Résistance aux antibiotiques autres que les bêta-lactamines chez Staphylococcus aureus

M6d Mal Infect. 1997 ; 27, Sp6cial : 207-16

R6sistance aux antibiotiques autres que les b6ta-lactamines chez Staphylococcus aureus* J. TANKOVIC**, H. A U B R Y - D A M O N * * et R. LECLERCQ**

RESUME

S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s p e u t e x p r i m e r divers m 6 c a n i s m e s de r6sistance aux antibiotiques qui sont associ6s chez les souches m6ticillino-r6sistantes. Des r6sistances ont 6t6 rapport6es chez les souches cliniques p r a t i q u e m e n t p o u r tous les antibiotiques/a l ' e x c e p t i o n de la v a n c o m y c i n e . Les m 6 c a n i s m e s en cause sont la modification de la cible des antibiotiques, la modification e n z y m a t i q u e des antibiotiques ou leur efflux actif. Les g6nes codant p o u r ces m6canismes sont n o m b r e u x . Ceci explique en partie la facilit6 d ' a d a p t a t i o n vis-a-vis des antibiotiques qu'a m o n t r 6 e le s t a p h y l o c o q u e do%.

Mots-cl6s : S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s - Antibiotiques - R6sistance bact6rienne.

Les infections ~ Staphylococcus aureus occupent toujours une place de choix dans les infections hospitali6res et extra-hospitali6res. Les difficult6s rencontr6es dans le traitement des infections fi staphylocoque dor6 tiennent a la multir6sistance fr6quente des souches en cause. La diversit6 des m6canismes et des d6terminants de r6sistance aux antibiotiques rencontr6s chez les staphylocoques dor6s explique au moins partiellement l'adaptation rapide aux antibiotiques qu'a su manifester cette esp6ce bact6rienne d6s les d6buts de l'6re de l'antibioth6rapie. AMINOSIDES Activit6 et m6canisme d'action

Les aminosides sont des antibiotiques bact6ricides utilis6s en th6rapeutique pour l'acc616ration de la vitesse de bact6ricidie qu'ils apportent aux b6talactamines et aux glycopeptides. Les CMI de la gentamicine, n6tilmicine et t o b r a m y c i n e sont 6gales ~ 0,1 ou 0,2 m g / L et celles de l'amikacine 0,5 m g / L . Le transport de l'aminoside fi l'int6rieur de la bact6rie est le pr6alable indispensable fi son action. Les aminosides p6n6trent chez Escherichia

coli et sans doute aussi chez S. aureus selon u n pro-

cessus actif requi6rant de l'6nergie. Chez les staphylocoques, ce processus c o m p r e n d r a i t deux phases (1). La premi6re est lente, fonction de la concentration extra-cellulaire en aminosides et sous la d 6 p e n d a n c e de la force proton-motrice (gradient transmembranaire de potentiel 61ectrique et de pH) et permet la fixation des premi6res mol6cules aux ribosomes. La deuxi6me requiert une synth6se prot6ique active et conduit/t l'accumulation rapide de l'antibiotique dans le cytoplasme. Lors de la premi6re phase, l'alt6ration de la synth6se prot6ique par induction d'erreurs de lecture et d'inhibition de la traduction (phase d'initiation en particulier) entrainerait, d6s la fixation des premi6res mol6cules sur le ribosome, la synth6se de prot6ines membranaires anormales alt6rant l'int6grit6 de la m e m b r a n e cytoplasmique. La cons6* Colloque Rh6ne-Poulenc Rorer sur "Staphylococcus aureus et sa pathologie', Paris, 21 mars 1997. **Service de Bact6riologie-Virologie-Hygi6ne,CHU Henri Mondor, 51 avenue Mar6chal de Lattre de Tassigny F-94010 Cr6teil Cedex. Correspondance : Pr R. Leclercq.

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quence serait alors une perm6abilitE accrue dans les deux sens avec une pEnEtration rapide de l'antibiotique lors de la deuxi6me phase bloquant en consequence irrEversiblement la synth6se protEique, ainsi qu'une fuite des Electrolytes entrainant la mort bactErienne.

• Aminoglycoside phosphotransfdrase (3")-11I [APH(3")-III] : cette enzyme conf6re la resistance kanamycine et nEomycine. Les souches produisant cette enzyme apparaissent sensibles a l'amikacine dont les CMI sont multipliEes seulement par trois; mais cet antibiotique perd son activit6 bactericide pr6coce in vitro (4). Cette enzyme est prEsente chez moins de 10 % des souches mEticillino-sensibles.

REsistance

La resistance aux aminosides est rarement due des mutations affectant les cibles ribosomales des antibiotiques. Cependant un type particulier de m u t a t i o n mErite d'6tre signalE. I1 s'agit des mutants de S. aureus dits deficients h colonies naines, qui sont caractErisEs par une culture difficile sur milieu ordinaire donnant des colonies fl peine visibles au bout de 48 heures et une rEsistance croisEe intermEdiaire a tousles aminosides. Ces mutants correspondent a diverses dEficiences; les bactEries ne peuvent plus assurer la synth6se de divers cofacteurs, en particulier la vitamine K2, impliquEs dans le mEtabolisme oxydatif et le transport des Electrons et par consequent le transport des aminosides et la croissance bactErienne. Ces staphylocoques sont essentiellement isolEs au cours d'infections ostEo-articulaires en particulier sur proth6se et souvent au cours de traitement par les aminosides (2, 3): Les resistances aux aminosides sont surtout dues la production par les staphylocoques d'enzymes modificatrices des aminosides appartenant a trois classes, ac6tyltransfErases (AAC), nuclEotidyltransfErases (ANT) et phosphotransfErases (APH) codEes par des g6nes acquis plasmidiques ou transposables. Chaque enzyme est dEnommEe en fonction de la molecule qu'elle modifie et reconnait un certain nombre d'aminosides qu'elle modifie, ce qui se traduit par un phEnotype de resistance. Q u a n d l'aminoside modifiE est bon substrat pour l'enzyme, le niveau de resistance confErE est ElevE; quand l'aminoside est mauvais substrat, l'altEration de son activitE peut ne passe traduire par une r6sistance mais par une perte de son activitE bactdricide et de la synergie avec les b6ta-lactamines (4). Si l'on omet celles inactivant la streptomycine, trois enzymes sont d6crites, qui sont identiques a celles dEtectEes chez de nombreuses esp6ces de bactEries a Gram positif (staphylocoques, streptocoques, entErocoques) et sont diffErentes de celles des bactEries a Gram nEgatif (4) :

• Aminoglycoside nucldotidyltransfdrase (4"-4") [ANT(49-(4")] : cette enzyme conf6re la r6sistance kanamycine, nEomycine et tobramycine. Comme avec l'enzyme prEcEdente, l'activitE bactericide prEcoce de l'amikacine est perdue in vitro, alors que les CMI n'augmentent que peu (4). Dans certains h6pitaux fran~ais, cette resistance est prEsente chez environ 1/3 des souches rEsistantes la mEticilline, particuli6rement celles qui sont d'expression hEtErog6ne (5). • Une enzyme bifonctionnelle (une seule protdine avec deux fonctions enzymatiques), aminoglycoside acdtyltransfdrase (6") - aminoglycoside phosphotransfdrase (2") [AAC(6")-APH(2")]. Cette enzyme conf6re la resistance a kanamycine, gentamicine et tobramycine. L'amikacine et la nEtilmicine paraissent actives avec des CMI cependant multipliEes respectivement par 10 et 15. L'activitE bactericide prEcoce de ces antibiotiques est supprimEe in vitro (4). Cette enzyme est d6tectEe chez 2/3 ou plus des souches mEticillino-rEsistantes. Les cons6quences in vivo de la perte de l'activit6 bact6ricide de l'amikacine chez les souches productrices d'une des trois enzymes pr6c6dentes et de la nEtilmicine chez les souches productrices d'AAC(6')-APH(2") ne sont pas connues. L'utilisation thErapeutique des aminosides en association rend difficile l'Evaluation des consequences in vivo de l'acquisition de mEcanismes de resistance. MACROLIDES-LINCOSAMIDESSTREPTOGRAMINES (MLS) Activit~ et m6canisme d'action

Les MLS sont des inhibiteurs de la synth6se prot6ique qui agissent lors de l'61ongation des chaines peptidiques. Les macrolides et lincosamides exercent une activit6 bact6riostatique vis-fi-vis des staphylocoques et ont de ce fait u n usage

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th6rapeutique limit6 aux infections peu s6v6res, cutan6es en particulier, dues h ces germes. Les streptogramirtes sont compos6es de l'association de deux compos6s structurellement diff6rents A (polypeptide polycyclique) et B (hexadepsipeptide cyclique) (II et I pour la pristinamycine, M et S pour la virginiamycine, dalfopristine et quinupristine pour quinupristine/dalfopristine ou Synercid®). Cette synergie se produit pour des rapports larges de concentration de quinupristine et dalfopristine (de 2/98 h 99/1) (6). Les CMI de l'6rythromycine vis-h-vis de S. aureus sont de 0,1-0,25 m g / L et celles de la pristinamycine de 0,1 ~ 0,5 mg/L. M 6 c a n i s m e s d e r~sistance

La r6sistance aux MLS est due a trois m6canismes : la modification de la cible des antibiotiques, la modification des antibiotiques et l'effiux actif de ceux-ci. Les principaux ph6notypes de r6sistance conf6r6s sont montr6s dans le tableau I. - La modification de cible est de loin le m6canisme le plus r6pandu et conf6re un spectre de r6sistance crois6e entre macrolides, lincosamides et streptogramines B. En effet, les souches r6sistantes produisent une m6thylase responsable de la dim~thylation d'une ad6nine de l'ARN23S de la sous-unit6 ribosomale 50S (7). Cette alt6ration sp6-

cifique et unique du ribosome bact6rien a pour cons6quence de r6duire l'affinit6 entre l'6rythromycine et sa cible sans doute du fait de changement de conformation de I'ARN ribosomal 23S. La r6sistance conf6r6e est crois6e entre l'ensemble des macrolides, les lincosamides et les streptogramines B dont les sites de fixation se chevauchent, d'o/l le nom de ph6notype MLSB. Trois d6terminants g6n6tiques apparent6s, ermA souvent port6 par des transposons de type Tn554, ermC souvent port6 par des plasmides et rarement ermB port6 par le transposon Tn551, codent pour une m6thylase (8). L'expression de la r6sistance se fait de fagon inductible ou constitutive. Uexpression constitutive de m6thylase entraine une r6sistance crois6e entre tousles macrolides, lincosamides et streptogramines (ph6notype MLSB constitutif). Le facteur A reste actif. Les cons6quences sur la synergie entre les deux facteurs sont comment6es plus loin dans le paragraphe sp6cifique des streptogramines. Alternativement, la synth6se de m6thylase peut ~tre inductible. Dans ce cas, il y a dissociation de la r6sistance entre les macrolides noyau lactone ~ 14 atomes (6rythromycine, roxithromycine, clarithromycine, dirithromycine) et 15 atomes (azithromycine) qui sont inducteurs, et les macrolides ~ 16 atomes (spiramycine, josamycine, mid6camycine, tylosine), les lincosamides et les streptogramines qui ne le sont pas. Ce ph6no-

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S/I/R

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(s)/R

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type MLSB inductible se reconnait facilement l'antibiogramme par diffusion par l'antagonisme entre l'6rythromycine et les macrolides /t 16 atomes (ou les lincosamides). I1 existe de rares souches de S. aureus o h tous les macrolides et lincosamides sont i n d u c t e u r s et o5 la r6sistance inductible est donc crois6e (9). - La modification des antibiotiques est due h diverses enzymes spdcifiques chacune d'une classe d'antibiotique et qui conf6rent donc un spectre 6troit de rdsistance. Uinactivation enzymatique de macrolides h n o y a u h 14 atomes (6rythromycine, ol6a n d o m y c i n e , clarithromycine) et h 16 atomes (spiramycine, josamycine, rosaramycine) mais non de l'azithromycine, apparemment due a une est6rase a 6t6 r6cemment rapport6e chez une souche clinique de S. aureus par ailleurs r6sistante h l'6rythromycine par efflux actif (10). Les lincosamides peuvent 6tre inactiv6s par deux 3-1incomycine, 4clindamycine O-nucl6otidyltransf6rases (LNT[3,4]) cod6es par deux g6nes plasmidiques tr6s proches, linA et linA' (11). Les streptogramines sont touch6es par plusieurs enzymes inactivatrices. Le facteur B peut ~tre hydrolys6 par une hydrolase cod6e par le g6ne vgb (12). Au moins deux g6nes, vat et vatB, sont responsables d'ac6tylation des streptogramines A (13, 14). Le g6ne vat est trbs souvent associ6 au g6ne vgb sur le m6me plasmide (13). - Les m&anismes d'efflux actif ne touchent que les

antibiotiques de structure apparent6e. Udrythromycine ainsi que les autres macrolides k noyau 14 et 15 atomes peuvent subir u n efflux actif par u n m6canisme ATP-d6pendant cod6 par le g6ne m s r A (15). Ce g6ne code pour une prot6ine homologue aux ABC-transporteurs (ABC pour ATP-binding cassette) qui sont des prot6ines d'effiux actif ATP-d6pendantes tr6s r6pandues chez les eucaryotes et les procaryotes. La protdine MsrA agirait en coopdration avec des g6nes chromosomiques de staphylocoques codant pour des prot6ines transmembranaires (16). La r6sistance est inductible par les macrolides h n o y a u a 14 et 15 atomes. Les autres MLS ne sont pas inducteurs. Les streptogramines B, bien que non inductrices semblent 6tre substrat du systbme d'efflux. En effet, apr6s induction par l'6rythromycine, il est possible d'observer une r6sistance aux streptogramines B (15). Enfin, le g6ne vga conf6re la rdsistance aux streptogramines A. Sur la base d ' h o m o l o g i e avec les ABC-transporteurs, il est

suppos6 que la protdine Vga effectue l'efflux actif des streptogramines A (17).

Cons4quences phdnotypiques de la rdsistance aux macrolides La r6sistance aux macrolides est essentiellement de phdnotype MLSB. C o m m e indiqu6 ci-dessus, les macrolides a noyau & 16 atomes restent actifs en cas de r6sistance inductible. Cependant, des mutants constitutifs peuvent &tre obtenus in vitro avec une fr6quence de l'ordre de 10-7 en pr6sence de macrolide non inducteur (18). I1 existe donc un risque th6orique de s61ection de mutants constitutifs lors du traitement d'infections a fort inoculure dues & des staphylocoques r4sistants inductibles aux macrolides. Du fait des indications actuelles des macrolides dans les infections a staphylocoques, qui excluent les infections graves fort inoculum, ce risque parait faible en pratique. Le p h d n o t y p e d'efflux actif des macrolides noyau a 14 et 15 atomes est tr6s rare chez S. aureus. I1 est reconnu par l'absence d'antagonisme a l'antibiogramme par diffusion entre l'6rythromycine et les macrolides ~ 16 atomes ou les lincosamides. I1 existe par contre u n antagonisme entre 6rythromycine et streptogramines B (15).

Consdquences ph6notypiques de la rdsistance aux lincosamides Les lincosamides sont essentiellement atteints par la rdsistance de type MLSB constitutive. La r6sistance isolde ~ la lincomycine est due chez S. aureus la nucldotidylation de l'antibiotique (11). Les souches sont r6sistantes k haut niveau a la lincomycine et apparaissent sensibles a la clindamycine bien qu'in vitro cet antibiotique soit inactiv6 efficacement par l'enzyme; cependant, les CMB de cet antibiotique sont 61evdes en comparaison avec les souches sensibles (128 m g / L au lieu de 4 rag/L). Cons4quences phdnotypiques de la rdsistance aux streptogramines Des m6canismes diff6rents sont impliquds dans la r6sistance aux facteurs A et B. En cas de rdsistance MLSB d'expression inductible, les streptogramines B sont non ou faiblement inductrices et les CMI de l'association A+B sont normales. Les streptogramines B ne sont plus actives quand la rdsistance MLSB est d'expression constitutive ou q u a n d la

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bact6rie a acquis le g6ne vgb. Ph6notypiquement, la r6sistance aux streptogramines A peut ~tre iso16e (ph6notype SA) ou s'associer a une r6sistance a la lincomycine (ph6notype LSA), sans que l'on connaisse le m6canisme de la r6sistance a la lincomycine ni s'il s'agit d ' u n m6canisme distinct de la r6sistance aux streptogramines A et sans qu'il y ait d'association ~ tel ou tel g6ne de r6sistance aux streptogramines A. La r6sistance aux streptogramines A est fr6quemment associ6e a la r6sistance MLSB constitutive (ph6notype MLSB + SA).

vit6 d u complexe A+B, de la pr6sence des deux facteurs des streptogramines au contact de la bact6rie a des concentrations permettant la synergie. Une situation de monoth6rapie au site infectieux par le facteur des streptogramines auquel la bact6rie est r6sistante est a 6viter. La pharmacocin6tique des deux facteurs est donc u n param6tre important d'analyse des cons6quences de la r4sistance aux facteurs A et B in vivo. Cependant, faire la part dans cette analyse des r61es respectifs des alt6rations d'activit6 des streptogramines, surtout bact6ricide dans le cas de r6sistance au facteur B ou bact4riostatique dans le cas de r6sistance au facteur A, et de la pharmacocin6tique des antibiotiques apparait difficile.

Les cons6quences in vitro sur l'activit6 des streptogramines ne sont pas les m6mes suivant qu'il y ait r6sistance au facteur A ou au facteur B ou aux deux et elles ne sont pas encore compl6tement connues du fait de la multiplicit6 des g6nes et des possibilit6s d'association.

QUINOLONES

L'acquisition de r6sistance constitutive MLSB n'a pas ou que peu de cons6quences sur l'activit6 bact6riostatique in vitro de l'association des facteurs A et B d u fait de la conservation de la synergie entre ces deux facteurs. Uactivit~ bact6ricide de l'association apparait par contre alt6r6e (4). Mais cette alt6ration est modeste : les CMB ne s'616vent que d'une a trois dilutions et la modification de l'activit6 bact6ricide est inconstante touchant la moiti6 des souches dans une 6tude r4cente (9). La bact6riopause apparaR tr6s raccourcie dans une dtude p o u r les souches rdsistantes constitutives au facteur B par rapport aux souches sensibles (19).

Activit6 et m6canisme d'action

En cas de r6sistance aux streptogramines A, la synergie entre les facteurs A et B e s t conserv6e, mais cette conservation n'est souvent que partielle; les CMI de l'association sont alors augmentdes. Cette augmentation est tr6s variable (20). 11n'a pas 6t6 observ6 de relation entre u n g6ne donn6 (vga, vat, vatB) ou une association de g6nes et le niveau de r6sistance au facteur II de la pristinamycine (streptogramine A) ou a la pristinamycine (20). Par contre, l'association d ' u n e rdsistance au facteur A et d'une rdsistance constitutive au facteur B entralne une augmentation franche des CMI de la pristinamycine au-dela de 2 m g / L (20).

Les staphylocoques sont naturellement r~sistants aux quinolones de premi6re g6n6ration c o m m e l'acide nalidixique mais sont en revanche sensibles aux fluoroquinolones. Les CMI de ces antibiotiques (CMI modales ~gales a 0,5 rag/1 p o u r p6floxacine, ofloxacine, ciprofloxacine et lom6floxacine, et ~ 1 mg/1 pour ~noxacine et norfloxacine) sont c e p e n d a n t relativement 61ev6es et peuvent 6tre proches des concentrations atteintes dans certains sites infectieux. Des mutants r6sistants peuvent donc 6tre s41ectionn6s in vivo relativ e m e n t facilement, ce qui explique en partie la diffusion rapide de la r6sistance acquise aux fluoroquinolones qui s'est produite chez les staphylocoques. La sparfloxacine, fluoroquinolone commercialis6e en France en 1994, est plus active sur les bact4ries a Gram positif et en particulier sur les staphylocoques (CMI m o d a l e 6gale a 0,06 rag/l) (21). Les CMI vis-a-vis des staphylocoques d'autres produits en cours d'6valuation sont encore plus basses, par exemple 0,015 mg/1 pour la trovafloxacine et le produit DU 6859a (21). Leur commercialisation pourrait donc repr6senter un progr6s important pour le traitement des infections staphylococciques.

Les cons6quences in vivo de la r6sistance au facteur B sont analysdes dans u n autre article de cette revue. Celles au facteur A ne sont pas connues. Dans tousles cas, une consdquence importante de la rdsistance a Fun des deux facteurs est la n6cessit6, pour le maintien au moins partiel de l'acti-

Les quinolones agissent en inhibant sp6cifiquement la synth6se de I'ADN, ceci 6tant rapidement suivi par la mort de la bact6rie. Cette action sur I'ADN est secondaire ~t l'inhibition de deux topoisom6rases bact6riennes : I'ADN gyrase, qui catalyse le surenroulement n6gatif de I'ADN, et I'ADN

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topo-isom6rase IV qui est responsable de la d6cat6nation des chromosomes au cours de la r6plication (22). Ces deux e n z y m e s ont u n e structure t6tram6rique de type A2B2, les sous-unit6s A et B 6tant cod6es respectivement par les g6nes gyrA et gyrB pour la gyrase et par les g6nes parC et parE p o u r la topo-isom6rase IV. Les quinolones sont capables de stabiliser u n complexe de clivage A D N - e n z y m e n o r m a l e m e n t transitoire, ceci d6clenchant l'activation de certains syst6mes de r6paration de I'ADN, ph6nom6nes encore tr6s mal connus mais qui sont responsables de l'effet bact6ricide des quinolones (23). R6sistance

La r6sistance acquise aux quinolones est crois6e entre les diff6rentes mol6cules et touche essentiellement les staphylocoques hospitaliers (24), en particulier le s t a p h y l o c o q u e dor6 r6sistant h la m6ticilline (> 90 % de r6sistance). En revanche, les fluoroquinolones restent le plus souvent actives sur le s t a p h y l o c o q u e dor6 m6ticilline-sensible (> 90 % de sensibilit6). Uacquisition de la r6sistance chez les staphylocoques est largement li6e la survenue de mutations chromosomiques dans les g6nes gyrA et parC, au niveau d'une petite partie de chacun de ces g6nes situ6e pr6s de l'extr6mit6 5' (25). Ces m u t a t i o n s c o n d u i s e n t 5 une diminution de la liaison des quinolones sur leurs cibles intracellulaires, les complexes ADN-gyrase et ADN-topo-isom6rase IV. Chez S. aureus, c'est la topo-isom6rase IV, et non pas la gyrase comme chez E. coli, qui apparait 6tre la cible primaire des fluoroquinolones, ceci pour plusieurs raisons : Chez des mutants spontan6s obtenus in vitro en une seule 6tape de s61ection (par 6talement sur g61ose contenant une fluoroquinolone) (25), ainsi que chez des mutants in vivo ayant un niveau de r~sistance comparable, on d6tecte la pr6sence de m u t a t i o n s dans parC, mais pas dans gyrA. Les mutations gyrA surviennent in vitro au cours d'une deuxi6me 6tape de s61ection, ceci permettant h la souche d'acqu6rir u n plus haut niveau de r6sistance (25). - Uactivit6 de d6cat6nation de la topo-isom6rase IV purifi6e est plus sensible ~ l'inhibition par les fluoroquinolones que l'activit6 de surenroulement de I'ADN gyrase (26). - Chez un mutant parC, la topo-isom6rase IV purifi6e devient r6sistante ~ l'inhibition par les quinolones (26).

L'introduction, par 6change all61ique, d ' u n e mutation parC chez une souche sauvage conf6re u n bas niveau de r6sistance, alors que l'introduction d ' u n e mutation gyrA dans la m~me souche n'a aucun effet sur la r6sistance (27). Pour agir sur leurs cibles, les fluoroquinolones doivent pr6alablement p6n6trer dans la bact6rie, le passage des enveloppes bact6riennes s'effectuant par diffusion passive. Une diminution de la p6n6tration de l'antibiotique n'a pas 6t6 impliqu6e dans la r6sistance chez S. aureus, en revanche u n m6canisme d'efflux actif au niveau de la m e m b r a n e cytoplasmique m6di6 par la prot6ine de transport NorA a 6t6 d6crit (28). NorA est pr6sente chez les souches sensibles. Bien que son r61e physiologique ne soit pas connu, elle peut causer une r6sistance aux fluoroquinolones, tout particuli6rement h la norfloxacine, en cas de surexpression par mutation. L'efflux actif li6 ~ NorA d6pend de la force proto-motrice et plus particuli6rement du gradient de pH membranaire. NorA est en fait une prot6ine de multi-r6sistance car son activit6 n'est pas sp6cifique aux quinolones, mais touche aussi d'autres compos6s de structures vari6es comme le bromure d'6thidium, la rhodamine, le chloramph6nicol... (29). I1 faut cependant signaler que la r6sistance par efflux, 5 la diff6rence de celles dues aux mutations parC et gyrA, n'a pour l'instant 6t6 d6crite que chez de rares souches cliniques. Son importance dans l'6mergence de la r6sistance in vivo reste donc ~ d6finir. GLYCOPEPTIDES Activit6 et m 6 c a n i s m e d'action

Les glycopeptides, teicoplanine et v a n c o m y cine, sont utilis6s en alternative aux b~talactamines dans le traitement des infections staphylocoques dor6s m6ticillino-r4sistants ou en cas d'intol4rance chez les patients. Ces antibiotiques ont un effet bact6ricide s'exer~ant lentement. Ils agissent sur la synth6se de la paroi bact6rienne au cours de l'61ongation, a un stade plus pr6coce que les b~ta-lactamines. Ces volumineux antibiotiques emp6chent par encombrement st6rique la polym6risation d ' u n pr6curseur de la paroi, le complexe p h o s p h o d i s a c c h a r i d e p e n t a p e p t i d e d u fait de leur fixation forte sur l'extr6mit6 D-alanyl-D-alanine terminale du pentapeptide.

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R6sistance Jusqu'a pr6sent, la r6sistance h la vancomycine n'a pas 6t6 rapport6e chez les souches cliniques de S. aureus. Seules de rares souches interm6diaires/t la teicoplanine ont 6t6 d6crites (30-32) sans que l'activit6 de la vancomycine apparaisse anormale. Des mutants de S. aureus r6sistants fi la vancomycine ont pu 6tre obtenus par s61ection in vitro a basse fr6quence ou apr6s transfert conjugatif de l'op6ron de g6nes vanA codant pour la r6sistance a la vancomycine chez les ent6rocoques (33, 34). Des mutants r6sistants h la teicoplanine s61ectionn6s in vitro ont 6t6 6galement obtenus (33). Le m6canisme de la diminution de sensibilit6 ~ la teicoplanine n'est pas connu. Certaines souches de S. aureus de sensibilit6 diminu6e h la vancomycine et fi la teicoplanine synth6tisent une nouvelle prot6ine de 39 000 daltons (33). Par contre, des souches de S. aureus sensibles fi la vancomycine et de sensibilit6 diminu6e fi la teicoplanine exprim e n t une nouvelle prot6ine associ6e a la m e m brane cytoplasmique de 35 000 daltons et sur-expriment les p6nicillines liant la p6nicilline PLP2-1 et PLP2-2 (31). AUTRES ANTIBIOTIQUES

Rifampicine La rifampicine bloque l'initiation de la transcription en inhibant s61ectivement la synth6se d'ARN messager par la liaison a la transcriptase (ARN polym6rase ADN-d6pendante). La liaison est stoechiom6trique et le site de fixation est localis6 dans la sous-unit6 t3 de cette prot6ine. Depuis les premi6res descriptions en 1973, tous les m6canismes de r6sistance connus sont chromosomiques. La fr6quence de mutation peut atteindre 10.7 pour les cocci ~ Gram positif et les mutants sont s61ectionn6s in vitro en une 6tape. Ceci impose l'utilisation de la rifampicine en association avec d'autres antibiotiques afin de pr6venir l'6mergence des mutants r6sistants. Deux niveaux de r~sistance sont distingu4s : une r6sistance de haut niveau (CMI > 32 m g / L ) et une sensibilit6 diminu~e (CMI 1-4 m g / L contre 0,008 m g / L vis-avis d'une souche sensible). La r6sistance h la rifampicine est surtout d6cel6e chez les souches m6ticillino-r6sistantes. Les souches de sensibilit6 diminu6e sont actuellement rares.

La r6sistance est r6cessive, ce qui explique l'absence de r6sistance plasmidique. En effet, les m6rodiploides rifampicine S/rifampicine R sont sensibles a la rifampicine car les mol6cules de transcriptase sensibles, inactiv6es par la rifampicine bloquent les sites promoteurs de I'ADN et pr6viennent la transcription par les mol6cules d'enzymes r6sistantes. Chez E. coli, la r6sistance a la rifampicine est li6e ~ des mutations portant sur divers acides amin6s de la sous-unit6 t3 cod6e par le g6ne rpoB (35). I1 en r6sulte une moindre affinit6 de la rifampicine pour l'enzyme et selon l'acide amin6 mut6 un niveau de r6sistance plus ou moins important. Chez S. aureus, les m6canismes de la r6sistance ne sont pas connus.

Fosfomycine Cet antibiotique agit au d6but de la synthbse du peptidoglycane en inhibant une enzyme, la pyruvyl-transf6rase. Cette enzyme est impliqu6e dans la synth6se des pr6curseurs. La fosfomycine p6n6tre darts le cytoplasme bact6rien par deux syst6mes de transport actif : celui des L-a glyc6rophosphates et celui des hexoses-phosphates. Ce dernier syst6me est activ6 par la pr6sence de glucose 6-phosphate. Les r6sistances a la fosfomycine rapport6es sont le fait de mutations, sans doute portant sur le transport de l'antibiotique et survenant fi assez haute fr6quence d'o6 l'emploi de cet antibiotique en association. Une r6sistance plasm i d i q u e /~ la fosfomycine a 6t6 d6crite chez S. aureus et chez les staphylocoques a coagulasen6gative. Le g6nefosB est port6 chez S. aureus par des petits plasmides de 2,7 kilobases (36, 37). Le m6canisme de la r6sistance serait par analogie avec celui d~crit chez les bacilles a Gram n6gatif une inactivation de l'antibiotique par conjugaison au glutathion.

Acide fusidique Cet inhibiteur des synth6ses prot6iques apparait capable de bloquer l'6tape de translocation car il stabilise le complexe ribosome-facteur d'61ongation G-GDP qui normalement se dissocie apr6s la translocation du peptide. La r6sistance a l'acide fusidique est surtout due des mutations survenant a haute fr6quence, ce qui justifie | ' e m p l o i de cet antibiotique en association.

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Trim6thoprime-sulfam6thoxazole Les staphylocoques dor6s m6ticillino-r6sistants sont fr6quemment r6sistants aux sulfamides. Des plasmides de r6sistance aux trim6thoprime ont 6t6 mis en 6vidence qui portent des g6nes de r6sistance codant pour une dihydrofolate r6ductase $1 peu sensible ~ l'antibiotique (38).

ETAT DES RESISTANCES AUX ANTIBIOTIQUES sensible ~ la m6ticilline Ces staphylocoques dor6s restent dans leur ensemble sensibles ~ de nombreux antibiotiques. Dans notre h6pital, 12 % des souches m6ticillinosensibles r6sistent a l'6rythromycine (ph6notypes MLSB inductible et MLSB constitutif dans respectivement 2/3 et 1/3 des cas) et moins de 5 % ~ la p6floxacine, gentamicine, tobramycine, acide fusidique, fosfomycine et h la rifampicine. S. a u r e u s

r6sistant ~ la m6ticilline Ces staphylocoques se caract6risent par leur multir6sistance aux antibiotiques (39). Une 6rude mulS. a u r e u s

ticentrique franqaise rapportant des r6sultats de 1989 ~ 1992 a confirm6 que la r6sistance a de n o m b r e u x autres antibiotiques 6tait fr6quente, s'61evanf suivant les centres et les ann6es de 84,5 92,6 % pour l'6rythromycine, 21,5 ~ 36,4 % pour la fosfomycine, 87,2 ~ 94,1% pour la gentamicine et 85,1 a 95,8 % pour la p6floxacine (40). Par contre, les incidences de la r6sistance a l'acide fusidique et la pristinamycine sont basses, mais plus 61ev6es que chez les souches m6ticillino-sensibles : respectivement 4,3 a 12,8 % et 3 a 8,5 % chez les souches r6sistantes ~ la m6ticilline contre 2 % et 0,4 % chez les souches sensibles ~ la m6ticilline (40). Aucune souche n'est r6sistante A la vancomycine. Ces r6sistances sont en g6n6ral apparues chez les staphylocoques dor6s au fur et ~ mesure de l'introduction des antibiotiques en th6rapeutique, dans un d61ai plus ou moins long variant de 1/1 2 ans pour les fluoroquinolones a plusieurs ann6es pour la gentamicine et la rifampicine (figure 1). Les r6sistances se sont ainsi additionn6es dans le temps comme le montre leur 6volution dans notre 6tablissement (figure 1). Le chloramph6nicol a fait

% R6sistance 100

-

80 1~ 70-

/

Gentamicine

60-

Chloramph~nicol

P6floxacine

Rifampicine

30

.°-t 20-10

-

o'P-1969

1971

1973

1975

1977

1979

I981

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1993

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Ann6e

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exception : l'utilisation devenue exceptionnelle de cet a n t i b i o t i q u e est p e u t - ~ t r e la c a u s e d e la d6croiss a n c e i m p o r t a n t e d e la r6sistance. U 6 v o l u t i o n p l u s r 6 c e n t e a 6t6 m a r q u 6 e p a r u n e d i m i n u t i o n d u n o m b r e d e s o u c h e s d e S. aureus et d e l ' i n c i d e n c e d e la r 6 s i s t a n c e a la m 6 t i c i l l i n e ; et p a r le r e m p l a c e m e n t d ' u n tiers d e s s o u c h e s h o m o g 6 n e s m u l t i r 6 s i s t a n t e s ~ la g e n t a m i c i n e e t ~ d e n o m b r e u x autres antibiotiques par des souches r6sistantes h 6 t 6 r o g 6 n e s sensibles ~ la g e n t a m i c i n e , m a i s r6sist a n t e s h la k a n a m y c i n e et t o b r a m y c i n e [ p r o d u c t i o n d e ANT(4')-(4")], sensibles a u x t6tracyclines et la r i f a m p i c i n e et u n e fois s u r d e u x s e n s i b l e s a u x

SUMMARY

m a c r o l i d e s . Ces c h a n g e m e n t s o n t 6t6 o b s e r v 6 s d a n s d ' a u t r e s h 6 p i t a u x fran~ais (5). Les c a u s e s d e cette 6 v o l u t i o n s o n t c o m p l e x e s et m u l t i p l e s . D e s c h a n g e m e n t s d ' h a b i t u d e d a n s la p r e s c r i p t i o n d e s a m i n o s i d e s ( m o i n d r e p r e s c r i p t i o n d e la g e n t a m i cine et d e la n6tilmicine a u p r o f i t d e l ' a m i k a c i n e ) et le d 6 v e l o p p e m e n t d e s p r o g r a m m e s d e c o n t r S l e d e s i n f e c t i o n s a s t a p h y l o c o q u e s m6ticillino-r6sist a n t s et la c i r c u l a t i o n a c c r u e d e s p a t i e n t s p o r t e u r s e n t r e les d i f f 6 r e n t s 6 t a b l i s s e m e n t s d e s o i n s et le milieu extra-hospitalier qui entrainent une divers i f i c a t i o n d e s s o u c h e s p e u v e n t 6tre i n c r i m i n 6 s .

RESISTANCE BETA-LACTAMS

TO ANTIBIOTICS IN

OTHER

THAN

STAPHYLOCOCCUS AUREUS

Staphylococcus aureus may express various mechanisms

of resistance to antibiotics which are combined in methiciUin-resistant strains. Antibiotic resistance has been r e p o r t e d i n c l i n i c a l i s o l a t e s f o r a l m o s t all a n t i b i o t i c s , e x c e p t f o r v a n c o m y c i n . T h e mechanisms involved in resistance are target modification, enzymic modification of the antibiotics, and active effiux of the drugs. Numerous genes encode this resistance. T h i s p a r t i a l l y e x p l a i n s t h e e a s y a d a p t a t i o n o f S. a u r e u s t o a n t i b i o t i c s . Key-words: Staphylococcus aureus - Antibiotics - Bacterial resistance.

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