Distribution des gènes de résistance aux quinolones (qnr) dans les souches d'Escherichia coli et Klebsiella spp. productrices de BLSE à Lomé, Togo
Résumé : Cette étude a détecté pour la première fois les gènes de résistance aux quinolones (qnr) dans des souches d'E. coli et de Klebsiella spp. productrices de bêta-lactamases à spectre étendu (BLSE) à Lomé, Togo. Sur 155 souches testées, 107 (69 %) portaient au moins un gène qnr : 47,74 % qnrB, 47,10 % qnrS et 2,58 % qnrA. Toutes les souches qnr-positives étaient également productrices de BLSE. Ces résultats soulignent la menace que représente la co-résistance aux quinolones et aux bêta-lactamines pour la santé publique au Togo.
Auteurs : Fortune Djimabi Salah, Serge Théophile Soubeiga, Abdoul Karim Ouattara, Adodo Yao Sadji, Amana Metuor-Dabire, Dorcas Obiri-Yeboah, Abiba Banla-Kere, Simplice Karou, Jacques Simpore
Institutions : ¹Laboratoire de Biologie Moléculaire et de Génétique (LaBioGene), Centre de Recherche Biomoléculaire Pietro Annigoni (CERBA), Université Ouaga I Pr Joseph Ki-Zerbo, Burkina Faso ; ²Laboratoire de bactériologie, Institut National d'Hygiène (INH), Lomé, Togo ; ³Université de Lomé, Togo ; ⁴Université du Ghana, Ghana
Publication : Antimicrobial Resistance and Infection Control, 2019, 8:104
DOI : 10.1186/s13756-019-0552-0
Contact : fortunedavi@yahoo.fr
Contexte
Les quinolones et les bêta-lactamines sont des classes d'antibiotiques largement utilisées dans le monde pour le traitement de nombreuses maladies infectieuses. Les quinolones sont des antibiotiques synthétiques utilisés contre les infections à bactéries à Gram négatif telles que les Entérobactéries. Les fluoroquinolones ont une activité intrinsèque à large spectre supérieure à celle des quinolones.
Trois principaux mécanismes de résistance aux quinolones ont été décrits : (i) l'accumulation de mutations dans les gènes codant les cibles des quinolones (ADN gyrase et topo-isomérase IV) ; (ii) la diminution de la concentration intracellulaire des fluoroquinolones par régulation à la baisse des porines ou modification de l'activité des pompes à efflux ; (iii) l'acquisition de gènes de résistance plasmidique.
L'acquisition de gènes de résistance aux quinolones à médiation plasmidique (PMQR) conduit à la protection des cibles des quinolones par les protéines Qnr appartenant à la famille des protéines à répétition pentapeptidique (PRP) et à l'hydrolyse des quinolones par la protéine Aac (6')-Ib-cr. Un grand nombre d'allèles qnr a été trouvé sur des plasmides ou des chromosomes bactériens ; environ 100 variants de gènes qnr ont été décrits principalement chez les Entérobactéries, regroupés en 5 familles distinctes : qnrA, qnrB, qnrC, qnrD et qnrS.
Au Togo, des études antérieures ont révélé la présence des gènes de bêta-lactamase CTX-M1 (95,73 %), TEM (82,31 %) et SHV (45,12 %) dans des souches d'E. coli et de Klebsiella spp. productrices de BLSE. La production de BLSE était associée à une co-résistance élevée aux fluoroquinolones (93 % pour la ciprofloxacine), aux aminoglycosides (76,36 % pour la gentamicine) et au triméthoprime/sulfaméthoxazole (95,65 %). Cette étude est la première à rapporter la fréquence des gènes qnrA, qnrB et qnrS dans des souches BLSE-productrices d'E. coli et de Klebsiella spp. au Togo.
Méthodes
Collecte et identification des échantillons
Des souches bien caractérisées d'Escherichia coli et de Klebsiella spp. ont été collectées de mai 2013 à juillet 2015 au laboratoire de bactériologie de l'Institut National d'Hygiène (INH) de Lomé. Les souches ont été isolées à partir de divers prélèvements pathologiques : urines, prélèvements vaginaux, pus et spermes. Les méthodes microbiologiques standards ont été utilisées pour l'isolement et la purification des souches sur milieu Mac-Conkey ou Eosine Bleu de Méthylène (EMB).
155 souches résistantes à au moins une céphalosporine de troisième génération (céftazidime, céfotaxime ou ceftriaxone) ont été collectées : 91 souches d'E. coli et 64 souches de Klebsiella spp. Les bactéries ont été isolées à partir d'urines (58,71 %), de prélèvements vaginaux (24,52 %), d'écouvillons de plaies (9,69 %), de spermes (3,87 %), et d'autres sources.
Test de sensibilité aux antibiotiques
Le test de sensibilité aux antibiotiques (TSA) a été réalisé par la méthode de diffusion sur disque selon les recommandations CA-SFM/EUCAST. La présence de BLSE a été détectée par le test de double disque synergique. La détection des gènes qnr (qnrA, qnrB, qnrS) et des gènes de résistance aux bêta-lactamines (blaCTX-M, blaTEM, blaSHV) a été effectuée par PCR simplex et multiplex au Laboratoire CERBA/LaBioGene de Ouagadougou, Burkina Faso.
Résultats
Profil de sensibilité aux antibiotiques
Toutes les souches d'E. coli étaient résistantes à la ceftriaxone et au céfotaxime, et 97,80 % à la céftazidime. La résistance aux quinolones était très élevée : acide nalidixique (96,67 %) et ciprofloxacine (94,51 %). Les souches restaient sensibles à l'imipénème (résistance : 2,20 %), à l'amikacine (3,30 %) et à la fosfomycine. Parmi les aminoglycosides, les souches étaient plus résistantes à la gentamicine (75,82 %).
Toutes les souches de Klebsiella spp. étaient résistantes au céfépime (100 %). La résistance à la céftazidime et à la ceftriaxone était de 98,44 % chacune. L'acide nalidixique, la ciprofloxacine, la doxycycline et le triméthoprime/sulfaméthoxazole présentaient des taux de résistance d'au moins 90 %. Seuls l'imipénème, l'amikacine et la fosfomycine restaient très actifs sur les souches de Klebsiella spp. (résistance < 5 %).
Les BLSE ont été phénotypiquement détectées dans 87/91 (95,60 %) des souches d'E. coli et 62/64 (96,88 %) des souches de Klebsiella spp.
Distribution des gènes qnr
L'analyse par électrophorèse a révélé que 107 souches (61 E. coli et 46 Klebsiella spp.) portaient au moins un gène qnr :
- 74 (47,74 %) qnrB (41 E. coli + 33 Klebsiella spp.)
- 73 (47,10 %) qnrS (48 E. coli + 25 Klebsiella spp.)
- 4 (2,58 %) qnrA (Klebsiella spp. uniquement)
La présence concomitante de deux ou trois gènes qnr a été détectée. La prévalence des gènes qnr était plus élevée chez Klebsiella spp. (71,88 %) que chez E. coli (67,03 %). Aucun gène qnrA n'a été trouvé chez E. coli.
Profil de sensibilité des souches qnr-positives
Parmi les 107 souches portant des gènes qnr, 90,48 % étaient résistantes à l'acide nalidixique et 93,46 % à la ciprofloxacine ; 98,13 % à la céftazidime et 99,07 % à la ceftriaxone. Le taux de résistance à la gentamicine était de 82,24 %. Ces souches restaient sensibles à l'imipénème (97,20 %), à l'amikacine (97,20 %) et à la fosfomycine (95,33 %).
Association gènes qnr et gènes de BLSE
Toutes les souches qnr-positives étaient productrices de BLSE. Parmi les 107 souches portant des gènes qnr : 102 portaient CTX-M1 (59 E. coli + 43 Klebsiella spp.) ; 96 portaient TEM (54 E. coli + 42 Klebsiella spp.) ; 52 portaient SHV (17 E. coli + 35 Klebsiella spp.). Les sous-types qnr (A, B, S) pouvaient coexister seuls ou en association avec les gènes blaCTX-M1, blaTEM et blaSHV.
Conclusion
Cette première étude rapportant les gènes qnrA, qnrB et qnrS dans des souches BLSE-productrices d'E. coli et de Klebsiella spp. au Togo confirme la large distribution des gènes qnr. Les résultats révèlent un taux élevé de qnrB et qnrS, seuls ou en combinaison, avec une forte association aux combinaisons blaTEM/CTX-M1 et blaTEM/SHV/CTX-M1. Ces souches qnr-positives étaient hautement résistantes à l'acide nalidixique, à la ciprofloxacine, à la céftazidime, à la ceftriaxone et à la gentamicine, mais restaient sensibles à l'imipénème, à l'amikacine et à la fosfomycine.
Les gènes de résistance aux quinolones à médiation plasmidique et leur association avec la résistance aux céphalosporines médiée par les BLSE contribuent à la propagation de la multirésistance par leur transfert facile entre bactéries. Leur large dissémination compromet les résultats des traitements des infections courantes en milieu communautaire et hospitalier. Ces résultats soulignent la nécessité de renforcer la surveillance de la résistance aux antimicrobiens au Togo.
Mots-clés : E. coli, Klebsiella spp., BLSE, gène qnr, Togo
