Classification Raisonnée des Bétalactamases des Gram Négatifs

7/22/2019 Classification Raisonne des Btalactamases des Gram Ngatifs

1/38

Kildie Barrial(Bactriologie XR)Julie Scotet(Virologie XR)

Encadrement : Dr SylvestreTIGAUD (Bactriologie XR)

DES BACTERIOLOGIE 17 fvrier 2006

Classification et perspectives

dvolution des -lactamaseschez les BGN


2/38

LES -LACTAMASES : Gnralits

Enzymes michaeliens complexe enzyme/substratAction dpendante de :

Constante daffinit Km

Vitesse dhydrolyse Vmax

Quantit denzyme disponible

Hydrolyse pont amide du cycle -lactame: acylenzyme acide

inactif

Pnicillinesacide pnicilloque

Cphalosporinesacide cphalosporoque

Diffrence majeure avec les PLP: vitesse dhydrolyse


3/38


Caractristiques des -lactamases :Protines: PM, pHi, antignicit

Profil de substrat(Km, Vmax)

Profil dinhibiteurs

Nature du site actif

2 types :

Srine--lactamases:Site actif srineMtallo--lactamases:Ncessitent ions Zn2+pour leur activit

Support gntique :

Chromosomique:constitutif ou inductible

Plasmidique:transmission stable

Intgron

Transposon


4/38


Rsistance :Naturelle :chromosomique (constitutive ou inductible)

Acquise :

Chromosomique : mutation gne de structure ou de rgulation

Plasmidique

Transposon

Le spectre dactivit peut tre approch par les phnotypes bas niveau en labsence de mutation

Pnicillinases bas niveau:

Pni G, Pni A, carboxy- et urido-pnicillinesInhibes par acide clavulanique

Cphalosporinases bas niveau:

Pni G, Pni A, C1G (cfalotine), certaines C2G

Non inhibes par lacide clavulanique


5/38

LES -LACTAMASES : Classifications

Critres pris en compte :Caractristiques physiques

Phnotype:

Pnicillinases, cphalosporinases

Nature du site actif(srine)

Squence AA

Origine(chromosomique, plasmidique)Situation constitutive ou inductible


6/38

LES -LACTAMASES : Classifications

Ambler Bush-Jacobi-Medeiros

Date 1980 1989, remise jour en 1995

Supportanalogies de

squence peptidique

profil de substrat et profil

dinhibition

Classification

4 classes :

A, B, C et D

3 grands groupes :

1, 2 (8 sous-groupes) et 3

Pratique

mdicale+++ +


7/38


8/38

Arbre

phylognique


9/38

Prsentation successive des 4 classes de -lactamases selon larticle :

Philippon A, Arlet G. Les -lactamases chez les

bacilles gram ngatif : que de nouveauts en15 ans! Antibiotiques 2005; 7 : 247-259.

Mdiation chromosomique puis plasmidique


10/38

CLASSE A : Srine-enzymes

Spectre dactivit de base :

R: Ampicilline, Ticarcilline, Cfalotine +/-

S: Pipracilline, Cfoxitine, C3G, Aztronam et

Carbapnmes

Inhibition par lacide clavulanique

Mdiation :ChromosomiquePlasmidique


11/38

1- Pnicillinases (BSBL?)

Chromosomique/ Constitutive

Bas niveau

Phnotype sauvagede K. pneumoniae : SHV-1, Len-1, OKP

R: Ampicilline/Ticarcilline

S : Augmentin, Cfalotine, C3G, Carbapnmes

Phnotype sauvage de K. oxytoca : OXY-1 et 2

Affinit plus importante pour C3G

Mutant promoteur fortK. oxytoca : Hyperproduction naturelle denzyme

R: Ampicilline, Ticarcilline, Pipracilline, C1G, C2G, C3G variable

(ceftriaxone, cfotaxime), Aztronam

Inhibe par AC



12/38

2- Cfuroximase

Chromosomique/ Inductible

Phnotype sauvage de Proteus vulgaris (Groupe 5), Kluyvera

ascorbata

R: Ampicilline, Ticarcilline, C1G et C2G

Inhibe par AC

3- Carbapnmases chromosomiques

Chromosomiques

Peu frquentes / Acquise

S. marcescenset E. cloacae

R: Ampicilline, Aztronam et Imipnme

S : C3G

Exemples : IMI, SME et NMC-A



13/38

4- -lactamases larges spectres : TEM-1 -2 et SHV-1Plus frquentes

Plasmidiques

TEM-1dcouverte chez E. coli

R: Ampicilline, Ticarcilline, Pipracilline, C1G et C2G

Inhibe par ACMutation

ponctuelle sur

le gne du

plasmide

TRIBLSE

Pnicillinases

HN



14/38

5- Pnicillinases haut niveauPlasmidiques

Copies multiples de TEM et SHV

Acquis par pression de slection des IBL

R: Ampicilline, Ticarcilline, Pipracilline, Cfalotine

Augmentation des CMI => Effet contact

I: Augmentin

S: Pipracilline + Tazocilline, C3G, Carbapmnes

Surtout chez E. coli



15/38

6- -lactamase spectre tendu : BLSE

Mutants de TEM-1, TEM-2 et SHV-1 ou transfert depuis Kluyvera

E. coli et K. pneumoniae

Familles majeures :

Types TEM, SHV, GES, et CTX-M

R: Ampicilline, Ticarcilline, Pipracilline, C1G, C2G, C3G,

Cfpime/Cefpirome, Aztronam

S/I: BL + IBL

S : Cphamycines, Carbapnmes



16/38

Evolution des TEM


17/38

BLSE drives de TEM


18/38

S

CH2-R

COO-

o

CONHC

N

O CH3

NH2 S

N

OH

---------Ser238--------

Ser70

OH

NH3+

Lys

Interaction Srine

238 et oxime

des C3G


19/38

BLSE drives de SHV


20/38

Bouchon de champagne ou test de synergie

CASFM

FEP

AMC : Amoxicilline + AC

CAZ : Ceftazidime

CTX : Cfotaxime

FEP : Cfpime/Cefpirome

AZT : Aztronam

AZT

2 cm

3 cm

CAZ CTX

AMC

2 cm

2 cm

Sur glose Mueller Hinton

Incubation 18 24 heures l tuve 37C


21/38

Interprtation

BLSE ou bouchon de champagne si la zone

dinhibition de la pousse bactrienne est largie entre le

disque dAMC et celui de Cfpime, Cefotaxime,

Ceftazidime ou dAZT

Co-rsistance

Aminosides, Ttracyclines et FQ

AMC

FEP

AZT

CAZ

CTX


22/38

7- CTX-M

BLSE de type non-TEM, non-SHV

S. typhimurium, E. coli, K. pneumoniae

Hydrolyse : Cfotaxime >> Ceftazidime

Inhibition par Tazobactam > AC

98%homologies entre la -lactamase chromosomique de

Kluyvera ascorbataet certaines CTX-M



23/38

Squence dacides amins :

Groupe 1: CTX-M-2, 4, 5, 6, 7, 20 et Toho-1

Groupe 2: CTX-M-1, 3, 10, 11, 12, 15, 22, 23 et 28

Groupe 3: CTX-M-8

Groupe 4: CTX-M-9, 13, 16, 14, 17, 18, 19, 21, 24,

27 et Toho-2

Groupe 5: CTX-M-25et CTX-M-26

Apparition de CTX-M: CTX-M 15

Hydrolyse cfotaxime


24/38

8- Imipnmases plasmidiques

Plasmidiques

P. aeruginosa: KPC

Klebsiella: GES-2, IBC-2

Acquis

Mutation de certaines BLSE : GES-1

R: Ampicilline, Ticarcilline et C3G, Imipnme

S: Pipracilline et Aztronam



25/38

CLASSE B : Mtallo-enzymes

Large spectre :

Plupart des -lactamines, y compris les carbapnmes

( carbapnmases )

Seul lAztronam semble peu ou pas inactiv

Ac. clavulanique inefficace

Mtallo--lactamases chromosomiques:S. maltophilia(L1)

B. cepacia(blaB)

Klebsiella, E. coli(IMP-2)

Mtallo--lactamases plasmidiques:Emergence depuis une dizaine dannes (Asie SE +++)

P. aeruginosa,Acinetobacter baumannii

Puis chez entrobactries et autres BGN comme P. putida, et P.

stutzeri


26/38

CLASSE B : Mtallo-enzymes

Type IMP

- IMP-1 :

Klebsiella pneumoniae

Serratia marcescens

Citrobacter freundii

Pseudomonas putida, P. stutzeri

Acinetobacter baumannii, A. junii

- IMP-2, IMP-5:A. baumannii

- IMP-3: Serratia flexneri

- IMP-4:Acinetobacter sp., Citrobacter youngae

- IMP-6 : S. marcescens- IMP-7, IMP-9, IMP-10 :Pseudomonas aeruginosa

- IMP-8:K. pneumoniae

Type VIM

- VIM-1 :

P. aeruginosa

A. baumannii

E. coli

- VIM-2 : P. aeruginosa, P. putida, P. stutzeri

S. marcescens

A. baumannii

- VIM-3, VIM-4, VIM-5, VIM-7, VIM-8 :P. aeruginosa

- VIM-6:P. putida

Autres

types- SPM-1, GIM-1:P. aeruginosa


27/38

CLASSE C : Srine-enzymes

-lactamases chromosomiquesampC :Gne ampC: systme le plus souvent rgulet inductible(ampR)

-

ampCampR ampD

+-lactamines

-lactamase scrte = cphalosporinase :

-Hydrolyse ampicilline, cfalotine

-Ticarcilline trs mal hydrolyse

-Pas dinhibition par lacide clavulanique


28/38


-lactamases chromosomiquesampC:Groupe 1 Entrobactries (ex : E. co l i) :

Taux scrtion trs faible carAmpR absentgne non exprim

Sensibilit ampicilline, cfalotine

Possibilit de mutants promoteurs forts:

taux scrtion de lenzyme etdonc rsistance ampicilline/cfalotine

Groupe 3 Entrobactries (E. clo acae, C. freundi i) et P. aerug inos a:

Taux scrtion phnotypiquement significatif(systme de rgulation

complet)

Phnotype sauvage :

-R ampicilline/cfalotine/Augmentin

-S ticarcilline/cfotaxime

Possibilit de mutants drprims: hyperproduction cphalosporinase

avec R ticarcilline/pipracilline/C3G/aztronam (S aux C4G/IMP)


29/38


-lactamases chromosomiquesampCmutes :Rsistance acquise aux C4G : rare mais existe (France/USA)

E. cloacae, E. aerogenes, S. marcescens

Cphalosporinase hyperproduite + mutation

Km vis vis des C4G

Rsistance acquise lIMP

E. cloacae, E. aerogenes

Cphalosporinase hyperproduite + perte dune porine


30/38

CLASSE C : Srine-enzymes -lactamases plasmidiquesampC:

Emergence depuis quelques annes

Klebsiella +++,S. enterica, P. mirabilis, E. coli

Phnotype de rsistancecphalosporinase hyperproduite

R C3G/Augmentin/cfoxitine

S C4G/imipnme +/-

Transmission systme de rgulation ampC complet :

Ex : Dharam1 chez Salmonella enteritidis

Cphalosporinase inductible: antagonisme IMP/cfotaxime ou aztronam

Ou systme de rgulation ampC incomplet (ex : CMY)

Cphalosporinase non inductible


31/38


-lactamases plasmidiquesampC: phylognie


32/38


-lactamases plasmidiquesampC: tude parent structurale

DHA-1 plasmidique de K. pneumon iae/ -lactamase chromosomique

de M. mo rgani i: prsence du gne ampR

CMY plasmidiques / -lactamaseplasmidique de C. freundi i: parent

seulement au niveau du gne de

structure (ampR absent) situation

constitutive


33/38


-lactamases plasmidiquesampC:


34/38

Trs htrognes ( OXAcillinases

Peu/pas inhibes par lAC

Mdiation

Chromosomique

Pseudomonas aeruginosa(OXA-50)Prsence systmatique

Plasmidique

Pseudomonas aeruginosa(OXA-2)

CLASSE D : Srine-enzymes


35/38

Evolution importante : Mutation ponctuelle

OXA-2, 10 et 13 => BLSE type OXA

R : C3G => Cfotaxime, cfpime et aztronam

Nouvelles OXA => CarbapnmasesAcinetobacter baumannii

CLASSE D : Srine-enzymes


36/38

CONCLUSION

-lactamases : volution lie la pression de slection exerce par

des -lactamines de plus en plus stables

Emergence de -lactamases mutes avec spectre de plus en plus

tendu et possibilit de passage en situation plasmidiqueDonc risque de transmission dans le monde bactrien

Diffusion mondiale importante et rapide

Associations plusieurs mcanismes de rsistance, enzymatiquesou non

Intrt du gnotypage +++


37/38

Classification des Entrobactries - Vincent JARLIER :

Phnotype sauvage

Classe 0: Salmonella spp

Absence de production de -lactamasesAbsence de ampC

Classe 1: E. coli, P. mirabilis, Shigella sppProduction non significative de -lactamases

Absence de ampR

Classe 2: K. pneumonia, K. oxytoca, C. koseriPnicillinase chromosomique bas niveau

Classe 3: E. cloacae, C. frundii, M. morganii, S. marcescensCphalosporinase chromosomique inductible rsistante aux IBL(ampC)

Classe 4: Yersinia sppPnicillinase + Cphalosporinase (ampC)

Classe 5: Proteus vulgarisCphalosporinase chromosomique inductible sensible aux IBL

(Cfuroximases)


38/38

BIBLIOGRAPHIE Bush K, Jacoby GA, Medeiros AA. A functional classification scheme for -lactamases and its

correlation with molecular structure. Antimicrobial Agents and Chemotherapy.1995;39:1211-33. Bush K. New beta-lactamases in gram-negative bacteria: diversity and impact on the selection

of antibiomicrobial therapy. Clinical Infectious Disease. 200;32:1085-9.

Dubouix A, Marty N. Dtection des entrobactries productrices de bta-lactamases spectre

tendu par biologie molculaire : avantages, limites. Antibiotiques 2004;6:193-201.

Jacoby GA., Bush K. Betalactamase nomenclature. J. Clin Microbiol. 2005; 43(12):6220.

Naas T., Nordmann P., Vedel G., Poyar C. Nouvelles -lactamases. AAC; 2005.

Paterson D. and Bonomo R. Extended-spectrum -lactamases : a clinical update. Clinical

microbiology reviews. Oct. 2005; 657-686.

Philippon A., Arlet G. Les -lactamases chez les bacilles gram ngatif : que de nouveauts en

15 ans! Antibiotiques 2005; 7:247-259.

Philippon A., Arlet G., Jacoby GA. Plasmid-Determined AmpC-Type -Lactamases.

Antimicrobial Agents And Chemotherapy. 2002; p.1-11.

Dr R. Bonnet Entrobactries et -lactamines - CHU Clermont-Ferrand

Dr M.L Joly-Guillou Acinetobacteret -lactamases CHU Angers

Dr Nordmann -lactamines et Pseudomonas aeruginosaUniversit Paris XI

Dr S. Tigaud -lactamases -Interpretative reading of susceptibility testing CHU Lyon

Classification Raisonnée des Bétalactamases des Gram Négatifs

Documents

Transcript of Classification Raisonnée des Bétalactamases des Gram Négatifs