Abstract

L’infection des voies urinaires (UTI) est un problème mondial. La plupart des recherches sur les infections urinaires se concentrent sur l’étiologie gram-négative. Les entérobactéries se sont avérées être l’infection urinaire la plus répandue, constituant plus de 80% de tous les cas signalés. Les principales bactéries à Gram positif dans les cas d’infection urinaire sont Staphylococcus saprophyticus, Enterococcus faecalis, Streptococcus agalactiae. Les agents pathogènes à Gram positif ont été signalés dans de nombreux pays dans les cas d’infections urinaires non compliquées et compliquées. L’antibiothérapie des bactéries gram-positives est complètement différente de celle des agents pathogènes gram-négatifs de l’UTI. Cependant, les symptômes associés aux infections urinaires causées par des bactéries gram-positives et gram-négatives sont très similaires. En l’absence d’un diagnostic approprié, il y a de fortes chances que le diagnostic et l’antibiothérapie qui s’ensuit soient erronés. Très peu d’études sont disponibles sur l’étiologie et la sensibilité aux antibiotiques au Bangladesh. Nous avons cherché à combler cette lacune dans le domaine de la recherche. Cette étude a détecté 8,2 % de bactéries gram-positives chez les patients atteints d’infections urinaires. Cette prévalence est en harmonie avec les rapports publiés précédemment. On a constaté que les hommes et les femmes étaient infectés de la même manière par les agents pathogènes gram-positifs de l’infection urinaire. La plupart des publications antérieures montrent que les femmes sont plus vulnérables aux bactéries gram-négatives de l’infection urinaire. Il est peu probable que nos résultats montrent que les hommes sont également vulnérables aux bactéries gram-positives par rapport aux femmes. D’autres études avec des échantillons de plus grande taille peuvent justifier les résultats préliminaires. Les analyses des antibiogrammes ont montré que l’amikacine et la gentamicine sont les antibiotiques les plus efficaces contre les isolats testés. En revanche, la nitrofurantoïne s’est avérée le médicament le plus inefficace dans cette étude. Les conclusions de l’étude pourraient aider à prescrire des antibiotiques à partir de cette étude fondée sur des preuves.

Mots clés

uropathogène, UTI, résistance antimicrobienne, traitement empirique, Bangladesh

Abréviations

API : Index du profil analytique ; CLSI : Institut des normes cliniques et de laboratoire ; CLED : Cysteine Lactose Electrolyte Deficient Agar ; MDR : Multi Drug Resistant ; MHA : Muller Hinton Agar ; PBS : Phosphate Buffered Saline ; UTI : Urinary Tract Infection

Introduction

L’infection urinaire (UTI) est l’une des maladies infectieuses les plus courantes. Les principaux agents responsables des infections urinaires sont Escherichia coli et d’autres Enterobacteriaceae. Les proportions restantes sont associées à une variété d’organismes, notamment les bactéries à Gram positif Staphylococcus saprophyticus, Enterococcus faecalis, Streptococcus agalactiae (streptocoque du groupe B, SGB) et d’autres organismes moins fréquemment isolés. Les bactéries uropathogènes à Gram positif les plus répandues sont Staphylococcus saprophyticus et Enterococcus facecalis . Des uropathogènes à Gram positif ont été signalés dans de nombreux pays, tant pour les infections urinaires simples que compliquées. Aucune étude exclusive de ce type n’a été menée dans la population bangladaise pour rechercher l’étiologie des infections urinaires à Gram positif. En l’absence d’un diagnostic correct, il y a de fortes chances que les médicaments utilisés soient erronés et inappropriés et que le traitement associé ait des effets secondaires indésirables. Les bactéries à Gram positif sont plus souvent présentes comme agents étiologiques des infections urinaires chez les femmes enceintes et les personnes âgées. En outre, les infections urinaires compliquées surviennent souvent dans des environnements nosocomiaux et/ou institutionnels et ces personnes sont plus exposées aux infections à Gram positif et polymicrobiennes. Elle représente une part importante de la consommation d’antibiotiques, a un impact socio-économique important et peut contribuer à la résistance bactérienne. Les cliniciens ont souvent des difficultés à choisir l’antibiotique approprié pour le traitement empirique des infections urinaires. Au Bangladesh, l’utilisation inconsidérée d’antibiotiques entraîne de nombreuses conséquences négatives pour les patients souffrant d’infections urinaires, ainsi qu’un lourd fardeau économique. Cette étude visait à évaluer le profil de sensibilité des uropathogènes gram-positifs à différents antibiotiques prescrits. Notre étude avait rationalisé la nécessité d’une surveillance continue des patients infectés par les voies urinaires pour une meilleure compréhension de leur épidémiologie actuelle par les souches bactériennes gram-positives dans la population bangladaise.

Méthodes et matériels

Collecte des données

Les informations sociodémographiques des patients, l’historique des traitements (si les patients ont été traités avec une thérapie antimicrobienne), et toute information clinique pertinente (calculs rénaux, grossesse, utilisation récente d’un cathéter) ont été enregistrées par un questionnaire structuré.

Conception de l’étude et collecte des échantillons

Une étude transversale a été menée entre juillet 2018 et décembre 2018 pour rechercher un isolat bactérien gram-positif chez les patients ayant une infection urinaire. Cette étude a été conçue sur la base des examens de laboratoire des échantillons d’urine recueillis auprès des patients atteints d’infection urinaire qui fréquentent différents hôpitaux communautaires dans la région de Savar. Pour mettre en œuvre la planification, les patients susceptibles de souffrir d’une infection urinaire qui ont consulté un médecin à l’hôpital Gonosastha et au collège médical Enam de Savar, à Dhaka, ont été invités à participer à cette étude. L’étude inclut les patients consentants ayant des preuves cliniques d’UTI avec des symptômes de moins de sept jours se présentant au service des consultations externes des hôpitaux et ceux admis pour moins de 48 h.

Isolation et identification bactériennes

Pour isoler l’agent pathogène de l’UTI, des échantillons d’urine de milieu de flux propre ont été recueillis dans des tubes de verre stériles et inoculés sur un milieu de culture différentiel, la gélose à la cystéine, au lactose et à l’électrolyte déficient (CLED) (Lyophilchem, Italie). Les patients ont été informés au préalable de la procédure standard de prélèvement d’échantillons à mi-corps afin d’éviter toute contamination par des bactéries commensales. Pour éviter les résultats faussement positifs, les échantillons d’urine ont été ensemencés dans les deux heures suivant le prélèvement. L’utilisation de la gélose CLED présente l’avantage de favoriser la croissance de la plupart des uropathogènes potentiels, y compris les cocci gram-positifs tels que Staphylococcus aureus, Staphylococcus saprophyticus et Enterococcus spp. Parallèlement, une gélose au sel de mannitol (MSA) a été inoculée pour cibler la croissance des UTI gram-positifs. Les cultures d’urine ont été incubées pendant la nuit à 35ºC-37ºC à l’air ambiant. Des cultures d’urine quantitatives ont été réalisées, et des colonies de 102 ou 103 UFC/mL ont été considérées comme définissant une infection urinaire probable chez les patients concernés. Les comptages de colonies inférieurs à 102 CFU/mL ont été considérés comme une contamination potentielle. Les colonies bactériennes purifiées ont été identifiées par coloration de Gram, par des procédures biochimiques conventionnelles suivies d’un kit de test biochimique rapide (API 20E, BioMe’rieux, Durham, NC) composé d’un ensemble de panneaux chromogènes, de batteries de glucides et de substrats enzymatiques. L’identification bactérienne a été validée plus avant par le génotypage à l’aide de l’ARNr 16S des isolats en partie.

Évaluation de la sensibilité antimicrobienne

Les isolats ont été soumis à un test de sensibilité aux antibiotiques in vitro par la méthode standard de diffusion sur disque de Kirby-Bauer et la zone d’inhibition a été interprétée selon les recommandations du CLSI (Clinical amp ; Laboratory Standards Institute-2010). Six disques antibiotiques de bêta-lactamines, de nitrofurantoïne et de fluoroquinolones ont été placés sur la pelouse bactérienne et incubés à 37ºC pour déterminer le profil de sensibilité. Les bactéries sensibles ont donné une zone claire autour du disque antibiotique et le diamètre de la zone a été mesuré pour être comparé à la norme.

Détection des gènes de β-lactamase et de résistance aux quinolones

Les isolats qui présentaient un phénotype résistant ont été soumis à la PCR pour la détection du gène blaTEM et qnrS. Un total de six lysats bactériens a été préparé. La PCR a été réalisée dans un tube PCR contenant le lysat bactérien comme matrice d’ADN (1 µl) avec un volume final de 12 µl contenant le prémélange ADN 2x (6 µl), 5 pmol de chaque amorce (1 µl) et de l’eau désionisée (4 µl). La PCR a été réalisée dans un thermocycleur et les conditions de cyclage pour bla TEM et qnrS étaient les suivantes : dénaturation initiale à 94°C pendant 5 minutes, suivie de 32 cycles d’amplification avec dénaturation à 94°C pendant 30 secondes, recuit à 50°C pendant 30 secondes (blaTEM) et 55°C pendant 30 secondes (qnrS) et extension à 72°C pendant 1 minute, pour finir par une extension finale à 72°C pendant 7 minutes. Les produits PCR de la taille attendue ont été purifiés et séquencés en utilisant les mêmes amorces que celles utilisées pour générer les produits PCR.

Analyses statistiques

Comme décrit, la version Bangla validée du questionnaire a été utilisée pour la collecte des données. Les formulaires de collecte de données remplis ont été revérifiés par les superviseurs de la collecte de données. Des analyses de laboratoire sélectionnées au hasard (10 %) ont été effectuées deux fois par des chercheurs différents afin de garantir l’authenticité des données de laboratoire et d’évaluer les biais entre chercheurs. Les données vérifiées ont été saisies et ensuite analysées à l’aide de l’éditeur de données statistiques IBM SPSS (version 21). Les données manquantes ont été exclues de l’analyse bivariée. Les statistiques descriptives ont été présentées sous forme de fréquences, de pourcentages et de moyennes, le cas échéant, ainsi que d’écarts types. La sensibilité aux antimicrobiens des bactéries testées a été évaluée à l’aide d’une échelle de notation catégorielle à trois niveaux : sensible (antibiotique indiqué comme totalement efficace), intermédiaire (indiqué comme partiellement efficace) et résistant (indiqué comme non efficace). Pour tester l’association entre les données catégorielles, le test du chi carré de Pearson a été utilisé, et la correction de Yate pour la continuité a été appliquée le cas échéant. Ainsi, l’exposition aux antimicrobiens et l’acquisition de gènes résistants aux antibiotiques ont été calculées. Le coefficient de corrélation a été calculé pour vérifier la force de l’association. Des tests t d’échantillons indépendants ont été effectués pour comparer les moyennes des variables continues. Une valeur p bilatérale inférieure à 0,05, a été considérée comme statistiquement significative.

Résultats

Démographie de la population étudiée

Nous avons approché les patients qui ont consulté les médecins du Gonosatha Medical College avec leurs complications associées à l’infection urinaire. Nous avons inclus dans cette étude 147 patients qui présentaient des symptômes cliniques sévères. Parmi eux, 36 (24,5%) étaient des hommes et les 111 autres (75,5%) étaient des femmes. Par conséquent, près de trois fois plus de patients souffrant d’infections urinaires étaient des femmes par rapport au sexe opposé (Figure 1). Le test du chi-deux a montré que le sexe féminin était associé à un nombre significativement plus élevé d’infections urinaires (p = 0,04). La répartition par âge des cas de notre étude va de moins d’un an à plus de 70 ans. Cependant, les infections urinaires les plus fréquentes se situaient dans la tranche d’âge des 21-30 ans. La répartition générale des cas en fonction de l’âge est décrite dans le tableau 1. Un total de 5 des 12 Staphylococcus spp (42%) a été identifié dans la tranche d’âge 21-30 ans. Aucune autre tendance n’a été observée dans la distribution par âge des infections urinaires à gram positif.

Figure 1. Distribution des bactéries gram-positives et gram-négatives chez les hommes et les femmes. Les femmes avaient un nombre significativement plus élevé d’infections urinaires que les hommes, causées par des bactéries gram-négatives. Dans le cas de l’infection urinaire gram-positive, l’homme et la femme ont montré une vulnérabilité égale

Tableau 1. Âge-distribution des patients de l’étude sur les infections urinaires

Isolation et identification des agents pathogènes à Gram-positifs de l’infection urinaire

Nous avons examiné 147 échantillons d’urine provenant de patients cliniquement symptomatiques. Le milieu de culture CLED a produit des colonies de couleur différente pour les différents agents pathogènes de l’infection urinaire. Staphylococcus aureus à Gram positif produit des colonies jaunes et Staphylococcus saprophyticus génère des colonies blanches à jaunâtres, et Enterococcus spp y produit des colonies incolores à jaunes. Les bactéries Gram-négatives produisent d’autres couleurs différentes. Par conséquent, l’identification des bactéries de l’infection urinaire par l’observation des couleurs des colonies sur CLED peut être présumée, mais difficile à conclure. Nous avons effectué une sous-culture de ces colonies Gram-positives probables à partir du milieu de culture CLED sur de la gélose au mannitol et au sel (MSA) et les avons incubées pendant la nuit à 37°C. Les colonies de croissance sur MSA sont apparues blanches à jaunâtres et roses. Les bactéries provenant de la MSA ont été soumises à une coloration de Gram et ont été trouvées Gram positives. Les bactéries gram-positives préliminaires de l’infection urinaire qui ont été identifiées par cette étude sont des espèces de Staphylococcus. L’analyse de l’indice de profilage analytique (API) et/ou le séquençage de l’ADN 16sRNA peuvent être effectués pour identifier l’étiologie au niveau des espèces. Nous avons détecté 12 pathogènes gram-positifs de l’UTI, ce qui représentait 8,2% de la population pathogène totale.

Patron de résistance antimicrobienne des isolats gram-positifs de l’UTI

L’expérience de diffusion par disque a produit des zones claires de pelouse bactérienne sur la gélose Muller-Hinton (MH), indiquant la sensibilité des antibiotiques respectifs qui y sont imprégnés. En revanche, les isolats résistants n’ont pas permis d’obtenir de zone claire, même en présence du disque antibiotique. Une tendance mixte de la sensibilité aux antibiotiques testés a été observée dans notre évaluation. La résistance la plus élevée a été trouvée contre la nitrofurantoïne (91,7%), suivie par l’amoxicilline (83%), l’ofloxacilline (50%). La gentamicine et l’amikacine ont été trouvées des médicaments très efficaces, où seulement 8,3% a été trouvé résistant (Figure 2).

Figure 2. Prévalence de la résistance aux antibiotiques parmi les bactéries gram-positives de l’infection urinaire.
AMC : Amoxicilline ; LOM : Loméfloxacine ; OFX : Ofloxacin ; CN : Gentamicine ; AK : Amikacin ; F : Nitrofurantoin. L’amikacine et la gentamicine sont apparues comme les antibiotiques les plus efficaces contre les bactéries Gram-positives de l’infection urinaire. La nitrofurantoïne s’est avérée la moins efficace parmi les antibiotiques testés.

Gènes de résistance aux antibiotiques chez les uropathogènes gram-positifs

Nous avons préparé des échantillons d’ADN à partir des 12 isolats gram-positifs par la méthode de l’ébullition thermique. Les parois cellulaires des bactéries gram-positives sont généralement beaucoup plus rigides que les bactéries gram-négatives, ce qui peut affecter la libération de l’ADN dans les méthodes d’ébullition à la chaleur. Dans l’analyse actuelle, nous avons examiné le cycle bêta-lactame contenant le gène de résistance aux antibiotiques bla-TEM et avons trouvé deux isolats (2/6, 33%) positifs. De même, nous avons vérifié le gène qnr-S de résistance aux antibiotiques du groupe des fluoroquinolones et avons trouvé trois isolats positifs (3/6, 50%).

Discussion

Les infections des voies urinaires représentent l’une des maladies les plus courantes rencontrées dans la pratique médicale, causant une morbidité associée significative et survenant des nouveau-nés aux personnes âgées . La prévalence des infections peut différer selon l’âge, le sexe et certains facteurs de prédisposition. La plupart des infections urinaires signalées étaient causées par des bactéries gram-négatives, principalement des Enterobacteriaceae. Il existe également des preuves solides de l’infection par des bactéries gram-positives. Nous avons cherché à examiner la prévalence des agents pathogènes gram-positifs des infections urinaires dans la population du Bangladesh. Les traitements empiriques des infections urinaires, fondés sur des critères de gravité et des symptômes cliniques, représentent un défi de taille. Comme l’antibiothérapie des bactéries à Gram positif est complètement différente de celle des agents pathogènes des infections urinaires à Gram négatif, il existe une forte probabilité de se tromper de traitement par une approche empirique. Par conséquent, il est impératif de poser un diagnostic correct, accompagné d’un antibiogramme spécifique, afin de mettre en place une bonne gestion du traitement. L’infection urinaire étant une maladie communautaire courante au Bangladesh, un pourcentage important de la population est infecté par cette maladie chaque année. L’étude a été conçue pour vérifier également la sensibilité aux antimicrobiens des agents pathogènes gram-positifs de l’infection urinaire. Nous avons détecté environ 8,2% d’étiologies d’UTI gram-positives, notamment, Staphylococcus aureus, Staphylococcus saprophyticus, et Enterococcus spp. qui ont rejoint les rapports publiés précédemment .

Commensuellement, l’infection d’UTI a été enregistrée beaucoup plus chez les femmes que chez les hommes . Peu probable, nous avons trouvé la moitié de l’infection gram-positif a été signalé chez les hommes . Les résultats préliminaires ont montré que les hommes sont plus vulnérables aux infections à Gram positif par rapport à la situation générale. La répartition par âge des cas de notre étude va de moins d’un an à plus de 70 ans. Cependant, l’infection la plus fréquente de l’UTI gram-positif était dans le groupe d’âge entre 21-30 ans comme soutenu ailleurs .

La résistance aux antibiotiques parmi les uropathogènes est devenue une préoccupation de santé publique au Bangladesh. Dans cette étude, les profils de sensibilité aux antibiotiques des pathogènes gram-positifs de l’infection urinaire ont été déterminés avec six disques antibiotiques différents par un test de diffusion. Le pourcentage de résistance le plus élevé a été observé contre la nitrofurantoïne, tandis que le pourcentage de résistance le plus faible a été constaté contre l’amikacine et la gentamicine. Moins de 10 % des uropathognes gram-positifs sont apparus résistants à ces deux antibiotiques du groupe des aminoglycosides. Les résultats confirment que l’aminoglycoside est un médicament de choix pour les agents pathogènes des infections urinaires à Gram positif. Parmi les antibiotiques du groupe des quinolones, le pourcentage le plus élevé de résistance a été trouvé par la lomefloxacine de 2ème génération (75%). Les résultats de notre antibiogramme ont montré que la nitrofurantoïne n’était pas un médicament très efficace contre les bactéries gram-positives de l’infection urinaire. L’ancien antibiotique bêta-lactame, l’amoxicilline, était faiblement fonctionnel contre les agents pathogènes gram-positifs de l’infection urinaire. Les antibiotiques de la famille des fluoroquinolones, l’ofloxacilline et la lomefloxacine ont été jugés modérément efficaces.

Les isolats ont été testés pour certains gènes de la RAM par réaction en chaîne par polymérase (PCR), en utilisant des amorces spécifiques pour la détection du bla-TEM et du qnrS. Environ 33% des isolats étaient positifs pour bla-TEM et 50% pour qnrS. Des gènes de résistance aux antibiotiques ont été détectés et ont montré une harmonie avec le modèle de sensibilité phénotypique. Bien que l’étude ait été menée avec la plus grande sincérité et le plus grand dévouement, elle n’a pas pu dépasser ses limites car la taille de l’échantillon n’était pas suffisante. Malgré ces limites, on peut espérer que les résultats de l’étude aideront les cliniciens à décider de prescrire des antibiotiques à partir d’une étude fondée sur des preuves. Le clinicien devrait prendre soin du diagnostic spécifique avant de prescrire une antibiothérapie empirique, en particulier pour l’UTI masculine.

Déclaration éthique

Cette étude a été approuvée par le Comité d’éthique et d’examen de la recherche de l’Université Jahangirnagar, Faculté des sciences biologiques et le consentement verbal a été obtenu des patients et des médecins de l’UTI.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier les patients et les médecins respectifs pour leur coopération. Les auteurs reconnaissent la contribution du personnel du laboratoire général, département de microbiologie, Université de Jahangirnagar.

Divulgation

Ce travail a été partiellement soutenu par la subvention pour la recherche avancée (GARE), le ministère de l’Éducation et le ministère de la Science et de la Technologie Research Grant, Bangladesh, au Dr Md Salequl Islam.

1. Stamm WE, Norrby SR (2001) Infections des voies urinaires : panorama des maladies et des défis. J Infect Dis 183 : S1-S4.
2. Hooton TM (2012) Pratique clinique. Infection des voies urinaires non compliquée. J Infect Dis 366 : 1028-1037. Epub 2012/03/16.
3. Piette A, Verschraegen G (2009) Rôle des staphylocoques à coagulase négative dans les maladies humaines. Vet Microbiol 134 : 45-54.
4. Edwards MS, Baker C (2005) Infections à streptocoques du groupe B. GROUPE 12:c0060.
5. Matthews SJ, Lancaster JW (2011) Infections des voies urinaires dans la population âgée. Am J Geriatr Pharmacother 9 : 286-309.
6. Kline KA, Lewis AL (2016) Uropathogènes à Gram positif, infection urinaire polymicrobienne et microbiote émergent des voies urinaires. Microbiol Spectr 4 : 2.
7. Clouse K, Shehabi A, Suleimat AM, Faouri S, Khuri-Bulos N, et al. (2019) Prévalence élevée de la colonisation par le streptocoque du groupe B chez les femmes enceintes à Amman, en Jordanie. BMC pregnancy and childbirth 19 : 177.
8. de Sousa VS, da-Silva APS, Sorenson L, Paschoal RP, Rabello RF, et al. (2017) Staphylococcus saprophyticus Recovered from Humans, Food, and Recreational Waters in Rio de Janeiro, Brazil. Int J Microbiol 2017 : 4287547
9. Lee DH, Klinkova O, Kim JW, Nanjappa S, Greene JN (2019) Une série de cas d’infection à Staphylococcus lugdunensis chez des patients atteints de cancer dans un institut universitaire du cancer aux États-Unis. Infect Chemo 51 : 45-53.
10. Kunin CM (1994) Les infections des voies urinaires chez les femmes. Clin Infect Dis 18 : 1-10.
11. Croxen MA, Finlay BB (2010) Mécanismes moléculaires de la pathogénicité d’Escherichia coli. Nat Rev Microbiol 8 : 26-38.
12. Grude N, Tveten Y, Kristiansen BE (2001) Infections des voies urinaires en Norvège : étiologie bactérienne et susceptibilité. Une étude rétrospective des isolats cliniques. Clin Microbiol Infect 7 : 543-547.
13. Falagas ME, Giannopoulou KP, Kokolakis GN, Rafailidis PI (2008) Fosfomycine : utilisation au-delà des infections des voies urinaires et gastro-intestinales. Clin Infect Dis 46 : 1069-1077.
14. Stamm WE, Counts GW, Running KR, Fihn S, Turck M, et al. (1982) Diagnostic de l’infection coliforme chez les femmes souffrant de dysurie aiguë. N Engl J Med 307 : 463-468.
15. Detweiler K, Mayers D, Fletcher SG (2015) Bactériurie et infections des voies urinaires chez les personnes âgées. Urol Clin North Am 42 : 561-568.
16. Arshad M, Seed PC (2015) Les infections des voies urinaires chez le nourrisson. Clin Perinatol 42 : 17-28.
17. Tien BYQ, Goh HMS, Chong KKL, Bhaduri-Tagore S, Holec S, et al. (2017) Enterococcus faecalis favorise la suppression immunitaire innée et l’infection urinaire poly-microbienne associée aux cathéters. Infect Immun pii : e00378-17.
18. Vasquez V, Ampuero D, Padilla B (2017) Les infections urinaires chez les patients hospitalisés : ce défi. Rev Esp Quimioter 30 : S39-S41.
19. Hooton TM, Stamm WE (1997) Diagnostic et traitement de l’infection urinaire non compliquée. Infect Dis Clin North Am 11 : 551-581.
20. Medina M, Castillo-Pino E (2019) Une introduction à l’épidémiologie et au fardeau des infections des voies urinaires. Ther Adv Urol 11 : 1756287219832172.
21. Wallmark G, Arremark I, Telander B (1978) Staphylococcus saprophyticus : une cause fréquente d’infection urinaire aiguë chez les femmes en consultation externe. J Infect Dis 138 : 791-797.