Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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HAL Id: tel-01476152 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01476152 Submitted on 24 Feb 2017 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries multirésistantes au Burkina Faso Abdoul-Salam Ouedraogo To cite this version: Abdoul-Salam Ouedraogo. Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries multirésistantes au Burkina Faso. Médecine humaine et pathologie. Université Montpellier, 2016. Français. NNT: 2016MONTT001. tel-01476152

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HAL Id: tel-01476152https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01476152

Submitted on 24 Feb 2017

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.

Prévalence, circulation et caractérisation des bactériesmultirésistantes au Burkina Faso

Abdoul-Salam Ouedraogo

To cite this version:Abdoul-Salam Ouedraogo. Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries multirésistantesau Burkina Faso. Médecine humaine et pathologie. Université Montpellier, 2016. Français. �NNT :2016MONTT001�. �tel-01476152�

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Délivré par UNIVERSITE DE MONTPELLIER

Préparée au sein de l’école doctorale Sciences

Chimiques et Biologiques pour la Santé-ED 168

Et de l’unité de recherche INSERM 1058

Spécialité : Biologie Santé

Présentée par Abdoul-Salam OUEDRAOGO

Soutenue le 21 Mars 2016 devant le jury composé de

M. Guillaume ARLET, PU-PH, Université Paris 06 Rapporteur

Mme Marie KEMPF, MCU-PH, Université d’Angers Rapporteur

M. Sylvain GODREUIL, PU-PH, Université de Montpellier Directeur

M. Christian CARRIERE, MCU-PH, Université de Montpellier Co-directeur

PREVALENCE, CIRCULATION ET

CARACTERISATION DES BACTERIES

MULTIRESISTANTES AU BURKINA-FASO

Page 3: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Je dédie ce travail

Page 4: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Je remercie Monsieur le Professeur Guillaume ARLET et Madame le Docteur Marie

KEMPF d’avoir bien voulu juger ce travail et d’accepter d’en être les rapporteurs.

Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à Messieurs les Professeurs Philippe VAN

DE PERRE et Nicolas MEDA dont la collaboration m’a permis de réaliser mon projet de

thèse.

Je remercie Monsieur le Professeur Sylvain GODREUIL et Monsieur le Docteur Christian

CARRIERE qui m’ont accueilli au laboratoire de bactériologie et proposé ce projet de thèse.

J’espère que les connaissances et compétences acquises au cours de cette thèse élargiront nos

domaines de collaboration.

Je tiens à remercier très sincèrement et du fond du cœur Madame le Docteur Hélène JEAN-

PIERRE. Pendant toutes ces années, elle m’a encadré et enseigné avec passion l’antibiologie

et toujours dans la bonne humeur. Sa disponibilité constante, sa rigueur scientifique et ses

qualités humaines nous ont permis de mener à bien ce travail.

Je tiens à remercier Madame le Docteur Dominique DECRE, pour ces précieux conseils, son

aide et sa disponibilité permanente.

Je tiens à remercier chaleureusement Monsieur le Professeur Robert T. GUIGUEMDE et

Madame le Professeur Rasmata OUEDRAOGO qui m’ont recruté comme assistant et

guident mes pas dans cette exaltante fonction d’enseignant – chercheur

Je suis très reconnaissant envers

! Mes Maîtres de la Bactériologie-virologie du Burkina Faso

Messieurs les Professeurs Lassana SANGARE, Idrissa SANOU et Monsieur le Docteur

Mahamoudou SANOU pour les conseils éclairés et l’aide à la réalisation de ce travail.

! Mes Maîtres de la Bactériologie-virologie du Sénégal

Monsieur le Professeur Souleymane MBOUP pour les conseils et encouragements.

Mesdames les Professeurs Coumba TOURE-KANE et Halimatou DIOP-NDIAYE pour

leur présence encourageante et réconfortante.

Je tiens à remercier Anke et Christian qui ont toujours contribué à rendre les séjours

montpelliérains agréables

Un grand merci au personnel du laboratoire de Bactériologie du CHU Arnaud de Villeneuve

pour leur accueil. A Salim et Nicolas pour leur participation à la réalisation de ce travail.

Mes remerciements s’adressent aussi au personnel du laboratoire de Bactériologie-virologie

du CHU Souro Sanou de Bobo Dioulasso et à tous ceux qui, d’une manière ou d’une autre ont

contribué à l’élaboration de ce travail.

Page 5: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

SOMMAIRE

I. Résumé………………………………………………………………………………………1

II. Abstract….…………………………………………………………………………………3

III. Introduction et objectifs…..……………………………………………………………...5

IV. Chapitre I : Emergence et diffusion de la résistance aux antibiotiques en Afrique de

l'Ouest: Facteurs favorisants et évaluation de la menace : Revue de la littérature..…………...8

V. Chapitre II : Portage fécal d’entérobactéries sécrétrices de bêtalactamases à spectre élargi

chez des patients hospitalisés et des volontaires sains au Burkina Faso……………………...38

VI. Chapitre III : Prévalence élevée des entérobactéries productrices de bêtalactamases à

spectre élargi parmi les souches cliniques isolées dans les hôpitaux du Burkina Faso………67

VII. Chapitre IV : Première description de plasmides IncX3 portant le gène blaOXA-181 dans

des isolats cliniques de Escherichia coli au Burkina Faso……………………………………97

VIII. Chapitre V : Proportion élevée de Staphylococcus aureus porteurs de gènes de la

leucocidine de Panton Valentin et du facteur EDIN isolés au cours du portage nasal chez des

patients hospitalisés et chez des volontaires sains au Burkina Faso………………………..112

IX. Conclusion/Perspectives……………………………………………………………….141

X. Références bibliographiques…………………………………………………………...143

Annexe : publications complémentaires…………………………………….……………147

Page 6: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

I. Résumé

La résistance aux antibiotiques demeure un problème majeur de santé publique

particulièrement dans les pays en voie de développement (PVD) où les conditions d’hygiène

sont encore précaires et où l’utilisation des antibiotiques est souvent abusive et très peu

contrôlée. Cette thèse a pour objectif principal d’étudier la prévalence, la circulation et la

caractérisation génétique des bactéries multirésistantes (BMR) dans un PVD, le Burkina Faso.

Ce travail permet de mieux comprendre la propagation de ces BMR dans ce pays et de donner

des informations indispensables pour les services de santé publique. Dans cette région, c’est la

première étude du genre et cette thèse représente donc un travail original et informatif. A

partir d’une revue de la littérature réalisée sur la problématique de l’émergence des BMR en

Afrique de l’ouest, les objectifs spécifiques sont : i) d’étudier la prévalence et la

caractérisation phénotypique et génotypique des bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE) chez

les entérobactéries isolées en portage et dans les processus infectieux ; ii) d’évaluer la

sensibilité des entérobactéries aux carbapénèmes ; iii) de documenter la prévalence du portage

nasal de Staphylococcus aureus (SAUR) résistant à la méticilline (SARM) ainsi que

d’effectuer la caractérisation moléculaire les isolats de SAUR. Les isolats ont été prélevés par

les services de santé publique au sein des 3 CHU du Burkina et ont été remis en culture au

laboratoire de bactériologie du CHU de Montpellier [un total de 594 souches, 522

entérobactéries (214 en portage et 308 dans les processus infectieux) et 72 SAUR].

L’identification des espèces bactériennes repose sur la spectrométrie de masse MALDI-TOF.

L’évaluation de la sensibilité aux antibiotiques s’appuie sur la méthode de diffusion en milieu

gélosé. Les BLSE et les carbapénémases chez les entérobactéries sont identifiées par

méthodes moléculaires (PCR et séquençage) et la caractérisation génétique des isolats de

SAUR par une technique de puce à ADN. Au Burkina Faso, les points importants sont : des

taux très élevés en portage et dans les infections d’entérobactéries sécrétrices de BLSE en

hospitalier et en communautaire; les antécédents de consommation d’antibiotiques ou

d’hospitalisation sont des facteurs de risque de portage ; par les isolats BLSE, Escherichia

coli est l’espèce prédominante ; la majorité des BLSE sont des CTX-M-15, suivi de CTX-

M-14, 27 et SHV-12 ; l’étude des phylogroupes d’E. coli suggère une expansion des gènes

CTX-M-15 d’origine plasmidique et non liée à une épidémie de clone ; des isolats d’E. coli

producteurs de carbapénémase OXA-181 avec un support génétique plasmidique de type

IncX3 sont identifiés. On observe un taux de portage nasal de SAUR classique avec une très

faible prévalence de SARM ; on note dans une forte proportion des gènes de virulence

1

Page 7: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

(Leucocidine de Panton Valentin et du facteur EDIN) parmi les SAUR en portage constituant

des facteurs de risques de gravité lors des infections ; l’analyse génétique des isolats de SAUR

montre une grande diversité de clones. Les études de prévalence et de génétiques apportent

des informations fondamentales pour l’épidémiologie des BMR, base indispensable pour

appréhender la lutte et le contrôle de ces organismes pathogènes résistants. En conclusion, ces

premières études réalisées au Burkina permettent de définir les perspectives de recherche et

les stratégies à développer pour le contrôle l’émergence et la diffusion de ces BMR.

MOTS-CLES : entérobactéries / Staphylococcus aureus / bactéries multirésistantes /

prévalence et caractérisation génétique / BLSE / CTX-M-15 / carbapénèmase / OXA-181 /

Leucocidine de Panton Valentin et du facteur EDIN / Burkina Faso

2

Page 8: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

II. Abstract

Antibiotic resistance is a major public health issue, particularly in developing countries where

health conditions are still inadequate and antibiotic use is often unjustified and not properly

regulated. The main objective of this thesis was to study the prevalence, spread and genetic

features of multi-resistant bacteria (MRB) in Burkina Faso, a developing country. This work

allows better understanding MRB spread in this country and gives essential information for

the development of public health policies. This is the first study in this region and this thesis

is therefore an original and informative work. Starting from a review of the literature data on

the issue of MRB emergence in West Africa, the specific objectives are: i) to study the

prevalence and to characterize phenotypically and genotypically the extended-spectrum beta

lactamases (ESBL) in enterobacterial samples isolated from healthy carriers and during the

clinical phase of infection; ii) to assess the sensitivity of such enterobacterial samples to

carbapenem drugs; iii) to document the prevalence of nasal carriage of methicillin-resistant

Staphylococcus aureus (MRSA) and to molecularly characterize all S. aureus isolates.

Samples were collected by the public health services of three Burkina Faso University

Hospital Centers (UHC) and were then cultured at the Laboratory of Bacteriology of

Montpellier UHC [total n= 594 isolates of which 522 were Enterobacteriaceae isolates (214

from healthy carriers and 308 from patients with clinical infection) and 72 S. aureus isolates].

Bacterial species were identified by MALDI-TOF mass spectrometry. Antibiotic sensitivity

was tested using the agar diffusion method. ESBL and carbapenemases in enterobacterial

isolates were identified using molecular methods (PCR amplification and sequencing). S.

aureus isolates were genetically characterized by using DNA arrays. This work shows that in

Burkina Faso, ESBL-producing enterobacterial strains are frequent both in healthy carriers

and hospitalized patients and that previous antibiotic use or hospitalizations are risk factors

for colonization. Among the ESBL-producing enterobacterial strains, Escherichia coli was the

predominant species and most ESBL-producing isolates were CTX-M-15, followed by CTX-

M-14, 27 and SHV-12. The analysis of the E. coli phylogenetic groups suggests a plasmid-

mediated spread of CTX-M-15 genes and not linked to an epidemic clone. Moreover, E. coli

strains that produce the carbapenemase OXA-181 and with an IncX3-type plasmid have been

identified. Concerning S. aureus, the rate of nasal carriage was classical with a low prevalence

of MRSA. Among the S. aureus nasal samples, a high proportion of virulence genes (Panton

Valentin leukocidin and EDIN) was detected. This constitutes an important risk of severe

3

Page 9: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

disease during clinical infection. The genetic analysis of the S. aureus isolates showed great

clone diversity. These data are essential for understanding MRB epidemiology in Burkina

Faso and represent a base for fighting and controlling resistant pathogens. In conclusion, these

first studies carried out in Burkina Faso allow defining the future research perspectives and

strategies to be developed for controlling the emergence and spread of these MRB.

KEY WORDS: Enterobacteriaceae/ Staphylococcus aureus/ multi-resistant bacteria/

prevalence and genetic characterization/ ESBL/ CTX-M-15/ carbapenemase/ OXA-181/

Panton Valentin leucocidin and EDIN factor/ Burkina Faso

4

Page 10: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

III. Introduction et objectifs

Le développement et l’utilisation des antibiotiques depuis 70 ans ont permis un recul majeur

en termes de mortalité et de morbidité associées aux maladies infectieuses bactériennes à

travers le monde. Cependant bien que ces molécules aient sauvé des millions de patients, leur

utilisation est à l’origine d’une forte antibiorésistance concernant de plus en plus d’espèces et

un nombre d’antibiotiques croissant.

Dans les pays en développement (PED), la pauvreté, la malnutrition, les mauvaises conditions

d’hygiène, l'accès insuffisant aux médicaments, l’absence de systèmes de soins efficients, les

crises gouvernementales, les guerres civiles et les déplacements fréquents de population ont

considérablement contribué à l’émergence et à la dissémination de la résistance aux

antibiotiques dans ces régions du monde (9). Cette résistance aux antibiotiques n’a pas

épargné ces pays défavorisés touchant particulièrement les agents pathogènes les plus

fréquemment isolés (2).

La production de bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE) est le mécanisme de

multirésistance le plus répandu chez les entérobactéries (4). Ces enzymes qui hydrolysent les

pénicillines et les céphalosporines à large spectre dérivent initialement des pénicillinases à

spectre étroit plasmidiques et étaient principalement retrouvés chez des souches hospitalières

de Klebsiella pneumoniae (5). A partir de 1995, de «nouvelles» BLSE de type CTX-M ont

émergé de façon explosive et ont complètement changé la situation épidémiologique au

niveau mondial. Elles diffusent en effet chez toutes les espèces d’entérobactéries à l’hôpital

comme dans la communauté grâce à une épidémie de plasmides et/ou d’autres éléments

génétiques mobiles combinée à une expansion clonale (18). De plus, ces plasmides porteurs

du gène de la BLSE hébergent également d’autres gènes de résistance conférant à la très

grande majorité des entérobactéries BLSE des résistances aux autres familles d’antibiotiques,

notamment au cotrimoxazole, aux fluoroquinolones et aux aminosides (3). Cette

multirésistance des entérobactéries BLSE a entrainé la prescription en clinique des

carbapénèmes. L’introduction des carbapénèmes a favorisé l’émergence de carbapénémases

inactivant ces antibiotiques, dernières molécules de l’arsenal thérapeutique pour combattre les

entérobactéries (13).

Chez les staphylocoques, la multirésistance concerne la résistance à la méticilline. Cette

résistance à la méticilline est conférée par l’acquisition d’une cassette chromosomique SCC

mec portant le gène mecA, qui code une protéine membranaire additionnelle (PLP2a) dont

5

Page 11: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

l’affinité pour les bêta-lactamines est très faible, entraînant une résistance croisée à toutes les

molécules de cette famille. Initialement, un petit nombre de clones de Staphylococcus aureus

résistant à la méticilline (SARM), dénommées ”Hospital-Acquired” SARM (HA-SARM), a

diffusé très largement de manière épidémique dans les hôpitaux, à l’échelle nationale,

continentale, voire mondiale (15). Ces clones nosocomiaux ne sont que rarement isolés hors

de l’hôpital. Depuis la fin des années 90, de nouveaux clones de SARM, dits «Community-

Acquired» (CA-SARM), ont émergé sans lien avec les clones HA-SARM, et ont diffusé dans

la communauté. Un ou des clones de CA-SARM ont diffusé de manière indépendante et plus

spécifique sur chaque continent (Europe, Amérique du Nord et Asie Océanie). On peut

notamment citer le clone USA300 aux USA, ou le clone ST80 en Europe (15). Certains

d’entre eux sont hautement épidémiques et portent des facteurs de virulence, notamment des

gènes codant des toxines [toxine de Panton Valentine (PVL) ou toxine du choc toxique

staphylococcique (TSST-1)] à l’origine d’infections pulmonaires et cutanées suppuratives

et/ou nécrosantes sévères (12). La menace concernant toutes ces bactéries multirésistantes est

particulièrement inquiétante dans les pays en développement où les infections bactériennes

sont endémiques. Il est donc urgent de mettre place et d’adapter dans ces pays à ressources

limitées, des stratégies qui ont déjà montré leur efficacité dans la lutte contre l’émergence et

la diffusion des bactéries multirésistantes. Ces actions doivent proposer une approche globale

intégrant en particulier: i) une meilleure maîtrise de la chaîne des médicaments, allant du

contrôle de qualité des molécules antibiotiques (origine, stockage, contre façon…), en passant

par des prescriptions rationnalisées (formation des soignants indispensables) ; ii) une

amélioration des outils diagnostiques dédiés aux maladies infectieuses bactériennes ainsi

qu’une évaluation systématique de la sensibilité in vitro aux antibiotiques (antibiogrammes);

iii) le développement d’une surveillance nationale des BMR avec une mise en réseau de

structures sentinelles ; (iv) la publication de recommandations nationales pour le bon usage

des antibiotiques (22).

Le Burkina Faso est un pays à faibles ressources situé dans la partie ouest du continent

africain, plus précisément dans la boucle du Niger, au nord du golfe de Guinée. C’est un pays

enclavé d’une superficie de 274 000 km² avec une population d’environ 18 millions

d’habitants. Bien qu’ayant augmenté ses effectifs de santé entre 2006 et 2010, le pays n’en

dispose pas suffisamment pour répondre aux besoins croissants de sa population. On compte

moins d’un (0,45) médecin pour 10 000 habitants, 3,57 infirmiers pour 10 000 habitants, et

2,39 sages-femmes pour 10 000 habitants. Ces conditions socio-économiques et sanitaires

6

Page 12: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

faibles rendent difficile le contrôle des maladies, notamment les infections qui ont un coût

énorme en terme de morbidité et de mortalité. Selon les données de l’Organisation Mondiale

de la Santé (OMS), les maladies infectieuses bactériennes sont la 3ème cause de décès dans le

pays après le paludisme et la malnutrition (21). Outre le déficit de couverture sanitaire, la

résistance des bactéries aux antibiotiques pourrait constituer un facteur aggravant dont les

conséquences se mesurent en termes de difficultés thérapeutiques accrues dans certaines

situations cliniques. Malheureusement, il n’existe pas dans le pays de réseau de surveillance

de la résistance pour fournir des données statistiques sur la prévalence des souches

bactériennes multirésistantes. Quelques études seulement rendent comptent de la résistance

aux antibiotiques responsables d’échecs cliniques (6, 8, 10, 16, 17).

L’acquisition des données sur la résistance bactérienne aux antibiotiques constitue donc la

pierre angulaire pour élaborer une stratégie de contrôle de la résistance antimicrobienne au

Burkina Faso. Nos travaux se sont donc focalisés essentiellement sur l’étude de la prévalence,

de la circulation et de la caractérisation génétique des bactéries multirésistantes au Burkina

Faso. Sur la base de notre revue de la littérature, notre travail de thèse avait trois objectifs. Le

premier était d’étudier la prévalence et la caractérisation phénotypique et génotypique des

bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE) chez les entérobactéries isolées en portage et dans les

processus infectieux au Burkina Faso. Sur cette base, notre deuxième objectif était d’étudier la

sensibilité des entérobactéries aux carbapénèmes. Notre troisième objectif était de documenter

le portage nasal de Staphylococcus aureus résistant à la méticilline. Dans ce dernier travail,

nous avons étudié aussi les caractéristiques moléculaires des S. aureus isolés en portage nasal.

7

Page 13: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

CHAPITRE I :

EMERGENCE ET DIFFUSION DE LA RESISTANCE

AUX ANTIBIOTIQUES EN AFRIQUE DE L'OUEST :

FACTEURS FAVORISANTS ET EVALUATION DE LA

MENACE

8

Page 14: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Préambule

L'émergence et la diffusion de la résistance aux antibiotiques représentent une menace

majeure de santé publique aussi bien dans les pays développés (PD) que dans les pays en

développement (PED). A l'échelle mondiale, la principale cause d'émergence est une

consommation non raisonnée des antibiotiques. Dans les PVD comme ceux de l'Afrique de

l'ouest, d'autres facteurs, plus spécifiques, socio-économiques et comportementaux,

contribuent à exacerber cette menace. Cette revue propose une mise à jour des facteurs

communs et spécifiques des PED et particulièrement ceux d'Afrique de l'Ouest, impliqués

dans l'amplification des phénomènes de résistance aux antibiotiques. Parmi ces éléments, on

peut citer : i) certaines pratiques sociétales fréquentes comme l'automédication; ii) une filière

médicale défaillante avec des prescripteurs insuffisamment formés et des outils diagnostiques

peu performants; iii) ou encore, une filière du médicament non contrôlée avec des

antibiotiques en vente libre, stockés inadéquatement, contrefaits et/ou périmés. La menace est

particulièrement inquiétante concernant la sécrétion de bêta-lactamases à spectre élargi chez

les entérobactéries avec des prévalences variant de 10 à 100% et de 30 à 50% respectivement

pour la colonisation et les processus infectieux. La même tendance est observée pour la

résistance aux carbapénèmes chez les entérobactéries avec des taux de 10 à 30%, ou encore

pour la résistance à la méticilline chez Staphylococcus aureus qui est supérieure à 30%. Au

regard de ces résultats inquiétants, un plan de lutte efficace s'impose dans ces régions. Les

stratégies d'intervention doivent être intégrées et cibler simultanément les décideurs, les

prescripteurs et les utilisateurs.

Page 15: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Elsevier Editorial System(tm) for Médecine

et Maladies Infectieuses

Manuscript Draft

Manuscript Number:

Title: Emergence et diffusion de la résistance aux antibiotiques en

Afrique de l'Ouest : Facteurs favorisants et évaluation de la menace

Emergence and spread of antibiotics resistance in western Africa:

promoting factors and evaluation of the threat

Article Type: Revue generale

Section/Category: Microbiologie

Keywords: Résistance, émergence, facteurs favorisants, Afrique de

l'Ouest, enterobacterie

Corresponding Author: Dr Abdoul-Salam Ouédraogo,

Corresponding Author's Institution: Centre Hospitalier Universitaire

Souro Sanou, Bobo Dioulasso, Burkina Faso

First Author: Abdoul-Salam Ouédraogo

Order of Authors: Abdoul-Salam Ouédraogo; Jean-Pierre Jean-Pierre ;

Anne-Laure Bañuls ; Rasmata Ouédraogo ; sylvain godreuil

Abstract: L'émergence et la diffusion de la résistance aux antibiotiques

représentent une menace majeure de santé publique aussi bien dans les

pays développés (PD) que dans les pays en développement (PED). A

l'échelle mondiale, la principale cause d'émergence est une consommation

non raisonnée des antibiotiques. Dans les PVD comme ceux de l'Afrique de

l'ouest, d'autres facteurs, plus spécifiques, socio-économiques et

comportementaux, contribuent à exacerber cette menace. Cette revue

propose une mise à jour des facteurs communs et spécifiques des PED et

particulièrement ceux d'Afrique de l'Ouest, impliqués dans

l'amplification des phénomènes de résistance aux antibiotiques. Parmi ces

éléments, on peut citer : i) certaines pratiques sociétales fréquentes

comme l'automédication ; ii) une filière médicale défaillante avec des

prescripteurs insuffisamment formés et des outils diagnostiques peu

performants ; iii) ou encore, une filière du médicament non contrôlée

avec des antibiotiques en vente libre, stockés inadéquatement,

contrefaits et/ou périmés. La menace est particulièrement inquiétante

concernant la sécrétion de bêta-lactamases à spectre élargi chez les

entérobactéries avec des prévalences variant de 10 à 100% et de 30 à 50%

respectivement pour la colonisation et les processus infectieux. La même

tendance est observée pour la résistance aux carbapénèmes chez les

entérobactéries avec des taux de 10 à 30%, ou encore pour la résistance

à la méticilline chez Staphylococcus aureus qui est supérieure à 30%. A

regard de ces résultats inquiétants, un plan de lutte efficace s'impose

dans ces régions. Les stratégies d'intervention doivent être intégrées et

cibler simultanément les décideurs, les prescripteurs et les

utilisateurs.

Page 16: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

1

Emergence et diffusion de la résistance aux antibiotiques en Afrique de l’Ouest : 1

Facteurs favorisants et évaluation de la menace 2

Emergence and spread of antibiotics resistance in western Africa: 3

promoting factors and evaluation of the threat 4

5

6

Ouédraogo Abdoul-Salam1,2,3,4, Jean-Pierre Hélène2, Bañuls Anne-Laure5, Ouédraogo 7

Rasmata1, Godreuil Sylvain2,3,4,5 8

9

10

1Service de bactériologie-virologie, Département des laboratoires ; Centre Hospitalier 11

Universitaire Souro Sanou, BP 676, Bobo Dioulasso, Burkina Faso 12

2Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Montpellier, Département de Bactériologie-13

Virologie, Montpellier, France 14

3Université Montpellier, Montpellier, France 15

4INSERM U 1058, Infection by HIV and by agents with mucocutaneous tropism: from 16

pathogenesis to prevention, Montpellier, France 17

5MIVEGEC, UMR IRD 224-CNRS 5290-Université de Montpellier 1 et 2, Montpellier, 18

France 19

20

Corresponding author: Ouédraogo Abdoul-Salam, Service de bactériologie-virologie, 21

Département des laboratoires, Centre Hospitalier Universitaire Souro Sanou, BP 676, Bobo 22

Dioulasso, Burkina Faso 23

Phone: +33 662894717. Fax: +33 467 33 58 93. E-mail: [email protected] 24

. Titre/Auteurs/Coordonnees

Page 17: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

2

25

Mots clefs : Résistance, émergence, facteurs favorisants, Afrique de l’Ouest 26

Key words: Resistance, spread, promoting factors, western Africa, 27

Résumé: 250 mots 28

Texte: 4380 words 29

30

Résumé 31

L’émergence et la diffusion de la résistance aux antibiotiques représentent une menace 32

majeure de santé publique aussi bien dans les pays développés (PD) que dans les pays en 33

développement (PED). A l’échelle mondiale, la principale cause d’émergence est une 34

consommation non raisonnée des antibiotiques. Dans les PVD comme ceux de l’Afrique de 35

l’ouest, d’autres facteurs, plus spécifiques, socio-économiques et comportementaux, 36

contribuent à exacerber cette menace. Cette revue propose une mise à jour des facteurs 37

communs et spécifiques des PED et particulièrement ceux d’Afrique de l’Ouest, impliqués 38

dans l’amplification des phénomènes de résistance aux antibiotiques. Parmi ces éléments, on 39

peut citer : i) certaines pratiques sociétales fréquentes comme l'automédication ; ii) une filière 40

médicale défaillante avec des prescripteurs insuffisamment formés et des outils diagnostiques 41

peu performants ; iii) ou encore, une filière du médicament non contrôlée avec des 42

antibiotiques en vente libre, stockés inadéquatement, contrefaits et/ou périmés. La menace est 43

particulièrement inquiétante concernant la sécrétion de bêta-lactamases à spectre élargi chez 44

les entérobactéries avec des prévalences variant de 10 à 100% et de 30 à 50% respectivement 45

pour la colonisation et les processus infectieux. La même tendance est observée pour la 46

résistance aux carbapénèmes chez les entérobactéries avec des taux de 10 à 30%, ou encore 47

pour la résistance à la méticilline chez Staphylococcus aureus qui est supérieure à 30%. A 48

regard de ces résultats inquiétants, un plan de lutte efficace s’impose dans ces régions. Les 49

Page 18: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

3

stratégies d'intervention doivent être intégrées et cibler simultanément les décideurs, les 50

prescripteurs et les utilisateurs. 51

52

Summary 53

The emergence and spread of antibiotic resistance represent a major public health issue in 54

both developed (DC) and less developed countries (LCD). Worldwide, the main cause of 55

antibiotic resistance emergence is the uncontrolled and unjustified use of antibiotics. In 56

countries with limited resources, such as West African nations, other features, more 57

specifically socio-economic and behavioural factors, contribute to exacerbate this problem. 58

The objective of this review article is to give an update on the common and specific factors 59

involved in the amplification of antibiotic resistance phenomena in LCD, particularly in West 60

African countries. Particularly, some frequent society behaviours (such as self-medication), 61

inadequate healthcare infrastructure (prescribers who are not sufficiently trained and poorly 62

performing diagnostic tools), and also badly regulated drug sector (antibiotics sold over-the-63

counter, badly stored, counterfeited and/or past the date) strongly promote the emergence of 64

antibiotic resistance. This risk is particularly worrying concerning the appearance of 65

enterobacteriaceae that produce large spectrum lactamases (10 to 100% of colonization and 66

30 to 50% of infections). A similar trend has been observed for resistance to carbapenems in 67

enterobacteriaceae with rates going from 10 to 30%, or for resistance to meticillin in 68

Staphylococcus aureus, which is higher than 30%. Based on these worrying observations, 69

effective health policies are required in these regions. These intervention strategies must be 70

integrated and simultaneously target policy makers, prescribers and users. 71

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1. Introduction 1

L’émergence et la diffusion des résistances aux antibiotiques représentent une réelle menace 2

pour la santé publique mondiale. Les données récentes de la bibliographie abondent de 3

descriptions de bactéries multirésistantes voire toto-résistantes aux antibiotiques dont le 4

nombre ne cesse de croître aussi bien dans les pays industrialisés que dans les pays en 5

développement (1). La situation est alarmante dans les pays à ressources limitées où les 6

maladies infectieuses, la pauvreté et la malnutrition sont endémiques. L'émergence des 7

résistances aux antibiotiques est un processus complexe impliquant souvent les facteurs de 8

l’hôte, des facteurs environnementaux et du pathogène (2). 9

Dans les pays d’Afrique de l’Ouest, l'endémicité des infections respiratoires, des méningites 10

bactériennes, des diarrhées et des autres maladies infectieuses ont augmenté la consommation 11

d’antibiotiques tant dans le cadre des traitements symptomatiques que de la prophylaxie (3, 12

4). De plus, les lacunes dans le domaine de la santé notamment en termes de ressources 13

humaines et/ou de capacité diagnostique conjuguées à un accès non réglementé aux 14

antibiotiques contribuent au développement de la résistance bactérienne(3-6) . Dans ce 15

contexte d’escalade de la résistance aux antibiotiques, il ne faut pas oublier le problème 16

qu’engendre également leur utilisation dans la filière animale(7, 8). 17

Malgré l’importance du problème et de ses conséquences sanitaires et économiques, rares sont 18

les pays d’Afrique de l’ouest qui disposent de programme national de surveillance et de lutte 19

contre la résistance comme le recommande l’organisation mondiale de la santé (OMS) (9). 20

Par ailleurs, le niveau de la recherche sur la résistance aux antibiotiques dans ces pays reste 21

encore trop faible. De rares données évaluent l’impact de différents facteurs sur le niveau de 22

résistance antimicrobienne observé à l’heure actuelle (3, 6, 10) dans les pays en 23

développement (PED) et en particulier en Afrique de l’Ouest. L’objectif de cette revue est de 24

mettre en exergue les facteurs majeurs impliqués dans l’émergence, l’amplification et la 25

*.. Manuscrit

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diffusion de la résistance aux antibiotiques et aussi de décrire l’ampleur de la menace à 26

travers une analyse de données récentes issues de différents pays à ressources limitées en 27

particulier ceux d’Afrique de l’Ouest. Nous nous sommes focalisés sur quelques résistances 28

majeures et émergentes qui représentent un défi quotidien, à savoir la résistance par sécrétion 29

de bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE), la résistance aux carbapénèmes chez les 30

entérobactéries et la résistance à la méticilline chez Staphylococcus aureus. 31

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2. Le sous-développement, un facteur d’émergence et de diffusion de la résistance 33

Bien que l’apparition de la résistance à un antibiotique soit un phénomène biologique naturel, 34

un bon nombre de facteurs liés au sous-développement contribuent non seulement à amplifier 35

le processus mais aussi à la diffusion de cette résistance (10). Ces facteurs peuvent être liés à 36

des déficiences dans le système médical (personnels, infrastructures), à l’usage inapproprié 37

des antibiotiques, aux conditions socio-économiques, à l’antibiothérapie dans la filière 38

animale. Nous verrons ci-dessous, quelques un de ces points. 39

2.1. Les conditions socio-économiques défavorables 40

Le facteur le plus important favorisant l’émergence de la résistance dans les pays en 41

développement est la pauvreté (3-10). En effet, les conditions économiques défavorables 42

associent la malnutrition, l’inaccessibilité à l’eau potable et aux bonnes conditions d’hygiène ; 43

ce qui augmente chez ces populations le risque d'acquérir des infections et le risque de 44

transmission des bactéries résistantes. En outre, le manque d’informations, l’inaccessibilité 45

aux outils diagnostiques et aux soins de santé appropriés ne favorisent pas une bonne prise en 46

charge de ces infections. Par ailleurs, la pauvreté ne permet pas à une majorité de cette 47

population d’avoir accès à des traitements antibiotiques de qualité. Une étude Ougandaise a 48

montré que la pauvreté était responsable des arrêts prématurés de traitements chez certains 49

patients ou au partage d'une dose unique de traitement par une famille entière (10). 50

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2.2. Le manque de ressources humaines qualifiées 51

En Afrique de l’Ouest comme dans la plupart des pays à ressources limitées, les services de 52

santé ne possèdent pas suffisamment de personnels formés dans le domaine de l’infectiologie, 53

de la microbiologie ou de l’épidémiologie capables de poser un diagnostic et de proposer un 54

traitement antibiotique adapté aux infections bactériennes (11). De ce fait, de nombreux 55

patients sont traités avec des antibiothérapies inadéquates et parfois avec des doses sous 56

optimales. Dans ce contexte, ces traitements empiriques ont bien trop souvent peu ou pas 57

d’effet sur l’infection bactérienne mais peuvent contribuer à la sélection de mutants résistants 58

aux antibiotiques utilisés (12). 59

2.3. Le manque d’infrastructure pour le diagnostic étiologique et l’évaluation de la 60

résistance aux antibiotiques 61

La prescription des antibiotiques exige une bonne approche diagnostique incluant 62

l'établissement d'un diagnostic étiologique soit par l’isolement et l’identification de l’agent 63

infectieux, soit par des tests de sérologie permettant d’établir le contact avec le pathogène (13, 64

14). Dans les pays à ressources faibles, ces options diagnostiques sont limitées car, en 65

général, il existe très peu de structures de santé qui disposent de laboratoires appropriés. 66

Quand ils existent, ils sont classiquement peu équipés et ne permettent que de faire des 67

examens de base comme la microscopie. Dans ces conditions, la plupart des traitements sont 68

présomptifs et basés sur les données de la littérature issues de pays développés qui ne 69

partagent pas forcément la même écologie microbienne et peuvent donc être mal adaptés. 70

2.4. L’absence de réseaux nationaux et régionaux de surveillance de la résistance 71

A cause du manque de ressources humaines qualifiées et de l’absence de capacité de 72

diagnostic microbiologique de routine, il n’existe pas de système de surveillance de la 73

résistance dans la plupart des pays à ressources limitées comme ceux d’Afrique de l’Ouest. 74

Pourtant, cette surveillance pourrait contribuer à générer des données fondamentales et à 75

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évaluer l’ampleur de la résistance. L’absence de ces données essentielles empêche la mise en 76

place de stratégies adaptées et la révision régulière des protocoles thérapeutiques. Elle 77

entraine aussi la multiplication des prescriptions antibiotiques non adaptées par des 78

prescripteurs très souvent peu qualifiés. 79

2.5. L’usage inapproprié et la filière non sécurisée des antibiotiques 80

L’usage abusif des antibiotiques ou leur utilisation inadéquate est principalement responsable 81

de l’émergence de la résistance aux antibiotiques. Dans les PED, l’endémicité des maladies 82

infectieuses, le nombre croissant de personnes présentant des déficits immunitaires plus 83

marqués et l’utilisation accrue des procédures invasives augmentent la consommation des 84

antibiotiques (15). Il est clair que dans ces pays, de nombreux facteurs concourent parfois à 85

une utilisation non rationnelle de ces antibiotiques (16). 86

L’absence de réglementation pour l’acquisition des antibiotiques : L’absence de règles 87

rigoureuses pour l’acquisition des antibiotiques dans les PED fait que tout le monde peut 88

avoir accès à des antibiotiques même à large spectre en dehors de toute prescription médicale 89

(17, 18). Dans tous les pays d’Afrique de l’Ouest, les antibiotiques sont vendus, tout comme 90

beaucoup d’autres médicaments, dans les marchés populaires. Ces médicaments sont connus 91

sous le terme « médicaments de la rue » (11).De nombreux patients, pour des raisons 92

d’inaccessibilité aux services de santé ou de problèmes financiers se procurent les 93

antibiotiques directement sur les marchés parallèles. Ils commencent le traitement et quand 94

ils se sentent mieux, l’interrompent pour conserver les tablettes restant pour une autre fois ou 95

encore pour les passer à une autre personne (11). L’automédication et l’ignorance favorisent 96

ce partage d’antibiotiques entre individus basé sur des signes cliniques similaires. 97

La variété des antibiotiques qui circulent : Bien qu’il se pose parfois le problème de 98

disponibilité de certains antibiotiques de dernière ligne dans les pays pauvres, les 99

antibiotiques courants circulent de manière intensive et peuvent provenir de sources 100

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d’approvisionnement très variées. Dans la plupart de ces pays, les médicaments sont importés 101

de l’extérieur (19). Pour une même molécule, on peut retrouver plusieurs formes galéniques 102

distribuées par des laboratoires différents. La promotion compétitive de ces firmes est parfois 103

source de pression sur les prescripteurs avec souvent pour conséquence un abus dans les 104

ordonnances délivrées aux malades. De plus, la variété des formes galéniques peut entrainer 105

des confusions chez les prescripteurs et les patients dans l'utilisation appropriée de ces 106

antibiotiques. 107

La qualité des antibiotiques : La qualité des antibiotiques tout comme beaucoup d’autres 108

médicaments dans les PED est très souvent en dessous des standards requis. Cette mauvaise 109

qualité des antibiotiques entraine en plus du risque d’échec thérapeutique, l’augmentation de 110

la sélection de mutants résistants. Les causes de cette mauvaise qualité des médicaments 111

incluent principalement la recherche de profit par les firmes pharmaceutiques qui mettent sur 112

le marché de ces pays, des médicaments parfois sous dosés en principe actif ou même 113

contrefaits (20, 21). Malheureusement, très peu de pays disposent d’agence de régulation pour 114

surveiller la qualité des médicaments. L’utilisation de ces antibiotiques inefficaces amplifie la 115

résistance avec nécessité de recourir à des antibiotiques plus coûteux et plus toxiques (22). Un 116

autre facteur non moins important qui contribue à réduire en partie ou en totalité la qualité des 117

antibiotiques dans les pays chauds et humides en Afrique au sud du Sahara est la mauvaise 118

conservation. En effet, beaucoup d'antibiotiques sont sensibles à la chaleur et l'humidité donc 119

aptes à se détériorer sous certaines conditions climatiques (23-25). La conservation 120

convenable des antibiotiques est chère et requiert aussi des personnels qualifiés dont les pays 121

d’Afrique de l’Ouest ne disposent pas. 122

2.6. L’antibiothérapie dans la filière animale 123

L'utilisation d'antibiotiques dans la filière animale à but thérapeutique, prophylactique ou 124

comme additifs alimentaires contribue largement à l’émergence de la résistance aux 125

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antibiotiques aussi bien chez les animaux que chez l'homme. Des études épidémiologiques ont 126

montré que l’alimentation d'origine animale est la source de la majorité des infections par 127

Campylobacter, Yersinia, Escherichia coli (26, 27), des salmonelles non-typhiques (26) et 128

bien d’autres pathogènes. Ces études, tout comme d’autres, ont aussi prouvé que l’utilisation 129

des antibiotiques dans la filière animale constituait une pression de sélection et favoriserait la 130

transmission de mutants résistants à l’homme soit par contact direct, soit par l’alimentation 131

(28, 29). Dans les PED l'utilisation des antibiotiques comme des promoteurs de croissance est 132

limitée, par contre leur utilisation en prophylaxie et thérapeutique est très répandue (30). 133

Cependant encore plus qu’en médecine humaine, les pays à ressources limitées ne disposent 134

pas de cliniques vétérinaires permettant des diagnostics cliniques et biologiques pour 135

superviser l’utilisation des antibiotiques chez les animaux. 136

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3. Ampleur du problème de la résistance aux antibiotiques en Afrique de l’Ouest 138

L'Afrique de l’Ouest s’étend du Sénégal au Nigeria (Figure 1) et inclut des pays parmi les 139

moins développés du monde tels que le Bénin, le Burkina Faso, la Côte d’Ivoire, la Gambie, 140

le Ghana, la Guinée, la Guinée-Bissau, le Cap-Vert, le Liberia, le Mali, la Mauritanie, le 141

Niger, la Sierra Leone et le Togo. La résistance aux antibiotiques dans cette région à l’image 142

de ceux décrits à travers le monde concerne principalement les bactéries produisant des 143

BLSE avec émergence des entérobactéries résistantes aux carbapénèmes ainsi que la 144

résistance de Staphylococcus aureus à la méticilline (31). 145

3.1. Les entérobactéries productrices de Bêta-lactamases à Spectre Elargi (BLSE) 146

Les BLSE hydrolysent toutes les bêta-lactamines à l’exception des céphamycines et des 147

carbapénèmes (32). La production de BLSE est le mécanisme de multirésistance le plus 148

répandu chez les entérobactéries (33). Ces enzymes dérivent initialement des pénicillinases à 149

spectre étroit plasmidiques (Temoneira (TEM) 1/2 et Sulfhydryl Variable (SHV)-1) par 150

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modification de leur site actif. Elles ont été observées principalement chez des souches 151

hospitalières de Klebsiella pneumoniae (34). L’apparition des Cefotaximases-Munich (CTX-152

M) au cours des dernières décennies a changé considérablement l’épidémiologie des BLSE à 153

l’hôpital mais aussi dans la communauté. Pour les CTX-M, les mécanismes de diffusion sont 154

devenus plus complexes avec la diffusion de plasmides (épidémies de plasmides) et/ou 155

d’autres éléments génétiques mobiles combinée à l’expansion clonale classique (33-35). Il a 156

été ainsi mis en évidence que E. coli CTX-M (notamment productrice de l’enzyme CTX-M-157

15) circule majoritairement de manière clonale et que les clones, ST131, ST95, ST69, ST393, 158

ST405 et ST10 constituent actuellement les E. coli fécaux dominants chez l’homme (34). De 159

plus, le portage digestif de souches productrices de BLSE est devenu non négligeable avec un 160

réservoir animal de BLSE important (35). Cette diffusion des CTX-M chez E. coli, principale 161

entérobactérie symbiotique de l’homme et excrétée chaque jour à hauteur de 1020 unités 162

formant colonies (UFC), constitue d’une part, un nouveau péril fécal et d’autre part, un 163

réservoir important de BLSE pour les autres espèces d’entérobactéries qui colonisent ou 164

transitent par le tube digestif humain (36). 165

Les BLSE constituent du fait de leur mode de diffusion, une menace importante pour les pays 166

d’Afrique de l’Ouest où les conditions socio-économiques faibles ont pour conséquences des 167

conditions d’hygiène défaillantes, favorisant la diffusion de la résistance. Quelques études 168

dans la région illustrent l’ampleur du problème tant au niveau du portage sain que parmi les 169

souches impliquées dans les processus infectieux (voir ci-dessous). 170

Portage digestif d’entérobactéries productrices de BLSE : La prévalence de la 171

colonisation par des entérobactéries productrices de BLSE chez les sujets sains dans les pays 172

d’Afrique de l’Ouest varie entre 10 et 100% (37, 38). Une étude réalisée sur 20 enfants vivant 173

dans un village du Sénégal, montrait, sur la base des coprocultures, une prévalence de 10% 174

d’E. coli BLSE (36). En Guinée Bissau, le portage de BLSE était de 32.6% chez des enfants 175

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de moins de 5 ans (37). Au cours d’une étude similaire dans un orphelinat au Mali, les auteurs 176

ont trouvé une prévalence qui variait de 63% chez les membres du personnel à 100% chez les 177

enfants (39).Au sein de la population hospitalière, la prévalence du portage de BLSE était de 178

10,3% au Nigeria (40), de 21.46% dans un hôpital au Mali (41) et de 31% chez les enfants 179

hospitalisés pour malnutrition au Niger (42). 180

Entérobactéries productrices de BLSE au cours des processus infectieux : L’absence de 181

surveillance de routine dans la plupart des pays et dans la région d’Afrique de l’Ouest ne 182

permet pas d’estimer correctement les proportions de BLSE parmi les souches isolées au 183

cours des processus infectieux. Toutefois, certaines études rendent compte de la réalité du 184

problème. Au Ghana, la moitié des entérobactéries (49,4%) isolées des diverses infections 185

diagnostiquées à l’hôpital Korle-Bu étaient productrices de BLSE (43). Même si au Nigéria, 186

les prévalences rapportées sont relativement moins élevées (10-27%) (44, 45), la prévalence 187

des entérobactéries productrices de BLSE dans les pays de la région reste, en général, très 188

inquiétante. Au Bénin, on estime à 35% la proportion des souches d’E. coli responsables 189

d’infections nosocomiales productrices de BLSE (46). Au Togo, 66% des souches de E. coli 190

dans les infections urinaires avaient le phénotype BLSE (47). 191

Les gènes de BLSE circulant en Afrique de l’Ouest : Dans toutes les études citées, le CTX-192

M-15 est l’enzyme la plus retrouvée aussi bien dans les souches circulant dans 193

l’environnement hospitalier qu’au sein de la communauté (48). L’émergence et la diffusion 194

des BLSE dans les pays d’Afrique de l’Ouest sont donc liées à l’expansion mondiale du type 195

CTX-M-15 (49). Parmi les autres BLSE de type CTX-M, on a retrouvé CTX-M-14 au Mali 196

(41), CTX-M-3 au Nigéria (50) et au Sénégal (51). Les autres enzymes qui ont été décrites 197

sont SHV-3 (52) et SHV-12, apparues ces dernières années et détectées dans divers isolats du 198

Mali (52) et du Nigeria (53). Tous ces plasmides porteurs du gène de la BLSE hébergent 199

également d’autres gènes de résistance conférant à la très grande majorité des entérobactéries 200

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BLSE des résistances aux autres familles d’antibiotiques, notamment au cotrimoxazole, aux 201

fluoroquinolones et aux aminosides (54). Cette multi-résistance des entérobactéries BLSE a 202

entrainé la prescription en clinique des carbapénèmes. Au moment même où l’usage des 203

carbapénèmes s’est fait plus massif, les bactéries productrices de carbapénémases ont émergé 204

(55). 205

3.2. Emergence des entérobactéries résistantes aux carbapénèmes 206

Les carbapénèmes sont une classe d’antibiotiques appartenant à la famille des bétalactamines 207

et ayant un spectre d’activité plus large. Elles sont actives sur la plupart des bacilles à Gram 208

négatif, notamment les entérobactéries, Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter 209

baumannii. Les carbapénèmes ont un usage exclusivement hospitalier et sont prescrits dans le 210

traitement des infections à bactéries multirésistantes. La résistance aux carbapénèmes chez les 211

entérobactéries s’explique soit par un défaut de perméabilité membranaire soit principalement 212

par inactivation enzymatique de l’antibiotique suite à la production de carbapénémases (56). 213

L’émergence de ces enzymes est décrite de façon croissante dans le monde entier et constitue 214

un réel problème de santé publique car les carbapénèmes sont très souvent les dernières 215

molécules actives de l’arsenal thérapeutique disponible pour combattre les bactéries 216

multirésistantes. 217

Les différents types de carbapénèmases : Les carbapénèmases sont des bêta-lactamases 218

ayant une activité hydrolytique vis-à-vis des carbapénèmes. Elles appartiennent à trois classes 219

principales (57). La classe A correspond principalement aux enzymes de type K. pneumoniae 220

productrice de carbapénèmase (KPC), imipénèmase (IMI) et Guyana Extended Spectrum 221

(GES). Elles ont la particularité de voir leur activité in vitro totalement ou partiellement 222

inhibée par l’acide clavulanique et l’acide borique. Elles hydrolysent toutes les bêta-223

lactamines. La classe B correspond aux métallo-bêta-lactamases (MBLs) de type Verona 224

Integron encoded Metallo-β-lactamase (VIM), imipénèmase (IMP) et New-Dehli métallo-β-225

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lactamase (NDM). Ces enzymes hydrolysent très fortement toutes les β-lactamines à 226

l’exception de l’aztréonam. Leur activité n’est pas affectée par les inhibiteurs suicides de β-227

lactamases. Ce sont des métallo-enzymes qui contiennent un ion zinc dans leur site actif 228

expliquant leur inhibition par l’EDTA ou l’acide dipicolinique. La classe D correspond 229

essentiellement aux enzymes de types oxacillinases comprenant OXA-48, qui présentent 5 230

variants (OXA-162, OXA-163, OXA-181, OXA-204, OXA-232 (58, 59) et les enzymes 231

récemment décrites OXA-244 et OXA-245 (60). Ces enzymes hydrolysent fortement les 232

carbapénèmes mais pas ou peu les céphalosporines de 3ème génération (à l’exception d’OXA-233

163) (58). Elles sont résistantes aux inhibiteurs suicides de β-lactamases. Toutefois, leur 234

présence est souvent couplée à la présence de BLSE, ce qui conduit à une multirésistance de 235

ces souches sécrétrices. 236

Epidémiologie des carbapénèmases en Afrique de l’Ouest : L’épidémiologie des 237

carbapénèmases est très peu connue dans les pays d’Afrique de l’Ouest. Du fait de la faible 238

capacité des laboratoires, il y a peu de travaux sur un échantillon de souches consécutives 239

permettant d’estimer les prévalences. Seulement trois études au Nigeria ont rapporté des 240

prévalences variables selon le niveau des soins : ainsi dans les hôpitaux régionaux, la 241

prévalence est d’environ 10% (61, 62) contre 36% dans les hôpitaux de référence (50). Des 242

souches productrices de carbapénèmases ont été également notifiées en Sierra Léone (63) et 243

au Sénégal (64, 65). Dans ces différentes études, il a été démontré que les différents types de 244

carbapénèmases déjà décrits ailleurs dans le monde (66) circulent dans la région. 245

3.3. Staphylococcus aureus résistant à la méticilline 246

Staphylococcus aureus est à la fois un germe commensal et un agent pathogène majeur de 247

l’homme. On estime qu’environ un tiers de la population saine est porteur de S. aureus dans 248

les narines (67). Comme agent pathogène, S. aureus est impliqué dans des infections 249

communautaires et des infections acquises en milieu hospitalier. Il s’agit d’infections très 250

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polymorphes, allant d’atteintes cutanées bénignes comme les furoncles ou les panaris à des 251

pathologies mettant en jeu le pronostic vital comme les septicémies, les endocardites, les 252

pneumopathies et les infections du système nerveux central (68). Par ailleurs S. aureus est 253

responsable de syndromes liés à l’action de ses toxines comme l'intoxication alimentaire et le 254

syndrome du choc toxique (68). Les principaux facteurs de risque d’infection sont le portage 255

nasal et toute rupture de la barrière cutanéo-muqueuse favorisant la pénétration du germe 256

(69). Le traitement des infections à S. aureus se complique ces dernières années avec 257

l’émergence mondiale des souches de S. aureus résistantes à la méticilline (SARM) (70). 258

L’épidémiologie des S. aureus a montré que l’émergence et la diffusion mondiale de SARM 259

communautaires sont liées à une expansion de clones spécifiques à chaque continent : Le 260

ST300 est retrouvé majoritairement aux USA, le ST59 en Asie, et le ST80 est considéré 261

comme le clone Européen (71). En Afrique, la diversité culturelle et géographique a un 262

impact significatif sur l’épidémiologie de S. aureus. La distribution des clones est ainsi 263

hétérogène sur le continent (72). En Afrique de l’ouest circulent principalement le ST5 et le 264

ST15 (72). En ce qui concerne la résistance à la méticilline, les fréquences varient d’un pays à 265

un autre mais reste en général élevé : 16% au Sénégal et au Niger (73), de 20 à 47% au 266

Nigeria (74, 75) de 36% au Bénin (76) et de 35,7% au Togo (77). En Côte d’Ivoire une étude 267

dans trois hôpitaux de référence a rapporté un taux de 39% (73) témoignant de l’ampleur du 268

problème des SARM dans la région Ouest Africaine. 269

270

4. Quelles stratégies pour contenir l’émergence de la résistance aux antibiotiques ? 271

L’émergence de la résistance aux antibiotiques engendre de graves conséquences sanitaires et 272

économiques (78). Elle est responsable d’une augmentation de la morbidité et de la mortalité, 273

de la durée d’hospitalisation et conduit à utiliser des médicaments plus onéreux et souvent 274

plus toxiques. La conséquence sur le plan économique est une augmentation des coûts des 275

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soins de santé. Une étude cas-témoins sur la résistance aux céphalosporines de troisième 276

génération (C3G) chez des espèces d’Enterobacter au Canada a démontré que l’émergence de 277

la résistance était associée à une augmentation de la mortalité (risque relatif : 5,02 ; p =0,01), 278

à la durée d’hospitalisation (1,5 fois, p < 0,001) et aux coûts hospitaliers (1,5 fois, p < 0,001). 279

En particulier, elle a été corrélée à une durée médiane d’hospitalisation de neuf jours et à des 280

coûts hospitaliers moyens de 29.379 $ (79). Par ailleurs, ces longues hospitalisations 281

entrainent une diminution de la productivité. Un plan de lutte efficace contre la résistance aux 282

antibiotiques s’impose s’appuyant sur des approches multidisciplinaires et complémentaires 283

telles que développées ci-dessous. 284

4.1. La prévention des infections 285

Dans les PED, la prévention des infections passe par l’amélioration des conditions d’hygiène 286

individuelles, collectives et environnementales. Il s’agit du lavage des mains, de l’hygiène 287

alimentaire, corporelle et vestimentaire qui permettent au niveau individuel de se protéger 288

contre les infections. Au niveau collectif et environnemental, les points cruciaux sont 289

l’approvisionnement en eau potable, l'évacuation des eaux usées et la lutte contre le péril 290

fécal, cause majeure de nombreuses infections telles que le choléra, la fièvre typhoïde et les 291

infections dues aux entérobactéries. Des études ont montré que dans les pays à ressources 292

limitées, l’hygiène des mains et l’approvisionnement en eau potable permettraient de réduire 293

de 47% les diarrhées tout en ayant des effets bénéfiques sur la prévention des infections 294

respiratoires communautaires (80, 81). Au niveau hospitalier, c’est le respect, aussi bien par 295

les soignants que par les patients, des règles de prévention des infections comme la limitation 296

des « échanges de poignées de mains», le retrait rapide des cathéters et le renouvellement 297

fréquent des sondes urinaires. Par ailleurs, les programmes de prévention spécifiques par la 298

vaccination s’avèrent essentiels contre les maladies évitables par l’immunisation. 299

4.2. La consommation judicieuse des antibiotiques 300

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La mauvaise utilisation des antibiotiques, leur usage abusif voire inapproprié (traitements trop 301

courts, posologies insuffisantes) ou les niveaux d’activité trop faibles pour certains 302

antibiotiques de mauvaise qualité ou mal conservés augmentent considérablement la 303

probabilité qu’une bactérie ou autres micro-organismes soient sélectionnés et deviennent 304

résistants aux antibiotiques. Pour prévenir la résistance, il faut donc un usage éclairé des 305

antibiotiques qui se définit par le choix de l’antibiotique optimal vis-à-vis du microorganisme 306

visé, de la dose, du rythme d’administration et de la durée du traitement ayant pour objectif 307

final une évolution clinique satisfaisante en termes de thérapie ou de prévention. Les 308

molécules de faible toxicité et ayant un risque limité d’entrainer des résistances doivent bien 309

sûr être privilégiées (82). En Afrique de l’Ouest, cette utilisation avisée des antibiotiques 310

implique une double action : La formation des prescripteurs et la mise en place de techniques 311

de laboratoire permettant un diagnostic adéquat de l’infection avec identification rapide du 312

pathogène et évaluation de sa sensibilité aux antimicrobiens. Ce diagnostic guidera le 313

clinicien pour le choix du traitement car dans l’incertitude, la pression pour la prescription 314

d’un antibiotique à large spectre est forte ; ne pas le prescrire alors qu’il est réellement requis 315

aurait également des conséquences graves. 316

De plus, la consommation rationnelle des antibiotiques dans les PED nécessite un 317

environnement de santé publique robuste pour la sécurisation des médicaments en général et 318

des antibiotiques en particulier. Dans la plupart des pays, il s’agira d’entreprendre des 319

réformes drastiques visant à contrôler rigoureusement la mise sur le marché des antibiotiques, 320

réglementer leur dispensation aux populations et procéder à la sanctuarisation des 321

antibiotiques à large spectre aux structures hospitalières 322

4.3. La prévention de la transmission de la résistance 323

Elle consiste grâce au dépistage des patients et du personnel colonisés ou infectés, de réduire 324

la transmission des micro-organismes résistants d’une personne à une autre par des mesures 325

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d’isolement et/ou d’hygiène dont le lavage des mains, le port de gants, de masques et de 326

blouses. L’identification précoce permet de réduire la diffusion de la résistance à plus grande 327

échelle à travers la communication entre les établissements de soins lors du transfert de 328

patient d’une structure à une autre et la mise en place rapide de stratégies thérapeutiques 329

rapides. 330

4. 4. La surveillance de la résistance 331

Les deux déterminants de l’émergence et de la diffusion de la résistance bactérienne aux 332

antibiotiques sont : l’exposition de la population aux antibiotiques et la transmission inter 333

individuelle et par l’environnement de souches résistantes. La surveillance est essentielle pour 334

connaitre l’ampleur du problème et surveiller l’impact des programmes de lutte contre la 335

résistance. Pour être efficace, la surveillance est nécessaire au niveau local et national. Au 336

niveau local, l’information disponible sur la résistance doit être utilisée dans les hôpitaux pour 337

mettre à jour les traitements et pour guider le contrôle de la résistance. Au niveau national, 338

l’information sur l’évolution de la résistance recueillie dans chacune des provinces et des 339

régions peut servir à mettre à jour les listes de médicaments essentiels et les directives 340

nationales de traitement, et à évaluer les effets des différentes stratégies de traitement mises 341

en place. L’observatoire de la résistance des micro-organismes aux anti-infectieux en Côte 342

d’Ivoire (ORMI-CI) est un exemple de réseau national de surveillance dans la région qui a été 343

créé en 2002 et qui a contribué efficacement à lutter contre la prévalence de la résistance aux 344

antibiotiques dans ce pays. 345

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5. Conclusion 347

Les pays d’Afrique de l’Ouest font face comme le reste du monde à un grave problème 348

d’émergence des résistances aux antibiotiques. Nombre de facteurs incluant l’état sanitaire et 349

le niveau d’éducation des populations, le niveau de formation des prescripteurs, les 350

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infrastructures et la qualité des antibiotiques dispensés favorisent leur émergence et leur 351

propagation. Les stratégies d'intervention doivent être intégrées et cibler simultanément les 352

décideurs, les prescripteurs et les utilisateurs. 353

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Contribution des auteurs 371

AS. O a rédigé le manuscrit. H. J-P; AL. B ; R. O et S. G. ont effectué la relecture et les 372

corrections du manuscrit. 373

Déclaration 374

Aucun conflit d’intérêt n’est à déclarer. 375

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Figure 1 : Carte de l’Afrique de l’Ouest

Figure 1 : West Africa Map

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CHAPITRE II :

PORTAGE FECAL D’ENTEROBACTERIES

SECRETRICES DE BETALACTAMASES A SPECTRE

ELARGI CHEZ DES PATIENTS HOSPITALISES ET

DES VOLONTAIRES SAINS AU BURKINA FASO

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Page 47: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Préambule

A notre connaissance, aucune donnée sur la prévalence du portage d’entérobactéries

sécrétrices de bêtalactamases à spectre élargi (E-BLSE) n’est disponible en milieu hospitalier

ou communautaire au Burkina Faso. Cette étude visait à déterminer la prévalence et analyser

les facteurs de risque de colonisation par les E-BLSE chez des patients hospitalisés depuis

plus de 48 heures et chez des individus sains apparemment en bonne santé dans la

communauté de Bobo Dioulasso, capitale économique du pays.

Au total, 214 échantillons de selles provenant de 101 volontaires sains et 113 patients

hospitalisés ont été analysés. La moyenne d’âge des patients était de 21,9 ± 7,1 ans; 43%

étaient des hommes. La durée moyenne du séjour à l’hôpital chez les patients hospitalisés était

de 10,3 ± 11,2 jours. Pendant la période de l’étude, la prévalence du portage était de 32%

(69/214) ; 22% parmi les volontaires sains et 42% parmi les hospitalisés (p=0,002). Toutes

les BLSE sauf deux, étaient des CTX-M-15 et Escherichia coli l’espèce bactérienne la plus

fréquemment isolée (78%). L’analyse des 60 souches de E. coli BLSE a montré que 26%

appartenaient au phylogroupe D, 23,3% au phylogroupe A, 20% au phylogroupe B1 et 6,6%

au phylogroupe B2 dont 2 étaient de séquence type (ST) 131. Il ressort de l’analyse des

facteurs de risque, que l’hospitalisation dans l’année précédente et la consommation des

antibiotiques au cours des 3 derniers mois sont associées chez les volontaires sains à un risque

de colonisation par une E-BLSE.

Les résultats de ce travail ont montré une prévalence importante du portage fécal d’E-BLSE

chez les patients hospitalisés et une prévalence non négligeable chez les volontaires sains dans

la communauté de Bobo Dioulasso. La caractérisation des gènes montre une importante

dissémination des CTX-M-15 sans expansion de clones.

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Mary Ann Liebert, Inc., 140 Huguenot Street, New Rochelle, NY 10801

Microbial Drug Resistance

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CHAPITRE III :

PREVALENCE ELEVEE DES ENTEROBACTERIES

PRODUCTRICES DE BETALACTAMASES A

SPECTRE ELARGI PARMI LES SOUCHES

CLINIQUES ISOLEES DANS LES HOPITAUX DU

BURKINA FASO

67

Page 77: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Préambule

La sécrétion de bêtalactamases à spectre élargi (BLSE) est le mécanisme le plus important de

multirésistance chez les entérobactéries. Sa prévalence est alarmante dans les pays à

ressources limitées. Au Burkina Faso, cependant il n’y a aucune donnée disponible. L’objectif

de ce travail était d’étudier la prévalence des entérobactéries sécrétrices de BLSE parmi les

souches isolées dans les différents échantillons biologiques traités dans les trois principaux

hôpitaux du pays, de caractériser les BLSE et d’amorcer une étude de clonalité.

Durant deux mois (Juin – Juillet 2014), 1602 échantillons biologiques consécutifs reçus dans

les laboratoires de bactériologie des trois principaux hôpitaux du pays ont été inclus. Sur les

584 cultures bactériologiques positives, 308 entérobactéries ont été identifiées provenant

d’échantillons prélevés chez 158 patients hospitalisés et 150 patients consultant à titre externe.

Durant la période de l’étude, on retrouvait une prévalence de BLSE de 58% avec une

différence significative entre les externes (45%) et les hospitalisés (70%) ; (p< 0.001). Chez

les patients hospitalisés, aucune association entre l’infection par une entérobactérie BLSE et

une variable démographique n’a été retrouvée ; par contre chez les patients externes les

infections à BLSE étaient significativement plus fréquentes chez les patients de plus de 65 ans

et de sexe masculin. Les entérobactéries BLSE étaient majoritairement isolées des urines. La

grande majorité des BLSE (94%) était des CTX-M-15 et Escherichia coli, l’espèce la plus

identifiée. L’analyse des isolats d’E .coli BLSE et non BLSE a montré que les 202 isolats

appartenaient à huit phylogroupes différents : (A=49, B1=15, B2=43, C=22, Clade I=7, D=37

F=13 et 16 non classés). Seize (16) E. coli BLSE et 6 non BLSE étaient de séquence type

(ST) 131. Cette première étude montre que la fréquence d’entérobactéries BLSE est élevée

parmi les souches isolées au cours des infections au Burkina. La caractérisation des gènes

montre une dissémination importante de CTX-M-15 sans expansion clonale, suggérant une

pression de sélection forte à l’origine de la multirésistance. Les efforts de santé publique

devraient mettre l’accent sur la sensibilisation de la population quant à l’usage excessif des

antibiotiques et la formation des prescripteurs.

Page 78: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 79: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 80: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

High prevalence of extended-spectrum ß-lactamase producing Enterobacteriaceae 1

among clinical isolates in Burkina Faso 2

3

Ouédraogo Abdoul-Salam1,4,5,6 , Sanou Mahamoudou 2, Kissou Aimée 1, Sanou Soufiane 1, 4

Somlaré Hermann3, Kaboré Firmin1 , Poda Armel1, Aberkane Salim4,5,6, Bouzinbi Nicolas4,5,6, 5

Sanou Idrissa3, Nacro Boubacar1, Sangaré Lassana3, Christian Carrière 4,5,6, Decré 6

Dominique7,8,9, Ouédraogo Rasmata2 , Jean Pierre Hélène4, Sylvain Godreuil4,5,6 7

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1Centre Hospitalier Universitaire Souro Sanou, BP 676, Bobo Dioulasso, Burkina Faso 11

2Centre Hospitalier Universitaire Pédiatrique Charles de Gaulle, Ouagadougou, Burkina Faso 12

3Centre Hospiatlier Universitaire Yalgado Ouédraogo, Ouagadougou, Burkina Faso 13

4Centre Hospitalier Régional Universitaire (CHRU) de Montpellier, Département de 14

Bactériologie-Virologie, Montpellier, France 15

5Université Montpellier 1, Montpellier, France 16

6INSERM U 1058, Infection by HIV and by agents with mucocutaneous tropism: from 17

pathogenesis to prevention, Montpellier, France 18

7Sorbonne University, UPMC Université Paris 06 CR7, CIMI, team E13 (bacteriology), F-19

75013, Paris, France. 20

8INSERM U1135, CIMI, team E13, Paris, France. 21

9AP-HP, Microbiology, St-Antoine Hospital, Paris, France 22

23

Corresponding author: Ouédraogo Abdoul-Salam, INSERM U1058 "Infection by HIV and 24

by agents with mucocutaneous tropism: from pathogenesis to prevention" & Department of 25

Bacteriology-Virology CHU Arnaud de Villeneuve 371 avenue du doyen Gaston Giraud 26

34295 - Montpellier Cedex 5 France 27

Phone: +33 0662894717, Fax: +33 467 33 58 93. E-mail: [email protected] 28

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Running Title: ESBL-producing Enterobacteriaceae in Burkina Faso 29

30

Keywords: Enterobacteriaceae, ESBL, clinical samples, inpatient and outpatient, 31

Burkina Faso. 32

Figures: 1 33

Table: 4 34

Abstract: 254 words 35

Text: 2547 words 36

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Page 82: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Abstract 60

Background: Nothing is known about the epidemiology and resistance mechanisms of 61

extended-spectrum ß-lactamase-producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE) in Burkina Faso. 62

The objective of this study was to determine ESBL-PE prevalence and to characterize ESBL 63

genes in Burkina Faso. 64

Methods: During two months (June-July 2014), 1602 clinical samples were sent for 65

bacteriologic investigations to the microbiology laboratories of the tree main hospitals of 66

Burkina Faso. Isolates were identified by mass spectrometry using a matrix-assisted laser 67

desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) BioTyper. Antibiotic susceptibility was 68

tested using the disk diffusion method on Müller-Hinton agar. The different ESBL genes in 69

potential ESBL-producing isolates were detected by PCR and double stranded DNA 70

sequencing. Escherichia coli phylogenetic groups were determined using a PCR-based 71

method. 72

Results: ESBL-PE frequency was 58% (179 strains among the 308 Enterobacteriaceae 73

isolates identified in the collected samples; 45% in outpatients and 70% in hospitalized 74

patients). The CTX-M-1 group was dominant (94%, CTX-M-15 enzyme), followed by the 75

CTX-M-9 group (4%). ESBL producers were more often found in E. coli (67.5 %) and 76

Klebsiella pneumoniae (26%) isolates. E. coli isolates (n=202; 60% of all Enterobacteriaceae 77

samples) were distributed in eight phylogenetic groups (A=49, B1=15, B2=43, C=22, Clade 78

I=7, D=37, F=13 and 16 unknown); 22 strains belonged to the sequence type ST131. No 79

association between a specific strain and ESBL production was detected. 80

Conclusions: This report shows the alarming spread of ESBL genes in Burkina Faso. Public 81

health efforts should focus on education (population and healthcare professionals), 82

surveillance and promotion of correct and restricted antibiotic use to limit their dissemination. 83

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Page 83: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Background: 86

The emergence and spread of Multidrug Resistant (MDR) bacteria are major public health 87

threats. Particularly, bacteria that produce extended-spectrum ß-lactamases (ESBL) are of 88

great concern because their resistance to penicillins and narrow- and extended-spectrum 89

cephalosporins reduces considerably the treatment options [1]. ESBL genes originally 90

evolved from the ß-lactamase TEM-1, TEM-2 and SHV-1 genes through mutations of the 91

amino acids surrounding the active site and were mainly detected in nosocomial pathogens 92

[2]. However, during the past decade, the rapid and massive spread of CTX-M-type ESBLs 93

has been described worldwide. This has considerably changed their epidemiology because 94

they combine the expansion of mobile genetic elements with specific clonal dissemination [3]. 95

Furthermore, such plasmids typically carry resistance genes also to other drugs, such as 96

aminoglycosides and fluoroquinolones [2]. Recent studies suggest that CTX-M-type ESBL- 97

producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE) are endemic in most countries of Europe, Asia and 98

South America, with high rates of CTX-M-type ESBL-producers particularly among 99

Escherichia coli (30 to 90%) and Klebsiella pneumoniae (10 to 60%) [4, 5]. Despite these 100

public health concerns, little is known about ESBL diffusion in Africa. ESBL-PE rates 101

between 8.8 and 13.1% were reported in South Africa [6] and an alarmingly high proportion 102

of ESBL-PE (49.3%) was found among clinical isolates from Ghana [7]. Conversely, no 103

information is available on the epidemiology of ESBL-producing pathogens in hospital or 104

community settings in Burkina Faso, a low-income country close to Ghana. Therefore, the 105

aim of the present study was to estimate ESBL occurrence in clinical samples from 106

hospitalized and non-hospitalized patients and to characterize the ESBL genes as well as the 107

genetic background of the identified E. coli strains. 108

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Page 84: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Methods 112

Study setting 113

During two months (June – July 2014), all consecutive clinical samples sent to the 114

microbiology laboratories of the three main hospitals of Burkina were investigated. 115

Specifically: 116

1. Yalgado Ouedraogo Teaching Hospital (CHU-YO) is the largest medical institution located 117

in Ouagadougou, the capital city with a population of about 2 million inhabitants. This 118

hospital has 716 beds and intensive care units that are used for surgical, medical and trauma 119

emergencies. Annually, more than 20,000 inpatients (children and adults) are admitted among 120

126,000 consultations. 121

2. Souro Sanou Teaching Hospital (CHU-SS) is the major healthcare and referral centre for 122

the southern and western regions of Burkina Faso. It has 521 beds distributed in different 123

specialized (medicine, surgery, gynaecology obstetric and paediatric) acute care units. The 124

annual number of hospitalizations ranges from 15,000 to 20,000 patients among 108,000 125

consultations. 126

3. Charles de Gaulle Paediatric Teaching Hospital (CHUP-CDG) is the referral paediatric 127

hospital in Ouagadougou with 120 beds. About 6000 children are seen each year and 5000 are 128

hospitalized. The microbiology laboratory also receives samples from adult outpatients. 129

Specimen collection, identification and antimicrobial susceptibility testing 130

In June and July 2014 (CHU-SS and CHUP-CDG) and July 2014 (CHU-YO), 1,602 clinical 131

samples were sent to the three microbiology laboratories for bacteriologic investigations 132

(CHU-YO: n= 521, CHU-SS: n=528 and CHUP-CDG: n=553). Bacterial cultures could be 133

obtained only from 584 of these samples and they included 308 Enterobacteriaceae isolates. 134

Enterobacteriaceae isolates were recovered from urine (n=185), pus (n=56), aspirates from 135

various anatomic sites (n=38), stool (n=16), blood (n=8), vaginal swabs (n=3) and 136

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cerebrospinal fluid samples (n=2). Species identification was performed by matrix-assisted 137

laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (Bruker 138

Daltonics, Bremen, Germany). Antimicrobial susceptibility was tested with the disk diffusion 139

method on Müller-Hinton agar. The following antibiotics were tested: amoxicillin, 140

amoxicillin-clavulanic acid, aztreonam, cefepime, cefotaxime, cefpirome, cefpodoxime, 141

cefoxitin, ceftazidime, cephalotin, moxalactam, piperacillin, piperacillin-tazobactam, 142

ticarcillin, ticarcillin-clavulanic acid, imipenem, nalidixic acid, ciprofloxacin, levofloxacin, 143

ofloxacin, amikacin, gentamicin, netilmicin, tobramycin, fosfomycin, chloramphenicol, 144

tetracycline and trimethoprim-sulfamethoxazole. Results were interpreted according to the 145

European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) clinical breakpoints 146

(Version 5.0) (http://www.eucast.org/clinical_breakpoints/). ESBL production was detected 147

by using the combined double-disk synergy method [8]. In case of high-level 148

cephalosporinase production, the combined double-disk synergy test was performed using 149

cloxacillin-supplemented medium. 150

Molecular identification of ESBL genes 151

DNA was extracted from one single colony for each isolate in a final volume of 100 µL of 152

distilled water by incubation at 95°C for 10 min followed by a centrifugation step. The 153

presence of blaCTX-M (CTX-M group 1, 2, 8, 9 and 25), blaTEM, blaSHV and blaOXA-like genes 154

was assessed by multiplex PCR according to a previously published method [9]. DNA from 155

reference blaCTX-M, blaTEM, blaSHV and blaOXA-like-positive strains was used as positive control. 156

PCR products were visualized after electrophoresis on 1.5% agarose gels containing ethidium 157

bromide at 100 V for 80 minutes. A 100 bp DNA ladder (Promega, USA) was used as a 158

marker size. PCR products were purified using the ExoSAP-IT purification kit (GE 159

Healthcare, Piscataway, NJ, USA) and sequenced bidirectionally on a 3100 ABI Prism 160

Genetic Analyzer (Applied Biosystems). Nucleotide sequence alignment and analyses were 161

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performed online using the BLAST program available at the National Center for 162

Biotechnology Information web page http:// www.ncbi.nlm.nih.gov. 163

PCR detection of Escherichia coli phylogroups and ST131 164

E. coli phylogenetic grouping was performed using the PCR-based method described by 165

Clermont and al. [10]. For strains assigned to the B2 phylogenetic group, the sequence type 166

(ST) 131 was determined using a PCR method specific for the O25-b serotype with primers 167

that target the pabB and trpA genes, as previously described [11]. 168

Statistical analysis 169

Statistical analysis was performed with Epi Info, version 3.5.3 [Centers for Disease Control 170

and Prevention (CDC), Atlanta, GA, USA]. Associations between demographic variables 171

(sex, site of infection and age) and infection by ESBL-PEs were analysed by using odds ratio 172

and a multinomial logistic regression model, when appropriate. A value of p<0.05 was 173

considered to be statistically significant. 174

Results 175

Occurrence of ESBL-producing Enterobacteriaceae 176

During the study period, 308 different enterobacterial isolates were recovered from 158 177

hospitalized and 150 non-hospitalized patients (Table 1). The mean age of these patients was 178

29.7 ± 24.6 years and the sex ratio 1.4; 118 patients (38%) were younger than 15. Among 179

these 308 isolates, 179 (58%) were identified as potential ESBL-PEs by antimicrobial 180

susceptibility testing. PCR analysis confirmed that they all carried ESBL genes (Table 1). 181

Considering the isolate origin, ESBL-PE prevalence was of 65% (42/65) at CHU-YO, 59% 182

(84/142) at CHU-SS and 52% (53/101) at CHUP-CDG. Moreover, ESBL-PEs were found in 183

45% of outpatients and 70% of hospitalized patients (p< 0.001). In hospitalized patients, no 184

demographic factor was significantly associated with ESBL-PE occurrence (p > 0.05) (Table 185

1). Conversely in outpatients, the ESBL-PE prevalence was significantly higher among 186

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patients older than 65 years of age (Odd Ratio [OR] = 6.4, 95% CI= 0.47-86.34; p 0.001). 187

ESBL-PE rate was also significantly higher in male than female outpatients (OR=4.59) and in 188

urinary samples (59 of 119; 50%) (Table 1). Species identification showed that the 179 189

ESBL-PEs included 121 (67.5%) E. coli, 46 (26%) K. pneumoniae, 7 (4%) Enterobacter 190

cloacae, 2 (1%) Providencia stuartii, 1 (0.5%) Enterobacter aerogenes, 1 (0.5%) Citrobacter 191

freundi and 1 (0.5%) Morganella morgannii species (Table 2). The highest proportion of 192

ESBL-PEs was found in blood samples (6/8, 75%). Moreover, within each species, the 193

fraction of ESBL producers was highest among Morganella morgannii isolates (100%), 194

followed by K. pneumoniae (66%) and E. coli (60%) (Table 2). 195

Antibiotic susceptibility patterns. 196

The susceptibility pattern of ESBL producing (n=179) and non–producing (n=129) 197

Enterobacteriaceae isolates is shown in Figure 1. ESBL-PE isolates were more resistant to 198

the other tested antibiotics than non-producers: cotrimoxazole (45% vs 5%), gentamicin 199

(89% vs 27.5%), tobramycin (86% vs 9%), netilmicin (88% vs 12%), ciprofloxacin (80% vs 200

12%), ofloxacin (70% vs 7%) and levofloxacin (82% vs 27%) (p < 0.05). None of the 201

collected Enterobacteriaceae isolates was resistant to imipenem. 202

Molecular characterization of ESBL and other ß-lactamase genes 203

Most ESBL-PE isolates (94%) were identified as CTX-M group 1 producers because all of 204

them carried the blaCTX-M-15 gene. CTX-M group 9 producers represented only 4% of all 205

ESBL-PEs (blaCTX-M-14 was detected in three isolates and blaCTX-M-27 in five samples (Table 206

3). The blaSHV-12 gene was detected in two isolates. The ESBL genes were detected alone or in 207

association with one to three other ß-lactamase genes: blaOXA-1, blaSHV-1 and blaTEM-1. While 208

blaCTX-M-15 was found in all the different enterobacterial species, blaCTX-M-14 was detected only 209

in E. coli samples (n=3), blaCTX-M-27 in E. coli (n=2), K. pneumoniae (n=1) and E. cloacae 210

(n=1) isolates, and blaSHV-12 in one E. coli and one K. pneumoniae sample (Table 3). 211

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Escherichia coli phylogenetic groups and Sequence Type 131 212

The phylogenetic group analysis revealed diversity in both ESBL-producing and non-213

producing E. coli isolates (n = 202). Specifically, E. coli isolates belonged to eight different 214

phylogenetic groups (A=49, B1=15, B2=43, C=22, Clade I=7, D=37 F=13) and 16 could not 215

be classified. Phylogenetic group A was more represented among ESBL-producers (31 of 216

121; 26%), followed by group D and B2 (for both: 26 of 121; 21.5%). Non-ESBL producers 217

belonged mainly to the phylogenetic groups A and B2 (18 and 17 of 81, respectively; 21%). 218

Moreover, the ST131 sequence type was detected in 16 ESBL-producers and in six non-219

producers (Table 4). 220

Discussion 221

In this study, we investigated the frequency of ESBL production by Enterobacteriaceae 222

isolates from clinical samples sent to the three main hospitals of Burkina Faso in June and 223

July 2014. Overall, 58% of these isolates were ESBL-PEs. This is much higher than the rates 224

reported in Europe [12, 13] and in other African countries: Algeria (17.7 - 31.4%) , Egypt 225

(42.9%) [14] and Ghana (49.4%) [7]. Lack of antibiotic surveillance may have contributed to 226

increasing the ESBL-PE problem that certainly has been present in Burkina Faso for a long 227

time. Indeed, it has been shown that in countries with limited resources where hygiene is poor 228

and antibiotics are misused, the absence of anti-microbial surveillance programmes increases 229

the risk of multi-resistance development by bacteria in hospitals and in the community [15-230

17]. We found that blood cultures had the highest proportion of ESBL-PE isolates. This 231

differs from the results of a recent literature review on ESBL-PE prevalence in Africa [18] 232

showing a significantly lower proportion of ESBL-PE in blood cultures than in other 233

specimens. This discrepancy is certainly explained by the small number of enterobacterial 234

strains (eight of which six were ESBL-PEs) recovered from blood samples. Indeed, 107 235

ESBL-PEs were identified in urine samples (107/185, 58%), a prevalence similar to what 236

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reported in previous studies [7, 19-21].ESBL producers were more often found in E. coli 237

(67%) and K. pneumoniae (26%) isolates, in agreement with previous works showing that 238

these two species are the predominant ESBL-producers worldwide . ESBL-producing E. coli 239

is considered to be responsible for hospital- and community-acquired infections, while ESBL-240

producing K. pneumoniae is considered mainly a nosocomial pathogen [2, 22]. In agreement, 241

we identified ESBL-producing K. pneumoniae most frequently in samples from hospitalized 242

patients. ESBL-PE prevalence differed considerably between outpatients and inpatients (45% 243

vs. 70%: p< 0.001). More than two thirds of enterobacterial infections in hospitalized patients 244

were thus caused by an ESBL-PE. In Burkina Faso, patients are usually hospitalized only in 245

the case of very severe symptoms and after a long and empiric antibiotic therapy. These 246

factors could explain this alarmingly high resistance level in hospitalized patients and also in 247

outpatients (45% compared with 7.5% of community-acquired infections in Morocco [23] and 248

11.7% in Nigeria) [24].In outpatients, ESBL-PE frequency was significantly higher in isolates 249

from older patients (more than 65 years of age, [OR] = 6.4, 95% CI= 0.47-86.34). These 250

results are in agreement with the study by Colodner and al. [3] showing that elderly patients 251

present a higher antibiotic pressure and more underlying diseases, two significant risk factors 252

for infection by ESBL producers [25]. In addition, ESBL-PE rate was significantly higher in 253

male outpatients (OR=4.59, 95% CI = 2.14-9.84) and the urinary tract was the most frequent 254

source (59 of 119, 50%). The possible explanation may be that complicated urinary tract 255

infections are more frequent in elderly men than elderly women [26]. 256

In this study most ESBL-PEs were resistant to multiple drugs, especially to fluoroquinolones, 257

aminoglycosides, cotrimoxazole and tetracycline, as described in previous studies [27-29]. 258

This level of multi-resistance could lead to potential therapeutic impasses. Indeed, more than 259

three quarters of ESBL-PE isolates were resistant to fluoroquinolones and aminoglycosides 260

(but for amikacin), thus compromising the choice of antibiotic treatment, especially for 261

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outpatients with urinary tract infections. Moreover alternative antimicrobial agents, such as 262

amikacin, fosfomycin and imipenem, are very expensive and difficult to obtain in Burkina 263

Faso. These alarming results should act as an impetus for the establishment of antibiotic 264

control policies. Indeed, currently, there is no restriction in the use of antibiotics in Burkina 265

Faso. Antibiotics can be purchased over the counter without medical prescription. Patients 266

may buy only a few tablets of an antibiotic because of limited money availability. Moreover, 267

patients may begin an antimicrobial regimen and stop it when they feel better, before the end 268

of the treatment, to save the remaining tablets for another time. 269

Finally, we found that 94% of ESBL-PEs carried the blaCTX-M-15 gene. In the last decade, 270

CTX-M enzymes, particularly CTX-M-15, have emerged worldwide and are the most 271

prevalent in Europe, America and Asia [30-36]. Moreover, eight strains were CTX-M group 9 272

producers (blaCTX-M-27 in five and blaCTX-M-14 in three). These genes have been previously 273

detected in E. coli isolates in Kenya [37] and in Egypt [38]. Nevertheless, the blaCTX-M-15 gene 274

remains dominant in the African continent: 59% of ESBL-PE in South Africa [34], 83% in 275

Mali [39], 91% in Tunisia [40] and 96% in Cameroon [41]. The blaSHV-12 gene (detected in 276

one E. coli and one K. pneumoniae sample) has emerged in recent years and has been also 277

detected in different Enterobacteriaceae isolates in the previously quoted studies in African 278

countries [34, 38-41]. 279

The phylogenetic group assignment of the 202 E. coli isolated showed a high diversity in both 280

populations (out-patients and in-patients) without any association between a specific strain 281

and ESBL production. This indicates that the high frequency of ESBL carriage is not caused 282

by the epidemic spread of a single resistant clone. This contrasts with previous studies in 283

which the dissemination of CTX-M-15-producing isolates was associated with the spread of 284

the ST131 E. coli strain belonging to phylogenetic group B2 [42-44]. Indeed, in the present 285

study, most isolates were assigned to the commensal groups A (49/202, 24%) and B2 (43/202, 286

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21%). Only 13 % (16/121) of ESBL-producers and 7% (6/81) of non ESBL-producers 287

belonged to the ST131 clone. Moreover, some ESBL-producing E. coli isolated from urine, 288

pus and blood samples belonged to three phylogenetic groups associated with CTX-M-15 289

dissemination: the virulent extra-intestinal group D (26/121) [45] and groups C (11/121) and 290

F (10/121), usually detected in urinary tract infections [46]. This important genetic diversity 291

among isolates suggests that the high rate of ESBL production and associated resistance are 292

more likely caused by the diffusion of plasmids carrying antibiotic resistance genes than to 293

cross-transmission between patients. The maintenance of these plasmids was probably 294

favoured by antibiotic pressure. Further investigations, including multilocus sequence typing 295

and plasmid characterization, are needed to complete this study. 296

In summary, this first survey shows an alarmingly high frequency of multi-resistant ESBL-297

PEs among clinical isolates in Burkina Faso. The analysis of the resistance genes highlighted 298

an important dissemination of blaCTX-M-15 without clonal dissemination, suggesting a strong 299

antibiotic selection pressure in hospital and community settings. Public health efforts should 300

focus on educating the population and healthcare professionals about the proper use of 301

antibiotics to halt/limit the spread of multi-resistant bacteria. 302

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List of abbreviations 315

Charles de Gaulle Paediatric Teaching Hospital (CHUP-CDG) 316

CHU-SS : Souro Sanou Teaching Hospital 317

CHU-YO: Yalgado Ouedraogo Teaching Hospital 318

ESBL: extended-spectrum ß-lactamases 319

ESBL-PE: extended-spectrum ß-lactamase-producing Enterobacteriaceae 320

MALDI-TOF: matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight 321

MDR: Multidrug Resistant 322

OR: Odd Ratio 323

Ethical clearance 324

Arbitrary numbers were assigned to the isolates recovered from patient specimens. The study 325

was approved by the ethics authorities of each hospital: MS/SG/CHUSS/DG/DL 2014- 171 326

July 2, 2014. This allowed us to conduct our study. Informed written consent was obtained 327

from subjects and at least one parent of each child before enrollment. 328

Consent for publication 329

Not applicable 330

Competing interests 331

The authors declare that they have no competing interests 332

Funding 333

None 334

Authors' contributions 335

Conceived and designed the experiments: Ouédraogo Abdoul-Salam, Carrière Christian, Jean 336

Pierre Hélène, Godreuil Sylvain, Sanou Idrissa, Nacro Boubacar, Sangaré Lassana and 337

Ouédraogo Rasmata. Performed the experiments: Ouédraogo Abdoul-Salam , Kaboré Firmin 338

and Poda Armel, Aberkane Salim, Bouzinbi Nicolas. Contributed reagents/materials/analysis 339

tools: Ouédraogo Abdoul-Salam , Kaboré Firmin and Poda Armel, Aberkane Salim, Bouzinbi 340

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Nicolas. Contributed to the writing of the manuscript: Ouédraogo Abdoul-Salam, Carrière 341

Christian, Jean Pierre Hélène, Godreuil Sylvain, Dominique Decré. 342

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Acknowledgements 344

We would like to thank INSERM, IRD, CHU. We thank Elisabetta Andermarcher for 345

assistance in preparing and editing the manuscript. 346

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Table 1: Demographic characteristics and source of the bacterial isolates. 1

2

Outpatients (n=150) Inpatients (n=158) 3

Variable ESBL-positive ESBL-negative Odds Ratio (95% CI) P-value ESBL-positive ESBL-negative Odds Ratio (95% CI) P-value 4

(n= 68) (n= 82) (n=111) (n=47) 5

Sex < 0.001 0.724 6

F (n=129) 16 48 1 47 18 1 7

M (n=179) 52 34 4.59 (2.14-9.84) 64 29 0.85 (0.42-1.70) 8

Source of isolates 0.019 0.139 9

Urine sample (n=185) 59 60 1 48 18 1 10

Pus (n=56) 06 07 0.87 (0.28-2.75) 32 11 1.09 (0.46-2.61) 11

Aspirate (n=38) 02 03 0.68 (0.11-4.20) 24 09 1.00 (0.39-2.56) 12

Other* (n=29) 01 12 0.08 (0.01-0.67) 07 09 0.29 (0.09-0.90) 13

Age <0.001 0.607 14

≤28 days 01 02 1 09 04 1 15

>28 days-1 year 01 08 0.20 (0.01-4.72) 07 04 0.78 (0.14-4.27) 16

>1-5 years 02 15 0.31 (0.02-5.19) 06 06 0.44 (0.09-2.28) 17

>5-15 years 04 07 1.14 (0.08-16.95) 30 12 1.11 (0.29-4.31) 18

>15-65 years 44 45 1.96 (0.17-22.35) 49 19 1.15 (0.32-4.17) 19

>65 years 16 05 6.40 (0.47-86.34) 10 02 2.22 (0.33-15.18) 20

CI = confidence interval, ESBL = extended-spectrum beta-lactamase; F= females; M=males; n=number; *other: stool, cerebrospinal fluid, blood samples and high 21

vaginal swabs 22

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Page 102: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

1

Table 2: Prevalence of ESBL-producing isolates among the different Enterobacteriaceae species identified in our samples 2

3

Distribution of ESBL-producing isolates in samples (%) 4

Species Within species Total Urine Stool Blood Pus Aspirates HVS CSF 5

(%) (n=185) (n=16) (n=8) (n=56) (n=38) (n=3) (n=2) 6

7

Escherichia coli 121/202 (60%) 67.5% 67/114 0/15 0 29/39 23/31 2/2 0/1 8

Klebsiella pneumonia 46/70 (66%) 26% 32/51 0 5/6 6/8 3/4 0/1 0 9

Enterobacter cloacae 7/13 (54%) 4% 6/10 0 0 1/3 0 0 0 10

Enterobacter aerogenes 1/3 (33%) 0.5% 1/2 0 0 0 0/1 0 0 11

Citrobacter koseri 0/1 0 0 0 0 0/1 0 0 12

Citrobacter freundi 1/3 (33%) 0.5% 1 /2 0 0 0/1 0 0 0 13

Proteus mirabilis 0/5 0/4 0 0 0/1 0 0 0 14

Providencia stuartii 2/6 (33%) 1% 0/1 0 1/1 1/3 0/1 0 0 15

Salmonella spp 0/3 0 0/1 0/1 0 0 0 0/1 16

Morganella morgannii 1/1 (100%) 0.5% 0 0 0 1/1 0 0 0 17

Leclercia adecarboxylata 0/1 0/1 0 0 0 0 0 0 18

Total (%) 179/308 (58%) 100% 107/185 0/16 6/8 38/56 26/38 2/3 0/2 19

CSF: cerebrospinal fluid; ESBL = extended-spectrum beta-lactamase; HVS: high vaginal swab; n=number 20

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Table 3: Characterization of genes encoding beta lactamases in the 179 ESBL-producer isolates. 1

2

Outpatients (n=68) Inpatients (n=111) 3

Isolates (n) Hospital (n) ESBL Type Other ß-lactamases ESBL Types Other ß-lactamases 4

5

Escherichia coli (121) CHU-YO (37) CTX-M-15 (1) OXA-1(1) CTX-M-14 (1) SHV-1, TEM -1 (1) 6

CTX -M-15 (2) SHV-1 (2) CTX-M-14 (1) TEM-1 (1) 7

CTX-M-15 (1) TEM-1 (1) CTX-M-15 (3) TEM-1, OXA-1 (3) 8

CTX-M-15 (1) CTX-M-15 (7) TEM-1(7) 9

CTX-M-15 (3) SHV-1 (3) 10

CTX-M-15 (12) OXA-1 (12) 11

CTX-M-15 (3) 12

CTX-M-27 (2) TEM-1 (2) 13

CHUSS (52) CTX-M-15 (3) SHV-1, OXA -1 (3) CTX-M-15 (1) SHV-1, OXA -1 (1) 14

CTX-M-15 (1) TEM-1, OXA-1 (1) CTX-M-15 (1) TEM-1, OXA-1 (1) 15

CTX-M-15 (2) TEM-1 (2) CTX-M-15 (1) TEM-1 (1) 16

CTX-M-15 (27) OXA-1 (27) CTX-M-15 (15) OXA-1 (15) 17

SHV-12 (1) 18

CHUP-CDG (32) CTX-M-15 (1) OXA-1 (1) CTX-M-14 (2) TEM-1, OXA-1 (2) 19

CTX-M-15 (4) TEM-1(4) CTX-M-15 (8) TEM-1, OXA-1 (8) 20

CTX-M-27 (1) OXA-1, TEM-1(1) CTX-M-15 (10) TEM-1(10) 21

CTX-M-15 (6) OXA-1 (6) 22

23 Klebsiella pneumonia (46) CHU-YO (5) CTX-M-15(1) TEM-1, OXA-1(1) CTX-M-15 (1) SHV-1, OXA-1, TEM-1 (1) 24

SHV-12 (1) CTX-M-15 (2) OXA-1 (2) 25

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CHUSS (24) CTX-M-15(1) SHV-1, OXA-1, TEM-1(1) CTX-M-15(3) SHV-1, OXA-1, TEM-1(3) 27

CTX- M-15 (2) SHV-1, OXA-1, (2) CTX-M-15(2) SHV-1, OXA-1 (2) 28

CTX-M-15(3) SHV-1, TEM-1 (3) CTX-M-15(2) OXA-1, TEM-1 (2) 29

CTX-M-15(5) OXA-1 (5) CTX-M15 (2) OXA-1 (2) 30

CTX-M-15(1) TEM-1(1) CTX-M-15(1) 31

CTX-M-15(2) SHV-1 (2) 32

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CHUP-CDG (17) CTX-M-15 (2) OXA-1 (2) CTX-M-15 (3) OXA-1(3) 34

CTX-M-15 (5) EM-1, OXA-1 (5) 35

CTX-M-15(4) SHV-1, TEM-1(4) 36

CTX-M-15(2) SHV-11 37

CTX-M-27(1) SHV-1(1) 38

39

Other strains (12) CTX-M-15(2) OXA-1, TEM-1 (2) CTX-M-15 (5) OXA-1, TEM-1 40

CTX-M-15 (2) TEM-1, SHV-1 (2) CTX-M-15 (1) SHV-11(1) 41

CTX-M-27 (1) OXA-1 (1) CTXM-15 (1) 42

Page 104: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

N=number 43

Page 105: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Table 4: Phylogenetic group assignment of the 202 E. coli strains subdivided based on the detection or not of ESBL genes 1

2

ESBL-Positive (n=121) ESBL-Negative (n=81) 3

A B1 B2 C Clade I D F Unknown ST131 A B1 B2 C Clade I D F Unknown ST131 4

Hospital (number of samples) 5

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9

10

CHU-SS (90) 11

Outpatients (59) 6 1 11 4 2 8 1 0 8 7 2 7 4 1 3 2 0 4 12

Inpatients (31) 7 1 5 1 0 3 1 1 4 2 2 1 1 1 0 1 3 0 13

14

15

CHUP-CDG (57) 16

Outpatients (20) 0 1 0 0 0 2 2 1 0 7 2 3 0 0 1 0 1 1 17

Inpatients (37) 9 2 3 0 3 6 0 3 0 2 2 2 0 0 5 0 1 0 18

19

20

Page 106: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

1

Fig 1: Results of the antibiotic susceptibility test for the 179 ESBL-producing (ESBL-PE) and the 129 non-ESBL-producing (NON ESBL-PE) Enterobacteriaceae 2

isolates 3

Page 107: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

CHAPITRE IV :

PREMIERE DESCRIPTION DE PLASMIDES INCX3

PORTANT LE GENE BLAOXA-181 DANS DES ISOLATS

CLINIQUES DE ESCHERICHIA COLI AU BURKINA

FASO

97

Page 108: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Préambule

Depuis leur première description dans les hôpitaux Indiens en 2011, la carbapénémase dérivée

d’OXA-48, OXA -181, a émergé partout dans le monde. En Afrique, la présence d’OXA-48

est bien décrite dans le Maghreb. Cependant les enzymes dérivées ont rarement été décrites

dans le continent. Nous rapportons dans cette étude, les premiers cas de souches cliniques de

Escherichia coli portant le gène blaOXA-181 au Burkina Faso.

Quatre isolats d’E. coli producteurs de bêtalactamases à spectre élargi isolés de patients

différents dans deux hôpitaux du pays avaient une réduction de la sensibilité aux

carbapénèmes. Une PCR multiplex réalisée sur les souches à la recherche des gènes codant

pour les carbapénèmases les plus courants a révélé la présence d’OXA-181 dans ces quatre

souches. Un typage des souches a montré que toutes les quatre souches appartenaient à une

nouvelle séquence type (ST) 692. La caractérisation de l’environnement génétique du gène de

résistance a montré qu’il était porté par un plasmide de type IncX3 de 54kb récemment décrit

en Chine. En dépit des données cliniques et épidémiologiques notamment l’hospitalisation

dans des services différents et l’inexistence de liens familiaux entre les patients, les résultats

de typage des isolats n’excluent pas l’infection de ces quatre patients par la même souche

multirésistante.

Depuis la description en Chine du plasmide IncX3, la circulation en Afrique de l’ouest de ces

plasmides est une menace majeure de santé publique quand on sait que ces plasmides portent

des gènes de carbapénèmases. Il s’avère urgent de mettre en place des systèmes de

surveillance pour empêcher la diffusion de ces plasmides et des souches porteuses

Page 109: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 110: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 111: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 112: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 113: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 114: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 115: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 116: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 117: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 118: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 119: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 120: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 121: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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19

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ike

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(A) pOXA181_EC14828, partial sequence (KP400525)

(B) IncX3 plasmids isolated in this study

umuD-IS26

1 kb

IS26-IS3000

IS3000-blaOXA-181

Regions not explored

Regions amplified and sequenced

blaOXA-181

blaOXA-181-repA1 repA1-ISKpn19

qnrS

Figure 1. Genetic organization of the regions surrounding blaOXA-181

The same molecular structure was recovered in all 4 blaOXA-181-positive E. coli strains. This structure was similar to pOXA181_EC14828 (Genbank accession No.

KP400525). Dark grey arrows represent regions specific to IncX3 backbone. Black arrows represent the Tn2013 transposon. Thin black lines represent different primer

combinations used to explore this region. (A) Partial sequence of pOXA181_EC14828 used as a template for PCR-mapping (B) Schematic representation of the regions

amplified and sequenced in this study.

IS2

6

ISKpn19-qnrS qnrS-IS26

Page 122: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Figure 2. Genetic map of the four plasmids harboring blaOXA-181 described in this study.

Purple arrows represent the replicase genes. Light grey arrows represent genes encoding hypothetical proteins. Yellow arrows represent genes encoding partition systems.

Dark grey arrows represent accessory genes. Green arrows represent transposase-encoding genes and insertion sequences. Red arrows represent antimicrobial resistance

genes. Blue arrows represent genes implicated in plasmid transfer. (A) Plasmid pOXA181_EC14828 (Genbank accesion No. KP400525) used as a model to map the four

blaOXA-181-carrying plasmids described in this study. (B) Representation of the 25 oligonucleotide pairs used for PCR-mapping in all four plasmids. All amplicons were

fully sequenced and displayed 100% identity when compared to plasmid pOXA181_EC14828.

(A) pOXA181_EC14828, Escherichia coli, China, 51,479 bp, KP400525 re

pB

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1

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(B) pEC187, pEC292, pEC309 and pEC327 plasmids, Escherichia coli, Burkina Faso, ca. 54,000 bp (highly similar to pOXA181_EC14828)

1 2 3

4

5

6

7

8

9 10 11

12

13 14 15

16

17 18 19

20

21 22

23

24 25

Regions not explored

Regions amplified and sequenced

Page 123: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

CHAPITRE V :

PROPORTION ELEVEE DE STAPHYLOCOCCUS

AUREUS PORTEURS DE GENES DE LA

LEUCOCIDINE DE PANTON VALENTIN ET DU

FACTEUR EDIN ISOLES AU COURS DU PORTAGE

NASAL CHEZ DES PATIENTS HOSPITALISES ET

CHEZ DES VOLONTAIRES SAINS AU BURKINA

FASO

112

Page 124: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Préambule

Au Burkina Faso, peu d’études ont concerné Staphylococcus aureus et aucune information

n’est disponible concernant les clones circulant, la prévalence de la résistance et les facteurs

de virulence. Dans le présent travail, l’objectif était d’étudier la fréquence du portage nasal et

les caractéristiques génétiques et de résistance de S. aureus.

Au total, 219 écouvillonnages nasaux provenant de 116 volontaires sains et 103 patients

hospitalisés ont été analysés. La moyenne d’âge des patients était de 24,1 ± 14,6 ans; 69.4%

étaient des hommes. Durant la période de l’étude, la fréquence du portage nasal de S. aureus

était de 32.9% (72/219), 29% parmi les volontaires sains et 37% parmi les hospitalisés

(p=0,23). Concernant la résistance à la méticilline, le taux était très faible de 0% et de 3,9%

pour les volontaires sains et les patients hospitalisés respectivement, représentant une

prévalence totale de 1,82%. Une grande diversité des clones a toutefois été retrouvée avec les

isolats de S. aureus avec les complexes clonaux (CC) CC152-MSSA (n=15) et CC1-MSSA

(n=8) comme principaux clones. Deux clones étaient significativement associés aux souches

communautaires: CC1-MSSA (p= 0.01) et CC45-MSSA (p= 0.02). Au sein des 5 souches

résistantes à la méticilline 2 appartenaient à la séquence type (ST) ST88-MRSA-IV 2 au CC8-

MRSA-V (n=2) et un était de CC inconnu. Cette fréquence faible de S. aureus résistant à la

méticilline (SARM), sans diffusion clonale peut s’expliquer par un impact plus faible de

l’utilisation des antibiotiques dans la sélection des souches de SARM dont la résistance n’est

pas plasmidique et aussi par l’âge jeune de la population. Par ailleurs une proportion

importante de souches isolées aussi bien chez les patients hospitalisés que chez les individus

sains étaient toxinogènes, avec des gènes codant pour la Leucocidine de Panton Valentin et du

facteur EDIN.

Cette première étude sur la résistance et la diversité génétique de S. aureus au Burkina montre

une très faible prévalence de la résistance à la méticilline, une grande diversité des clones

circulant et une fréquence élevée des souches toxinogènes.

Page 125: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Clinical Microbiology and Infection

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For P

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Table 1: Demographic characteristics, prevalence of Staphylococcus aureus nasal carriage ��

and risk factors in the study population ��

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Characteristics Healthy

volunteers n=116

Inpatients

n=103

Total

n=219

P

H vs I

Age (mean, SD), y 22.2 (11.7) 26.3 (17) 24.1 (14.6) NS

Male/female, n (%) 84 (72.4) 58 (56.3) 152 (69.4) 0.02

Hospitalization duration (mean,

SD), day

- 9.6 (4.2) - NA

Hospital service

Paediatrics, n (%) - 32 (31.1) - NA

Surgery, n (%) - 27 (26.2) - NA

General Medicine, n (%) - 25 (24.3) - NA

Gynaecology/obstetrics, n

(%)

- 19 (18.4) - NA

S. aureus carriers, n (%) 34 (29.3) 38 (36.9%) 72 (32.9) NS

MRSA carriers, n (%) 0 (0) 4 (3.9%) 4(1.82) NS

Previous hospitalization (in the

last year), n (%)

13 (11.2) 14 (13.6) 27 (12.3) NS

Antibiotic treatment (in last 3

months), n (%)

18 (15.5) 38 (36.9) 56 (25.6) <0.001

ß-lactams, n (%) 7 (38.8) 16 (42.1) 23 (41.1) NS

Fluoroquinolones, n (%) 9 (50.0) 13 (34.2) 22 (39.3) NS

Other antibiotics*, n (%) 2 (11.1) 9 (23.7) 11 (19.6) NS

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Page 146: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

For P

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* Tetracycline, doxycycline, co-trimoxazole (trimethoprim/sulfamethoxazole), erythromycin, ��

chloramphenicol ��

NS, not significant; NA, not applicable ��

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Page 147: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

For P

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Table 2: Clonal complex distribution of the Staphylococcus aureus strains isolated from nasal ��

samples of hospital patients and community volunteers in Burkina Faso. �

Hospital

n (%)

Community

n (%)

Total

n (%)

P

Hosp vs Commu

ST152-MSSA (PVL+) 15 (41.7) 7 (21.2) 22 (30.6) NS

CC5-MSSA 8 (22.1) 6 (18.2) 14 (19.4) NS

CC1-MSSA 1 (2.8) 8 (24.2) 9 (12.5) 0.01

ST121-MSSA (PVL+) 3 (8.2) 2 (6.1) 5 (6.9) NS

CC45-MSSA 0 (0) 5 (15.2) 5 (6.9) 0.02

CC88-MRSA 2 (5.6) 0 (0) 2 (2.8) NS

ST707-MSSA 2 (5.6) 0 (0) 2 (2.8) NS

CC8-MRSA 2 (5.6) 0 (0) 2 (2.8) NS

ST15-MSSA (PVL+) 0 (0) 2 (6.1) 2 (2.8) NS

CC22-MSSA 1 (2.8) 0 (0) 1 (1.4) NS

CC30-MSSA 1 (2.8) 0 (0) 1 (1.4) NS

ST5-MSSA (PVL+) 1 (2.8) 0 (0) 1 (1.4) NS

ST30-MSSA (PVL+) 0 (0) 1 (3.0) 1 (1.4) NS

CC9-MSSA 0 (0) 1 (3.0) 1 (1.4) NS

CC152-MSSA 0 (0) 1 (3.0) 1 (1.4) NS

None 2 (5.6) 1 (3.0) 3 (4.1) NS

TOTAL 38 (100) 34 (100) 72 (100)

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Table 3: Main virulence and resistance gene profiles in S. aureus isolates from nasal samples �

of hospital patients and community volunteers in Burkina Faso. ���

Hospital

n=36 (%)

Community

n=33 (%)

Total

n=69 (%)

P

Hosp vs Comm

Virulence genes

Enterotoxins

sea 3 (8.4) 7 (21.2) 10 (14.5) NS

seb 2 (5.6) 4 (12.1) 6 (8.7) NS

egc cluster 14 (38.9) 15 (45.5) 29 (42.0) NS

seg 14 (38.9) 15 (45.5) 29 (42.0) NS

seh 1 (2.7) 8 (24.2) 9 (13.0) 0.01

sek 6 (16.7) 6 (18.2) 12 (17.4) NS

seq 6 (16.7) 6 (18.2) 12 (17.4) NS

Other toxins

tst 7 (19.4) 13 (39.4) 20 (29.0) NS

etA 0 (0) 0 (0) 0 (0) NS

etB 0 (0) 0 (0) 0 (0) NS

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��

etD 15 (41.7) 7 (21.2) 22 (31.9) NS

edinA 7 (19.4) 3 (9.1) 10 (14.5) NS

edinB 15 (41.7) 7 (21.2) 22 (31.9) NS

lukS-PV/lukF-PV 19 (52.8) 12 (36.4) 31 (44.9) NS

lukDE 25 (69.4) 22 (66.7) 47 (68.1) NS

Haemolysins

hla 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

hld 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

hlgA 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

hlg 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

hlgv 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

MSCRAMMs

bbp 31 (86.1) 31 (93.9) 62 (89.9) NS

cna 22 (61.1) 24 (72.7) 46 (66.7) NS

ebpS 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

clfA 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

clfB 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

fib 19 (52.8) 19 (57.6) 38 (55.1) NS

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fnbA 33 (91.7) 32 (97.0) 65 (94.2) NS

fnbB 32 (88.9) 33 (100) 65 (94.2) NS

Capsule

components

cap5 28 (69.4) 15 (45.5) 43 (62.3) 0.007

cap8 8 (30.6) 18 (54.5) 26 (37.7) 0.007

icaA 36 (100) 33 (100) 69 (100) NS

icaC 25 (69.4) 21 (63.6) 46 (66.7) NS

icaD 35 (97.2) 33 (100) 68 (98.6) NS

Other virulence

factors

chp 24 (66.7) 20 (60.6) 44 (63.8) NS

scn 36 (100) 27 (81.8) 63 (91.3) 0.009

Accessory gene regulators

agr1 17 (47.2) 12 (36.4) 29 (42.0) NS

agr2 9 (25.0) 9 (27.3) 18 (26.1) NS

agr3 7 (19.4) 9 (27.3) 16 (23.2) NS

agr4 3 (8.4) 3 (9.1) 6 (8.7) NS

Resistance genes

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mecA 4 (11.1) 0 (0) 4 (5.8) NS

mecC 0 (0) 0 (0) 0 NS

blaZ 28 (77.8) 25 (75.8) 53 (76.8) NS

ermA 0 (0) 0 (0) 0 (0) NS

ermC 12 (33.3) 13 (39.4) 25 (36.2) NS

aacA-aphD 1 (2.7) 0 (0) 1 (1.4) NS

tetM 5 (13.9) 1 (3.0) 6 (8.7) NS

tetK efflux 17 (47.2) 19 (57.6) 36 (52.2) NS

fosB 22 (61.1) 14 (42.4) 36 (52.2) NS

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IX. Conclusion/Perspectives

La résistance aux antibiotiques demeure un problème majeur de santé publique

particulièrement dans les pays en voie de développement où les conditions d’hygiène sont

encore précaires et où l’utilisation des antibiotiques est souvent abusive et très peu contrôlée.

Ce travail sur la résistance au Burkina qui a inclut un nombre important et varié d’échantillons

biologiques fournit les premières données objectives sur la prévalence et la caractérisation

phénotypique et moléculaire des bactéries multirésistantes circulant au Burkina Faso.

Les résultats indiquent des taux très élevés de portage d’entérobactéries sécrétrices de

bêtalactamases à spectre élargi (BLSE) dans la population hospitalière et au sein de la

communauté, augmentant potentiellement la gravité des infections communautaires du fait de

traitement inadapté. L’analyse des facteurs de risque de portage de BLSE montre que la

consommation antérieure d’antibiotiques ou un séjour antérieur dans un hôpital augmente la

probabilité du portage des bactéries multirésistantes. Parmi les entérobactéries isolées au

cours des processus infectieux, la proportion de BLSE était importante dans les trois hôpitaux,

que ce soit parmi les souches isolées de patient consultant à titre externe ou hospitalisés. La

fréquence d’isolement des BLSE était plus importante dans les échantillons urinaires et

Escherichia coli était l’espèce bactérienne prédominante au sein des entérobactéries

sécrétrices de BLSE. Le typage moléculaire des gènes de la résistance montre que la majorité

des BLSE était des CTX-M, particulièrement CTX-M-15. D’autres gènes tel que CTX-M-14,

27 et SHV-12 ont été aussi trouvés en proportion faible.

De manière intéressante, l’étude des phylogroupes de E. coli, principale espèce isolée au

cours de notre étude a permis de montrer que l’expansion de CTX-M-15 au Burkina Faso

n’est pas liée à une épidémie de clone mais plutôt une diffusion de plasmides porteurs de

gènes de résistance, la pression antibiotique favorisant probablement le maintien de ces

plasmides porteurs d’autres gènes de résistances.

Parmi les souches d’E. coli BLSE, nous avons détecté pour la première fois au Burkina la

présence de quatre isolats producteurs de carbapénémase de type OXA-181 dont le support

génétique était un plasmide de type IncX3. Cette émergence de la résistance aux

carbapénèmes au moment où ces molécules de dernière ligne (en particulier imipénème)

contre les entérobactéries BLSE ont été récemment introduites nécessitera la mise en place

d’une une surveillance dédiée.

L’étude du portage nasal de staphylococcus aureus a montré un taux de portage dans la

moyenne des valeurs décrits dans la littérature avec une très faible prévalence des souches

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résistant à la méticilline (2,3%). Toutefois dans une proportion importante de souches, les

gènes codant pour la Leucocidine de Panton Valentin et du facteur EDIN ont été retrouvés. La

présence de ces facteurs de virulence dans ces souches de colonisation constitue des facteurs

de risques de gravité lors des infections ; le portage étant la principale source des infections à

S. aureus.

Les résultats de ce travail ouvrent de nombreuses perspectives d’un point de vue

épidémiologique mais également fondamentale.

Le premier objectif sera d’étudier par une approche d’épidémiologie génétique, la diversité et

la structure des populations de notre échantillon d’entérobactéries résistantes et sensibles.

Cette approche aura pour but de comprendre la dynamique de transmission de ces BMR au

Burkina Faso. Pour réaliser cette approche nous utiliserons deux marqueurs génétiques

indépendants et complémentaires, le « Multi Locus Sequence Typing » (MLST) et de les

« Variable-Number of Tandem Repeats » (VNTR) qui sont disponibles pour un certains

nombres espèces d’entérobactéries (E. coli et Klebsiella spp.) et qui permettront d’obtenir des

informations complémentaires concernant d’une part l’identification des clones internationaux

auxquels appartiennent les isolats et d’autre part d’appréhender les données génétiques avec

un fort pouvoir de résolution (1, 7, 11, 14, 19, 20). En effet, par les données MLST nous

pourrons identifier les clones d’entérobactéries circulants dans le pays par comparaison avec

la banque de données internationale de MLST (ex : http://bigsdb.web.pasteur.fr/). Les VNTR,

considérés à l’heure actuelle comme une technique très puissance pour le typage des

entérobactéries, apporteront des informations précises quant à la structure des populations et

les relations phylogénétiques entre les souches. Dans cette partie du travail, les données que

nous obtiendrons seront comparées et replacées dans un contexte international. Cette

approche globale nous permettra de définir des patterns génétiques épidémiologiques

spécifiques au Burkina Faso mais également de dégager des grandes lignes concernant

l’épidémiologie de la BMR. Un autre aspect futur de ce travail, sera d’identifier les supports

génétiques de ces mécanismes de résistances aux bêta-lactamases mais aussi à d’autres

familles d’antibiotique. La même approche sera réalisée avec les isolats de S. aureus avec une

évaluation des prévalences de S. aureus résistant à la méticilline impliquées dans les

processus infectieux.

Au regard des résultats de ce travail qui semblent refléter une diffusion très large des

mécanismes de résistance des souches BLSE dans la communauté et en milieu hospitalier et

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ceci en colonisation comme dans les processus pathogènes, l’urgence d’une intervention

s’impose au Burkina. Dans ce cadre des perspectives plus opérationnelles seront envisagées:

-promouvoir l’hygiène (en insistant sur le lavage des mains) en milieu hospitalier et extra

hospitalier

-développer des laboratoires de microbiologie capables de déterminer la résistance des

bactéries aux antibiotiques

-mettre en place au niveau national un programme de surveillance de l’évolution de la

résistance aux antibiotiques.

Il est aussi impératif pour freiner le développement des résistances de sensibiliser la

population sur l’usage excessif des antibiotiques, une éducation des patients sur le respect des

traitements, la formation des prescripteurs pour ne prescrire les antibiotiques que si nécessaire

et de façon raisonnée.

143

Page 156: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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ANNEXE : PUBLICATIONS COMPLEMENTAIRES

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AAC Accepted Manuscript Posted Online 7 December 2015

Antimicrob. Agents Chemother. doi:10.1128/AAC.01654-15

Copyright © 2015, American Society for Microbiology. All Rights Reserved.

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Page 172: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 175: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Isolate rep-PCR

cluster

Genetic support

of blaCMY-2

No.

isolates

Selected

strains

Southern

blotting

was

performed

Parental strain

(P) or

transconjugant

(T)

Antibiotic resistance profile

(inhibition zone diameter, mma)

AMX CTX CF FEP FOX CAZ IPM

Avian

isolates

A SXT/R391-like ICE 2 P R (6) S (23) R (6) S (29-30) R (17) I (19-21) S (28-30)

! ! ! T R (6) R (13) R (6) S (30) R (6) R (9) S (32)

B SXT/R391-like ICE 2 P R (6) I (19) R (6) S (24-27) R (14-17) I (19-20) S (25-27)

! ! ! T R (6) R (10) R (6) S (33) R (6) R (6) S (30)

C SXT/R391-like ICE 3 P R (6) S (23-26) R (6) S (27-34) S (19-21) I (19-21) S (25-28)

! ! ! T R (6) R (10) R (6) S (32) R (6) R (6) S (30)

D SXT/R391-like ICE 2 YL11 P R (6) S (23-26) R (6) S (29-34) R (17-18) I (20-21) S (26)

! ! ! T R (6) R (11) R (6) S (32) R (6) R (6) S (31)

E SXT/R391-like ICE 2 P R (6-12) S (23-26) R (6) S (26-39) R (18) S/I (19-27) S (24-29)

! ! ! T R (6) R (16) R (6) S (34) R (8) R (12) S (30)

F SXT/R391-like ICE 5 P R (6) S/I (19-26) R (6) S (27-34) R (15-18) S/I (19-24) S (25-29)

! ! ! T R (6) R (8) R (6) S (33) R (6) R (6) S (32)

G SXT/R391-like ICE 5 P R (6) S/I (19-25) R (6) S (25-33) R (10-18) S/I (19-27) S (27-30)

! ! ! T R (6) R (6) R (6) S (32) R (6) R (6) S (30)

H SXT/R391-like ICE 6 P R (6-7) S (23-28) R (6) S (28-39) R (13-18) S/I (19-30) S (26-33)

! ! ! T R (6) R (15) R (6) S (34) R (9) R (10) S (32)

I SXT/R391-like ICE 24 P R (6-10) S (23-32) R (6) S (29-41) R (8-18) S/I (19-31) S (24-31)

! ! ! T R (6) R (9) R (6) S (37) R (6) R (8) S (29)

J SXT/R391-like ICE 4 P R (6-8) S (25-32) R (6) S (32-41) R (18) S/I (21-32) S (24-31)

! ! ! T R (6) R (6) R (6) S (34) R (6) R (6) S (30)

K SXT/R391-like ICE 2 P R (6) S (28-30) R (6) S (34-39) RI (18) S (28-29) S (30-31)

! ! ! T R (6) R (9) R (6) S (33) R (6) R (10) S (32)

Singletons SXT/R391-like ICE 7 P R (6) S/R (16-29) R (6) S (27-37) S/R (18-19) S/I (19-27) S (23-29)

T R (6) R (11-15) R (6) S (33-38) R (6-8) R (11-17) S (31-33)

Page 176: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Isolate rep-PCR

cluster

Genetic support

of blaCMY-2

No.

isolates

Selected

strains

Southern

blotting

was

performed

Parental strain

(P) or

transconjugant

(T)

Antibiotic resistance profile

(inhibition zone diameter, mma)

AMX CTX CF FEP FOX CAZ IPM

Human

clinical

isolates

H IncA/C plasmidb 1 H4 P R (6) S (25) R (6) S (27) R (18) I (20) S (25)

T R (6) R (6) R (6) S (33) R (6) R (6) S (31)

SXT/R391-like ICE 1 H3 P R (6) S (23) R (6) S (32) R (15) I (20) S (25)

! ! ! T R (6) R (8) R (6) S (34) R (6) R (7) S (32)

Singletons SXT/R391-like ICE 2 P R (6) S/I (19-23) R (6) S (25-35) R (17-18) I (19-21) S (22-26)

! ! ! T R (6) R (9-11) R (6) S (28-33) R (6) R (6-13) S (29-32)

Singleton IncA/C plasmidb 1 P R (6) I (19) R (6) S (25) R (17) I (19) S (23)

! ! ! T R (6) R (12) R (6) S (38) R (6) R (8) S (32)

Singleton IncA/C plasmid 2 H7 P R (6) S (21-23) R (6) S (34-37) R (18) I (20) S (27-30)

! ! ! T R (6) R (15-16) R (6) S (32-35) R (6) R (6-10) S (33)

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Non-O1/Non-O139 Vibrio cholerae Avian Isolate from FranceCocarrying the blaVIM-1 and blaVIM-4 Genes

Salim Aberkane,a,b,c Fabrice Compain,d,e Olivier Barraud,j Abdoul-Salam Ouédraogo,b,c Nicolas Bouzinbi,a,b,c,h Marion Vittecoq,g,h

Hélène Jean-Pierre,a,i Dominique Decré,d,e,f Sylvain Godreuila,b,c

Département de bactériologie-virologie, Centre hospitalier régional universitaire (CHRU) de Montpellier, Montpellier, Francea; Université de Montpellier, Montpellier,

Franceb; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Infection by HIV and by Agents with Mucocutaneous Tropism: From Pathogenesis to Prevention),

Montpellier, Francec; Sorbonne University, UPMC Univ Paris 06 CR7, CIMI, Team E13, Paris, Franced; INSERM U1135, CIMI, Team E13, Paris, Francee; AP-HP, Microbiology, St.

Antoine Hospital, Paris, Francef; Centre de recherche de la Tour du Valat, Arles, Franceg; MIVEGEC (Laboratoire Maladies Infectieuses et Vecteurs, Ecologie, Génétique,

Evolution et Contrôle), UMR CNRS 5290/IRD 224, Université de Montpellier, Montpellier, Franceh; UMR 5119 ECOSYM, Equipe Pathogènes et Environnements, Laboratoire

de Bactériologie, U.F.R. des Sciences pharmaceutiques et biologiques, Montpellier, Francei; INSERM, U1092, Université de Limoges, UMR-S1092, Faculté de Médecine, CHU

Limoges, Laboratoire de Bactériologie-Virologie-Hygiène, Limoges, Francej

We describe here a non-O1/non-O139 Vibrio cholerae isolate producing both VIM-1 and VIM-4 carbapenemases. It was isolated

from a yellow-legged gull in southern France. The blaVIM genes were part of a class 1 integron structure located in an IncA/C

plasmid. This study emphasizes the presence of carbapenemase genes in wildlife microbiota.

Multidrug-resistant Vibrio cholerae strains have been increas-ingly reported worldwide (1). However, data on resistance

to third-generation cephalosporins,mostly via genes encoding ex-tended-spectrum b-lactamase (ESBL) (2, 3) or cephalosporinasedeterminants (4) are limited. Carbapenemase-mediated resis-tance in Vibrio spp. has been reported only in India, where clinicaland environmental V. cholerae isolates carrying the NDM-1 me-talloenzyme were described in several studies (4–6). We describehere an avian strain of V. cholerae that was isolated in southernFrance and that coharbors the blaVIM-1 and blaVIM-4 carbapen-emase genes.

In April 2013, 93 cloacal swab samples from juvenile un-fledged yellow-legged gulls (Larus michahellis) breeding on theisland of Carteau, Port-Saint-Louis, France, were screened forbacteria resistant to broad-spectrum b-lactam antibiotics. Briefly,swab samples were inoculated in Trypticase soy broth (ThermoFisher Scientific) and grown at 37°C for 24 h. Samples were thensubcultured in ESBL agar plates (bioMérieux, Marcy l’Etoile,France) and were examined after 24 and 48 h of incubation. En-terobacteriaceae resistant to multiple drugs via different resistancemechanisms (e.g., third-generation cephalosporin-resistant Esch-erichia coli and Proteus mirabilis harboring plasmid-mediatedcephalosporinase genes or ESBL genes) were recovered (7; ourunpublished data). In addition, a V. cholerae strain showing resis-tance to third-generation cephalosporins was detected. No othermultidrug-resistant V. cholerae strainwas recovered. Species iden-tification was performed by matrix-assisted laser desorption ion-ization–time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (BrukerDaltonics, Bremen, Germany). Moreover, PCR analysis of the rfbgene cluster (8), the cholera toxin ctxA gene (9), and the coloni-zation factor tcpA gene (9) revealed a nontoxigenic, non-O1/non-O139 isolate.

Susceptibility testing was performed using the disk diffusionmethod onMueller-Hinton agar andwas interpreted according tothe European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing(EUCAST) clinical breakpoints (version 5.0) (http://www.eucast.org/clinical_breakpoints/) (10). The strain was intermediate orresistant to most b-lactam antibiotics, except aztreonam. TheMICs for amoxicillin, cefotaxime, ceftazidime, imipenem, ertap-

enem, doripenem, and meropenem were determined in the pa-rental strain and the transconjugant with the Etest method (bio-Mérieux, Marcy l’Etoile, France) (Table 1). Metallo-b-lactamaseproduction was observed by using the carbapenemase/metallo-b-lactamase confirmative identification pack (RoscoDiagnosticaNeo-Sensitabs, Eurobio, Courtaboeuf, France). Specifically, reduced sus-ceptibility tomeropenemwas correctedby the additionof dipicolinicacid, while the addition of cloxacillin and boronic acid had no effect.ESBL production was excluded with the double-disk synergy test(11), while culture inMueller-Hinton agar impregnatedwith 2ml of5 3 1023 MEDTA restored the activity of all b-lactam antibiotics, aspreviously described (12). Susceptibility testing using the disk diffu-sionmethod showed that fluoroquinolones, chloramphenicol, cotri-moxazole, and tetracycline remained active. Only tobramycinshowed intermediate susceptibility among the aminoglycosides,while amikacin, isepamicin,netilmicin, andgentamicin remainedac-tive.

Detection of the most prevalent carbapenemase genes (includ-ing blaKPC, blaVIM, blaOXA-48, and blaIMP-1), assessed by multiplexPCR as previously described (13), and of the blaNDM gene (14),assessed by PCR assay, gave a positive result for the blaVIM gene.This was confirmed by simplex PCR assay using the primersVIM_F (5=-AGTGGTGAGTATCCGACAG-3=) andVIM_R (5=-TGCAACTTCATGTTATGCCG-3=). Bidirectional sequencing per-formed using the BigDye Terminator v3.1 cycle sequencing kit

Received 17 February 2015 Returned for modification 6 March 2015

Accepted 28 June 2015

Accepted manuscript posted online 13 July 2015

Citation Aberkane S, Compain F, Barraud O, Ouédraogo A-S, Bouzinbi N, Vittecoq

M, Jean-Pierre H, Decré D, Godreuil S. 2015. Non-O1/non-O139 Vibrio cholerae

avian isolate from France cocarrying the blaVIM-1 and blaVIM-4 genes. Antimicrob

Agents Chemother 59:6594–6596. doi:10.1128/AAC.00400-15.

Address correspondence to Salim Aberkane, [email protected].

Supplemental material for this article may be found at http://dx.doi.org/10.1128

/AAC.00400-15.

Copyright © 2015, American Society for Microbiology. All Rights Reserved.

doi:10.1128/AAC.00400-15

6594 aac.asm.org October 2015 Volume 59 Number 10Antimicrobial Agents and Chemotherapy

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Page 180: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

(Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) and an Applied Bio-systems 3730 XL capillary sequencer identified both blaVIM-1 andblaVIM-4 genes.

To characterize the genetic environment of the blaVIM genes,the amplicons of parental and recipient strains were analyzed byPCR mapping and sequencing using specific primers (Table 2)(GenBank accession number KR262557). Both blaVIM-1 andblaVIM-4 genes were part of the same class 1 integron (Fig. 1),located in the IncA/C plasmid. These two carbapenemase genecassettes flanked an aac(6=)-IIc gene cassette that confers resis-tance to aminoglycosides. A PcS (strong) promoter variant, diver-gent to the integrase gene, was identified in the class 1 integron,with a functional P2 promoter located downstream of the PcS inthe attI1 site. It resulted from the insertion of threeG residues. ThePcS-P2 association has rarely been described in class 1 integronsand might confer high-level gene cassette expression (15). A sim-ilar integron containing the blaVIM-1 and aac(6=)-IIc genes waspreviously described in an Enterobacter cloacae clinical isolatefrom Greece (GenBank accession number AY648125) (16), butthis is the first description of a class 1 integron with two blaVIM

variants. It may be hypothesized that the presence of two blaVIM

genes in a single integron might enable better plasticity in the caseof rearrangements of the cassette network under selective pressurecaused, for instance, by antibiotics.

Mating experiments were performed on agar plates, as previ-ously described (6), at 25°C and 37°C using the rifampin-resistantE. coli J53 strain as the recipient, with a donor-to-recipient ratio of4:1. Transconjugants were selected on Drigalski agar (Bio-Rad)containing 250 mg/liter rifampin and 4 mg/liter cefotaxime. Atransconjugant that coharbored the blaVIM-1 and blaVIM-4 geneswas obtained from the V. cholerae isolate at 25°C, with a transferfrequency of 3 3 1026 transconjugants per recipient. PCR map-ping showed that the genetic structure that harbored both blaVIM

genes was the same in the parental and recipient strains. No trans-fer was obtained at 37°C, despite repeated attempts. The plasmidrelaxase gene typing (PRaseT) method, which allows detection ofthe major replicon groups, and a PCR-based replicon typingmethod revealed the presence of an IncA/C plasmid in the paren-tal and recipient strains (17, 18). Conversely, the SXT integrativeand conjugative element, which is a major resistance determi-nant in V. cholerae (1), was detected in only the parental strain byPRaseT. No other typeable mobile genetic element was found.Plasmid content analysis using the method of Kado and Liu (19)

revealed only one plasmid of ;150 kb in both the parental andrecipient strains (see Fig. S1 in the supplemental material). Theseresults suggest that the blaVIM-1 and blaVIM-4 genes were carried bythe broad-host-range IncA/C transmissible plasmid, a widespreadblaVIM-carrying genetic element (20) and a common resistancedeterminant in V. cholerae (21).

Although nonepidemic, non-O1/non-O139 V. cholerae iso-lates are human pathogens that may cause diarrhea and extraint-estinal infections (21). Fluid resuscitation remains the first-linetherapy, but the use of antibiotics allows decreased symptom du-ration and pathogen dissemination. This is, to our knowledge, thefirst description of a non-O1/non-O139 V. cholerae isolate har-boring blaVIM carbapenemase genes worldwide and the first de-scription of a carbapenemase-producing V. cholerae in Westerncountries.

Here, its identification in an animal microbiota brings newinsights into the presence of such strains in wildlife ecosystems.Walsh et al. (6) previously describedNDM-1–carrying V. choleraein seepage and tap water samples collected in New Delhi, India,emphasizing the transfer frequency of this metalloenzyme in var-ious recipient species at environmentally relevant temperatures.In their study, conjugative transfer of IncA/C plasmids harboringblaNDM-1 in V. cholerae did not happen at 37°C, and average trans-fer frequencies of 1026 and 1024 were observed at 25°C and 30°C,respectively. Similarly, our study found that the plasmid couldtransfer at 25°C with comparable frequencies, whereas conjuga-tion attempts at 37°C were unsuccessful. This suggests that opti-mal transfer conditions would mainly occur in the environmentrather than in the gut. The presence of metalloenzymes on differ-ent genetic locations (IncA/C and nontypeable plasmids [4, 6],chromosome [5, 6]) in V. cholerae is of concern because it indi-cates that they can spread easily on various mobile genetic ele-ments.

Yellow-leggedgulls inhabitmostly coastal regionsacross theMed-iterranean, where they breed in dense colonies. As they can fly longdistances across the European and northern African borders, espe-cially during their first year of life, they could play a role in the dis-semination of blaVIM-harboring V. cholerae. Based on the feedinghabits of yellow-legged gulls (they mainly rely on anthropogenicresources) and their microbiota diversity (including E. coli), it isreasonable to think that they are an important zoonotic reservoirof multidrug-resistant organisms, including blaVIM-carrying bac-teria. This is consistent with reports highlighting the increasingprevalence of carbapenemase-producingmicroorganisms inwild-life microbiota (22). Moreover, their direct exposure to humanactivities might play a role in the spread of antibiotic resistance, aspreviously illustrated by ESBL-positive E. coli isolates with similargenetic background recovered among gulls and humans in severalcountries, including southern France (23). Further studies are

TABLE 2 Primers used for PCR mapping of the cassette network

Primer name Primer sequence (5= to 3=)

VIM-L1 TCATTGTCCGTGATGGTGATGA

VIM-L2 CCGGGCGGTCTAGACTTGCT

VIM-R1 CGATATGCGACCAAACACCATC

VIM-R2 GCCATTCAGCCAGATCG

attI1 GGCATCCAAGCAGCAAGCGCGTT

sul1 GTCCGACATCCACGACGTCTGATC

TABLE 1 Susceptibility of parental and recipient strains

Antibiotic

MIC (mg/liter) for:

Parental strain

(V. cholerae)

Recipient strain

(J53 E. coli) J53 E. coli

Amoxicillin .256 .256 2

Cefotaxime 4 8 0.064

Ceftazidime 6 24 0.064

Aztreonam 0.38 0.032 0.064

Imipenem 3 4 0.25

Ertapenem 0.19 0.064 0.064

Meropenem 0.5 0.75 0.064

Doripenem 0.75 0.75 0.064

Amikacin 2 0.5 0.5

Gentamicin 1.5 0.25 0.25

Tobramycin 2 0.75 0.5

Non-O1/Non-O139 V. cholerae Producing VIM-1 and VIM-4

October 2015 Volume 59 Number 10 aac.asm.org 6595Antimicrobial Agents and Chemotherapy

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needed to assess the prevalence of carbapenemase genes and theirgenetic background in wildlife microbiota.

Nucleotide sequence accession number. The sequence of theclass 1 integron harboring both blaVIM-1 and blaVIM-4 genes hasbeen submitted to GenBank under accession number KR262557.

ACKNOWLEDGMENTS

We thank Elisabetta Andermarcher for assistance in preparing and editingthe manuscript, Margaux Gaschet for technical assistance in sequencingthe integron, and the municipality of Port-Saint-Louis for allowing us toaccess the gull colony and collect samples.

This study was supported by the University Teaching Hospital ofMontpellier (CHU Montpellier, “Equipe Performante Recherche” con-tract).

N.B. is the recipient of CHU grants included in this contract.

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FIG 1 Linear map of the class 1 integron harboring both blaVIM-1 and blaVIM-4 genes. Arrows, relative gene size and direction of transcription; black arrows, genecassette promoters PcS and P2.

Aberkane et al.

6596 aac.asm.org October 2015 Volume 59 Number 10Antimicrobial Agents and Chemotherapy

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Aspects épidémiologiques, microbiologiqueset évolutifs des bactériémies de l'enfant

au Centre hospitalier universitaire pédiatriqueCharles de Gaulle (Burkina Faso)

RésuméL’objectif de notre travail etait de decrire les caracteristiques epidemiologiques,microbiologiques et evolutives des bacteriemies de l’enfant au centre hospitalieruniversitaire pediatrique Charles de Gaulle (CHU P-CDG) de Ouagadougou pour mieuxguider l’antibiotherapie probabiliste dans ce type d’infection. Nous avons mene une etudedescriptive retrospective sur une periode de sept ans, qui a concerne tous les enfants de 0 a15 ans vus dans les differentes unites de soins du CHU P-CDG pour qui une demanded’hemoculture a ete adressee au laboratoire. Sur 842 demandes d’hemocultures adresseesau laboratoire de bacteriologie, 154, soit 18,30 %, etaient positives. Sur les 81 dossiersretrouves et exploites, la repartition selon l’age a montre une frequence plus elevee desbacteriemies dans la tranche d’age de 6-15 ans regroupant 61,7 % des cas. L’identificationmicrobienne a retrouve Salmonella enterica (serotypes paratyphi et typhi) comme especepredominante (58 %) suivi de Staphylococcus aureus (12,3 %). Les isolats de salmonellesont presente des proportions tres elevees de resistance a l’amoxicilline, au chloramphe-nicol et au cotrimoxazole. Les staphylocoques ont ete constamment sensibles auxantibiotiques, pour lesquels ils ont ete testes mais plus faiblement avec la penicilline G.L’antibiotherapie a ete systematique chez tous nos patients, qui ont eu, pour la grandemajorite, une evolution favorable : 81,5 % de guerison. Cette etude montre quel’epidemiologie microbienne des bacteriemies est dominee, dans notre environnement,par les especes du genre Salmonella. L’evolution de la resistance aux antibiotiques montreque certaines prescriptions courantes, comme l’ampicilline et le cotrimoxazole, n’ont plusde place dans l’antibiotherapie probabiliste dans notre contexte. Elles devraient de ce faitetre abandonnees et remplacees par des cephalosporines de troisieme generation, seulesou en association avec des aminosides.

Mots cles : bacteriemie ; Burkina Faso ; enfant.

AbstractEpidemiology, microbiology, and outcomes of septicemia in children treated at the

Charles de Gaulle University Pediatric Hospital in Burkina Faso

The aim of this study is to describe the epidemiological and microbiological characteristicsand outcome of children with septicemia at the Charles de Gaulle University PediatricHospital of Ouagadougou to help improve probabilistic antibiotic therapy in this type ofinfection. This retrospective descriptive study covered all the children from 0 to 15 yearsold seen over a period of 7 years in any hospital department with suspected bacteriemiaand for whom the bacteriology laboratory performed a blood culture. During the studyperiod, the laboratory received 842 requests for blood cultures and found 154 (18.3%) ofthem to be positive. Files for 81 of the 154 patients could be found and examined.The distribution according to age showed septicemia wasmost frequent among those aged6-15 years (61.7% of the cases). Microbial identification showed the dominant species to be

Abdoul-Salam Ou!edraogo1

Aim!ee Dakour!e-Kissou2

Gandaaza Euthyme Armel Poda3

Fla Koueta4

Diarra Y!e-Ouattara4

Rasmata Ou!edraogo-Traor!e5

1 CHU Souro SanouD!epartement des laboratoiresBobo-DioulassoBurkina Faso<[email protected]>

2 CHU Souro SanouD!epartement de p!ediatrieBobo-DioulassoBurkina Faso<[email protected]>

3 CHU Souro SanouService des maladies infectieusesBobo-DioulassoBurkina Faso<[email protected]>

4 CHU p!ediatrique Charles de GaulleD!epartement de p!ediatrieOuagadougouBurkina Faso<[email protected]><[email protected]>

5 CHU p!ediatrique Charles de GaulleD!epartement des laboratoiresOuagadougouBurkina Faso<[email protected]>

Pour citer cet article : Ouédraogo AS, Dakouré-Kissou A, Poda GEA, Koueta F, Yé-Ouattara D,Ouédraogo-Traoré R. Aspects épidémiologiques, microbiologiques et évolutifs des bactériémiesde l'enfant au Centre hospitalier universitaire pédiatrique Charles de Gaulle (Burkina Faso). Sante2011 ; 21 : 221-5. doi : 10.1684/san.2011.0273

Tirés à part : A.-S. Ouédraogodoi:10.1684/san.2011.0273

221Sante, vol. 21, n8 4, octobre-novembre-decembre 2011

Étude originale

© John Libbey Eurotext, 2011

Aspects épidémiologiques, microbiologiquesAspects épidémiologiques, microbiologiqueset évolutifs des bactériémies de l'enfantet évolutifs des bactériémies de l'enfant

au Centre hospitalier universitaire pédiatriqueau Centre hospitalier universitaire pédiatriqueCharles de Gaulle (Burkina Faso)Charles de Gaulle (Burkina Faso)

crire les caractecrire les caractecrire les caractecrire les caractecrire les caracteristiques eristiques evolutives des bactevolutives des bacterierierierieriemies de l’enfant au centre hospitaliermies de l’enfant au centre hospitalier

universitaire pediatrique Charles de Gaulle (CHU P-CDG) de Ouagadougou pour mieuxuniversitaire pediatrique Charles de Gaulle (CHU P-CDG) de Ouagadougou pour mieuxrapie probabiliste dans ce type d’infection. Nous avons menerapie probabiliste dans ce type d’infection. Nous avons mene

trospective sur une periode de sept ans, qui a concerneriode de sept ans, qui a concernerentes uniterentes uniterentes unites de soins du CHU P-CDG pour qui une demandes de soins du CHU P-CDG pour qui une demande

e au laboratoire. Sur 842 demandes d’hee au laboratoire. Sur 842 demandes d’heriologie, 154, soit 18,30 %, eriologie, 154, soit 18,30 %, e

s, la res, la repartition selon l’apartition selon l’apartition selon l’apartition selon l’apartition selon l’age a montremies dans la tranche d’amies dans la tranche d’age de 6-15 ans regroupant 61,7 % des cas. L’identification

microbienne a retrouvemicrobienne a retrouve Salmonella entericaSalmonella enterica (sedominante (58 %) suivi dedominante (58 %) suivi de Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus

des proportions tredes proportions tredes proportions tredes proportions tredes proportions tres es elevelevelevees de renicol et au cotrimoxazole. Les staphylocoques ont enicol et au cotrimoxazole. Les staphylocoques ont eantibiotiques, pour lesquels ils ont eantibiotiques, pour lesquels ils ont eantibiotiques, pour lesquels ils ont eL’antibiotherapie a erapie a erapie a etete systesystesystesystesystematique chez tous nos patients, qui ont eu, pour la grandematique chez tous nos patients, qui ont eu, pour la grande

, une e, une evolution favorable : 81,5 % de guevolution favorable : 81,5 % de guepidemiologie microbienne des bactemiologie microbienne des bacte

par les espepar les especes du genreces du genre Salmonella

que certaines prescriptions courantes, comme l’ampicilline et le cotrimoxazole, n’ont plusque certaines prescriptions courantes, comme l’ampicilline et le cotrimoxazole, n’ont plusde place dans l’antibiothede place dans l’antibiotheetre abandonnetre abandonnetre abandonnetre abandonnetre abandonnees et remplacees et remplaceou en association avec des aminosides.ou en association avec des aminosides.

Mots cleMots cles : bactebacte

AbstractAbstractEpidemiology, microbiology, and outcomes of septicemia in children treated at theEpidemiology, microbiology, and outcomes of septicemia in children treated at the

Charles de Gaulle University Pediatric Hospital in Burkina FasoCharles de Gaulle University Pediatric Hospital in Burkina Faso

The aim of this study is to describe the epidemiological and microbiological characteristicsand outcome of children with septicemia at the Charles de Gaulle University Pediatric

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L es bacteriemies constituent enmilieu tropical l’une des etiolo-gies les plus frequentes de

fievres au long cours en particulierchez l’enfant. Elles se definissent pardes decharges importantes et repeteesdans le sang de germes pathogenes,provenant d’un foyer initial et pouvantcreer des foyers secondaires multiplesplus ou moins apparents [1]. L’enfant,du fait de l’immaturite et de la fragilitede son systeme immunitaire, est aucentre de cette pathologie [2].Dans les pays developpes, les carac-teristiques epidemiologiques des bac-teriemies sont bien connues grace a unsuivi regulier ; dans les pays a res-sources limitees par contre, elles lesont moins et representent alors, undes soucis quotidiens de la pratiquepediatrique.Ces bacteriemies posent un problememajeur de prise en charge. Il faut eneffet trouver un compromis entrel’urgence du traitement et la difficultea poser un diagnostic precis dans debrefs delais. Les signes cliniquesd’appel et les marqueurs biochimi-ques tels que la C-Reactive Protein(CRP) manquent de specificite. Parailleurs, la culture bacteriologique desechantillons de sang pour identifier lesmicroorganismes et etablir leur profilde sensibilite aux antibiotiques neces-site en moyenne sept jours. Le traite-ment initial se doit donc d’etreprobabiliste dans l’attente d’une ori-entation des premiers resultats dulaboratoire. Il peut se passer plusieursjours pendant lesquels le traitementrestera inadapte. La duree de cetteinadaptation joue un role pejoratif surle pronostic [3, 4]. Dans ce contexte, ilest important pour le clinicien deconnaıtre les especes bacteriennes

les plus frequemment rencontrees aucours des bacteriemies et l’etat de leursensibilite aux principaux antibioti-ques afin d’initier une antibiotherapieprobabiliste prompte et efficace. Cetravail avait pour objectifs de decrireles caracteristiques epidemiologiques,microbiologiques et evolutives desbacteriemies de l’enfant au Centrehospitalier universitaire pediatriqueCharles de Gaulle (CHU P-CDG) deOuagadougou.

Matériel et méthode

L’etude a ete menee au CHU P-CDGde Ouagadougou. Cet hopital a voca-tion universitaire, de troisieme niveaude reference nationale, est fonctionneldepuis avril 2001.Nous avons mene une etude retro-spective a visee descriptive sur uneperiode de sept ans, allant du 1er

juin 2001 au 30 juin 2008. Elle aconcerne tous les enfants de 0 a15 ans vus dans les differentes unitesde soins du CHU P-CDG et lesquelsune demande d’hemoculture a eteadressee au laboratoire. Les circons-tances cliniques de prescription del’hemoculture etaient entre autres : lafievre sans une lesion localisee avecune recherche negative de plasmo-dium, la presence des facteurs derisques comme la malnutrition severe,la lethargie, la distension abdominaleet la tachycardie.Chez chaque patient, un prelevementaseptique de 2,5 a 5 mL de sang etaitdirectement ensemence dans deuxballons d’hemoculture (adaptes a laculture aerobie et anaerobie) et trans-

mis au laboratoire dans les 30 minutesqui suivaient.Au laboratoire, les ballons ont eteincubes a l’etuve a 37 8C puis controlesquotidiennement. Les ballons suspectsetaient ceux qui ont revele, lors d’uncontrole, la presence de trouble, devoile, d’hemolyse ou de depots. Cesballons suspects ont ete ensuite sou-mis a une analyse bacteriologique quia comporte un examen microsco-pique, un isolement sur milieu deculture classique, une identificationsuivie d’un antibiogramme. Les autresballons de culture ont fait l’objet d’untest de sterilite a j5 en prenant le jourde reception du ballon comme j0. Cetest a consiste a ensemencer, a partirdu contenu du ballon, une gelose ausang cuit en tube (ensemencement parinondation et incubation sous CO2) etau bouillon thiogluconate. Les cultu-res positives ont fait l’objet d’analysebacteriologique comme decrit ci-des-sus. Les ballons steriles ont etereincubes. L’hemoculture est declareenegative apres deux controles desterilite. Pour des recherches de bac-teries a croissance lente, l’incubationpeut etre prolongee trois semaines.L’antibiogramme a ete realise par latechnique de diffusion en gelose selonles recommandations du comited’antibiogramme de la Societe fran-caise de microbiologie (CA-SFM). Lesantibiotiques etudies, par espece ougroupe bacterien, etaient choisisparmi ceux couramment a dispositionrencontres dans notre pratique.

Résultats

Pendant la periode de l’etude,38 328 patients ont ete hospitalises

Salmonella enterica (serovars paratyphi and typhi) (58%) followed by Staphylococcus

aureus (12.3%). The salmonella isolates had a high rate of resistance to amoxicillin,chloramphenicol and cotrimoxazole. Staphylococci were always sensitive to theantibiotics with which they were tested, although to a lesser extent for penicillin G. Allpatients routinely received antibiotic treatment, and 81.5% (n=66) were cured (5 childrendied and 10 left the hospital against medical advice). This study shows that the bacterialepidemiology of septicemia in our setting is dominated by salmonella. Trends in bacterialresistance to antibiotics showed that common antibiotics such as amoxicillin andcotrimoxazole are no longer acceptable as probabilist therapy here. They should bereplaced in this type of infection by injectable third generation cephalosporin alone orcombined with aminoglycosides.

Key words: bacteriemia; Burkina Faso; child.

222 Sante, vol. 21, n 84, octobre-novembre-decembre 2011

© John Libbey Eurotext, 2011

effet trouver un compromis entrel’urgence du traitement et la difficultel’urgence du traitement et la difficultel’urgence du traitement et la difficulte

cis dans decis dans delais. Les signes cliniques

d’appel et les marqueurs biochimi-ques tels que la C-Reactive Protein

cificitecificitecificite. Parriologique desriologique des

chantillons de sang pour identifier leschantillons de sang pour identifier lesmicroorganismes et etablir leur profiltablir leur profil

aux antibiotiques neaux antibiotiques neaux antibiotiques neaux antibiotiques neaux antibiotiques neces-ces-site en moyenne sept jours. Le traite-site en moyenne sept jours. Le traite-ment initial se doit donc d’ement initial se doit donc d’ement initial se doit donc d’etreprobabiliste dans l’attente d’une ori-probabiliste dans l’attente d’une ori-entation des premiers reentation des premiers reentation des premiers resultats dulaboratoire. Il peut se passer plusieurslaboratoire. Il peut se passer plusieursjours pendant lesquels le traitementjours pendant lesquels le traitementrestera inadapterestera inadapterestera inadapterestera inadapterestera inadapte. La dure. La dure. La duree de cetteinadaptation joue un roinadaptation joue un roinadaptation joue un role pele pronostic [3, 4]. Dans ce contexte, ilest important pour le clinicien de

tat de leuraux principaux antibioti-

rapieprobabiliste prompte et efficace. Ceprobabiliste prompte et efficace. Cetravail avait pour objectifs de detravail avait pour objectifs de decrirecrire

miologiques,miologiques,volutives desvolutives des

mies de l’enfant au Centremies de l’enfant au Centrehospitalier universitaire pehospitalier universitaire pehospitalier universitaire pediatriqueCharles de Gaulle (CHU P-CDG) deCharles de Gaulle (CHU P-CDG) de

Matériel et méthodeMatériel et méthode

tude a etude a etude a etetete menemenee au CHU P-CDGe au CHU P-CDGde Ouagadougou. Cet hode Ouagadougou. Cet hotion universitaire, de troisietion universitaire, de troisiede rede refeference nationale, est fonctionnelrence nationale, est fonctionneldepuis avril 2001.depuis avril 2001.Nous avons meneNous avons menespective aspective aspective a visevisepeperiode de sept ans, allant du 1riode de sept ans, allant du 1juin 2001 au 30 juin 2008. Elle ajuin 2001 au 30 juin 2008. Elle aconcerneconcerne15 ans vus dans les diffe15 ans vus dans les diffede soins du CHU P-CDG et lesquelsune demande d’headressetances cliniques de prescription de

mis au laboratoire dans les 30 minutesmis au laboratoire dans les 30 minutesqui suivaient.qui suivaient.Au laboratoire, les ballons ont eAu laboratoire, les ballons ont eincubeincubeincubeincubeincubes as a l’el’e

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quotidiennement. Les ballons suspectsquotidiennement. Les ballons suspectseetaient ceux qui ont retaient ceux qui ont recontrocontrocontrole, la prevoile, d’hevoile, d’heballons suspects ont emis a

antibiotics with which they were tested, although to a lesser extent for penicillin G. All=66) were cured (5 children=66) were cured (5 children

died and 10 left the hospital against medical advice). This study shows that the bacterialdied and 10 left the hospital against medical advice). This study shows that the bacterialepidemiology of septicemia in our setting is dominated by salmonella. Trends in bacterialepidemiology of septicemia in our setting is dominated by salmonella. Trends in bacterialresistance to antibiotics showed that common antibiotics such as amoxicillin andresistance to antibiotics showed that common antibiotics such as amoxicillin andcotrimoxazole are no longer acceptable as probabilist therapy here. They should becotrimoxazole are no longer acceptable as probabilist therapy here. They should bereplaced in this type of infection by injectable third generation cephalosporin alone orreplaced in this type of infection by injectable third generation cephalosporin alone or

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au CHU P-CDG et 842 demandesd’hemocultures adressees au labora-toire de bacteriologie. L’analyse des842 prelevements a donne 154, soit18,3 % de cultures positives.Sur les 154 cultures positives, 81 dos-siers ont ete retrouves et exploites. La

repartition selon l’age a montre unefrequence plus elevee des bacteriemiesdans la tranche d’age de 6-15 ans avec61,7 % des cas colliges (tableau 1).Une dizaine de microorganismes ontete identifies. Les enterobacteriesrepresentaient 74 % des cas, les cocci

Gram positif 20 % et les bacilles Gramnegatifs non fermentaires 6 %. Salmo-nella enterica (serovars paratyphi ettyphi) a ete l’espece predominante(58 %) suivi de Staphylococcus aureus(12,3 %). Le tableau 2 montre lasensibilite des trois principaux germesisoles : les isolats de salmonelles ontete tres sensibles a la ceftriaxone dans95 % des cas sans que nous puissionspreciser les mecanismes de resistancepour les 5 % restants et a 100 % dans lecas de la gentamicine. Les streptoco-ques ont ete plus sensibles a l’amoxi-cilline (81,8 %) et a la ceftriaxone(100 %). Quant aux staphylocoques,deux isolats ont ete resistants a l’oxa-cilline et la sensibilite a ete conserveepour la gentamicine et l’erythromycine(tableau 2).Sur le plan du traitement probabiliste,tous nos patients ont ete sous anti-biotherapie ; les schemas therapeuti-ques allaient de la monotherapie ala tritherapie en utilisant plus dedix antibiotiques differents. Les plusfrequemment prescrits etaient laceftriaxone (57 fois, 70 %) suivie del’ampicilline (51 fois, 63 %), de lagentamicine (40 fois 49 %) et del’association amoxicilline-acide clavu-lanique (26 fois, 32 %). Les resultatsde l’antibiogramme ont montre uneinadaptation de l’antibiotherapie pro-babiliste dans le cas de certainesprescriptions ; ainsi l’ampicilline et lecotrimoxazole etaient inefficaces res-pectivement dans 83 et 71 % des cas.Les antibiotiques les plus adaptes aux

Tableau 1. Distribution des germes identifiés selon l'âge despatients au cours des bactériémies de l'enfant au Centre hospitalieruniversitaire pédiatrique Charles de Gaulle de Ouagadougou.

Table 1. Distribution of bacteria identified according to age of patients.

GermesTranche d'âge

1 an [1-5 ans] [6-15 ans] Total

Bacilles Gram n!egatif

Salmonella paratyphi 5 8 15 28

Salmonella typhi 1 5 13 19

Klebsiella pneumoniae - 3 3 6

Escherichia coli - 2 2 4

Enterobacter cloacae - - 2 2

Proteus mirabilis - 1 - 1

Pseudomonas sp. 2 1 2 5

Cocci Gram positif

Staphylococcus aureus 1 3 6 10

Streptococcus sp. 2 2 2 6

Total 11 25 45 81

Tableau 2. Sensibilité des principaux germes isolés au cours des bactériémies de l'enfant au Centrehospitalier universitaire pédiatrique Charles de Gaulle de Ouagadougou.

Table 2. Antibiotic sensitivity of the principal bacteria isolated from children with bacteremia at the Charles De GaullePediatric Hospital.

MicroorganismesPourcentage de sensibilité des antibiotiques utilisés

PG AX AC CD CZ GM CX CL CP IM OX ER

Salmonelles - 46,1 84,6 91,9 95,3 100 32,2 43 90,6 88 - -

(47) (45) (47) (47) (47) (47) (47) (47) (47)

Streptocoques 36,3 81,8 - - 100 54,5 72,7 - - 76,1 54,5

(06) (06) (06) (06) (06) (06) (06)

Staphylocoques 40 100 70,5 90,3 - - 91,4 100

(10) (10) (10) (10) (10) (09)

* Nombre entre parenthèse : nombre d'isolats testés.AX : amoxicilline ; AC : amoxicilline + acide clavulanique ; CD : céfadroxil ; PG : pénicilline G ; CZ : ceftriaxone ; GM : gentamicine ; CX : cotrimoxazole ; CL :chloramphénicol ; CP : ciprofloxacine ; IM : imipénème ; OX : oxacilline ; ER : érythromycine.

223Sante, vol. 21, n8 4, octobre-novembre-decembre 2011

© John Libbey Eurotext, 2011

partition selon l’apartition selon l’apartition selon l’age a montrege a montrequence plus equence plus equence plus elevelevelevelevelevee des bactee des bacte

dans la tranche d’adans la tranche d’adans la tranche d’age de 6-15 ans avecge de 6-15 ans avec61,7 % des cas collige61,7 % des cas collige61,7 % des cas colliges (tableau 1)Une dizaine de microorganismes ontUne dizaine de microorganismes ontetete identifieidentifieidentifieidentifieidentifies. Les entes. Les enterepresentaient 74 % des cas, les coccisentaient 74 % des cas, les cocci

Staphylococcus aureusStaphylococcus aureustableau 2tableau 2

des trois principaux germesdes trois principaux germess : les isolats de salmonelles onts : les isolats de salmonelles onts sensibles as sensibles as sensibles as sensibles as sensibles a la ceftriaxone dansla ceftriaxone dans

95 % des cas sans que nous puissions95 % des cas sans que nous puissionsciser les meciser les meciser les meciser les meciser les mecanismes de recanismes de re

pour les 5 % restants et apour les 5 % restants et apour les 5 % restants et apour les 5 % restants et apour les 5 % restants et a 100 % dans lecas de la gentamicine. Les streptoco-cas de la gentamicine. Les streptoco-ques ont eques ont eques ont eques ont eques ont etetete plus sensibles aplus sensibles acilline (81,8 %) et acilline (81,8 %) et acilline (81,8 %) et a(100 %). Quant aux staphylocoques,(100 %). Quant aux staphylocoques,deux isolats ont edeux isolats ont edeux isolats ont ecilline et la sensibilitecilline et la sensibilitepour la gentamicine et l’epour la gentamicine et l’e(tableau 2)(tableau 2)Sur le plan du traitement probabiliste,Sur le plan du traitement probabiliste,tous nos patients ont etous nos patients ont ebiothebiothebiotherapie ; les scheques allaient de la monotheques allaient de la monothela trithedix antibiotiques diffe

- 1 - 1

sp. 2 1 2 5sp. 2 1 2 5

1 3 6 10

sp. 2 2 2 6sp. 2 2 2 6

Total 11 25 45 81Total 11 25 45 81

Sensibilité des principaux germes isolés au cours des bactériémies de l'enfant au CentreSensibilité des principaux germes isolés au cours des bactériémies de l'enfant au Centrehospitalier universitaire pédiatrique Charles de Gaulle de Ouagadougou.hospitalier universitaire pédiatrique Charles de Gaulle de Ouagadougou.

Table 2. Antibiotic sensitivity of the principal bacteria isolated from children with bacteremia at the Charles De GaulleTable 2. Antibiotic sensitivity of the principal bacteria isolated from children with bacteremia at the Charles De Gaulle

PG AX AC CD CZ GM CX CL CP IM OX ERPG AX AC CD CZ GM CX CL CP IM OX ER

Salmonelles - 46,1 84,6 91,9 95,3 100 32,2 43 90,6 88 - -Salmonelles - 46,1 84,6 91,9 95,3 100 32,2 43 90,6 88 - -

(47) (45) (47) (47) (47) (47) (47) (47) (47)

Streptocoques 36,3 81,8 - - 100 54,5 72,7 - - 76,1 54,5Streptocoques 36,3 81,8 - - 100 54,5 72,7 - - 76,1 54,5

(06) (06) (06) (06) (06) (06) (06)(06) (06) (06) (06) (06) (06) (06)

Staphylocoques 40Staphylocoques 40

(10)

* Nombre entre parenthèse : nombre d'isolats testés.AX : amoxicilline ; AC : amoxicilline + acide clavulanique ; CD : céfadroxil ; PG : pénicilline G ; CZ : ceftriaxone ; GM : gentamicine ; CX : cotrimoxazole ;

Page 185: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

resultats du laboratoire etaient la cef-triaxone et la gentamicine, respective-ment avec 86 et 100 % de sensibilite.Au cours de notre etude, nous avonsenregistre 66 guerisons, soit 81,5 %des cas, une letalite de 6,5 % et10 patients etaient sortis contre avismedical (12 %). L’analyse de l’evolu-tion nous a permis de noter uneproportion de guerison plus eleveechez les enfants de plus de 5 ans(p = 0,026). Les cas de deces etaientdavantage lies aux bacteriemies aSalmonella paratyphi (p = 0,039).

Discussion

Nous rapportons, dans cette etude, lescaracteristiques des bacteriemies auCHU P-CDG de Ouagadougou. Sur842 hemocultures traitees pendant laperiode de l’etude, 154, soit 18,3 %,ont ete positives. Ce rendement bac-teriologique, s’il est comparable acelui retrouve par Bahwere et al. [5],reste faible par rapport aux 48,9 %obtenus par Meremikwu et al. [6] en2005 au Nigeria. La proportion eleveede cultures steriles semble etre liee al’experience du laboratoire et surtout ala qualite du prelevement, qui dans lecas d’une hemoculture doit etre realiseau moment des pics thermiques,periode de decharge des bacteriesdans le sang. Dans notre contexte, letraitement antipalustre systematiqueest un facteur qui pourrait influencerles resultats de l’hemoculture. En effet,le traitement systematique instaurechez tout malade febrile relegue ausecond plan le diagnostic de fievretyphoıde ou paratyphoıde, qui n’estsuspecte que secondairement apresl’echec du traitement contre le palu-disme. Or, a cette etape de l’evolutiondes fievres typho-paratyphoıdiques,les probabilites d’hemocultures posi-tives sont tres faibles.Dans notre serie, nous retrouvons unpourcentage eleve d’hemoculturespositives chez les grands enfants avecune predominance des salmonellessuivies des cocci Gram positif. Cheznombre d’auteurs, les salmonellessont les premieres causes de bacterie-mie en pediatrie dans les pays endeveloppement [7, 8]. Cependant,Meremikwu et al. [6] avaient observeune predominance de staphylocoque.Cette difference dans la distribution

des germes est en rapport avec l’age dela population etudiee. Mtove et al., enTanzanie [9], qui se sont interesses auxsalmonelloses chez les enfants, ontmontre que les nourrissons sont peuatteints contrairement aux grandsenfants. Cette difference proviendraitd’une meilleure resistance a l’endoto-xine, secondaire a la participationmoins importante des plaques dePeyer, contrairement aux cas des sujetsages [10].Quand aux cocci Gram positif, leurrole dans les bacteriemies de l’enfant aete egalement note dans plusieursetudes. Dans la serie de Viallon et al.a Saint-Etienne en 2007 [11], lesstreptocoques et les staphylocoquesont represente respectivement 35 et14 %. Des frequences similaires ontete egalement obtenues par Mallatet al. [12] a Paris en 2004. La presencede ces cocci Gram positif pourrait etreen rapport avec l’origine nosocomialedes bacteriemies dont la porte d’entreeest souvent pulmonaire, cardiaque ouurinaire chez les malades ventiles,porteur de valves ou de sondesurinaires. La frequence plus eleveede l’un ou l’autre genre bacterien estliee a l’ecologie bacterienne de chaquehopital.Les donnees sur la sensibilite auxantibiotiques ont montre que lessouches de salmonelle presentaientune tres bonne sensibilite a la cef-triaxone et a la gentamicine, respecti-vement 95,3 et 100 %. Les memesproportions elevees ont ete obtenuespar Bertrand et al. [13] dans une etudemulticentrique d’evaluation des anti-biotiques dans l’infection bacteriennesevere en pediatrie. En revanche, lesantibiotiques comme l’amoxicilline, lechloramphenicol et le cotrimoxazoleont montre une faible activite face auxsalmonelles. Tel a ete egalement leconstat de Bonfiglio et al. [14] auBurkina Faso en 2003 et plus recem-ment en 2008 au Togo [8]. Cettemultiresistance des salmonelles auxantibiotiques sus-cites semble etre laconsequencede leurutilisation abusiveet inappropriee en ambulatoire commeenmilieu hospitalier. A titre d’exemple,le cotrimoxazole a ete longtempsconsidere comme le medicament dechoix dans le traitement empirique denombreuses infections en absence detout test de sensibilite [15].Concernant les cocci Gram positif, ilsont ete, pour la majorite, sensibles aux

antibiotiques habituellement prescrits.Les rares isolats de staphylocoquesresistants a l’oxacilline sont plussouvent en rapport avec une infectiond’origine hospitaliere.Tous les patients qui ont ete prelevespour une hemoculture ont recu uneantibiotherapie probabiliste. Meme sicertaines prescriptions etaient inadap-tees, l’antibiotherapie probabilistepourrait bien expliquer la faible letalitedans notre serie (6,17 %) compare aux26 % de letalite retrouvee dans la seriede Berkley et al. [16].

Conclusion

L’epidemiologie microbiologique desbacteriemies de l’enfant est domineedans notre contexte par les bacillesGram negatif (domines par les salmo-nelles) et les cocci Gram positif. Lesdonnees sur la sensibilite aux anti-biotiques de ces germes montrent queles antibiotiques, tels l’amoxicilline, lechloramphenicol et le cotrimoxazole,n’ont probablement plus leur placepour traiter ces tableaux infectieux del’enfant. De ce fait, ils devraient etreabandonnes dans cette indication etremplaces par des molecules de laclasse des cephalosporines de troi-sieme generation, seules ou en asso-ciation avec un aminoside.Nos resultats mettent en evidence lerole important du laboratoire dans lediagnostic et l’aide a la prise en chargede ces infections graves. &

Remerciements et autres mentions

Les auteurs remercient le personnel dulaboratoire de l’Unite de bacteriologie duCHU Charles de Gaulle. Financement :aucun ; conflits d’interets : aucun.

Références

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224 Sante, vol. 21, n 84, octobre-novembre-decembre 2011

© John Libbey Eurotext, 2011

matique instauregue augue au

second plan le diagnostic de fievrede, qui n’est

que secondairement apreque secondairement apreschec du traitement contre le palu-

tape de l’etape de l’etape de l’evolutionvres typho-paratyphoıvres typho-paratyphoıvres typho-paratyphoıdiques,diques,

mocultures posi-mocultures posi-s faibles.rie, nous retrouvons unrie, nous retrouvons unleveleve d’hed’hed’hemocultures

positives chez les grands enfants avecpositives chez les grands enfants avecdominance des salmonellesdominance des salmonelles

suivies des cocci Gram positif. Chezsuivies des cocci Gram positif. Cheznombre d’auteurs, les salmonellesnombre d’auteurs, les salmonellessont les premiesont les premiesont les premiesont les premiesont les premieres causes de bacteres causes de bactemie en pemie en pemie en pediatrie dans les pays endiatrie dans les pays en

veloppement [7, 8]. Cependant,veloppement [7, 8]. Cependant,et al. [6] avaient observeet al

dominance de staphylocoque.

respectivement 35 etquences similaires ont

galement obtenues par MallatParis en 2004. La presencesence

de ces cocci Gram positif pourrait ede ces cocci Gram positif pourrait ede ces cocci Gram positif pourrait etretreen rapport avec l’origine nosocomialeen rapport avec l’origine nosocomiale

mies dont la porte d’entremies dont la porte d’entremies dont la porte d’entreeeest souvent pulmonaire, cardiaque ouest souvent pulmonaire, cardiaque ouurinaire chez les malades ventileurinaire chez les malades ventileurinaire chez les malades ventiles,porteur de valves ou de sondesporteur de valves ou de sondes

quence plus equence plus equence plus eleveleveleveede l’un ou l’autre genre bactede l’un ou l’autre genre bactede l’un ou l’autre genre bactede l’un ou l’autre genre bactede l’un ou l’autre genre bacterien estrien est

cologie bactecologie bactecologie bactecologie bactecologie bacterienne de chaquerienne de chaque

Les donnees sur la sensibilitees sur la sensibilitees sur la sensibiliteantibiotiques ont montreantibiotiques ont montreantibiotiques ont montre que lessouches de salmonelle presouches de salmonelle presouches de salmonelle preune treune tres bonne sensibilites bonne sensibilitetriaxone et atriaxone et atriaxone et atriaxone et atriaxone et a la gentamicine, respecti-la gentamicine, respecti-vement 95,3 et 100 %. Les mevement 95,3 et 100 %. Les meproportions eproportions eproportions elevelevelevees ont epar Bertrandpar Bertrand et alet al. [13] dans une eet almulticentrique d’emulticentrique d’ebiotiques dans l’infection bactebiotiques dans l’infection bactesesevevere en pere en peantibiotiques comme l’amoxicilline, leantibiotiques comme l’amoxicilline, lechloramphechlorampheont montreont montresalmonelles. Tel a econstat de BonfiglioBurkina Faso en 2003 et plus rement en 2008 au Togo [8]. Cette

re.Tous les patients qui ont eTous les patients qui ont eTous les patients qui ont eTous les patients qui ont eTous les patients qui ont etete

moculture ont recmoculture ont recu unemoculture ont recrapie probabiliste. Merapie probabiliste. Merapie probabiliste. Meme si

certaines prescriptions ecertaines prescriptions ecertaines prescriptions etaient inadap-taient inadap-es, l’antibiothees, l’antibiothees, l’antibiotherapie probabilisterapie probabiliste

pourrait bien expliquer la faible lepourrait bien expliquer la faible ledans notre sedans notre serie (6,17 %) comparerie (6,17 %) compare26 % de le26 % de letalitetalitetalitetalitetalite retrouveretrouveretrouvee dans la sede Berkleyde Berkley et alet al. [16].. [16].et alet al

ConclusionConclusion

L’eL’epidepidepidepidepidemiologie microbiologique desmiologie microbiologique desbactebactebacterierierierieriemies de l’enfant est dominemies de l’enfant est dominedans notre contexte par les bacillesdans notre contexte par les bacillesGram neGram negatif (dominenelles) et les cocci Gram positif. Lesnelles) et les cocci Gram positif. Lesdonnedonnedonnebiotiques de ces germes montrent quebiotiques de ces germes montrent queles antibiotiques, tels l’amoxicilline, lechloramphe

Page 186: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

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Page 187: Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries ...

Médecine Tropicale • 2011 • 71 • 1 1

Article original

En dépit des progrès réalisés dans le domaine chirurgical (amé-

lioration des techniques, meilleure compréhension de la patho-

genèse des infections, optimisation de l’antibioprophylaxie.), les

infections du site opératoire (ISO) continuent d’être une cause

majeure de morbidité et de mortalité postopératoires. On estime aux

Etats-Unis d’Amérique que de telles infections affectent moins de

2 % de tous les patients opérés (1). En France elles représentent

10,2% de toutes les infections nosocomiales et occupent le troisième

rang après les infections urinaires, les infections cutanées et des tis-

sus mous (2).

En Afrique, le taux de suppurations post-opératoires reste

élevé (entre 19 et 38,7 %) avec pour corollaires, une augmentation

de la durée d’hospitalisation, du coñt des soins et de la charge de

travail pour les personnels des établissements de santé (3, 4).

Ces infections posent un problème majeur de prise en

charge : en effet, si le diagnostic clinique est aisé, le traitement est

plus difficile, faisant appel à des molécules onéreuses et non dénuées

d’effets secondaires. Dans les pays en développement, le traitement

est le plus souvent basé sur une antibiothérapie empirique qui sélec-

tionne des mutants résistants conduisant à un échec thérapeutique

et une perte de chance de guérison définitive. Ce travail a pour objec-

tif de décrire l’épidémiologie bactérienne des ISO et leur profil de

sensibilité au CHU Sourô Sanou, pour une optimisation de l’anti-

biothérapie probabiliste.

Matériel et méthodes

Nous avons réalisé une étude rétrospective transversale de

type descriptif sur six mois (du 1er novembre 2006 au 30 avril 2007)

dans les services d’hospitalisations post opératoires et au laboratoire

de bactériologie du CHU Sourô Sanou de Bobo-Dioulasso. Les prin-

cipales spécialités chirurgicales suivies au cours de notre étude

Med Trop 2011 ; 71 : 00

Profil bactériologique des infections du site opératoire au centrehospitalier universitaire Souro Sanou de Bobo Dioulasso

Ouédraogo A-S1, Somé DA2, Dakouré PWH3, Sanon BG3, Birba E4, Poda GEA4, Kambou T3

1. Laboratoire de Bactériologie-virologie

2. Département de Gynécologie-obstétrique

3. Département de Chirurgie4 Département de Médecine

CHU Souro Sanou, Bobo Dioulasso, Burkina Faso

RÉSUMÉ • Objectifs. Décrire l’épidémiologie bactérienne des infections du site opératoire (ISO) et leur profil de sensibilité, pour une optimisation de l’an-tibiothérapie probabiliste. Matériels et méthodes. Etude rétrospective transversale menée sur 6 mois au service du laboratoire du CHU de Bobo-Dioulasso du

1er novembre 2006 au 30 avril 2007. Tous les prélèvements positifs de pus réalisés pour le diagnostic étiologique d’infection du site opératoire (ISO) ont été

inclus. Résultats. Nous avons colligé 159 cas d’ISO sur 681 patients opérés et hospitalisés soit un taux d’incidence de 23,35 %. Au total, 112 patients ont béné-

ficié d’un prélèvement en vue d’un diagnostic étiologique. L’analyse des 112 prélèvements a donné lieu à l’identification de 103 souches bactériennes. Les

entérobactéries représentaient 54,0 %, les cocci à Gram positif 29,0 % et les bacilles à Gram négatifs non fermentaires 16,5 %. Escherichia coli était l’espèce

prédominante dans notre série (30,0 %) suivie de Staphylococcus aureus (16,5 %) et Pseudomonas aeruginosa (12,0 %). La résistance des isolats d’entéro-

bactéries était de 71 % pour l’amoxicilline, 64 % pour l’association amoxicilline-acide clavulanique et 15 % pour les céphalosporines de troisième génération.

S. aureus était sensible à la meticilline à 85 %. La résistance des bacilles à Gram-négatif non fermentaires était de 68,8 % pour les carboxypénicillines et 56,0 %

pour les fluoroquinolones. Conclusion. Nos résultats suggèrent la possibilité de traiter les ISO par l’association C3G–aminosides avec un relais oral par les

fluoroquinolones.

MOTS-CLÉS • Infections du site opératoire. Profil bactériologique. Résistance Burkina Faso.

BACTERIAL PROFILE OF SURGICAL SITE INFECTIONS AT SOURO SANOU NATIONAL HOSPITAL CENTER IN BOBO DIOULASSO,BURKINA FASO

ABSTRACT • Objective. The purpose of this study was to evaluate the bacterial profile and antimicrobial susceptibility of surgical site infection (SSI) as a

basis for optimizing probabilistic antibiotherapy. Materials and methods. A 6-month transversal retrospective study was carried out at the Souro Sano Hospital

Laboratory from November 1st, 2006 to April 30th, 2007. All positive pus samples collected for etiologic diagnosis of SSI were included. Results. In a series

of 681 patients who underwent surgery at the hospital, SSI was observed in 159 cases for an incidence of 23.4%. Pus samples for etiologic diagnosis were col-

lected from 112 patients and led to identification of 103 bacterial strains. The most common strains were enterobacteriaceae in 54.0%, gram-positive cocci in

29.0% and non-fermenting Gram-negative bacilli in 16.5 %. Escherichia coliwas the most common species (30%) followed by Staphylococcus aureus (16.5%)

and Pseudomonas aeroginosa (12.0%). Enterobacteriaceae resistance rates were 71% to amoxicillin, 64 % to clavulanic acid-amoxicillin and 15% to third gene-

ration cephalosporin. Most S. aureus isolates (85%) were sensitive to methicillin. Non-fermenting Gram-negative bacilli resistance rates were 68.5% to car-

boxypenicillin and 56% to fluoroquinolones. Conclusion. These findings indicate that SSI can be treated using third generation cephalosporin–aminosides in

combination with oral fluoroquinolones.

KEYWORDS • Bacterial profile. Resistance. Surgical site infection. Burkina Faso.

• Correspondance : [email protected]• Article reçu le 27/05/2010, définitivement accepté le 20/12/2010

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Médecine Tropicale • 2011 • 71 • 12

Ouédraogo AS et Collaborateurs

étaient la chirurgie digestive, la chirurgie gynéco- obstétricale, la

chirurgie orthopédique et la chirurgie urologique. Ainsi, ont été

inclus tous les patients opérés dans un des blocs opératoires cor-

respondants puis hospitalisés pendant au moins 48 heures et qui ont

développé une ISO

Prélèvements

Pour le diagnostic étiologique des infections suspectées, des

échantillons de différentes suppurations ont été prélevés et analy-

sés au laboratoire de bactériologie.

Le pus provenant de zones profondes ont été recueillis soit

par aspiration au cours d’un acte chirurgical soit par ponction à tra-

vers la peau ou les muqueuses.

En ce qui concerne les pus qui provenaient de zones super-

ficielles, le prélèvement a été fait soit à la seringue sans aiguille soit

à l’aide d’écouvillons après nettoyage de la surface de la lésion avec

de l’eau physiologique stérile. Aucun milieu de transport n’a été uti-

lisé car les échantillons étaient transmis immédiatement au labo-

ratoire de biologie.

Diagnostic microbiologique

Les échantillons ont été traités selon la procédure spécifique

des pus. La couleur, la consistance et l’odeur du pus reáu dans un

récipient ont été déterminées à l’examen macroscopique. Un frot-

tis coloré a permis de noter la présence de bactéries, cellules épi-

théliales, levures ainsi que la quantité de polynucléaires et lym-

phocytes.

La mise en culture a été réalisée sur gélose chocolat (GC)

+Poly Vitex incubée sous cloche ; dans le même temps un enri-

chissement a été obtenu dans un bouillon cœur- cervelle (BCC).

L’identification des microorganismes isolés a été réalisé par les

méthodes de bactériologie classique (morphologie et mobilité à l’état

frais, coloration de Gram, recherche d’une oxydase, d’une catalase

ainsi que les autres caractères biochimiques (pour les entérobacté-

ries) grâce aux galeries biochimiques.

L’antibiogramme a été réalisé par la technique de diffusion

en gélose selon les recommandations du comité d’antibiogramme

de la Société franáaise de microbiologie (CA-SFM) (5). Les anti-

biotiques étudiés par espèce ou groupe bactérien étaient choisis

parmi ceux couramment rencontrés dans notre pratique à Bobo.

Toutefois, pour des raisons de rupture de stock temporaire, certains

isolats n’ont pas été testés avec des antibiotiques pour lesquels ils

étaient habituellement étudiés.

Résultats

Pendant la période de l’étude, 681 patients ont été opérés

et hospitalisés et 159 cas d’ISO ont été enregistrés soit un taux d’in-

cidence de 23,4 %. Il s’agissait de 113 hommes (71,1 %) et 46

femmes (28,9 %) soit un sex-ratio de 2,4. L’âge des patients variait

entre 2 mois et 85 ans avec une moyenne de 42,5 ans. Parmi ces

patients, 112 ont bénéficié d’un prélèvement en vue d’un diagnos-

tic bactériologique.

L’analyse des 112 prélèvements a donné lieu à 95 cultures

positives soit un rendement bactériologique de 84,8 %. Il s’agissait

de 8 cultures polymicrobiennes à 2 germes et de 87 cultures mono-

microbiennes qui ont permis au total l’identification de 103 souches

bactériennes

Distribution des espèces bactériennes

Au total 14 espèces bactériennes ont été identifiées

(tableau 1). Les entérobactéries représentaient 54 ,0 %, les cocci à

Gram positif 29,0 % et les bacilles à Gram négatifs non fermentaires

16,5 %. Escherichia coli etait l’espèce prédominante (30,0 %) suivi

de Staphylococcus aureus (16,5 %) et de Pseudomonas aeruginosa

(12,0 %).

Sensibilité aux antibiotiques

Dans notre série, tous les isolats de Staphylococcus aureus

étaient sensibles à la vancomycine, (tableau 2), 13 ont présenté une

résistance à la pénicilline G dont deux résistants à la meticilline. Sur

les treize streptocoques huit étaient de sensibilité diminuée aux bêta-

lactamines.

Tableau 1. Germes identifiés dans les Infections du Site Opératoire.

Germes Effectif BMR

Cocci Gram + (30)

Staphylococcus aureus 17 2

Streptococcus pneumoniae 7

Streptococcus spp 6

Entérobactéries (56)

Escherichia coli 31 1

Klebsiella pneumoniae 6 4

Proteus mirabilis 5

Enterobacter cloacae 6 2

Citrobacter freundii 2

Providencia stuartii 2

Klebsiella oxytoca 2

Citrobacter diversus 1

Serratia liquefaciens 1 1

Bacille Gram – non fermentaires (17)

Pseudomonas aeruginosa 12

Acinetobacter baumannii 5

Total 103

BMR : bactéries multirésistantes

Tableau 2. Etat de la résistance aux antibiotiques des bactéries isolées au cours d’in-

fection du site opératoire.

E. coli S. aureus P. aeru K.E.S Strept Acineto Proteus

pénicilline G 13 (17) - - 10 (13) - -

amoxicilline - 19 (31) - - 15 (15) 8 (13) - 3 (5)

amoxi-ac.clav 19 (31) - - 13 (15) - - 2 (5)

ticarcilline 19 (31) - 7 (12) 11 (15) - 4 (5) 2 (5)

oxacilline - 2 (17) - - 8 (13) - -

pipéracilline - - 5 (12) - - 1 (5) -

céfalotine 19 (31) - - 13 (15) - - 3 (5)

cefoxitine 0 (31) 2 (17) - 12 (15) - - 0 (5)

céfotaxime 1 (31) - - 7 (15) 0 (13) - 0 (5)

ceftazidime - - 2 (12) - - 2 (5) -

kanamycine - 2 (17) - - - - -

gentamicine 13 (31) 2 (17) 3 (12) 6 (15) 5 (13) 3 (5) 3 (5)

amikacine 11 (31) - 0 (5) 2 (12) - 3 (5) -

acide nalidixique 13 (31) - 5 (12) 3 (9) - 3 (5) 1 (5)

ciprofloxacine 13 (31) 0 (17) 6 (12) 2 (9) 5 (13) 3 (5) 1 (5)

fosfomycine 6 (31) 0 (17) - - - - -

cotrimoxazole 23 (31) 0 (17) 12 (12) 10 (15) - 5 (5) 2 (5)

tétracycline - 8 (17) - - 10 (13) - -

érythromycine 2 (17) - - 7 (13) - -

rifampicine - 1 (17) - - - - -

vancomycine - 0 (17) - - - - -

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Profil bactériologique des infections du site opératoire au centre hospitalier universitaire Souro Sanou de Bobo Dioulasso

La résistance des isolats d’entérobactéries était de 71 % pour

l’amoxicilline et 64 % pour l’association amoxicilline-acide cla-

vulanique. Le phénotype bêtalactamase à spectre élargi (BLSE) a

été retrouvé chez quatre isolats de K. pneumoniae, deux isolats

d’Enterobacter cloacae, un isolat d’Escherichia coli et le seul iso-

lat de Serratia liquefaciens soit environ 15 % de l’ensemble des iso-

lats d’entérobactéries. L’ensemble des entérobactéries était globa-

lement sensible aux aminosides et aux fluoroquinolones. Les 15

isolats de P. aeruginosa présentaient des taux de résistance de 58 ,

17 %, 25 %, 17 %, 50 % respectivement pour la ticarcilline, la cef-

tazidime, la gentamicine, l’amikacine et la ciprofloxacine. Quant

aux cinq isolats d’Acinetobacter baumannii quatre présentaient une

résistance à la ticarcilline, deux à la ceftazidime. Trois étaient résis-

tants à tous les aminosides testés.

Discussion

L’ISO est une complication grave pouvant compromettre le

pronostic fonctionnel ou vital et de ce fait, influer négativement sur

le résultat de l’acte chirurgical. Dans les pays du Nord où la sur-

veillance des ISO fait partie intégrante de la politique de maåtrise

des infections nosocomiales depuis de nombreuses années, son inci-

dence est estimée entre 2 et 7 % des patients opérés (6-8). Nous rap-

portons dans cette étude un taux d’incidence de 23,4 %. Ce taux

d’ISO est bien plus élevé que les taux de 5 % constatés par Farthouat

et al. à l’hôpital principal de Dakar, au Sénégal (9) et Chadli et al.

au Maroc (10). Ce taux de 23,4 % se situe dans les valeurs moyennes

observées au cours d’autres études réalisées en Iran et en

Tanzanie (11, 12). Même si dans l’un ou l’autre cas les populations

incluses sont relativement jeunes et sans facteur de risque particu-

lier, il faut cependant reconnaåtre que ces comparaisons sont peu

satisfaisantes compte tenu des contextes d’exercice. En effet, la fré-

quence des ISO est liée à un grand nombre de facteurs, comme les

facteurs propres au patient (âge, terrain, immunodépression), des

facteurs liés à l’acte chirurgical, comme la durée et le type de l’in-

tervention, mais aussi et surtout, des facteurs liés au contexte hos-

pitalier, comme le niveau d’hygiène et les conditions d’interven-

tion.(13, 14) C’est sur ce dernier point qu’existe le plus de

contraintes dans les pays en développement notamment en

Afrique : insuffisance de personnel qualifié , locaux inadaptés,

manque de consommables, qui ne permettent pas le respect des

règles de prévention des infections.

Dans notre étude, les bactéries en cause sont surtout des

bacilles à Gram négatif avec une forte proportion d’entérobactéries

dont E. coli est le chef de file. Dans nombre d’études S. aureus

constitue la première cause d’ISO, suivi de différentes espèces d’en-

térobactéries et de P. aeruginosa (3,4, 10). Cependant Chevalier et

al. (15) à Dakar avaient observé une prédominance forte de P. aeru-

ginosa. Cette différence dans la distribution des espèces bactériennes

semble être liée à l’écologie microbienne de l’hôpital et surtout du

service concerné. La forte prédominance des entérobactéries peut

s’expliquer par la fréquence plus élevée des cas de laparotomie pen-

dant notre période d’étude. En effet, dans le cadre d’une chirurgie

digestive où les tractus sont ouverts, ce sont les bactéries des flores

endogènes qui infectent plus facilement le site opératoire (9,16).

Quant aux cultures polymicrobiennes, elles sont probablement à rap-

procher à des fautes d’asepsie à un moment donné de l’acte opé-

ratoire, des soins postopératoires, ou du prélèvement lui même.

Les données sur la sensibilité aux antibiotiques de S. aureus

isolés montrent une résistance quasi-totale à la pénicilline G. De plus

sur les 14 souches, deux ont présenté une résistance à la méticilline.

Cette proportion de S. aureus résistant à la méticilline (SARM) est

élevée par rapport à celle retrouvée dans l’étude de Bercion et al.

(14) réalisée à la même époque à Bangui (5 %). Cela fait évoquer

une origine hospitalière de ces souches. La fréquence élevée de

résistance des entérobactéries aux ampicillines, amoxicilline-acide

clavulanique et céphalosporine de première génération est en rap-

port avec un usage non réfléchi de ces molécules, sélectionnant des

souches présentant le phénotype céphalosporinase. De plus, la pré-

sence de 15 % des ISO dues à des entérobactéries exprimant une

BLSE souligne la réalité de cette situation en milieu hospitalier et

la nécessité d’une prise en compte de ce risque en chirurgie. Les taux

de résistance élevés des bacilles à Gram-négatif non fermentant vis-

à-vis des carboxypénicillines (68,8 %) sont très alarmants témoi-

gnant de leur caractère nosocomial. La résistance élevée aux fluo-

roquinolones (56 %) semble être liée à la pression de sélection

exercée par l’usage abusif de ces molécules aussi bien en ambula-

toire qu’en milieu hospitalier. Mais les taux retrouvés dans cette série

sont très élevés par rapport à ceux retrouvé dans le réseau améri-

cain (TSN) (17).

Au vu des données de cette étude et compte tenu de cette épi-

démiologie bactériologique et des profils de sensibilité des germes

responsables d’ISO dans notre structure, nous proposons en cas d’ab-

sence de documentation microbiologique un traitement antibiotique

associant une céphalosporine de troisième génération(C3G) à un ami-

noside avec un relais oral par une fluoroquinolone. Le coñt approxi-

matif d’un tel traitement est de l’ordre de 4 800 FCFA soit 7,3 Euros

par jour pour un adulte. La surveillance sera basée sur un dosage de

la protéine C réactive et éventuellement un prélèvement de pus pour

un examen cytobactériologique de contrôle.

Conclusion

Les infections post opératoires sont fréquentes. Le diag-

nostic étiologique de ces infections post opératoires dans notre struc-

ture a permis d’identifier les principaux germes en cause locale-

ment : bacilles à Gram négatif parmi lesquels sont isolés

essentiellement les entérobactéries (colibacilles, klebsielles), les

pseudomonas et les cocci à Gram positif représentés en majorité par

les staphylocoques et les streptocoques.

Les données sur la sensibilité aux antibiotiques de ces

germes montrent que la pénicilline n’a probablement aucune effi-

cacité pour limiter le risque d’ISO dans notre formation sanitaire.

De ce fait, elle devrait être abandonnée dans cette indication et rem-

placée par une molécule de la classe des céphalosporines de troi-

sième génération en association avec un aminoside.

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TITLE: PREVALENCE, CIRCULATION AND CHARACTERIZATION OF

MULTIRESISTANT BACTERIA IN BURKINA FASO

ADRESSE: INSERM U1058 "Pathogenesis and Control of Chronic Infections"

Université Montpellier- EFS CHU Montpellier - Hôpital Arnaud de Villeneuve

Département de Bactériologie-Virologie 191 Avenue du Doyen Gaston Giraud

34295Montpellier E-mail : [email protected]