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Staphylococcus aureus Petites variantes de colonie dans l’infection de l’articulation prothétique

Contexte Les petites colonies de Staphylococcus aureus tendent à persister malgré la thérapie antimicrobienne, en particulier lorsqu’elles sont impliquées dans des infections associées aux implants. Méthodes Nous avons analysé les cas d’infections associées aux prothèses de hanche dues à de petites colonies, y compris leur évolution. examen et, dans le cas, la microscopie électronique à transmission pour détecter les bactéries intracellulaires dans les phagocytes non professionnels Un concept de traitement a été élaboré sur la base d’un algorithme publié et les patients ont été gérés en conséquenceRésultats variantes de colonies, malgré autant de révisions chirurgicales et jusqu’à des mois d’antibiotiques La microscopie électronique à transmission réalisée sur des échantillons de biopsie à partir de tissu périprothétique a révélé des cocci intracellulaires dans les fibroblastes Toutes les prothèses ont été retirées sans implanter un espaceur, et des agents antimicrobiens ont été administrés pendant des semaines La réimplantation de la prothèse a été réalisée pour les patients Les suivis se sont déroulés sans incident dans tous les cas. Conclusions En cas de réponse insuffisante au traitement antimicrobien et chirurgical adéquat dans les infections staphylococciques associées aux implants, de petites variantes de colonies doivent être envisagées. activement recherchés Dans notre série de cas, un échange-étape sans implantation d’un espaceur combiné à un traitement antimicrobien pour un intervalle sans implant de – semaines a été associé à un résultat positif, avec un suivi moyen de plusieurs mois.

Variantes de petites colonies Les VPC sont des sous-populations naturelles de Staphylococcus aureus et sont associées à une infection persistante ou récidivante. Elles diffèrent du phénotype normal S aureus non seulement par leur petite taille, mais aussi par une diminution de la pigmentation et de l’hémolyse. les caractéristiques sont basées sur les auxotrophismes de la thymidine, de la ménadione ou de l’hémine, qui conduisent à une déficience du transport d’électrons Ces variants sont difficiles à traiter en raison de leur résistance accrue aux aminoglycosides et aux antibiotiques actifs dans les parois cellulaires. persistance A ce jour, la persistance intracellulaire des VPC a été démontrée in vitro mais pas ex vivo Les VPC étant souvent relativement instables et pouvant revenir à la forme hautement virulente et à croissance rapide, ces variants sont difficiles à identifier. de septicémie , fibrose kystique , infection des tissus mous [,,,], ostéomyélite [, -], arthrite [, ], un abcès cérébral , une sinusite et certaines infections associées au corps étranger, y compris des infections associées à l’ostéosynthèse , un stimulateur cardiaque et un shunt ventriculopéritonéal À notre connaissance, aucun SCV associé aux prothèses infection articulaire PJI; Nous avons également étudié les échantillons de biopsie obtenus à partir de la capsule articulaire du patient par microscopie électronique à transmission pour la présence intracellulaire. des SCV naturels chez les phagocytes non professionnels Les principaux objectifs de cette étude étaient de présenter un concept de traitement rationnel pour la prise en charge des SCV dans PJI en utilisant un algorithme précédemment publié et de contrôler le résultat de cette prise en charge avec des visites de suivi régulières

Patients et méthodes

Les cas ont été identifiés parmi les PJI associés aux arthroplasties totales de la hanche et du genou survenues dans notre établissement de janvier à décembre. Notre clinique de chirurgie orthopédique est une unité de soins qui sert de centre de soins primaires pour tous les types de chirurgie orthopédique des extrémités. Les dossiers des patients ont été revus pour évaluer la première période d’infection de S aureus chez chaque patient, y compris l’emplacement du foyer primaire, la présence d’une bactériémie, le nombre et l’emplacement des articulations prothétiques et leur implication dans le traitement des arthroplasties. l’infection Le nombre de révisions chirurgicales et la durée de l’antibiothérapie dans les mois précédant la détection des VPC ont été documentés. L’intervalle entre l’achèvement de l’antibiothérapie et la rechute de l’infection SCV a été analysé. Identification des VSIs Les échantillons ont été isolés de l’aspiration articulaire et / ou peropératoire. cultivé sur des géloses de sang au gélose Columbia Les tests d’espèces S aureus comprenaient la présence d’une croissance sur gélose S aureus ID, l’utilisation du test de colorimétrie ID couleur Slidex Staph Plus bioMérieux La PCR pour le gène mecA a été réalisée pour détecter la résistance à la méthicilline Les MIC ont été examinées en utilisant Etest AB Biodisk sur gélose au sang de Muller-Hinton et Muller-Hinton Les plaques ont été incubées à ° C et Les analyses SmaI de l’ADN chromosomique des SCV et du phénotype normal simultané ont été analysées par PFGE pour prouver l’identité clonale.Examinations ex vivo pour les bactéries intracellulaires dans le tissu périprothétique Chez le patient, des échantillons de biopsie ont été obtenus lors de l’extraction de la prothèse Chaque échantillon de biopsie a été divisé en parties: partie pour microbiologique et partie pour l’enquête histologique Trois échantillons de biopsie obtenus à partir de la capsule articulaire ont développé des monocultures de SCV. Des échantillons de tissus ont été perforés à partir des blocs histologiques de paraffine correspondants et exposés à une température de ° C pendant min. série décroissante d’alcool%,% et% en volume; Chaque fois que les tissus ont été lavés dans une solution de tampon phosphate, ils ont été fixés avec une solution de% OsO pendant min. Ensuite, les échantillons ont été déshydratés dans une série d’alcool ascendant%,% et% en volume et alcool absolu; Un procédé d’infiltration a été effectué d’abord avec: un mélange d’epon et d’acétone min et ensuite avec epon seul min On a laissé la polymérisation se poursuivre pendant h à une température de ° C Les échantillons ont ensuite été tranchés avec un ultramicrotome Reichert-Jung Ultracut E Les coupes de – à -nm-épaisses ont été analysées par microscopie électronique à transmission FEI, Philips, Morgani DTreatment Le traitement des patients était basé sur un algorithme précédemment publié pour les microorganismes difficiles à traiter Dans ce protocole, la prothèse infectée et tout matériel étranger sont complètement enlevés sans implanter un espaceur, et un débridement méticuleux du tissu infecté est effectué Pour prévenir la contraction des tissus mous, la traction de la hanche est réalisée à l’aide d’une broche Steinmann insérée à travers l’extrémité distale du fémur. sont administrés pendant des semaines, et la réimplantation de la prothèse est réalisée après d’autres semaines sans antibiotiques Après réimplantation le même schéma antibiotique administré pendant l’intervalle sans implant est à nouveau administré, jusqu’à ce que les biopsies nouvellement obtenues à partir du tissu périprothétique soient normalement négatives après jours. Dans les infections staphylococciques sensibles à la méthicilline, la flucloxacilline est administrée par voie intraveineuse après le retrait de la prothèse, mais il est remplacé par une combinaison de rifampicine et de lévofloxacine en quelques jours. La rifampicine a une activité bactéricide contre les micro-organismes adhérant à la surface, à croissance lente et biofilm, mais ne doit pas être administrée seule Les quinolones sont excellentes La rifampicine en raison de sa biodisponibilité, de son activité antimicrobienne et de sa tolérance En cas de résistance, les décisions concernant les antibiotiques sont prises sur une base individuelle selon MICsOutcomes Les analyses de suivi comprenaient des examens cliniques, des tests en laboratoire des taux de protéine C réactive et des numérations leucocytaires. , et les examens radiologiques Cure était defi En tant que traitement sans échec de survie pendant au moins mois, et une guérison probable a été définie comme la survie sans échec du traitement avec un suivi de & lt; mois

Résultats

Évolution clinique avant l’isolement des SCV Les données sur l’évolution clinique avant l’isolement des SCV sont présentées dans le tableau Nous avons identifié les patients masculins ayant eu une infection totale par arthroplastie de la hanche causée par des SCV. Leur âge moyen était de plusieurs années, – ans Patients, et reçus Prothèses de hanche unilatérales et patientes recevant chacune une prothèse unilatérale de la hanche Des signes cliniques de sepsis et de hémocultures positives pour S aureus ont été documentés chez des patients, et par conséquent, des prothèses bilatérales et une bactériémie de S aureus documentées chez ces patients. dans l’infection

Table View largeDownload slideClinique avant l’isolement de Staphylococcus aureus variants de petites coloniesTable View largeTélécharger la lameClinical stage avant l’isolement de Staphylococcus aureus variants de petites colonies Chez le patient, le pathogène avait ensemencé à la prothèse de la hanche controlatérale pendant la bactériémie. être guéri après les révisions chirurgicales, mais l’infection a persisté du côté controlatéral pendant des mois, malgré des révisions chirurgicales et un traitement antibiotique. La cicatrisation a été réalisée après un échange sans espace, mais suivie d’une autre rechute au site d’infection primaire quelques mois plus tard. où les SCV ont été finalement isolés Le patient souffrait de douleurs articulaires pendant plusieurs semaines avant de se présenter avec S aureus septicémie due à PJI de la hanche gauche Il est très probable que les SCV sèment du foyer primaire de l’infection à la prothèse droite de la hanche ; en l’absence de symptômes, cependant, la ponction articulaire n’a pas été pratiquée et plusieurs mois plus tard, le patient souffrait de douleurs articulaires de la hanche droite. Enfin, des SCV ont été isolés de cette prothèse de hanche des mois plus tard et plusieurs mois après l’infection. traitement de la hanche gauche avant l’isolement des VMC Les patients ont subi jusqu’à des révisions chirurgicales du côté de l’isolement du VSC et jusqu’à des mois de traitement antimicrobien Tous les patients ont finalement reçu de la ciprofloxacine et de la rifampine; avant de recevoir ce régime, les patients ont été traités avec de la flucloxacilline et ont reçu de la vancomycine en association avec du céfépime. Intervalle sans récidive Chez les patients et des rechutes sont survenus des mois après la fin du traitement. Le patient a présenté une infection persistante; Comme décrit ci-dessus, le patient a connu une rechute après des mois, et le patient a connu des rechutes plusieurs mois après avoir terminé le traitement de l’infection de la prothèse de hanche controlatérale. Les caractéristiques des microorganismes isolés sont les suivantes: montré dans le tableau La ponction articulaire a été réalisée avant la chirurgie chez les patients; dans ceux-ci, les SCV ont été détectés dans la culture synoviale

Vue de la table à grande échelleDétails des petits variants de colonie de Staphylococcus aureus SCVs et traitement des patientsTable View largeTéléchargement des caractéristiques des variantes de petites colonies de Staphylococcus aureus SCV et traitement des patients Résultats de la culture sur gélose au sang Columbia, révélant de petites colonies, une pigmentation réduite et une hémolyse faible Des cultures mixtes de phénotype S aureus normal et de SCV étaient présentes chez les patients. Pour les patients et les monocultures SCV croissaient dans des cultures synoviales, mais des cultures de spécimens de biopsie prises lors d’une chirurgie subséquente montraient à la fois SCV et S-aureus normaux. pathogènes croissaient soit en SCV soit en phénotype normal après h d’incubationTest de sensibilité Tous les pathogènes étaient sensibles à la méthicilline et manquaient du gène mecA Deux souches étaient résistantes au triméthoprime-sulfaméthoxazole sans traitement préalable avec ce patient et une sous-culture de SCV était résistante à la rifampine L’analyse génotypique pour le gène femA était positive dans tous les cas. Le PFGE a démontré l’identité clonale du phénotype normal et la valeur de SCV dans tous les cas. Chez le patient, l’identité clonale était également montrée pour l’infection primaire. ; chez les autres patients, les pathogènes des infections primaires n’étaient pas disponibles

Figure AgrandirVersion de la coloniePetite colonie Variante A et phénotype normal Staphylococcus aureus B isolée du patient sur gélose au sang de ColumbiaFigure Vue grandDownload slidePetite variante de colonie A et phénotype normal Staphylococcus aureus B isolée du patient sur gélose au sang ColumbiaTransmission microscopie électronique Investigations des échantillons de biopsie obtenus du patient a montré la présence de bactéries intracellulaires dans les phagocytes non professionnels Figure Ces cellules ont été identifiées comme des fibroblastes

Figure Vue largeDownload slide Micrographie électronique de transmission d’un échantillon obtenu à partir de la capsule articulaire de la hanche du patient révélant des fibroblastes entourés de fibres de collagène A cocci intracellulaire sont montrés dans la cellule inférieure du panneau A et dans une image agrandie dans le panneau B cocci intracellulaire dans un fibroblaste dans le panneau CFigure View largeDownload slideTransmission micrographie électronique d’un échantillon obtenu à partir de la capsule articulaire de la hanche du patient révélant des fibroblastes entourés de fibres de collagène A cocci intracellulaire sont montrés dans la cellule inférieure du panneau A et dans une image agrandie dans le panneau B cocci intracellulaire dans un fibroblaste sont montrés dans le panneau C Traitement Après l’enlèvement de la prothèse, un espaceur a été implanté chez les patients, car les SCV n’avaient pas été isolés par un patient préopératoire ou n’étaient pas suspectés. Après détection des SCV du tissu périprothétique, les espaceurs ont été retirés dans les deux cas dans une deuxième intervention, le traitement antimicrobien était élue selon les résultats des tests de sensibilité et, si possible, une combinaison de lévofloxacine et de rifampicine a été administrée Durée du traitement variée de à quelques semaines L’intervalle sans antibiotique avant la réimplantation de la prothèse variait de plusieurs jours chez les patients Chez le patient, réimplantation de la prothèse a été réalisée après jours Un patient a refusé la réimplantation de la prothèse en raison de la peur de la réinfection Aucun des patients a montré des signes d’infection pendant leur cours postopératoire Durée du suivi variait de à mois, avec une durée moyenne de mois Selon les définitions de l’étude, les patients ont été guéris, et les patients ont probablement été guéris

Discussion

d algorithme Patients – ont présenté une courte durée de symptômes cliniques ⩽ semaines et ont subi un débridement et un traitement antimicrobien adéquat; patient présenté avec une longue durée de symptômes cliniques & gt; En tout état de cause, l’infection staphylococcique a persisté ou une rechute est survenue, soit du côté de l’infection primaire, soit du côté controlatéral, jusqu’à ce que les VSI soient isolés. Cela souligne l’hypothèse selon laquelle les VPC doivent être considérés comme des micro-organismes difficiles à traiter et, par conséquent, traités différemment de la normale-phénotype S aureus En outre, en cas de persistance ou de rechute, il faut rechercher activement les SCV; Un manque de sensibilisation a entraîné des révisions chirurgicales inefficaces et un traitement antimicrobien dans au moins de nos cas. Chez les patients, un échec inattendu du traitement a entraîné une recherche rapide de VPC et la cessation d’une thérapie inadéquate.Parce que les VCS sont difficiles à traiter, tous les Il a été démontré que les mutants hemV SCV retirés ont un taux d’adhérence au fibrinogène et à la fibronectine significativement plus élevé que leurs souches parentales normales et qu’ils sont beaucoup plus résistants aux antibiotiques lorsqu’ils adhèrent à un implant Lorsque les SCV atteignent une phase stationnaire Par conséquent, contrairement à l’IJP due au phénotype S aureus normal, un espaceur ne doit pas être implanté. Si l’on trouve des SCV croissants dans le tissu périprothétique après l’implantation d’un espaceur, l’espaceur doit être enlevé Un débridement tissulaire extensif est donc nécessaire, car les SCV ont la capacité de persister intracellulaire et A notre connaissance, la persistance intracellulaire des VPC n’a été démontrée que in vitro Une étude récemment publiée a démontré la persistance intracellulaire in vivo des cellules de la muqueuse nasale normale du phénotype S aureusin . Notre étude ex vivo du tissu périprothétique très probablement révélé la persistance intracellulaire des SCV, et, par conséquent, ajoute des informations significatives aux résultats in vitro antérieurs Cependant, parce que nos investigations ont été menées avec des échantillons de biopsie obtenus de juste patient et parce que des échantillons de biopsie témoin avec le phénotype normal S Néanmoins, la persistance intracellulaire des bactéries dans les fibroblastes était clairement démontrée, soulignant l’importance du débridement méticuleux des tissus infectés en plus du traitement antimicrobien. Les décisions concernant les agents antimicrobiens étaient basées sur les tests MIC, parce que la diffusion du disque antibiotique Les tests sont connus pour être fiables Bien que les tests Etests soient moins fiables que les méthodes de dilution en bouillon ou en gélose dans certains cas [,,], ils ont été utilisés par d’autres pour examiner les CMI des SCV [,,] Pour les souches sensibles à la méthicilline Les SCV, Etests sont une option particulièrement intéressante, car le gradient de concentration de l’agent antimicrobien reste stable pendant plusieurs jours, et les comparaisons des Etests et des tests de dilution sur gélose ont montré une bonne corrélation pour les SCV et autres bactéries exigeantes et à croissance lente. Mycobacterium species Il est intéressant de noter que les pathogènes étaient résistants au triméthoprime-sulfaméthoxazole sans exposition préalable. Les SCV dépendants de la thymidine se sont montrés résistants à ce composé mais les tests d’auxotrophisme n’ont pas pu être réalisés. ceci reste une spéculation La subculture d’un SCV a révélé une résistance à la rifampicine et a révélé une résistance à la fois à la ciprofloxacine et à la rifampicine. La résistance à ces agents est la même que celle des phénotypes normaux, c’est-à-dire des mutations de certains gènes cibles. Étonnamment, le patient a été exposé à la ciprofloxacine et à la rifampine pendant des mois, mais aucune résistance n’a été observée. Un traitement contenant de la rifampine sans traitement chirurgical approprié n’éradique pas les VSC et peut entraîner l’émergence d’une résistance. Le traitement optimal de l’infection par SCV n’est pas connu, mais notre décision d’administrer une combinaison de rifampine et de lévofloxacine repose sur les résultats suivants: Dans les cas résistants, les β-lactamines ont été administrées soit en association avec la lévofloxacine soit avec la rifampicine ou en monothérapie. En conclusion, l’échec du traitement en cas de PJI staphylococcique malgré un traitement correct doit être évité. invite à une recherche active de SCV Ceci nécessite une bonne collaboration entre orthope chirurgiens, spécialistes des maladies infectieuses, microbiologistes et techniciens de laboratoire A-échange de matière sans introduction de matières étrangères, combiné avec un traitement antimicrobien pendant un intervalle de-semaines sans implant, a eu un résultat positif, avec une durée moyenne de suivi des mois

Remerciements

Nous sommes reconnaissants au Dr Richard A Proctor du Département de microbiologie médicale et d’immunologie de l’Université du Wisconsin, Madison, pour ses nombreuses discussions utiles. Nous remercions le Dr Gieri Cathomas de l’Institut cantonal de pathologie de Liestal, Suisse, pour les biopsies. Vesna Olivieri et Dr Markus Dürrenberger du Centre de Microscopie, Biozentrum Bâle, Suisse pour les investigations en microscopie électronique à transmission Nous remercions également le Dr Susanne Graf et les techniciens de laboratoire de notre Unité de Microbiologie pour leur superbe assistance Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: pas de conflits