Pr. A. PHILIPPON

Faculté de Médecine René Descartes

Université Paris V- France

BLSE et entBLSE et entéérobactrobactééries: ries:

modalitmodalitéés de ds de déétectiontection

BLSEBLSE

ßß--Lactamases Lactamases àà spectre spectre éélargi MMI 1988largi MMI 1988

ßß--Lactamases Lactamases àà spectre spectre éétendutendu

Principales dPrincipales déénominationsnominations

ESBLESBL

ExtendedExtended--spectrum spectrum ßß--Lactamases Lactamases AAC 1989AAC 1989

BLSE : EVOLUTIONBLSE : EVOLUTIONDES PUBLICATIONSDES PUBLICATIONS

RICAI 2004RICAI 2004

DEFINITIONDEFINITION

1/1/ Plasmid Plasmid--mediated mediated B-B-lactamases lactamases TEM or SHV TEM or SHV whichwhich

conferconfer resistance resistance toto third third--generation cephalosporinsgeneration cephalosporins

after evolution after evolution by mutation (s)by mutation (s)

Philippon A., Philippon A., Labia Labia R.R. Jacoby Jacoby G. AAC 1989G. AAC 1989

DEFINITIONDEFINITION

2/2/ ESBL are ESBL are plasmid plasmid-- mediated mediated enzymesenzymes that that conferconfer

resistance resistance to to oxyiminooxyimino--ßß--lactams such lactams such asas cefotaxime cefotaxime,,

ceftazidimeceftazidime, , aztreonamaztreonam

Jacoby Jacoby GA GA Medeiros Medeiros A., AAC 1991A., AAC 1991

1/ TEM- 1/ TEM- and and SHV-types, CTX-M....... SHV-types, CTX-M....... Class AClass A

2/ 2/ AmpC AmpC types (CMY-1, CMY-2, MIR-1.....types (CMY-1, CMY-2, MIR-1.....Class CClass C

3/ IMP-1 3/ IMP-1 class Bclass B

4/ OXA-10 4/ OXA-10 class Dclass D

AmoxicillineAmoxicilline 3232 > 256 > 256 > 256 > 256

Amoxicilline Amoxicilline + AC+ AC 2 2 22 > 256 > 256

TicarcillineTicarcilline 3232 > 256 > 32 > 256 > 32

Ticarcilline Ticarcilline + AC+ AC 2 2 2 2 > 32 > 32

PipPipééracillineracilline 2-42-4 > 64 > 64 > > 3232

PipPipééracilline racilline + AC+ AC 2-4 2-4 2 > 32 2 > 32MecillinamMecillinam 0,10,1 > 32 > 32 0,10,1CCééfalotinefalotine 22 > 16 > 16 > 32 > 32 CCééfoxitinefoxitine 2 2 2 > 162 > 16CCééfuroximefuroxime 0,5 > 16 > 160,5 > 16 > 16CeftazidimeCeftazidime 0,25 0,25 V V > 16 > 16CCééfotaximefotaxime 0,03 0,03 VV > 4 > 4AztrAztrééonamonam 0,030,03 V V > 0,5 > 0,5CCééfféépimepime 0,03 V0,03 V 0,010,01ImipImipéénnèèmeme 0,50,5 0,5 0,5 0,5 0,5

K. PNEUMONIAE CMI (mg/L) SELON BLAK. PNEUMONIAE CMI (mg/L) SELON BLA

Sauvage BLSE CASESauvage BLSE CASE

DEFINITION 2007DEFINITION 2007** Plasmid Plasmid, transposable or , transposable or integronintegron-borne-borne Bla Bla

* * which which confer conferconfer confer resistance resistance toto various various ßß--lactamslactams

including third including third--generation cephalosporins generation cephalosporins (3GC)(3GC)

**These various These various enzymes enzymes belong belong to class Ato class A

*are *are usually detected usually detected by aby a synergy between synergy between ßß--lactamslactams

such such as 3GC as 3GC and clavulanateand clavulanate..

EntEntéérobactrobactééries groupe 5ries groupe 5

**Some othersSome others are are chromosomal chromosomal

**SpeciesSpecies--specificspecific

**Sometimes poorly expressedSometimes poorly expressed

0.1

BES-1

L2

ROB-1

TEM-1

ORN-1

PLA1aPLA2a

LEN-1

SHV-1

Ohio-1

HERA-1

AER-1MAL-2CKO-1MAL-1

CARB-5

Vhh-1

vhw-1CARB-4

CARB-6CARB-3

PSE-4PSE-1

blaP1

BRO-1VEB-1CME-1

TLA-1

PER-1

PER-2

cepA

cblA

cfxACFXA3

IBC-1CloaGES-4KpGreeceGES-3japonGES-4japonGES-2pyoSAGES-3EColigreeceIBC-2GES-1kpGES-1PortugalGES-1pyoBx

DES-1

SFC-1

KPC 3cloaKPC-4scotKPC-3NYKPC-1KPC-2KoKPC-2Kp

SME-2

SME-1Sme-1

NMC-AIMI-1

YE

PenA

penABlaBpvHUGA

cumA

cdiA

SED-1OXY-2-4OXY-1-1

RAHN-1

SFO-1FONA-1FONA-2M-5KLUA-1TLRM-20TO-1

M-2M2M-7M-4

M-6M-8M-25TRAM-13

M17

M-9 M-16M-19

M-24M-14M-18 M-10M-12M-3M-11M-22M-23

M-1MEN-1 M-15M-28

CTX-M typesKPC-types

GES/IBC-types

TEM-types

SHV-types

BLSE: BLSE: ANCIENNESANCIENNES ET ET NOUVELLESNOUVELLES

Bacilles Bacilles àà Gram-n Gram-néégatif : gatif : Dendogramme Dendogramme de 104 de 104 ßß--lactamases lactamases de classe Ade classe A

Nombreuses BLSE nouvellesNombreuses BLSE nouvelles

Identification molIdentification molééculaire culaire

mais interprmais interpréétation identiquetation identique

BLSE NOUVELLESBLSE NOUVELLES

SFO-1SFO-1 Serratia fonticola 1988

TLA-1TLA-1 TLAhuicas 1991

PER-1PER-1 PPseudomonas seudomonas EExtendedxtended--spectrum spectrum RResistanceesistance 1991

VEB-1VEB-1 VVietnamietnam EExtendedxtended--spectrum spectrum BBetaeta--lactamaseslactamases 1996

BES-1BES-1 BBrazilian razilian EExtendedxtended--SSpectrum pectrum ßß--lactamaseslactamases 1996

GES-1GES-1 GGuyanauyana EExtendedxtended--SSpectrum pectrum ßß--lactamaseslactamases 1998

IBC-1IBC-1 IIntegronntegron--BBorne orne CCephalosporinase ephalosporinase !!!!!!!!!!!! 1999

KPC-1 KPC-1 KKlebsiellalebsiella p pneumoniaeneumoniae C Carbapenemasesarbapenemases

INCIDENCE ACTUELLE EN EUROPE (EARSS)INCIDENCE ACTUELLE EN EUROPE (EARSS)

E. coliE. coli

RESISTANCE AUX C3GRESISTANCE AUX C3G

2002 20062002 2006

INCIDENCE ACTUELLE EN EUROPE (EARSS)INCIDENCE ACTUELLE EN EUROPE (EARSS)

K.K.pneumoniaepneumoniae

RESISTANCE AUX C3GRESISTANCE AUX C3G

2005 20062005 2006

RESISTANCE AUX C3GRESISTANCE AUX C3G

- en augmentation- en augmentation

- devenue significative (selon esp- devenue significative (selon espèèces)ces)

-- initalement initalement rapportrapportéée en CHUe en CHU

puis hpuis hôôpitaux gpitaux géénnéérauxraux

- maintenant observ- maintenant observéée en LABMe en LABM

- souvent lors de petites - souvent lors de petites éépidpidéémiesmies

Premier test de dPremier test de déétection par synergietection par synergie

Brun-Buisson et al.Brun-Buisson et al. Lancet Lancet, 1987,, 1987, Jarlier Jarlier V. et al. RID, 1988V. et al. RID, 1988

44

K.K.pneumoniaepneumoniae, E.coli, E.coli

CTX-1, CAZ-1CTX-1, CAZ-1

CMI CMI >> 0,5 mg/L 0,5 mg/L

3 substrats (CAZ, CTX, ATM)3 substrats (CAZ, CTX, ATM)

Diffusion 3 cm (centre Diffusion 3 cm (centre àà centre) centre)

synergiesynergie

Synergie variable selon la BLSE : CAZ, CTXSynergie variable selon la BLSE : CAZ, CTX

CAZCAZ

TCCTCC

CTXCTX

ATM

ATM

AMCAMC

PER-1SFO-1

CAZCAZ

TCCTCC

CTXCTX

AMCAMC

Recommandation CA:SFMRecommandation CA:SFM

1/ SELON CMI CTX, CAZ1/ SELON CMI CTX, CAZ

2/ SYNERGIE : Tester plusieurs C3G ou analogue2/ SYNERGIE : Tester plusieurs C3G ou analogue

CTX ouCTX ou c cééfotaximefotaxime

CAZ ou CAZ ou ceftazidimeceftazidime

ATM ouATM ou aztr aztrééonamonam

FEP ouFEP ou c cééfféépime pime ((AmpC AmpC HP)HP)

(en fait autour de 1 mg/L)(en fait autour de 1 mg/L)c, C = c, C = << 4 et > 32 4 et > 32

NCCLS (CLSI)NCCLS (CLSI)

>> 1mg/L CTX, CAZ, ROC, ATM, 1mg/L CTX, CAZ, ROC, ATM, ccéépodoximepodoxime

Criblage (Criblage (screeningscreening))

E. coli, K.E. coli, K. pneumoniae pneumoniae, K., K.oxytocaoxytoca, P.mirabilis, P.mirabilis

ConfirmationConfirmation

* CMI * CMI >> 3log2 (gamme concentration) 3log2 (gamme concentration)

* diffusion: * diffusion: > > 5 mm (disque C3G + I)5 mm (disque C3G + I)

* 3 log2 (E-test)* 3 log2 (E-test)

synergie (synergie (acac.. clavulanique clavulanique)) + quantification + quantification

= = synergie synergie ((acac.. clavulanique clavulanique)) quantifiquantifiééee

* CMI * CMI >> 3log2 (gamme concentration) 3log2 (gamme concentration)

!! 5 mm (disque C3G + I)5 mm (disque C3G + I)

!!3 log2 (E-test)3 log2 (E-test)

METHODES AUTOMATIQUES/MANUELLESMETHODES AUTOMATIQUES/MANUELLES

DDéétection indirectetection indirecte

DDéétection directetection directe

((VitekVitek, AES,, AES, bioM bioMéérieuxrieux®®))

UTILISATION DES AUTOMATES EN FRANCEUTILISATION DES AUTOMATES EN FRANCE

. Mini-API. Mini-API

. Phoenix. Phoenix

. . MicroscanMicroscan

. VITEK. VITEK

. VITEK-2, VITEK Compact. VITEK-2, VITEK Compact

DETECTION COMPARATIVE DES BLSE DETECTION COMPARATIVE DES BLSE

SensibilitSensibilitéé >> 85 - 100 % 85 - 100 %

(faux n (faux néégatifs)gatifs)

SpSpéécificitcificitéé >> 85 - 100% 85 - 100%

(faux positifs) (faux positifs)

- rares- rares

- difficiles (2 - difficiles (2 àà 4 substrats) 4 substrats)

- pas toutes les m- pas toutes les mééthodesthodes

Etudes isolEtudes isolééeses

Etudes comparatives Etudes comparatives

RRéésultats bruts sur la rsultats bruts sur la réésistance : excellents sistance : excellents

Souches Souches %%

Pos Pos.. NegNeg.. Sens.Sens. SpecSpec..

MicroscanMicroscan 2121 1111 100100 100100

VitekVitek 2121 1111 100100 100100

DisquesDisques 19 19 1111 9090 100100

E-testE-test 1818 99 9090 100100

--------------------------------------------------------------------------------------------------

MRMR 2121 1111 100100 100100

Etude comparEtude comparéée chez 32 souches de re chez 32 souches de rééfféérencerence

2 faux2 faux

nnéégatifsgatifs

MR=MR= microm micromééthode thode de dilution liquidede dilution liquide

Linscott Linscott A. et al, JCM 2005A. et al, JCM 2005

E. coli, K.E. coli, K. pneumoniae pneumoniae, K., K.oxytocaoxytoca, P. mirabilis, P. mirabilis

AutomatesAutomates

DiffusionDiffusion

Souches Souches % %

Pos Pos.. NegNeg.. Sens. Sens. Spec Spec..

MicroscanMicroscan 6161 2828 100 100 97 97

VitekVitek 5959 2929 98 98 9797

DisquesDisques 6060 2929 98 98 100 100

E-testE-test 5858 88 100 100 8989

----------------------------------------------------------------------------------------------------

MRMR 61 61 2828 100100 9797

Etude comparEtude comparéée cheze chez

MR=MR= microm micromééthode thode de dilution liquidede dilution liquide

E. coli, K.E. coli, K. pneumoniae pneumoniae, K., K.oxytocaoxytoca

Linscott Linscott A. et al, JCM 2005A. et al, JCM 2005

AutomatesAutomates

DiffusionDiffusion

90 souches cliniques90 souches cliniques

Sens. Sens. SpecSpec. . VPP VPP VPNVPN

MicroscanMicroscan 83,583,5 72,972,9 81,6 81,6 75,475,4

PhoenixPhoenix 98,898,8 52,252,2 75,075,0 96,696,6

VitekVitek-2-2 85,9 85,9 78,0 78,0 84,9 84,9 79,379,3

__________________________________________________________________________

DisqueDisque 94,194,1 81,481,4 87,987,9 90,690,6

Disque +Disque + 92,992,9 96,6 95,5 90,5 96,6 95,5 90,5

E-E-testESBL testESBL 94,1 84,7 89,9 90,994,1 84,7 89,9 90,9

Etude comparEtude comparéée chez 147 souches EB BLSE +/-e chez 147 souches EB BLSE +/-

3 labos, m3 labos, mééthode de rthode de rééfféérence: molrence: molééculaireculaire

Wiegang Wiegang I. et al. JCM 2007I. et al. JCM 2007

AutomatiquesAutomatiques

ManuellesManuelles

E. coli, K.E. coli, K. pneumoniae pneumoniae, K., K.oxytocaoxytoca

EnterobacterEnterobacter,, Citrobacter Citrobacter,, Serratia Serratia

Sens. Sens. SpecSpec..

MicroscanMicroscan 98,698,6 51,5 51,5

PhoenixPhoenix 100,0 100,0 51,551,5

VitekVitek-2-2 84,5 93,984,5 93,9

______________________________________________________

DisqueDisque 94,494,4 72,7 72,7

Disque +Disque + 94,494,4 97,0 97,0

E-E-testESBLtestESBL 98,698,6 72,772,7

Etude comparEtude comparéée chez 104 souches BLSE +/-e chez 104 souches BLSE +/-

3 labos, m3 labos, mééthode de rthode de rééfféérence: molrence: molééculaireculaire

Wiegang Wiegang I. et al. JCM 2007I. et al. JCM 2007

AutomatiquesAutomatiques

ManuellesManuelles

E. coli, K. E. coli, K. pneumoniaepneumoniae, K., K. oxytoca oxytoca

Sens. Sens. SpecSpec..

MicroscanMicroscan 0,00,0

PhoenixPhoenix 90,0 33,390,0 33,3

VitekVitek-2-2 100,0 38,9100,0 38,9

______________________________________________________

DisqueDisque 90,090,0 100,0 100,0

Disque +Disque + 80,080,0 100,0 100,0

E-E-testESBLtestESBL 60,060,0 100,0100,0

Etude comparEtude comparéée chez 28 souches BLSE +/-e chez 28 souches BLSE +/-

3 labos, m3 labos, mééthode de rthode de rééfféérence: molrence: molééculaireculaire

Wiegang Wiegang I. et al. JCM 2007I. et al. JCM 2007

AutomatiquesAutomatiques

ManuellesManuelles

EnterobacterEnterobacter, , CitrobacterCitrobacter,, Serratia Serratia

ECHECS DE SYNERGIEECHECS DE SYNERGIE

Niveau de rNiveau de réésistance trop sistance trop éélevlevéé

Choisir une C3G bien quChoisir une C3G bien qu’’ inactiv inactivéée, pluse, plus

stablestable

ccééfféépimepime

cefpiromecefpirome

ECHECS DE SYNERGIE DECELABLEECHECS DE SYNERGIE DECELABLE

1/ Synergie existante mais non mesurable1/ Synergie existante mais non mesurable

2/ Synergie trop faible2/ Synergie trop faible

3/ Pas de synergie3/ Pas de synergie

11

22

3a3a

MMéécanismescanismes

1/ BLSE typique, expression trop forte1/ BLSE typique, expression trop forte

2/ + m2/ + méécanisme (impermcanisme (impermééabilitabilitéé, CMT), CMT)

3a/ + m3a/ + méécanisme (CASE HP, canisme (CASE HP, pCASEpCASE))

3b/ bact3b/ bactéérie (P.mirabilis)rie (P.mirabilis)

3b3b

22

ECHECS DE SYNERGIE: ANALYSE COMPLEMENTAIREECHECS DE SYNERGIE: ANALYSE COMPLEMENTAIRE

1/ BLSE typique, expression trop forte1/ BLSE typique, expression trop forte

2/ + m2/ + méécanisme (impermcanisme (impermééabilitabilitéé, CMT, K., CMT, K. oxytoca oxytoca))

galerie adaptgalerie adaptéée, nouvelle gamme, new C3G, inoculum, e, nouvelle gamme, new C3G, inoculum,

distance < 3 cm, disque combin distance < 3 cm, disque combinéé............

E.E. cloacae cloacae

CASE HP CASE HP

+ BLSE+ BLSE

CTX AMC CTXCTX AMC CTX

CAZ AMC CAZCAZ AMC CAZ

ATM AMC ATMATM AMC ATM

FEP AMC FEPFEP AMC FEP

ANALYSE COMPLEMENTAIREANALYSE COMPLEMENTAIRE

3a/ + m3a/ + méécanisme canisme

(CASE HP,(CASE HP, pCASE pCASE))

Inhiber la CASE Inhiber la CASE

et nouvel antibiogrammeet nouvel antibiogramme

1/ C3G adapt1/ C3G adaptéée (FEP)e (FEP)

inhibition par la inhibition par la cloxacillinecloxacilline

(> 250 mg/L)(> 250 mg/L)E.E. cloacae cloacae

2/ SYNERGIE 0 : ANALYSE COMPLEMENTAIRE2/ SYNERGIE 0 : ANALYSE COMPLEMENTAIRE

CMTCMT == Complex Complex Mutant TEMMutant TEM

TicarcillineTicarcilline 128128

Ticarcilline Ticarcilline + + clavulanateclavulanate 128128

PipPipééracillineracilline 6464PipPipééracilline racilline + + clavulanateclavulanate 44CCééfalotinefalotine 1616CCééfoxitinefoxitine 44CCééfuroximefuroximeCeftazidimeCeftazidime 22CCééfotaximefotaxime 0,030,03

BLSE + TRIBLSE + TRI

AffinitAffinitéé

PIPPIP

CFCF

CAZCAZ

E.COLI (CMI, mg/L)E.COLI (CMI, mg/L)

SolutionSolution

* Inoculum fort* Inoculum fort

* ADN* ADN

AMX TIC PIP CF

CTX CAZ

IMP

TZP

ATM

AMC TCC

FEPCPO

CFM CXM FOX

CF1179 TEM-152ThThèèse F. Robin, 2007se F. Robin, 2007

3b/ bact3b/ bactéérie (P. mirabilis)rie (P. mirabilis)

ANALYSE COMPLEMENTAIREANALYSE COMPLEMENTAIRE

changer gamme, C3G, inoculum, distance > 3 cm......changer gamme, C3G, inoculum, distance > 3 cm......

SYNERGIE FAIBLESYNERGIE FAIBLERefaire lRefaire l’’antibiogramme en augmentant lantibiogramme en augmentant l’’inoculuminoculum

Nouvelles concentrations: Nouvelles concentrations:

<< 1 mg/L 1 mg/L

PERSPECTIVESPERSPECTIVES

: : «!«!2/2/ The cephalosporin breakpoints The cephalosporin breakpoints forfor Enterobacteriaceae will Enterobacteriaceae will

detect resistance mediated detect resistance mediated by mostby most ESBLs and other clinically ESBLs and other clinically

importantimportant beta beta--lactamases lactamases inin Enterobacteriaceae Enterobacteriaceae..

EUCAST (suite)EUCAST (suite)

HoweverHowever,, some some ESBL-ESBL-producing strains producing strains maymay appear appear susceptible susceptible

oror intermediate with these breakpoints intermediate with these breakpoints «!«!..

: : ««!!Laboratories Laboratories maymay want want to use a testto use a test which specifically screens which specifically screens

forfor the presence the presence of ESBLof ESBL!»!»..!!

c c < < 1 mg/L 1 mg/L

c c < < 1 mg/L1 mg/L

CONCLUSIONSCONCLUSIONS

-- Aucune proc Aucune procéédure ne donnera 100 % dure ne donnera 100 %

donc adapter au m donc adapter au méécanisme canisme ééventuel /espventuel /espèècece

-- D Déétection brute satisfaisante tection brute satisfaisante >> 85-100% 85-100%

-- D Déétection amtection amééliorlioréée, car nouvelles c, Ce, car nouvelles c, C

-- Si Si E. coli,E. coli, Klebsiella spp Klebsiella spp. peu importe la m. peu importe la mééthodethode

-- SiSi CitrobacterCitrobacter,, Enterobacter Enterobacter, , SerratiaSerratia, ,

r réésistance bien dsistance bien déétecttectéée maise mais

test compltest compléémentaire nmentaire néécessairecessaire