhibiteur.
Les bact6ries ana6robies stricts ont des m6canismes ches de Fusobacterium nucleatum produisent une de r~sistances aux b6ta-lactamines identiques it p6nicillinase (9, 14). Enfin d'autres ana6robies ceux observ6s avec les bact6ries a6robies : s6cr6tion produisent une b6ta-lactamase telles Clostridium de b6ta-lactamase, alt6ration des P.B.P. et imper- butyricum, C. clostridiiforrne, C. ramosum (1, m6abilit6 des membranes ii6e it une alt6ration des 1 1, 16), Eubacterium lentum (1). porines (12). La raise en 6vidence d'une b~talactamase chez Bacteroides a 6t6 d6crite par Garrod Nous allons passer rapidement en revue les b6tad%s 1955 (8). II suspectait que 2 souches de B, fra- lactamases des principaux groupes bact6riens puis gills produisaient une p6nicillinase. Les b~ta-lacta- nous indiquerons dans un 26me chapitre, notre mases de B. fragilis ont 6t6 mieux d6crites par Del exp6rience de synergie entre l'amoxicilline et Bene (3) puis Anderson et Sykes (2). I1 s'agit d'une l'acide clavulanique ou le sulbactam pour 173 c6phalosporinase (1, 16). ana6robies stricts. D'autres esp%ces secr6tent des beta-lactamases diff6rentes de celles du groupe fragiIis : B. asaccha-
BETA-LACTAMASES DES BA CTEROIDES DU GROUPE FRAGILIS
roIyticus, B. bivius, B. capiUosus, B. corrodens, B. disiens, B. hypermegas, B. rnutticidus, B. oratis, B. ruminicola (1, I0, 12). De m6me, de rares sou* Laboratoire de Bact4riologie, Centre Hospitalier, F-74000 Annecy. ** Service des Maladies Infectieuses, Centre Hospitalier d'Annecy. *** Laboratoire de Bactdriologie (Pr. A.L. Courtieu), CHU Nantes. **** Laboratoire de Bact6riologie (Pr. Romond), Facult4 de Pharmacie, Lille.
Les b~ta-lactamases ont une affinit6 particuli~re pour les c6phalosporines de 1~re g6n6ration (c6phaloridine et c6furoxime). La plupart des souches (87 %) secr~tent une b~ta-lactamase, rarement inductible (12). Elle est li~e it la membrane et doit 6tre localis6e dans l'espace pdriplasmique (15).
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La nature de cette b6ta-lactamase est tr6s controversde, s'il s'agit d'une cdphalosporinase hydrolysant les c6phalosporines de 16re g6n6ration, le c6famandole, le c6furoxime et le c6fotaxime, elle inactive 6galement les pdnicillines. Sato et Matsuura en 1983 (13), ont montr6 l'existence de 3 bandes & l'61ectrophorese, de points isodlectriques compris entre 4,5 et 5,2 et de poids mol6culaires compris entre 26.000 et 41.000. Pour ces auteurs, il y aurait 3 enzymes, une c6phalosporinase, une p6nicillinase et une association pdnicillinase et cdphalosporinase. Pour Olson et Nord, il y aurait 6galement 3 b~talactamases diff6rentes (12) selon les especes des Bacteroides du groupe fragilis. Ces enzymes ont la propridt6 d'6tre inactiv6es par les inhibiteurs des b6ta-lactamases : acide clavulanique ou sulbactam (6, 15), cloxacilline et p-chloromercuribenzoate (PCMB). I1 existerait d'autres enzymes d6gradant la c6foxitine (4) de pI 8,1, r6sistant g Faction de l'acide clavulanique. Cette r6sistance ~ la c6foxitine se rencontre chez des souches de Bacteroides du groupe fragilis pr6sentant des concentrations minima inhibitrices (CMI) tres 61ev6es (128 /lg/ml). Cette e n z y m e se: rait transf6rable (5). Une b6ta-lactamase de point iso61ectrique 4,8 a 6t6 isol6e d'une souche de Bacteroides fragilis multir6sistante, au Japon (17). Cette enzyme hydrolyse c4phalosporine, c6foxitine et imip6n6me.
BETA-LACTAMASES DES AUTRES BACILLES GRAM NEGATIF
Bacteroides asaccharolyticus secrete une p6nicillinase, de m6me Fusobacterium nucleatum (14). L'acide clavulanique, le sulbactam inhibent ces enzymes. L'enzyme ne semble pas inductible. Le nombre de souches de Fusobacterium nucleaturn secr6trices de b6ta-lactamase semble r6duit. Nous-m6mes n'avons jamais rencontr6 de Fusobacterium nucleatum secr6teur de b6ta-lactamase. Mais r6cemment une b6ta-lactamase a 6t6 raise en 6vidence par des auteurs franqais (9).
BETA-LACTAMASE ET AUTRES ANAEROBIES Un certain nombre de souches de Clostridium sont secr6tfices de b6ta-lactamases. Clostridium butyricum secrete une p6nicillinase d6crite par Magot (11). I1 s'agit d'une enzyme induite par l'addition de c6phalosporine-cdfoxitine et de moxalactam mais pas par les pEnicillines.
Clostridium clostridiiforme, Clostridium ramosum secretent une p6nicillinase. Elles sont inhibdes par l'acide clavulanique, le sulbactam, la c6foxitine, PCMB mais pas par la cloxacilline.
ETUDE DE L'ASSOCIATION A M O X I C I L L I N E - A C I D E CLAVULANIQUE ET AMOXICILLINE-SULBACTAM
BETA-LACTAMASES DES BACTEROIDES ORALIS, BIVIUS ET DISIENS Les b6ta-lactamases des autres Bacteroides ont 6t6 moins 6tudi6es que celles de Bacteroides du groupe fragilis. Elles ont une activit6 plus faible. Le profil d'activit6 est 6galement complexe, d6gradant les p6nicillines, les c6phalosporines et la c6foxitine (10). Cependant les p6nicillines sont plus fortement d6grad6es que les c6phalosporines ; elles ont donc une activit6 p6nicillinase plus marqu6e. L'61ectrophor6se montre deux bandes 61ectrophor6tiques de points iso61ectriques 5, 6 et 7. Leur poids mol6culaire serait de 30.000. 70 % des souches de Bacteroides oralis et Bacteroides bivius secretent une b6ta-lactamase. Les b6ta-lactamases sont inhib6es par l'acide clavulanique et le sulbactam mais pas par cloxacilline.
Nous avons 6tudi6 47 Bacteroides fragilis, 74 Bacteroides du groupe fragilis, 25 Bacteroides bivius. Toutes ces souches 6taient secr6trices de b6ta-lactamases d6cel6es grfice aux disques de nitroc6fine. Nous avons joint ~ cette 6tude 27 Clostridium difficile, bien que cette bact6rie ne soit pas secrdtrice de b6ta-lactamase, mais parce qu'elle pr6sente une r6sistance tres nette aux c6phalosporines et tout particulierement aux c6phalosporines de 2eme et 3eme g6n6ration. Les concentrations minima inhibitrices (CMI) ont 6t6 d6termin6es sur milieu g61ose de Wilkins Chalgren (Oxoid). 108
Les antibiotiques 6tudi6s ont 6t6 : amoxicilline, amoxicilline-acide clavulanique, amoxicilline-sulbactam, pip~racilline, c6foxitine, c6fotaxime. Les dilutions ont 6t6 rdparties de 0,12 /t 128 gg/ml. L'acide clavulanique et le sulbactam ont 6t6 ino troduits gt une concentration unique (2 #g/ml). L'incubation des boites s'est faite en chambre ana6robie pendant 48 heures. Les resultats montrent que les inhibiteurs des beta-lactamases renforcent consid6rablement l'activit6 de l'amoxicilline ; ces constatations sont conformes /t celles d'autres auteurs (6, 7).
• Les CMI 50 et 90 pour Bacteroides fragilis sont de 16 et 64 gg/ml pour amoxicilline seule, de 0,5 et 2 en pr6sence d'inhibiteur (Tableau I).
• Pour Bacteroides du groupe fragitis (10 B. thetaiotaomicron, 27 B. distasonis, 37 B. vulgatus) :
les CMI 50 et 90 sont de 16 et 128 /sg/ml pour amoxicilline seule, et de 1 et 4 en pr6sence de sulbactam (Tableau II).
• Pour Bacteroides bivius la r6sistance ~ amoxicilline est moins nette (CMI 50 = 2 #g/ml, C M I 90 = 32 gg/ml), mais le sulbactam et l'acide ctavulanique renforcent fortement l'activit6 des betalactamines (CMI 50 et 90 sont de 0,12 et 0,5) (Tableau liD.
• Pour Clostridium difficile amoxicilline seule est active (CMI 90 = 4/xg/ml). Le sulbactam renforce l'activit6 de l'amoxicilline (Tableau IV) mais probablement par un ph6nom6ne de synergie.
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du groupe fragilis qui sont des enzymes ayant une affinit6 toute particuli6re pour les c6phalosporines et pour une moindre part pour les p6nicillines. Mais des souches secr6tant des enzymes inhibant c6foxitine et imip6n6me ont 6t6 isol6es. Bacteroides oralis et Bacteroides bivius secr6tent aussi des b6ta-lactamases complexes ayant u n e affinit6 pour les p6nicillines, les c6phalosporines. Fusobacterium nucleatum, Clostridium butyricurn, Clostridium clostridiiforme, Ctostridium ramosum secr6tent des p6nicillinases. Toutes ces enzymes sont inhib6es par les inhibiteurs comme le sulbactam ou l'acide clavulanique. Le sulbactam et l'acide clavulanique restaurent compl6tement l'activit6 des b6ta-lactamines comme nous l'avons montr6 pour 146 Bacteroides secr6teurs de b6ta-lactamase :121Bacteroides appartenant au groupe fragiIis, 25 Bacteroides bivius. Les souches de Bacteroides appartenant au groupe fragilis 6taient tr6s r6sistantes g l'amoxicilline, le sulbactam e t l'acide clavulanique ont compl6tement restaur6 l'activit6 de l'amoxicilline. CONCLUSION
Les ana6robies secr~tent des b6ta-lactamases. Les plus connues sont celles secr6t6es par Bacteroides
SUMMARY
Pour Bacteroides bivius, si les concentrations minima inhibitrices sont plus bases, l'association avec acide clavulanique et sulbactam renforce consid6rablement l'activit6 de l'amoxicilline. •
BETA-LA CTAMASES A N D A N A E R O B I C BA CTERIA
A diverse group o f anaerobic bacteria produce beta-lactamases. Beta-lactam resistance in Bacteroides fragilis is mediated by the production o f beta-lactamase, primarily o f the cephalosporinase type. Enzymes that inactivate cefoxitin and imipenem have also been found. The non fragilis Bacteroides species produce a betalactamase which have a mixed substrate profile. CIostridium ramosum, CIostridium butyricum, CIostridium clostridiiforme produce beta-lactamase, mainly o f the penicillinase type. Recently a penicillinase from Fusobacterium nucleatum has been characterized. Key-words : Anaerobes - Beta-lactamase - lnhibitors.
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