Des scientifiques ont utilisé le séquençage du génome pour révéler la mesure dans laquelle une bactérie gastro-intestinale résistante aux antibiotiques peut se propager dans un hôpital, soulignant le défi auquel les hôpitaux sont confrontés pour contrôler les infections.
Enterococcus faecium est une bactérie que l'on trouve couramment dans le tractus gastro-intestinal, où elle réside généralement sans causer de problèmes à l'hôte. Cependant, chez les patients immunodéprimés, elle peut entraîner une infection potentiellement mortelle.
Au cours des trois dernières décennies, des souches sont apparues résistantes aux antibiotiques de première ligne, y compris l'ampicilline et la vancomycine, limitant les options de traitement, et particulièrement inquiétant ces souches sont souvent celles trouvées dans les infections nosocomiales à E. faecium.
Une équipe de scientifiques de l'Université de Cambridge et de la London School of Hygiene and Tropical Medicine a lancé une approche combinant des informations épidémiologiques et génomiques pour cartographier la propagation des bactéries dans les établissements de santé. Cela a aidé les hôpitaux à identifier les sources d'infection et à orienter les mesures de contrôle des infections.
Dans une étude publiée aujourd'hui dans Nature Microbiology, l'équipe a appliqué cette technique à la propagation de E. faecium résistant aux antibiotiques en milieu hospitalier.
Le Dr Theodore Gouliouris du Département de médecine de l'Université de Cambridge, et coauteur de l'étude, a déclaré: «Nous savons depuis plus de deux décennies que les patients hospitalisés peuvent attraper et propager E. faecium résistant aux antibiotiques. Pour empêcher sa propagation, nous devons comprendre où vit la bactérie - ses «réservoirs» - et comment elle se transmet.
«La plupart des études à ce jour se sont appuyées sur la culture des bactéries à partir d'échantillons. Mais comme nous l'avons montré, le séquençage du génome entier - en examinant l'ADN de la bactérie - combiné à un échantillonnage détaillé des patients et de l'environnement peut être un outil puissant pour nous aider à cartographier sa propagation et à informer des moyens de prévenir de nouvelles épidémies.»
L'équipe a suivi 149 patients en hématologie admis à l'hôpital d'Addenbrooke, Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust, sur une période de six mois. Ils ont prélevé des échantillons de selles des patients et des écouvillons dans l'environnement hospitalier et les ont cultivés pour E. faecium.
L'analyse génomique de la bactérie a été beaucoup plus efficace pour identifier E. faecium nosocomial chez 101 patients pouvant être suivis, l'analyse génomique a révélé que les deux tiers des patients avaient contracté E. faecium, contre moins de la moitié en utilisant uniquement des méthodes de culture.
Un peu moins de la moitié (48%) des écouvillons prélevés en milieu hospitalier étaient positifs pour E. faecium résistant à la vancomycine. Cela comprenait 36% des dispositifs médicaux, 76% des zones non tactiles telles que les bouches d'aération, 41% des lits et 68% des toilettes communes testées.
Les chercheurs ont montré que même un nettoyage en profondeur ne pouvait pas éradiquer les bactéries. L'hôpital a entrepris un nettoyage en profondeur dans un service sur une période de trois jours au cours de l'étude, lorsque les patients ont été déplacés ailleurs; cependant, lorsque l'équipe a échantillonné des emplacements avant le retour des patients dans le service, elle a constaté que 9% des échantillons étaient toujours positifs pour la bactérie. Dans les trois jours suivant le retour des patients dans le service, environ la moitié des sites échantillonnés ont été testés positifs.
Les trois quarts (74%) des patients (111/149) étaient porteurs du clade A1 - une souche multi-résistante de E. faecium couramment observée dans les hôpitaux, résistante à l'antibiotique ampicilline et qui acquiert fréquemment une résistance à la vancomycine. Parmi ces 111 patients, 67 avaient des liens épidémiologiques et génomiques forts avec au moins un autre patient et/ou leur environnement direct.
«Le fait que ces cas étaient tous liés à un autre patient ou à leur environnement suggère fortement qu'ils avaient attrapé la bactérie multi-résistante pendant leur séjour à l'hôpital», a déclaré le premier auteur, le Dr Francesc Coll de la London School of Hygiene and Tropical Medicine.
Une analyse génomique plus poussée a montré qu'au sein de cette souche multi-résistante, il y avait plusieurs sous-types (définis par leur similitude génétique). Cependant, il n'était pas rare qu'un patient soit porteur de plus d'un sous-type, ce qui - sans analyse génomique détaillée - pouvait confondre les tentatives d'identification de la voie de transmission d'une infection.
Notamment, malgré la circulation de pas moins de 115 sous-types, 28% des acquisitions de E. faecium ont été provoquées par seulement deux sous-types de surinfecteurs. Les auteurs n'ont trouvé aucune preuve de résistance ou de tolérance aux désinfectants courants pour expliquer le succès de ces sous-types.
Six patients de l’étude ont contracté une «infection invasive», ce qui signifie qu’ils étaient porteurs de E. faecium de manière asymptomatique dans leur intestin, mais ont ensuite développé une infection symptomatique. En comparant les génomes des souches infectieuses et intestinales, les auteurs ont déterminé que les infections invasives à E. faecium provenaient de l’intestin des patients.
«Notre étude s'appuie sur des observations antérieures selon lesquelles des souches résistantes aux antibiotiques de E. faecium peuvent persister dans l'environnement hospitalier malgré un nettoyage standard - nous étions encore surpris de constater à quel point l'effet du nettoyage en profondeur était de courte durée», a ajouté le Dr Gouliouris.
«Nous avons trouvé des niveaux élevés de E. faecium adaptés à l'hôpital malgré l'utilisation de produits de nettoyage et des procédures qui se sont avérées efficaces contre le microbe. Il souligne à quel point il peut être difficile de lutter contre les flambées dans les hôpitaux.»
L'auteur principal, le professeur Sharon Peacock, du Département de médecine de l'Université de Cambridge, a ajouté: «Les taux élevés d'infection par E. faecium pharmacorésistant dans des groupes de patients vulnérables spécifiques et sa capacité à échapper aux mesures de nettoyage posent un défi important au contrôle des infections. Le dépistage des patients, la fourniture adéquate d'installations d'isolement et de toilettes attenantes, des procédures de nettoyage améliorées et plus fréquentes et des pratiques d'hygiène plus strictes par les agents de santé seront tous nécessaires pour enrayer cette épidémie mondiale.»
«Mais c'est aussi un signe de l'urgence dont nous avons besoin pour lutter contre l'utilisation inappropriée d'antibiotiques dans le monde, ce qui est largement reconnu comme constituant une menace catastrophique pour notre santé et notre capacité à contrôler les infections.»
La recherche a été financée par le ministère de la Santé et Wellcome.
