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Rechute de l’endocardite native de la valve de Staphylococcus aureus productrice de β-lactamase de type A pendant le traitement par la céfazoline: réexamen de la question

Notre expérience avec un patient présentant une endocardite à valve native aigrique Staphylococcus aureus sensible à la méthicilline, qui a présenté une rechute impliquant une fièvre et une hémoculture positive en recevant de la céfazoline, nous a conduit à évaluer la capacité de cet organisme à hydrolyser la céfazoline à haut inoculum, déjà bien documenté. L’analyse de la souche infectante a révélé une concentration inhibitrice minimale élevée de céfazoline lorsqu’un grand inoculum a été utilisé, ainsi qu’une dégradation rapide et complète de la céfazoline, associée à une repousse dans une expérience de destruction du temps. Le séquençage de l’ADN du gène de la β-lactamase a montré qu’elle était identique à celle de la β-lactamase de type A aureus, connue pour inactiver efficacement la céfazoline. Un avertissement est donné concernant l’utilisation de cet antibiotique pour le traitement de l’endocardite causée par ce type d’isolat de S aureus.

Quatre variantes différentes de β-lactamases A, B, C et D de Staphylococcus aureus ont été identifiées, d’abord par des méthodes immunologiques , plus tard par leur taux d’hydrolyse de différents substrats β-lactamines en utilisant des extraits et des extraits de cellules entières [, ], et plus récemment par séquençage de l’ADN du gène de la β-lactamase La différence de taux d’hydrolyse des types de β-lactamases pour divers β-lactamines était bien documentée dans le passé, montrant par exemple que le taux d’hydrolyse de la céfazoline par la β-lactamase de type A était – et – plus élevé que ceux du céfamandole et de la céphalothine, respectivement Ce comportement phénotypique a été corrélé avec la présence des acides aminés sérine et thréonine aux résidus et, respectivement, qui différencient Une β-lactamase des autres types Des rapports antérieurs ont documenté l’échec de la céfazoline chez des patients atteints d’endocardite à valve native S aureus ; dans l’un de ces rapports, la souche infectante isolée présentait les caractéristiques phénotypiques des isolats de S aureus de type A fortement productrices de β-lactamase, y compris des CMI élevées de céfazoline lorsqu’un grand inoculum était utilisé, également associé à la dégradation de la céfazoline . d’autres ont défendu le rôle de la céfazoline dans le traitement de l’endocardite staphylococcique sur la base d’une expérience personnelle et générale, quoique largement inédite . Le présent rapport de cas, qui documente la rechute survenue pendant le traitement par la céfazoline, nous a conduit à revoir la controverse entourant ce problème

Rapport de cas

Un homme âgé de quatre ans, ayant subi un pontage aorto-coronarien et un défibrillateur automatique implantable à l’AICD plusieurs mois avant son admission à l’hôpital, a été admis avec une histoire de fièvre, de frissons et d’essoufflement pendant l’examen physique. Un grade de souffle diastolique a été trouvé dans la région aortique, et il n’y avait aucune évidence d’infection du site de sternotomie ou de lésions emboliques périphériques. Il a reçu de la vancomycine et de la rifampine par voie intraveineuse après des cultures de cocci gram positif en grappes. identifié comme MSSA S aureus sensible à la méthicilline, la thérapie a été changée en céfazoline g iv qh et gentamicine mg iv qhA échocardiographie transœsophagienne a montré une régurgitation aortique modérée, ainsi que des végétations globulaires × cm et × cm Les résultats de plusieurs hémocultures ultérieures ont été négatifs, et le patient présentait une défervescence en quelques jours Gentamicin a été arrêté après des jours de céfazoline-genta combinée le traitement par micin, le dosage de la céfazoline a été augmenté à g iv qh après des jours de thérapie, et le patient a été sorti de l’hôpital dans un état stable pour compléter un traitement de la semaine avec des plans pour le remplacement électif de la valve mais le patient a été réadmis La conformité à la perfusion de céfazoline a été confirmée par les registres des soins de santé à domicile et des pharmacies et par l’interrogatoire du patient et des parents responsables de l’administration des antibiotiques. Les résultats de l’examen clinique seraient inchangés. un échocardiogramme transthoracique TTE a montré une grande végétation mobile sur la valve aortique; ceci n’avait pas été vu sur un TTE qui avait été obtenu avant la sortie de l’hôpital. Le traitement a été changé de céfazoline en nafcillin g iv qh, et les cultures d’échantillons sanguins obtenus après h de traitement par nafcilline n’ont montré aucune croissance Gentamicin mg iv qh a été commencé le lendemain Le patient est devenu afébrile et, quelques jours après sa deuxième admission à l’hôpital, a subi une résection chirurgicale et un remplacement de la valve aortique. L’examen pathologique des valves a révélé une excroissance fibrinopurulente aiguë et des bactéries qu’un échantillon n’a pas été soumis à la culture. l’hôpital semaines plus tard et semaines complètes de traitement nafcillin

Méthodes

La CMI de chaque antimicrobien a été déterminée par la méthode de microdilution en bouillon en utilisant un bouillon Mueller-Hinton II ajusté aux cations CAMHB II; Becton Dickinson, supplémenté en% de chlorure de sodium lorsque la nafcilline a été testée, conformément aux directives NCCLS Les CMI ont été déterminées en utilisant différents inoculums: standard × cfu / mL, intermédiaire × cfu / mL et haut × cfu / mL; Les CMI ont été lues à et c La céfazoline, la céfamandole, la céphalothine et la nafcilline ont été obtenues auprès de Sigma Chemicals. La souche S aureus isolée du patient a été obtenue par notre laboratoire et désignée “TX” Les souches témoins utilisées étaient S aureus ATCC et; il a été montré que le premier produit de petites quantités de β-lactamase de type A, et que ce dernier est une souche pansusceptible, β-lactamase négative. Pour les expériences d’inactivation et d’inactivation, une suspension de cultures de S aureus TX et Les ATTC ont été ajoutés à CAMHB II contenant de la céfazoline μg / mL, pour atteindre une concentration initiale de ~ cfu / mL At,, et h, des échantillons ont été prélevés en double et dilués en série pour le comptage des colonies; en même temps, mL a été retiré, centrifugé à g pendant min, remis en suspension dans une solution saline normale, filtré stérilement à travers un filtre Nalgene d’un diamètre de pores de -μm et congelé à-° C jusqu’à ce que l’essai biologique soit effectué. essai biologique de diffusion en utilisant Bacillus subtilis en triple L’activité β-lactamase résiduelle présumée a été inactivée par la chaleur ° C pendant les s avant l’essai biologique ; nous avons confirmé que le traitement thermique de l’échantillon n’affecte pas la concentration en antibiotique. L’ADN génomique a été extrait par la méthode au bromure d’hexadécyltriméthylammonium, comme décrit ailleurs , sauf pour l’ajout de lysostaphine U / mL; Sigma Chemicals Des réactions de PCR ont été réalisées en utilisant le kit PCR Optimizer Invitrogen Primers pour amplifier une région ~ -bp du gène de structure étaient blaZ F ‘-TACAACTGTAATATCGGAGGG-‘ et blaZ R ‘-CATTACACTCTTGGCGGTTTC-‘, et d’autres amorces intragéniques blaZ précédemment décrites ont été utilisés pour confirmer la séquence des deux brins Les produits de PCR ont été analysés par séquençage d’ADN automatisé au centre de microbiologie et de génétique moléculaire Université du Texas Medical School, Houston L’analyse séquentielle a été réalisée à l’aide du service réseau BLAST du Centre national d’information biotechnologique. Le logiciel DNASTAR DNASTAR Inc a été utilisé pour comparer des similarités entre d’autres séquences

Résultats

Les CMI de la céfazoline, de la céfamandole, de la céphalothine et de la nafcilline à h pour les souches ATCC et S aureus ATCC sont présentées dans le tableau en utilisant l’inoculum standard recommandé par le NCCLS × cfu / mL, les CMI de ces antibiotiques se situaient dans la souches aureus, sans différence entre les valeurs de lecture MIC à h et h

Tableau View largeTéléchargement d’antibiotiques contre une endocardite Staphylococcus aureus souche souches TX et ATCC et à hTable View largeTélécharger des antibiotiques contre une endocardite Staphylococcus aureus souche souches TX et ATCC et à hAt l’inoculum le plus élevé × cfu / mL, les céphalosporines présentaient des CMI plus élevées contre le TX Cet effet d’inoculum a été observé, par ordre décroissant, avec la CMI de la céfazoline à h, μg / mL; MIC à h, & gt; μg / mL, CMI de céfamandole à h, μg / mL; CMI à h, μg / mL et CMI à la céphalothine à h, μg / mL; CMI à h, μg / mL Lorsque ces céphalosporines ont été testées contre la souche ATCC de faible niveau de β-lactamase-producteur, les CMI ont affiché la même tendance et le même ordre, bien que les CMI soient inférieures à celles avec TX. L’effet de la taille de l’inoculum n’influe pas sur l’effet de la taille de l’inoculum, sauf pour une légère augmentation de la CMI μg / mL, qui se situe toujours dans la plage de susceptibilité h pour TX et ATCC. Aucun effet d’inoculum n’a été observé. de ces antibiotiques contre la souche ATCC β-lactamase négative La figure montre la courbe temporelle des souches S aureus TX et ATCC β-lactamase négative en présence de céfazoline μg / mL, ainsi que les concentrations de céfazoline aux mêmes moments A h, les deux souches ont montré une diminution du nombre d’unités formant des colonies par millilitre de ~ log; à h, cependant, TX avait repoussé au niveau vu sans antibiotique, alors que le nombre d’unités formant des colonies par millilitre pour la souche ATCC a continué à diminuer Corrélée avec ces résultats, la concentration de céfazoline a diminué de μg / mL au départ à un indétectable En revanche, la concentration de céfazoline a montré une diminution modeste à μg / mL à h et à μg / mL à h avec la souche ATCC. Une diminution modeste à μg / mL a également été observée à h dans le flacon témoin céfazoline sans cellules bactériennes Le séquençage de l’ADN du produit amplifié de la souche TX a montré une séquence nucléotidique identique à celle précédemment rapportée pour le gène de la β-lactamase de type A

Figure Vue largeTélécharger slideTime-kill courbe et la concentration de céfazoline en présence des souches Staphylococcus aureus TX et ATCC β-lactamase négative Les résultats sont les valeurs moyennes des échantillons en double A, courbe de temps-kill: contrôle de croissance TX aucun antibiotique; ▪; Croissance de S aureus ATCC en présence de μg / mL de céfazoline ▵; S aureus TX croissance en présence de μg / mL de céfazoline • B, concentration de céfazoline: la céfazoline ne contrôle pas les bactéries; ▪; concentration de céfazoline avec des inoculums S aureus TX •; Concentration de céfazoline avec inoculum S aureus ATCC ▵Figure Voir grandTélécharger la courbeTime-kill curve et la concentration de céfazoline en présence des souches de Staphylococcus aureus TX et ATCC β-lactamase négative Les résultats sont les valeurs moyennes des échantillons dupliqués A, courbe Time-kill: croissance TX ne contrôle aucun antibiotique; ▪; Croissance de S aureus ATCC en présence de μg / mL de céfazoline ▵; S aureus TX croissance en présence de μg / mL de céfazoline • B, concentration de céfazoline: la céfazoline ne contrôle pas les bactéries; ▪; concentration de céfazoline avec des inoculums S aureus TX •; concentration de céfazoline avec inoculum S aureus ATCC ▵

Discussion

On peut aussi supposer que la rechute était liée à la présence d’un corps étranger infecté et difficile à stériliser, c’est-à-dire que l’AICD conduit plutôt qu’à un processus infectieux incontrôlé et inoculum élevé, c’est-à-dire une végétation aortique infectée; cependant, la présence d’une “grande végétation” sur la valve aortique observée sur un TTE additionnel qui n’avait pas été vu précédemment par la même procédure et le rapport de l’examen pathologique vont à l’encontre de cette hypothèse. une sensibilité de>% pour la détection des végétations associées aux sondes intracardiaques , n’a révélé aucune végétation entourant les sondes ou la valve tricuspide. Il est apparu que le patient répondait à un changement de traitement à la nafcilline, un médicament non hydrolysé par cette souche, l’ajout subséquent de gentamicine et le remplacement valvulaire nous empêchent de savoir si la nafcilline seule aurait été curative. Des rapports antérieurs ont documenté un traitement infructueux de l’endocardite staphylococcique à la céfazoline. Au début, Quinn et ses collaborateurs ont rapporté que la céfazoline échouait. dosage de – g / jour chez les patients ayant des antécédents d’injection d’héroïne et de S aureus ocardite La souche S aureus isolée des patients ayant présenté un échec thérapeutique présentait des CMI élevées de céfazoline & gt; μg / mL lorsqu’un inoculum de grande taille a été utilisé et, dans la courbe temporelle utilisant un inoculum initial élevé, l’absence d’inhibition de la croissance était associée à la dégradation de la céfazoline Bien qu’aucune étude supplémentaire n’ait été réalisée sur cette souche, ses caractéristiques phénotypiques étaient compatibles avec S aureus hautement productrices de β-lactamase de type A Ce rapport a été suivi par un autre rapport de patients ayant présenté un échec thérapeutique en recevant la même faible dose de céfazoline, dont l’atteinte du SNC Reinarz et al traitement par céfazoline de l’endocardite à S aureus chez les patients recevant une dose de – g / jour D’autres ont signalé une insuffisance prophylactique de la céfazoline chez des patients présentant des infections post-chirurgicales profondes causées par des souches de S aureus produisant une grande quantité de β-lactamase de type A modèle de lapin d’endocardite expérimentale utilisant des isolats de S aureus produisant des β-lactamases avec un taux d’hydrolyse élevé pour la céfazoline traitée avec cette céphalosporine Cependant, plus récemment, un autre groupe a trouvé des numérations de colonies plus élevées dans les végétations provenant d’animaux traités à la céfazoline si la souche infectante produisait une grande quantité de β-lactamase de type A extracellulaire dans un modèle de souris de la céphaline. infection intrapéritonéale, l’utilisation de céfazoline et de céphaloridine était corrélée à des taux de mortalité accrus lorsque la souche S aureus était capable de produire de la β-lactamase; Des doses plus élevées de céfazoline ont été associées à des taux de survie améliorés Le nombre d’organismes dans une végétation infectée peut être aussi élevé que les UFC / g de tissus et, étant donné que jusqu’à 100% des β-lactamases peuvent être excrétés des cellules bactériennes , la concentration de cette enzyme dans la végétation pourrait atteindre des proportions substantielles Même si la concentration sérique de céfazoline atteint un maximum de μg / mL min après l’administration de g iv, et qu’elle est encore μg / mL à h , la concentration Dans de telles conditions et comme suggéré par notre cas, si la souche S aureus infectante produit de grandes quantités de β-lactamase de type A, l’enzyme pourrait inactiver la céfazoline à un taux élevé. assez pour surmonter son effet antibactérien Le bénéfice potentiel que l’addition d’aminoglycosides pourrait avoir chez ces patients est certainement attrayant, bien que les études de cette utilisation manquent des pénicillines résistantes à la pénicillinase c.-à-d. La nafcilline et l’oxacilline sont les agents de première intention pour le traitement de l’endocardite à SASM, bien que la céfazoline soit recommandée chez certains patients présentant une hypersensibilité non immédiate à la pénicilline . Toutefois, sur la base de nos constatations et celles des autres , nous prévenons que, en présence de tissus infectés avec des comptes de bactéries élevés à l’intérieur d’une végétation, si la souche S aureus produit de grandes quantités de β-lactamase de type A, cette céphalosporine pourrait être hydrolysée, entraînant éventuellement une défaillance thérapeutique. Ce type de souche est isolé chez les patients atteints d’endocardite Bien qu’aucune méthode standardisée de reconnaissance n’ait été proposée, des CMI à haut inoculum et / ou séquençage d’ADN du gène de la β-lactamase peuvent être utiles si la céfazoline est envisagée pour le traitement des patients atteints de SASM endocardite Sans ce test ou un test similaire, nous préférons ne pas utiliser la céfazoline pour les infections graves à S aureus. Cependant, nous devons également souligner que la céfazoline est relativement stable en présence de β-lactamases de type B et C et que des échecs cliniques de céfazoline associés à des souches de S aureus produisant ces types de β-lactamases n’ont pas été rapportés