Sensibilite et resistance aux antibiotiques des staphylocoques a coagulase negative

M~decine et Maladies Infectieuses - 1990 - H o r s 8~rie Mars - 29 ~ 40

SENSIBILITE ET RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES DES STAPHYLOCOQUES A COAGULASE NEGATIVE* par R. LECLERCQ**, R. B I S M U T H * * * et J. PIERRE****

RESUME

La sensibilit~ et la r~sistance des staphylocoques 8 coagulase n~gative aux antibiotiques sont souvent comparables, sans ~tre totalement superposables, ~ celles d~crites chez Staphylococcus aureus. En particulier, les m~canismes de r~sistance sont plus varies et pour certaines esp~ces, les fr~quences de r~sistance aux antibioUques sont ~lev~es. C'est le cas pour Staphylococcus epidermidis et S. haemolyticus plus souvent retrouv~s ~ l'origine d'infections nosocomiales. Mots-cl~s : Staphylocoques ~ coagulase n~gative - Antibiotiques - R~sistance bact~rienne.

Les infections 8 staphylocoques 8 coagulase n~gative occupent en milieu hospitalier une place croissante. Les difficult~s rencontr~es clans le traitement de ces infections sont li~es ~ la fr~quente multir~sistance des germes en cause, ce qui rend n~cessaire une meilleure connaissance de leur sensibilit~ aux antibiotiques. Alors que l'activit~ des antibiotiques sur les staphylocoques dor~s a ~t~ et reste tr~s ~tudi~e, les travaux consacr~s aux staphylocoques 8 coagulase n~gative sont peu nombreux. Les observations faites pour Sta ~ phylococcus aureus, en particulier en ce qui concerne les m~canismes de r~sistance aux antibiotiques ne peuvent pourtant totalement s'appliquer aux staphylocoques 8 coagulase n~gative. Chez ces clerniers, il existe notamment une plus grande vari~t~ des m~canismes de r~sistance et de leur expression. De plus, les staphylocoques ~ coagulase n~gative forment un groupe h~t~rog~ne dont le comportement vis-a-vis des antibiotiques varie beaucoup selon l'esp~ce. D'une part, certaines esp~ces poss~dent des r~sistances naturelles qui aident 8 les identifier (Tableau I), d'autre

part, elles n'ont pas toutes pr~sent~ la m~me aptitude d~velopper des r~sistances aux antibiotiques : ~ c6t~ d'esp~ces qui demeurent relativement sensibles comme Staphylococcus saprophyticus, d'autres, c o m m e S. epidermidis et S. haemolyticus plus fr~quemment isol~es Iors des infections nosocomiales, sont volontiers multir~sistantes. Ces germes multir~sistants aux antibiotiques, qui sont tr~s r~pandus sur le rev~tement cutan~ et muqueux, constituent de plus un r~servoir de g~nes de r~sistance pour les staphylocoques dor~s. Le but de cet article est de faire le point sur la sensibilit~ et la r~sistance des staphylocoques ~ coagulase n~gative aux antibiotiques ainsi que de d~crire l'~volution de cette r~sistance.

* Communication pr~sent~e au colloque Pharmuka sur le th~me : "Les staphylocoques coagulase~n~gatifs et leur pathologie". Paris, 16 Mars 1990. ** Service de Bact~riologie-Virologie-Hygi~ne, CHU Henri Mondor, 51 avenue Mar~chal de Lattre de Tassigny, 94010 Cr~teil Cedex. *** Service de Bact~riologie-Virologie, CHU Piti~-Salp~tri~re, 47 boulevard de rh6pital, 75651 Paris Cedex 13. .... Service de Bact~riologie-Virologie, CHU Bichat-Beaujon, 170 boulevard Ney, 75877 Paris Cedex 18.

Naturellement sensibles aux b~ta-lactamines, les staphylocoques ~ coagulase n~gative peuvent acqu~rir vis-a-vis de ces antibiotiques des r~sistances analogues celles d~crites chez S. aureus : r~sistance ~ la p~nicilline G, qui repose sur l'inactivation enzymatique de l'antibiotique et r~sistance ~ la m~ticilline due une modification de la cible de l'antibiotique.

SENSIBILITE ET RESISTANCE A U X ANTIBIOTIQUES BETA LACTAMINES

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souche. Diff~rentes m4thodes de raise en ~vidence directe de l'activit~ enzymatique ont 4t~ propos4es : test de Gots simplifi~, test ~ la nitroc~fine, m~thode acidim~trique ou iodom~trique ; toutes semblent donner des r~sultats ~quivalents, ~ condition d'etre pratiqu~es apr~s l'induction de la synth~se de l'enzyme (42, 38). En pratique, il suffit pour cela d'effectuer ces tests ~ partir de colonies r~cup~r~es en p~riph~rie de la zone d'inhibition d'un disque de p~nicilline M.

R~sistance aux p~nicillines par production de p~nicillinase

Cette r4sistance repose sur la synth~se d'enzyme inactivant rantibiotique et touche toutes les p~nicillines sensibles aux p~nicillinases, l~nicilline Get V, amino-, carboxy- et ur4i'dop~nicillines. Elle se rencontre chez 60 ~ 80% des souches de staphylocoques a coagulase n~gative, toutes esp~ces confondues, mais semble cependant moins fr~quente chez Staphylococcus

L'activit~ de la p~nicillinase des staphylocoques est inhib~e par racide clavulanique. L'association de ce dernier aux p~nicillines permet donc d'en restaurer, au moins partiellement, l'activit~.

saprophyticus. Comme chez S. aureus, le support g4n~tique est ici plasmidique. La synth~se de p~nicillinase est inductible, les inducteurs les plus connus ~tant les b~ta-lactamines en g~n~ral et les p4nicillines M e n particulier. Ce caract~re inductible explique vraisemblablement en partieles difficult~s rencontr~es pour la d~tection de ce type de r~sistance (17). En effet, sur l'antibiogramme, celle-ci ne se manifeste souvent que par une diminution du diam4tre d'inhibition autour du disque de p4nicilline G, et/ou par la presence de petites colonies en p~riph~rie de cette zone. En l'absence de ces manifestations, la presence de p~nicillinase dolt ~tre recherch~e avant de conclure ~ la sensibilit~ de la

R/~sistance aux p~nicillines M

Moins fr~quente que la pr~c~dente, celle-ci se rencontre surtout en milieu hospitalier et pose des probl~mes d'autant plus complexes qu'elle est souvent associ~e ~ d'autres marqueurs de r~sistance : production de p~nicillinase, mais aussi r4sistance aux aminosides, aux MLS et actuellement de plus en plus souvent ~ la rifampicine et aux fluoroquinolones (voir ci-dessous). Sur le plan ph~notypique, comme chez

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S. aureus, elle peut s'exprimer soit de fa~on homog~ne, en g~n~ral ~ haut niveau, soit de fagon h~t~rog~ne, le plus souvent alors ~ bas-niveau ; dans ce dernier cas, seule une fraction de la population exprime la r~sistance in vitro dans les conditions d'~tude habi-~: tuelles, alors que sur le plan g~n~tique, l'ensemble de la population est potentiellement r~sistante (19). La d~tection de cette r~sistance peut doric ~tre difficile ; l'emploi de milieux hypersal~s ou l'incubation ~ 30°C sont les m~thodes les plus couramment pr~conis~es pour obtenir une meilleure expression de la r~sistance, et par I~ une meilleure d~tection (36).

L'existence d'une r~sistance crois~e entre les p~nicillines M et les c~phalosporines, largement admise pour S. aureus~ a ~t~ Iongtemps controvers~e pour les staphylocoques 8 coagulase n~gative. Ceci tient sans doute au fait que l'h~t~rog~n~it~ de l'expression de la r~sistance vis-a-vis de ces antibiotiques est enco re plus grande chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative que chez S. aureus. Cependant, en d~pit des difficult~s inh~rentes ~ sa d~tection, ce caract~re crois~ semble s'imposer actuellement. En effet, des ~tudes fondamentales r~centes portant sur plusieurs esp~ces de staphylocoques 8 coagulase n~gative, S. epidermidis, S. haemolyticus, mais aussi, S. simufans et S. horninis (6, J. Pierre et coll., ICAAC 1988, Los Angeles USA, Abstract n ° 246), ont permis de montrer que comme chez S. aureus (20, 40), la r~sis~ tance ~ la m~ticilline ~tait corr~l~e ~ la presence d'une prot~ine de liaison aux p~nicillines (PLP) additionnel~ le. Les propri~t~s de cette prot~ine semblent indiquer qu'elle est tr~s proche, sinon identique ~ la PLP2' de S. aureus : faible affinit~ pour l'ensemble des b~ta-lactamines test~es, caract~re inductible de sa synth~se, induite par les b~ta-lactamines et en particulier par la m~ticilline, vitesse de migration ~lectrophor~tique et carte peptidique identiques. Bien que les d~terminants g~n~t~ques de la r~sistance ~ la m~ticilline n'aient pas encore ~t~ caract~ris~s chez les staphylo~ coques ~ coagulase n~gative, ces ~l~ments sugg~rent qu'ils pourraient ~tre tr~s proches de ceux de S. aureus, chez quiil existe au moins deux g~nes chromosomiques distincts qui sont impliqu~s clans ce ph~nom~ne, l'un correspondant vraisemblablement au g~ne de structure de la PLP2' (44) et rautre, dont le produit est encore inconnu, mais dont on sait qu'il intervient dans la r~gulation de l'expression de la r~sistance (25). II est ~ souligner en ce qui concerne ce dernier point que, chez les staphylocoques ~ coagulase n~ga~ tive comme chez les S. aureus, la quantit~ de PLP2' synth~tis~e ne semble pas influencer le niveau n i l e mode d'expression de la r~sistance.

des PLP normales (46). Ceci n'a pas ~t~ encore ~t~ d~crit chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative. ~•

.

AMINOSIDF_~

M~canisme d'action et sensibilit~

Les aminosides sont des antibiotiques bactericides contrairement aux autres antibiotiques inhibiteurs de la synth~se prot~ique. Cette activit~ s'explique par leurs effets pl~iotropes (I). Le transport des aminosides l'int~rieur de la cellule est un processus actif requ~rant de l'~nergie et qui se d~compose en deux ~tapes : la premiere est lente, fonction de la concentration externe en aminosides, sous la d~pendance de la force proton-motrice (gradient transmembranaire de potentiel ~lectrique et de pH) ; la deuxi~me est rapide, sous la d~pendance d'un syst~me de transporteurs d'~lectrons et d'ATP, se produisant Iorsqu'un grand nombre de mol~cules sont fix~es sur le ribosome. Ceci explique la r~sistance naturelle des bact~ries ana~robies ou cultiv~es en milieu acide. L'effet majeur est la fixation irreversible sur le ribosome entra~nant l'inhibition de l'initiation, de l'~Iongation, et de la terminaison, ce qui aboutit ~ la synth~se de prot~ines anormales. De plus, les aminosides alt~rent la membrane cytoplasmique, peut-~tre ~ cause de la presence de ces prot~ines anormales ; ils inhibent ~galement la r~plication de la synth~se de I'ADN et d~gradent les ARN. Les staphylocoques ~ coagulase n~gative sont naturellement sensibles aux aminosides. Les CMI de la gentamicine, tobramycine et n~tilmicine sont de 0,1 0,2 mg/l et celles de ramikacine de 0,5 mg/l ~ les CMB sont tr~s proches des CMI : 0,2 ~ 0,4 mg/l et i 2 mg/l respectivement (3). R~sistance

La r~sistance aux aminosides est rarement due ~ la s~lection de mutants affectant la ou les cibles ribosomales. Dans la majorit~ des cas, elle est li~e 8 racquisition par les bact~ries d'enzymes modificateurs des aminosides cod~s par des g~nes port,s par des plasmides ou des ~l~ments transposables (10). Ces enzymes sont divis~s en trois classes en fonction de la r~action qu'ils catalysent : phosphorylation (phosphotransf~rase, APH) ou ad~nylation (ad~nylnucl~otidyl~ transf~rase, ANT) d'un groupement hydroxyle, ou ac~tylation (ac~tyltransf~rase, AAC) d'un groupement amin~. Chaque enzyme, d~nomm~ en fonction de la mol~cule qu'il modifie, va reconna~tre un certain norabre d'aminosides qu'il va modifier, ce qui se traduira par un ph~notype de r~sistance (2). Le niveau de r~sistance varie selon l'antibiotique et la cellule h6te et la limite, un enzyme peut ne pas conf~rer un ph~notype de r~sistance apparent ~ l'antibiogramme, c'est-~-dire

A c~t~ de ces deux types de r~sistance bien individualis~s, il a ~t~ d~crit, chez S. aureus, des souches dites "de sensibilit~ interm~diaire". Cette r~sistance, dont on ne connait pas actuellement l'impact clinique, pourrait @tre due, selon les souches, soit ~ une hyperproduction de b~ta-lactamase (37), soit ~ des alterations

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R~sistance naturelle

que la souche para~tra ~ tort sensible ; cependant, si l'antibiotique conserve son activit~ bact~riostatique, il a perdu une partie ou la totalit~ de son activit~ bactericide

Les souches appartenantt aux esp~ces S. cohnii, 8. sciuri et S. xylosus pr~sentent une r~sistance de hasniveau ~ la lincomycine (Tableau I) (24) et au facteur II des streptogramines (Leclercq, r~sultats non publi~s). Les CMI de la lincomycine sont de 4 ~ 8 rag/l, au lieu de 0,5 ~ l m g / l pour les souches sensibles, et les diam~tres d'inhibition autour du disque de lincomycine sont l~g~rement r~duits, de 20 ~ 25 mm. Les CMI de la pristinamycine ne sont sup~rieures aux CMI des souches sensibles que d'une ou deux dilutions.

(3).

Trois principaux enzymes ont ~t~ d~tect~s ~ ce jour chez les cocci ~ Gram-positif. II y a identit@ entre les enzymes isol~s chez les staphylocoques (S. aureus et staphylocoques h coagulase n~gative) (48) et chez les streptocoques et ent~rocoques (8). - a) A P H (3') III ; cet enzyme conf~re la r~sistance la kanamycine-n~omycine (K.Nm) (23). Les souches h~bergeant cet enzyme apparaissent sensibles h l'amikacine (2) qui est pourtant un substrat pour cet enzyme (9). Par rapport ~ une souche sensible, la CMI est seulement multipli~e par trois mais l'amikacine a perdu son activit~ bactericide pr~coce (3). Cet enzyme est present chez 5 ~ 10 % des souches m~ticillino-sensibles mais ne pourra ~tre d~tect~ qu'au moyen d'un disque de kanamycine ou de n~omycine.

R~sistance acquise par modification de cible C o m m e chez les staphylocoques dor~s, le ph~notype de r~sistance dit MLS B li~ ~ la modification de la cible ribosomale des MLS est le plus fr~quemment retrouv~ : les souches r~sistantes produisent une m~thylase responsable de la dim~thylation d'une adenine de I'ARN 23S de la sous-unit~ ribosomale 50S (50). Cette alt~ration sp~cifique et unique du ribosome bact~rien a pour consequence de r~duire l'affinit~ entre les MLS et leur cible sans doute du fait de changements de conformation de rARN ribosomal 23S. La r~sistance ainsi conferee est crois~e entre les macrolides, les lincosamides et les streptogramines B, dont les sites de fixation sont communs ou se chevauchent, d'o0 le nora de ph~notype MLSB. Deux d~terminants g~n~tiques apparent~s, d~crits initialement chez S. aureus, ermA et ermC, sont souvent en cause dans cette r~sistance MLS B ; ils sont presents chez 39 des 42 souches de staphylocoques ~ coagulase n~gative ~tudi~es par Thakker-Varia et coll. (45). C o m m e chez S. aureus, l'expression de la r~sistance MLS B se fait de mani~re inductible ou constitutive. Si la r~sistance est constitutive du fait de la synth~se constitutive de m~thylase, la souche est r~sistante ~ l'ensemble des macrolides, des lincosamides et au seul facteur B des streptogramines. Le facteur A reste actif et la synergie entre les deux facteurs est conserv~e. L'activit~ bactericide des streptogramines est cependant alt~r~e : les CMB de ces antibiotiques vis-a-vis des souches constitutives s'~l~vent d'une ou deux dilutions par rapport ~ celles observ~es avec une souche sensible (4). Dans le cas de la r~sistance inductible, il y a dissociation entre l'activit~ des macrolides avec un noyau lactone ~ 14 atomes (~rythromycine, roxithromycine et souvent ol~andomycine) et celle des autres macrolides ~ 16 atomes (spiramycine, josamycine, et mid~camycine), des lincosamides et des streptogramines. Les souches ne r~sistent qu'aux macrolides ~ 14 atomes qui indulsent la production de m~thylase responsable de la r~sistance alors qu'elles restent sensibles aux autres MLS qui ne sont pas inducteurs. Ce ph~notype inductible se reconna~t facilement, ~ l'antibiogramme par diffusion, par les images d'antagonisme entre l'~rythromycine et les macrolides ~ ~16 atomes (ou les lincosamides). Alors que chez les staphylocoqueS

- b) ANT (4') (4") : cet enzyme conf~re la r~sistance la kanamycine, n~omycine et tobramycine (K.T.Nm) (29). Les souches h~bergeant cette enzyme apparaissent sensibles ~ l'amikacine (2) ; cependant, la CMI est multipli~e par trois et surtout, l'amikacine a perdu son activit~ bactericide pr~coce (3). - c) APH (2'~ -AAC (6') : cet enzyme conf~re la r~sistance ~ la kanamycine, gentamicine et tobramycine (K.G.T.) (43). Les souches h~bergeant cet enzyme bifonctionnel apparaissent sensibles h l'amikacine et la n~tilmicine (2) alors que ces deux antibiotiques sont des substrats pour cet enzyme (8). Les CMI de l'amikacine et de la n~tilmicine sont respectivement multipli~es par 10 et 15, soit des CMI de 4 et lmg/l, qui feraient consid~rer ces souches c o m m e sensibles. Cependant, ractivit~ bactericide pr~coce de ces deux antibiotiques est abolie (3).

MACROLIDES, LINCOSAMIDES ET STREPTOGRAMINES (MLS)

Sensibilit~ Les MLS sont des inhibiteurs des syntheses prot~iques ; ils agissent Iors de r~Iongation des cha~nes peptidiques. Les macrolides et lincosamides ont une activit~ bact~riostatique vis-a-vis des staphylocoques et ont de ce fait, en pratique, un usage limit~ dans les infections s~v~res clues ~ ces germes. Les streptogramines ont cependant un effet bactericide li~ ~ la synergie des cleux facteurs, bact~riostatiques isol~ment, qui les composent. Les CMI de r~rythromycine vis-a-vis des staphylocoques 8 coagulase n~gative sont de 0,1 ~ 0,25 mg/l et celles de la pristinamycine de 0,1 0,5 mg/l. 32

dorks, les seuls aspects observes sont ceux d~crits cidessus, des ph~notypes plus variks peuvent parfois se rencontrer chez les staphylocoques h coagulase n~garive. Des variations clans le pouvoir inducteur des antibiotiques ont kt~ signalkes chez des souches cliniques de staphylocoques ~ coagulase nkgative, les lincosamides ou les streptogramines B (22, 30) pouvant ~tre inducteurs. Le caract~re constitutif ou inductible dkpend de la structure de la rkgion r~gulatrice like au gkne de structure de la m~thylase. La r~gulation de la r~sistance MLSBest post-transcriptionnelle: elle intervient Iors de la traduction de I'ARN messager codant pour la mkthylase (50). Lampson et Parisi (27) ont montr~ que l'expression constitutive de la r~sistance aux MLS ktait like chez une souche de S. epiderrnidis ~ une importante dkl~tion dans la r~gion r~gulatrice du d~terminant de r~sistance.

de ces phknotypes, dkcrit chez S. epidermidis est probablement d~J ~ une diminution de permkation aux macrolides 8 14 atomes (28). Le deuxikme phinotype, observ~ chez S. hominis, S. haemolyticus et S. saprophyticus para~t ~tre d~ ~ une inactivation des macrolides ~ 14 atomes (32). L'enzyme qui serait en cause n'a pas ktk caractkrisk et le g~ne de rksistance clonk ne montre d'homologie ni avec ereA ni avec ereB, deux g~nes qui codent respectivernent pour les krythromycine estkrases de type I et II d~crites chez des ent~robact~ries r~sistantes h haut niveau ~ l'~rythromycine par inactivation de cet antibiotique (I). Certaines souches de staphylocoques ~ coagulase nkgative peuvent inactiver les lincosamides par production d'une 3-1incomycine, 4-clindamycine O-nucl~o~dyltransf~rase (LNT[3,4]). Cet enzyme d'origine plasmidique, d&crit d'abord chez S. haemolyticus est r~pandu darts au moins 5 esp&ces de staphylocoques, dont S. aureus (31). Les souches sont rksistantes haut-niveau ~ la lincomycine et apparaissent sensibles la clindamycine bien qu'in vitro cet antibiotique soit inactivk efficacement par l'enzyme ; cependant, les CMB de cet antibiotique sont klev~es en comparaison avec les souches sensibles (128 mg/l au lieu de 4 mg/l). Les macrolides et streptogramines restent parfaitement actifs sur ces souches.

Autres types de r~sistance acquise A c~tk de la rksistance par modification de cible, qui est par sa fr~quence le m~canisme essentiel de la r~sistance aux MLS, plusieurs autres m~canismes, par inactivation des antibiotiques ou diminution de permkabilitk, sont d~crits (tableau II). Certains apparaissent spkcifiques aux staphylocoques ~ coagulase nkgative. C'est le cas de deux autres types de rksistance aux macrolicles ~ noyau ~ 14 atomes. Les souches appartenant ~ l'un ou rautre de ces ph~notypes sont r~sistantes constitutives h l'krythromycine avec des CMI de 16 ~ 64 mg/l et elles sont sensibles aux macrolides ~ 16 atomes, aux lincosamides et aux streptogramines ; ~ la difference du phknotype MLSB inductible, il n'existe pas d'antagonisme entre l'krythromycine et les macrolides ~ 16 atomes ou les lincosamides ~ rantibiogramme par diffusion. Le premier

La r~sistance aux streptogramines due ~ une modification des deux facteurs A et B par une streptogramine A O-acktyltransferase et une streptogramine B hydrolase, respectivement, a ktk dkcrite en 1975 chez S. aureus (13). Ce phknotype existe ~galement chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative mais il y semble rare et les enzymes en cause n'ont pas ~ notre connaissance ~t~ caractkris~es. Des souches rksistantes au seul facteur A des streptogramines et ~ la

S/R R R S S S R

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lincomycine ont ktk rapportkes (14). Certaines inactivent le facteur A par production d'une streptogramine A 0-acktyltransferase, comme dans le cas prkckdent. Les CMI de la pristinamycine sont pour ces souches de 1 mg/l (4).

R~sistance

La rksistance est due ~ racquisition d'enzymes modificateurs : la fonction alcool primaire de l'antibiotique est ac~tylke par la chloramphknicolacktyltransfkrase (CAT). Cet enzyme est inductible et conf~re un hautniveau de r~sistance (CMI 32-64 mg/l). Les g~nes codant pour sa synth~se sont portks par des petits plasmides multicopies.

TETRACYCLINES Sensibilit~

RIFAMPICINE

Les tktracyclines inhibent au niveau du ribosome l'klongation de la cha~ne peptidique. Leur fixation sur le site A du ribosome modifierait la configuration flexible de celui-ci et emp~cherait la fixation de l'aminoacylt RNA. Les t~tracyclines ont une activit~ strictement bactkriostatique sur les staphylocoques. Leurs CMI sont de 1 mg/l alors que celles de la minocycline, analogue lipophile des tktracyclines sont de 0,5 mg/l.

Sensibilit~

La rifampicine a pour cible I'ARN polymkrase ADN dkpendante : cet enzyme formk de cinq sous-unitks (2 ~, 13, 13' et G) effectue la transcription de I'ADN en ARN messager. La sous-unitk G confkre la spkcificit~ de reconnaissance des sites promoteurs et la sousunitk 13 participe ~ la synthkse des phosphodiesters. Par sa partie aliphatique, la rifampicine forme rapidement un complexe non covalent avec la sous-unitk de renzyme ; cette liaison entra~ne rinhibition de rinitiation de la synth~se d'ARN qui est suivie de l'arr~t de la synthkse protkique et de la rkplication de I'ADN. L'activit~ bactkricide de cet antibiotique serait like ~ la partie quinone-hydroquinone de la molkcule O dont l'oxydation en a~robiose conduirait ~ la formation de superoxyde 02- et de peroxyde H202 et par I~, ~ la production de radicaux libres OH douks d'activitk bactkricide. Les CMI pour S. epiderrniclis et S. saprophyticus sont tr~s basses : elles varient de 0,008 0,015 mg/l. Mais le rapport CMB/CMI est toujours supkrieur ~ 32. II existe une incertitude quant ~ la valeur rkelle de l'activit~ bactkricide ~ cause du "carry over" important.

R~sistance

Plusieurs dkterminants gknktiques de la rksistance aux tktracyclines ont ktk identifiks (33). Cinq classes de gknes ont ktk dkcrites. Ces gknes codent pour la synthkse de protkines membranaires TET. Chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative, 3 classes de gknes ont ktk d~tectkes (Bismuth, 1990 sous presse), tetK, tetL et tetM. Pour tetK et tetL, le mkcanisme de r~sistance repose sur l'insuffisance de concentration intracellulaire d'antibiotiques. Ceci s'explique par une excrktion excessive de l'antibiotique par la protOne TET ~ travers la merebrane cytoplasmique alors que la p~n~tration passive et active des tktracyclines n'est pas modifike (33). Le support gknktique est plasmidique et les g~nes confkrent un haut-niveau de rksistance aux tktracyclines (CMI 64-128 mg/l) mais non ~ la minocycline (phknotype TcR McS). Le gkne tetM agit au niveau de la synth~se protkique en protkgeant le ribosome de l'inhibition de la synth~se protkique par l'antibiotique (5). Le support gknktique est chromosomique et ce g~ne confkre un haut niveau de rksistance aux tktracyclines (CMI 64-128 mg/l) et un bas niveau de r~sistance ~ la minocycline (CMI 8-16 mg/l) (phknotype TcR McR).

La rksistance ~ cet antibiotique est like uniquement ~ la sklection de mutants rksistants qui prksentent un hautniveau de rksistance ~ la rifampicine (CMI>128 mg/l). Cette rksistance s'explique par des mutations touchant le gkne codant pour la synthkse de la cha~ne de I'ARN polym~rase, les frkquences de mutation variant de 10 -b ~ 10 -/.

CHLORAMPHENICOL

GLYCOPEPTIDES

R~sistance

Sensibilit~

M~canisme d'action

Le chloramphknicol pknktre trks rapidement par vole passive dans la cellule bactkrienne. II inhibe la synthkse protkique en se fixant sur le site A de la fraction 50S du ribosome et en inhibant ainsi la peptidyltransf~rase. II a une activitk strictement bact~riostatique sur les staphylocoques : les CMI sont de 2-4 mg/l.

La vancomycine et la teicoplanine sont des antibiotiques glycopeptidiques essentiellement utilisks en alternative aux b~ta-lactamines dans le traitement des infections dues aux staphylocoques rksistants-~ la m~ticilline, qui appartiennent surtout aux espkces S. epidermidis et S. haemolyticus, ou en cas d'intolkrance 34

chez les patients. L'effet de ces antibiotiques est bactericide mais s'exerce lentement, lls agissent sur la synth~se de la paroi bact(~rienne, Iors de son ~Iongation, ~ un stade plus pr~coce que les b~ta-lactamines et plus tardif que la fosfomycine. Ces antibiotiques emp~chent la polym~risation d'un pr~curseur de la paroi, le complexe phosphodisaccharide-pentapeptide, li~ 8 son transporteur lipidique, du fait de leur fixation forte sur l'extr~mit~ D-alanyl-D-alanine terminale du pentapeptide.

~t~ en consequence proposd clue les souches pr~sentant des diam~tres de cet antibiotique inf~rieurs 18mm aient leurs CMI v~rifi~es (18). Del Bene et coll. (12) avaient not~ l'existence d'une relation entre la r~sistance ~ la teicoplanine et la r~sistance ~ la m~ticilline chez S. haemolyticus, alors que ceci n'a pas ~t~ observ~ chez S. aureus. Parmi les souches de staphylocoques ~ coagulase n~gative isol~es ~ l'h0pital Henri Mondor, la figure 2 montre que les distributions des CMI de cet antibiotique sont effectivement diff,rentes selon la presence ou l'absence d'une r~sistance la m~ticilline. La r~sistance ~ la vancomycine chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative apparait rare. L'acquisition d'une telle r~sistance, probablement par mutation, a ~t~ d~crite chez une souche de S. haernolyticus responsable d'une infection sur dialyse p~riton~ale : au cours d'un traitement prolong~ par la vancomycine (88 jours), les CM! de la vancomycine pour ce staphylocoque ont augment~ d e 2 mg/l ~ 8 mg/l (41). La plus grande fr~quence de r~sistance ~ la telcoplanine qu'~ la vancomycine pourrait peut-~tre s'expliquer par la plus grande facilit(~ d'obtention de mutants de staphylocoques ~ coagulase n~gative r~sisrants en presence du premier antibiotique qu'en pr~sence du second (49). Les m~canismes de ces r~sistances aux glycopeptides demeurent mal connus. Reynolds a rapport~ qu'une nouvelle prot~ine merebranaire de 39-K Da ~tait synth~tis~e chez une souche de S. epiderrnidis sensible 8 la vancomycine et r~sistante 8 la teicop!anine (39).

Sensibilit6 et r6sistance

Dans une s~rie de 87 staphylocoques ~ coagulase n~gative isol~s en 1988 8 l'hbpital Henri-Mondor (dont 30 S. epidermidis, 15 S. haemolyticus, 10 S. saprophyticus, 8 S. hominis et 21 staphylocoques d'autres esp~ces), les CMI de la vancomycine variaient de 0,5 4 mg/l avec une CMI modale ~ 2 mg/l, alors que les CMI de la teicoplanine, ~ la difference de ce qui est observ~ chez S. aureus, ~taient plus dispers~es, de 0,25 ~ 32 mg/l (figure 1). Ces differences dans la distribution des CMI de ces deux antibiotiques sont constat~es par d'autres auteurs (18, 35). Des souches ayant des CM! de la teicoplanine >_8 mg/l, appartenant surtout aux esp~ces S. haemolyticus ou S. epiderrnidis, mais aussl ~ d'autres esp~ces, sont retrouv~es avec des fr~quences pouvant atteindre 23% (18) et 26,4% (35) des isolements. Dans notre s~rie de staphylocoques, ces souches ~taient sensibles 8 la vancomycine mais avec des CMI souvent ~gales ~ 4 mg/l, jamais inf~rieures ~ 2 mg/l. La d~tection de ces souches r~sistantes ~ la teicoplanine se fair parfois difficilement : les d~terminations des CMI de cet antibiotique sont sujettes 8 des variations li~es aux effets inoculum et de milieux (16), de plus, la concordance entre diam~tres d'inhibition et CMI est m~diocre ; il a

J J

Nb de

FLUOROQUINOLONES

Les staphylocoques ~ coagulase n~gative sont naturellement sensibles aux fluoroquinolones, ave¢ des CMI modales de la pefloxacine, de l'ofloxacine et de la ci-

J J J

Nb de souches

sol.

4O 3O 20 10

0 \

FIGURE 1

FIGURE 2

Distribution des CMI de la vancomycine (Van) et de la teicoplanine (Tel) vis-A-vis de

Distribution des CMI de la teicoplanine vis-A-vis de 87 souches de staphylocoques A coagulase n~gatlve isol~es A rh6pital Henri-Mondor en fonction de la sensibilit~ (m~ti-S) et de la r~sistance (m~ti-R) A la m~ticilline

87 souches de staphylocoques A coagulase n&gative isol&es A l'hSpital Henri-Mondor

35

profloxacine de rordre de 0,5 mg/l. Le risque d'*mergence de mutants r~sistants en cours de traitement existe, et il est recommand~ de ne pas utiliser ces antibiotiques en monoth~rapie, surtout Iorsque la densit~ bact~rienne au site de l'infection est susceptible d'etre importante. Le g~ne norA responsable de cette r~sistance chez S. aureus a ~td clon~ et ~tudi~. Le m~canisme de la r~sistance semble ~tre une modification de la cible de ces antibiotiques, rADN gyrase bact(~rienne (47).

FOSFOMYCINE M~canisme

d'action

Annoe

~1'~1 O~ b;OUGllt~i]

La fosfomycine est un antibiotique bactericide qui agit en inhibant l'action d'une enzyme, ruridine-diphosphate, N-ac~tyl-glucosamine-phospho-~nol-pyruvyl-ligase, impliqu~e clans la premiere dtape de la synth~se de la paroi bact~rienne, la formation de l'acide UDP-N-ac~tyl-d6hydro-muramique. Cette 6tape est intra-cytoplasmique et raction de la fosfomycine suppose sa p~n~tration dans le cytoplasme ; celle-ci se fait habituellement en utilisant au moins deux syst~mes de transport inductibles, celui des hexoses monophosphates et celui du L. glyc~rophosphate. II semble que cette derni~re vole ne soit pas utilis~e chez les staphylocoques, en tout cas chez S. aureus (26). Sensibilit6 et r6sistance

Les staphylocoques sont naturellement sensibles ~ la fosfomycine avec des CMI de 2 a 8 mg/l, ~I rexception de S. saprophyticus (Tableau I). Cette esp~ce pr~sente une r~sistance naturelle a la fosfomycine mais qui n'est pas toujours de haut-niveau, avec des CMI dispers~es de 32 a 512 mg/l (soit des diam~tres d'inhibition autour du disque de 6 a 14 mm), (34). La r~sistance acquise ~ la fosfomycine est habituellement li~e a une mutation sur un syst~me de transport. Chez une souche de S. epidermiclis, il a ~t~ d~montr~ tr~s r~cemment par Etienne et coll. que cette r(~sistance ~tait port~e par un petit plasmide de 2,5 Kb (15). Le m(~canisme de cette r~sistance serait une inactivation de l'antibiotique, comme cela a ~t~ d~crit chez les bacilles ~ Gram n~gatif.

ChloramphCnicol 60 t

~ T6tracyclines

S U L F A M I D E S ET T R I M E T H O P R I M E

~i982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 (29) (103)(96) (93) (166) (285) (247) (310) FIGURE 3a, b, c Ann6e (N souches) Evolution de la r~sistance a u x a n t i b l o t l q u e s ehez

M~canisme d ' a c t i o n

Ces antibiotiques agissent en inhibant la voie m~tabolique de synth~se des acides foliques bact~riens qui interviennent comme cofacteurs dans la synth~se des acides nucl~iques. Les sulfamides et le trim~thoprime

les souches de S. epidermidis isol~es ~ l'h6pital

Henri-Mondor de 1 9 8 2 h novembre 1 9 8 9

36

se fixent sur deux enzymes responsables de cette synth~se, la dihydropt~roate synth~tase et la dihydrofolate r~ductase, respectivement.

R6sistance Des plasmides de r~sistance au trim~thoprime ont ~t~ mis en ~vidence chez S. epidermidis (7). Un des m~canismes identifies en cause est une substitution de cible, comme c'est le cas chez de nombreuses autres esp~ces bact~riennes : les g~nes de r~sistance codent pour une dihydrofolate r~ductase peu sensible ~ l'antibiotique sans doute proche de celle d~crite chez S. aureus et diff~rente de celles caract~ris~es chez les ent~robact~ries.

EVOLUTION DES RESISTANCES AUX ANTIBIOTIQUES De nombreuses publications s'accordent pour souligner les importantes variations dans la sensibilit~ aux antibiotiques chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative suivant les esp~ces. Ainsi, les souches appartenant aux esp~ces S. epidermidis et S. haemolyticus, surtout isol~es au cours d'infections nosocomiales, sont souvent r~sistantes ~ la m~ticilline et 8 de nombreux antibiotiques. S. hominis est moins fr~quemment r~sistant. A l'oppos~, les souches de S. saprophyticus, qui sont plut0t isol~es au cours d'infections urinaires extra-hospitali~res chez la femme jeune, ainsi que celles de S. warneri, S. cohnii, S. capitis et S. simulans sont souvent sensibles ~ de nombreux antibiotiques. Les figures 3a, 3b, 3c montrent l'~volution de la r~sistance aux antibiotiques chez S. epidermidis ~ l'hOpital Henri-Mondor de 1982 ~ novembre 1989. Parmi les staphylocoques ~ coagulase n~gative, cette esp~ce est la plus souvent isol~e dans cet h0pital. La r~sistance ~ roxacilline, stable de 1983 1987 autour de 30% des souches a fortement augment~ en 1988 et 1989 pour atteindre 53% des isolements.

tues chez les se n&gative dans

37

- Staphylocoques m~ti-S : l'analyse de cette ~volution chez les souches m~ti-S permet de faire les observations suivantes : la fr~quence des souches sensibles la p~nicilline G est toujours demeur~e faible, entre 10 et 15%. La r~sistance ~ la streptomycine a diminu~ de 21,5 8 12,1% alors que la r~sistance ~ la gentamicine (ph~notype KGT), c'est-~-dire 8 t o u s l e s aminosides a augment~ de 4,8% ~ 16,4%. En revanche, la r~sistance ~ la kanamycine-n~omycine (ph~notype K Nm), donc ~ l'amikacine, est stable autour de 15%. En fait, ce marqueur est de moins en moins present ~ l'~tat isol~ (5% des souches) et s'associe souvent au marqueur KGT, ce qui augmente d'autant le niveau de r~sistance ~ ramikacine. Enfin, le marqueur KT (r~sistance kanamycine-tobramycine) est isol~ avec une fr~quence non n~gligeable (5%). Au total, si environ 15% des souches m~ti-S sont r~sistantes ~ la gentamicine (et aux autres aminosides), 10 8 15% de souches suppl~mentaires, appartenant aux ph~notypes K Nm ou KT sont r~sistantes ~ l'amikacine en demeurant sensibles ~ la gentamicine et ~ la n~tilmicine. La r~sistance aux MLS est stable entre 20 et 30% avec predominance du ph~notype inductible ; la r~sistance isol~e aux lincosamides et au facteur A des streptogramines (donc ~ la pristinamy~cine) demeure peu fr~quente. La r~sistance au chloramph~nicol a diminu~ alors que celles aux t~tracyclines e s t rest~e stable ; il faut noter ici que la quasi-totalit~ des souches r~sistantes aux t~tracyclines sont sensibles ~ la minocycline. La r~sistance aux sulfamides s'est main-

Cette tendance ~ l'accroissement de l'incidence des r~sistances, qu'il convient cependant d'analyser sur une plus Iongue p~riode, se retrouve ~galement pour les aminosides (prOs de 60% de souches r~sistantes ~ la gentamicine en 1989), la fosfomycine et 8 un moindre degr~ pour les macrolides, la pristinamycine et la rifampicine. La r~sistance ~ la p~floxacine a subi une ~volution spectaculaire de 6% en 1985 8 34% en 1989, c o m m e cela a ~t~ observ~ chez S. aureus. Cette r~sistance est souvent associ~e ~ la r~sistance 8 la m~ticilline : elle est pr~sente chez 57,9% des S. epidermidis m&ti-R et chez 5,9% des souches m~ti-S. Par contre, les r~sistances au chloramph~nicol et surtout aux t~tracyclines sont devenues moins fr~quentes. Les differences importantes concernant leur ~cologie, les fr~quences et l'~volution de la r~sistance aux antibiotiques ainsi que les consequences th~rapeutiques qui en d~coulent justifient d'analyser s~par~ment l'~volution des souches sensibles ~ la m~ticilline (m~ti-S) et des souches r~sistantes (m~ti-R). L'~volution des r~sistances chez les staphylocoques ~ coagulase n~gative entre 1980 et 1987 dans le groupe hospitalier Piti~Salp~tri~re, toutes esp~ces confondues et suivant la presence ou l'absence d'une r~sistance ~ la m~ticilline est repr~sent~e figures 4 et 5. La fr~quence des souches m~ti-R a augment~ progressivement durant cette p~riode de 25,3 ~ 45,2% ; ceci va dans le m~me sens que ce qui a ~t~ d~crit plus haut pour S. epidermidis.

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qui n'est pratiquement jamais mis en ~vidence a l'~tat isol~. La r~sistance aux MLS, stable, touche pros de 70% des souches, mais contrairement aux souches m~ti-S, cette r~sistance est majoritairement de type constitutif. Alors que la r~sistance au chloramph~nicol demeure stable et importante (un tiers t~ un quart des souches), la r~sistance aux t~tracyclines seules a diminu~ de 70 & 40% et la r&sistance & la minocycline est exceptionnelle (contrairement & S. aureus m~ti-R). La r~sistance au trim6thoprime, d&j~ importante en 1980 (50%) est mise en ~vidence en 1987 chez 80% des souches m~ti-R. La rOsistance ,~ la rifampicine est stable autour de 20% (5% chez les souches m~ti-S) alors que rincidence de la r~sistance a la fosfomycine augmente mais ne diff&re pas en amplitude de celle des souches m~ti-S. Enfin, la r~sistance aux fluoroquinolones est plus frOquente chez les souches m0ti-R (40%) que m~ti-S (14%) •

tenue ~ 50% et celle du trim~thoprime ~ 20% ; la tr~s grande majorit~ des souches rOsistantes au trimOthoprime le sont aussi aux sulfamides donc ~ rassociation. Alors que les fr~quences de r~sistance ~ la rifampicine et 8 l'acide fusidique demeurent stables et faibles (5 8 10%), celles a la fosfomycine sont plus ~lev~s, touchant plus du tiers des souches. Pour ce dernier antibiotique, il faut tenir compte aussi des r~sistances naturelles. Enfin, la r~sistance aux quinoIones n'est pas n~gligeable puisque en 1987, elle ~tait pr6sente chez plus de 15% de souches. - Staphylocoques mOti-R : parmi les souches m0ti-R, on constate des modifications analogues mais avec souvent une amplitude plus importante. Alors que la r~sistance a la streptomycine a diminu~ de moiti~, le ph6notype KGT a diffus~ dans pratiquement la totalit6 des souches (90% en 1987). Ce marqueur est associ~ le plus souvent au marqueur K Nm (deux tiers des cas) SUMMARY

S U S C E P T I B I L I T Y A N D RESISTANCE OF COA GULASE-NEGATIVE S T A P H Y L O C O C C I TO ANTIBIOTICS.

Susceptibility and resistance o f coagulase-negative staphylococci to antibiotics are often comparable but no strictly identical to that observed in Staphylococcus aureus. In particular, the mechanisms o f resistance are various and the frequencies of antibiotic resistance are high for some species. It is the case for Staphylococcus epidermidis and S. haemolyticus which are often cause o f nosocomial infections.

Key-words : Coagulase-negative staphylococci - Antibiotics - Bacterial resistance. BIBLIOGRAPHIE

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