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Infections sur matériel étranger. J.M. Besnier, Service de Maladies Infectieuses, Tours. Incidences. Infections sur prothèse valvulaire cardiaque 1 à 3% (12 mois post-opératoire) 3 à 5,7% (60 mois post-opératoire) Infections sur sonde de pacemaker 0,8 à 4,9% - PowerPoint PPT Presentation

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  • Infections sur matriel trangerJ.M. Besnier, Service de Maladies Infectieuses, Tours

  • IncidencesInfections sur prothse valvulaire cardiaque1 3% (12 mois post-opratoire)3 5,7% (60 mois post-opratoire)Infections sur sonde de pacemaker0,8 4,9%Infection sur prothse artrielleAorto-fmorale : 0,5 3%Fmoro-fmorale ou poplite : 2 5%Prothse osto-articulaireHanche : < 1%Genou : 2,9%

  • Infections sur prothses osto-articulaires

  • Microbiologie des endocarditesMicroorganisme (%)ValveValveEn Francenativeprothtique19911999< 60 j> 1 anStreptococcus sp30-45130-335858S. viridans2717S. bovis I2325S. aureus25 - 3020-2415-201823SCN3 - 530-3510-1256Enterococcus14 - 175 - 88 - 12--Champignons25 - 101--Cultures ngativeset HACEK 53 - 73 - 8--

  • Microbiologie des infections sur prothse vasculaireProthsesAortoiliaquesAortofmorales

    S. aureus524S. epidermidis627Autres cocci1013Anarobies17-Entrobactries5539Cultures ngatives65

  • Microbiologie des infections sur prothse osto-articulaire BerbariSteckelbergTsukayama (n=462)(n=1023)(n=106)1969-19911969-19911980-1991S. aureus101 (22%)240 (23)33 (31)SCN86 (19)254 (25)56 (53)Streptocoques42 (9)79 (8)14 (13)Bacilles Gram -38 (8)114 (11)21 (20)Anarobies29 (6)62 (6)12 (11)Culture -38 (8)83 (8)3 (3)Autres21 (5)54 (5)11 (10)Polymicrobien88 (19)147 (14)27 (25)*

  • Infections sur cathter centralEpidmiologie20 70% des bactrimies nosocomiales1 9,6 bactrimies lies aux cathters/1000 jrs-cathterMortalit attribuable 12 25%Microorganismes en causeSCN 27%S. aureus26%Champignons17%KES16%

  • Infections sur matriel trangerPhysiopathologieMode de contaminationFacteurs de lhteFacteurs bactriens : protines de surfaceFacteurs lis au matriauDiagnosticPrise en charge thrapeutiquePrvention

  • Physiopathologie : mode de contaminationPer-opratoirePost-opratoire prcoce (cicatrice)Post-opratoire tardif (hmatogne)Rservoir de la bactrie en cause ?ExogneEndogne : relation entre colonisation / portage nasal et Bactrimie (NEJM, Von Eiff, 2001)Infection aprs chirurgie cardio-thoracique (JID, Kluytmans, 1995)Infection aprs chirurgie orthopdique (ICHE, Kalmeijer, 2001)Infection de pacemaker (Circulation, Da Costa, 1998)

  • Physiopathologie : facteurs de lhteAbsence de rponse humorale efficace et spcifiqueAltration de lactivit phagocytaireDiminution de lactivit opsonisanteDgranulation des PMNDiminution de lactivit bactricide (germes catalase +, production dion superoxyde)Diminution de production de cytokines (TNF)Malgr lafflux de PMN (bactrie/PMN = 1/100 1/50 000)Effet protecteur de ladministration locale de PMNDiminution de production dIFN- ?

  • Modle cagePathognie de linfection sur matrielMesure de lactivit bactricide des PNN1 2 semaines aprs implantation% killingheureincubation01020304050607080012S. aureus/PNN cageE. faecalis/PNN cageS. aureus/PNN pritoineE. faecalis/PNN pritoine

  • Physiopathologie : facteurs de lhte(Boelens, JID, 2000; 181:1167-71) Modle infection sur cathter sous-cutan S. epidermidis RP62A

    Traitement IFN sous-cutan x 3/semCompte cfu aprs 2 semaines

  • Physiopathologie : facteurs de lhteCytokinesProduction de TNF, IL10 et IFN-par cellules mononucles, en rponse S. aureusControlPatient

    TNF6598 pg12 885IL-10235 pg1036IFN-3,2 IU< 0,08

    (Honstettre, JCM, 2003; 41:5344-6)

  • De ladhrence au biofilmUN des aspects de la physiopathologie des infections sur prothseIntrt pour le diagnostic des infections ?Sonication, trypsinisation ...Intrt pour le traitement des infections Intrt pour la prvention des infections ?matriau, concentrations sub-inhibitrices dantibiotiques,Inhibition de ladhrence

  • De ladhrence au biofilm(Marshall, ASM News 1992 ; 58 : 202-207)

  • Le biofilm(Gristina, Science 1987 ; 237 : 1588-1595)Proteinaceous adhesins (fimbriae in Gram-negative bacteria), polysaccharides polymers, and surface and milieu substances interact and intermix to form an aggregate of bacteria, elemental substances, glycoproteins, and polysaccharides in a biofilm or a microbially derived sessile community characterized by cells that are attached to a substratum or interface or to each other, are embedded in a matrix of extracellular polymeric substances that they have produced, and exhibit an altered phenotype with respect to growth rate and gene transcription (Donlan et Costerton, Clin Microbiol Rev, 2002)

  • De ladhrence au biofilm(Gristina, Science 1987 ; 237 : 1588-1595)Charge lectriqueForces Van der WaalsHydrophobicitProtines de surfaceProtines de lhte (rcepteurs)Cellules ? (plaquettes, hmaties ...)

  • Rle de lhydrophobicitAbsorbance (590 nm)Temps (heures)00,10,20,30,40,501234HydrophobeHydrophile

  • Attachement et adhsionS. aureusAdhsines bactriennes

    Protine liant la fibronectineClumping factorProtine liant le collagneProtine liant la thrombospondineAutres protines ?Protines de lhte

    FibronectineFibrinogneCollagneThrombospondine

    Laminine, vitronectine ...

  • Attachement et adhsionStaphylocoques coagulase ngative (1)Adhsines bactriennes

    Adhsine capsulaire PS/A (Muller, 1993)Protine 220 kDa (Timmerman, 1991)Autolysine (atlE)Hmagglutinine ou lectine (Rupp, 1992, 1995) Protines de lhte

    ?

    VitronectineHmatie

  • Attachement et adhsionStaphylocoques coagulase ngative (2)Acide lipoteichoque ?Protine liant la fibronectine ?Protine liant le fibrinogne ?119 kDaPeu homologie avec CF de S. aureusUbiquitaireActivit fonctionnelle htrognePlaquettes ?FibronectineFibrinogne

  • Autolysine de S. epidermidisgne atlEProtine 1335 AA148 kDaProtine de surface

  • Rle des protines de lhteRle MajeurFibrinogne (Strepto, S. aureus >> SCN)Fibronectine (S. aureus >> S. epi) Laminine (Strepto, S. aureus, SCN)Albumine, srumRle secondairePlaquettes Thrombospondine D-Mannosamine

  • De ladhrence au biofilm(Gristina, Science 1987 ; 237 : 1588-1595)Slime (ou glycocalyx ou exopolysaccharide)Adhsine inter-cellulaire (PIA)*Souches Hc (85% PIA +)Souches saprophytes (6%)* : Ziebuhr, Infect Immun 1997

  • Aggrgation et colonisation (1)PIA (Fey, 1999; Dietrich,1999)Slime

    Ag polysaccharidique (Mack, 1996)Protine 140 kDa (Hussain, 1997)

    Exopolysaccharide (glucose, ph. glycrol, N-actyl-glucosamine, ala, ac uronique, ...)Variation phnotypiqueVariation de phase

    Adhsion des bactries entre elles

  • Aggrgation et colonisation (2)PIA (Polysaccharide Intercellular Adhesin)Polymre b-1,6-N-acetyl glucosamineResponsable de lautoaggrgation des bactries et de lhmagglutinationSous la dpendance dun opron icaABCDRelation PIA et biofilm87% SE biofilm +PIA +88% SE biofilm -PIA -

  • Modle infection cathter S. epidermidis(1)(JID 2001; 183: 1038-42)S. epidermidis O-47 : biofilm +S. epidermidis O-47 mut1 : AtlE -S. epidermidis O-47 mut2 : PIA -Colonisation cathterHmocultures positives

  • Modle infection cathter S. epidermidis(2)SE O-47SE AtlE -SE PIA -Rein7/8*1,49x103**4/82,34x1023/80Foie7/82,7x1043/803/80Cur5/81,6x1023/803/80Poumon7/81,4x1044/85,1x1034/88,4x103* : N rats intects/total - **: mdiane cfu/g(JID 2001; 183: 1038-42)

  • Facteurs de virulence chez S. aureusAdhsinesFacteurs dinvasion/dissminationPhase exponentiellePhase stationnaire

    agrsar+-++

  • Pathognie des infections sur matrielagrA,C,D,BOctapeptide (Signal de densit cellulaire peptide auto-induit AIP)

    ARNIIIToxine dExoprotinesPh. expon.Ph. station.Souches S. aureus agr- plus productrices de biofilm que agr+*Souches agr+ (avantage infections aigus) vs agr- (avantage infections chron)Octapeptide de S. epidermidis inhibiteur du systme agr de S. aureus (avantage slectif au niveau cutan ?)*** : Vuong et al. JID 2000 ; ** : Otto et al. Infect Immun 2001

  • Facteurs de pathognicit (exoprotines)Facteurs de pathognicit (exoprotines)3. Fonctionnalit du systme agr : gne hldFacteurs de pathognicit (systme agr, 3)agr +: expression de la delta-hmolysine aprs 8hagr -: pas dexpression Systme agr fonctionnel[bactrie] x 10^7 ufc

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    Temps en heure

    souche n1

    souche n2

    Rgulation par le systme agr

    +

    -

    protines de surfaceexoprotines

  • Autre mcanisme de quorum-sensing(Giacometti, AAC 2003, 47 : 1979)RAP : RNA III-activating PeptideProtine TRAP

  • Pathognie des infections sur matrielS. epidermidisPIA et formation de biofilmOpron icaSouches ica +85% souches dhmoculturesvs 6% souches cutanes*77% souches dhmoculturesvs 37% souches cutanes**81% souches infection prothsesvs 17% souches saprophytes***S. aureusOpron ica chez toutes les souchesFacteurs de virulenceProtine liaison au collagneLiaison la sialoprotineToxines a et gLeukocidine de Panton-Valentine* : Ziebuhr et al. Inf Immun 1997** : Barbier-Frebourg et al. J Clin Microbiol 2000*** : Galdbart et al. JID 2000

  • 1. Prvalence des gnes impliqus dans la formation du biofilm 814 pb526 pb989 pb1400 pbicaAicaBicaCFacteurs de pathognicit (biofilm, 1)* : p=0.036

  • Facteurs de virulence de S. epidermidisInfection sur prothseSouches ptsSouches porteursp(n=54 souches/14 pts)(n=23 souches/8 sujets)

    cna00fnbA00Sialoprotine15fbe5423ica opron44 (81,5%)4 (17,4%)< 0.01Biofilm34 (63%)2 (8,6%)< 0.05Galdbart et al. JID 2000

  • Rsultats : Diversit gntique des isolats

  • Rsultats : Lien gntique entre les isolatsEcosystmeGroupe RAPD*dorigineI IIIIIIVInfection deprothse (n=11)9 (82%) 020Saprophytechirurgiens (n=25)18 (72%) 430

    SaprophytesMalades (n=30)9 16 (53%)23* : p = 0,0012

  • Proprits du biofilmDiminution de vitesse de pntration des