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Lecture interprétative de l’antibiogramme
Jean-Didier CAVALLO
Ecole de santé des armées
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Pourquoi un antibiogramme ?
• Intérêt thérapeutique (individu)– Mesurer la sensibilité d’une souche bactérienne à un ou
plusieurs antibiotiques et dépister les résistances acquises----> orientation des décisions thérapeutiques
• Intérêt épidémiologique (collectif)– Suivi épidémiologique des résistances bactériennes---> évolution des spectres cliniques des antibiotiques---> adaptation de l’antibiothérapie probabiliste
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Délai entre introduction des antibiotiques et apparition des résistances acquises
Antibiotique Annéesmise sur le marché résistances acquises
pénicilline 1943 1945 (S. aureus)
streptomycine 1947 1947tétracycline 1952 1956méthicilline 1960 1961 (S. aureus)
acide nalidixique 1964 1966gentamicine 1967 1969vancomycine 1972 1987 (entérocoques)
céfotaxime 1981 1981-1983linézolide 2000 1999 (E. faecium)
daptomycine 2003 1991 (S. aureus)
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Pression de sélection antibiotique« les effets collatéraux »
Traitement antibiotique bactérie cible
Résistant
Sensible
Flores commensales
guérison
échec ttt
Hôte
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Sélection des résistances
• Micro-organismes naturellement résistants
– Clostridium difficile, Bacilles à Gram négatif naturellement résistants, entérobactéries du groupe 3, Pseudomonas aeruginosa, entérocoques, Candida spp
• Résistances acquises
– mutant préexistant
– acquisition de gènes par transfert génétique
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La prévalence des résistances acquisesdépend de trois facteurs
• Pression antibiotique– Homme, animal…
• Transmission clonale de souches résistantes– Directe (homme, animal)– Indirecte (rôle de l’environnement)
• Bactéries résistantes dans l’environnement
• Transmission de mécanismes de résistance– Entre bactéries même espèces ou espèces différentes– Chez un même individu
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Apparition de résistance acquise pendant une monothérapie (infections sévères à BG-)
Antibiotiques nb ttt % R acquise Bactéries % échecs ttt
Ticarcilline 27 22 % P. aeruginosa 7,4 %Pipéracilline 71 7 % P. aeruginosa, Serratia 4 %Céfotaxime 25 4 % P. aeruginosa 4 %Ceftriaxone 103 8 % P. aeruginosa, Serratia 4 %
Acinetobacter, EnterobacterCeftazidime 166 10 % P. aeruginosa, Enterobacter 4 %
S. maltophiliaImipénème 277 5 % P. aeruginosa 2,5 %Ciprofloxacine 322 12 % P. aeruginosa, Serratia 4,4 %
Acinetobacter,
Milatovic D et al. Eur J Clin Microbiol 1987; 6: 234-244
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Sensibilité (%) des E. coli isolés d’IUC en fonction des antécédents d ’antibiothérapie
Traitement antibiotique < 6 mois
Antibiotique non β-lactamine quinolone
n = 212 66 56
Amoxicilline 68 41* 54Amoxicilline + AC 72 41* 59Ac nalidixique 92 83 63*Ciprofloxacine 97 94 78** différence significative Source AFORCOPI-BIO, 1999
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Emergence de résistance sous traitement par β-lactamines ou fluoroquinolones
Pseudomonas aeruginosa
Analyse multivariéeRésistance à un des 4 Ab dont l’Ab utilisé
RR p RR p
Pipéracilline 1,7 NS 5,2 0,01Ceftazidime 0,7 NS 0,8 NSImipénème 2,8 0,02 44 0,001Ciprofloxacine 0,8 0,6 9,2 0,04
Carmeli Y et al Antimicrob Agents Chemother 1999; 43:1379-1382
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Association résistance - antécédent de traitement par β-lactamines chez S.
pneumoniae
Fréquence résistance β-lactaminesAntécédent traitement > 5 jours OR p
Aminopénicilline 10,3 < 0,001
Céphalosporines 5,6 < 0,05
Guillemot D et al. Clin Microbiol Infect. 1999; 5: 4S38-4S42
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Des mécanismes de résistance et outils génétiques variés
1.Imperméabilité2. Hyperexpression efflux actif
4. modification ou protection de la cible
3. Hydrolyse enzymatique
Antibiotique
Mutationpréexistante
intégron
plasmide
transposon
transformation
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AntibiotiqueAntibiotique
1 imperméabilité
4 modification PLP
3 Enzymes modificatrices
1
2 Efflux actif
Résistances acquises aux bêta-lactamines
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Mécanismes de résistance (1)
AntibiotiquesImperméabilité -
effluxEnzymes
d’inactivationModification ou
altération de la cible
Beta-LactaminesMutation porines
EffluxMutation LPS (rare)
Beta-lactamasesPénicillinases
céphalosporinases, carbapénémases
PLPs mutées, recombinées ousupplémentaires(PLP2a SARM)
AminosidesDéfaut de transport
Efflux
AcetyltranférasesPhosphotransférases
Nucleotidyl transférases
Méthylation ARN 16 S (rare)
QuinolonesEfflux
Porines Acétylase (rare)
Mutations ADN gyrase, topoisomérase IV
Cible protégée (qnr)
Glycopeptides
Gram (-): naturellepeptidoglycane
remanié surproduit (S. aureus)
- Acquisition gènes van
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Mécanismes de résistance (2)
AntibiotiquesImperméabilité-
effluxEnzymes
d’inactivationModification de la
cible
MacrolidesLincosamides
Streptogramines
Gram (-): naturelleEfflux (cocci G+)
Estérase ou phosphotransférases
(rare)
Acquisitionméthylase de l’ARN
23S ou mutation ARN 23S
oxazilidones Gram (-): naturelle -Mutation ARN 23S
(rare)
FosfomycineDéficit transport
(systèmes GlpT ou UlpT)
Glutathion-S-transférase (rare)
Rifampicine Gram (-) : naturelleADP-ribosyl
transférase (rare)Mutation ARN-
polymérase
Acide fusidique Gram (-): naturelle Mutation EF-6
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Mécanismes de résistance (3)
AntibiotiquesImperméabilité-
efflux, autresEnzymes
d’inactivationModification de la
cible
TétracyclinesMutation porines
EffluxTetX (Bacteroides) Protection de la cible
Chloramphénicol EffluxChloramphénicol acetyl transférase
Sulfamides - -Mutation DHPS
DHPS additionnelle faible affinité
Triméthoprime - -
Mutation DHFRDHFR additionnelle
faible affinité Surproduction DHFR
PolymyxinesImperméabilité
membranaire (LPS) (rare)
Métronidazole Défaut d’activation Nim (Bacteroides)
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Antibiotique sélecteur
• Peut induire des résistances croisées– à la même famille d’antibiotiques– à d’autres familles d’antibiotiques
• hyperexpression de l’efflux• défaut de perméabilité
• Peut induire des résistances associées– sélection de souches portant plusieurs mécanismes de
résistance• intégrons multirésistants• cumul de mécanismes indépendants
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Hyperexpression des systèmes d’efflux résistances croisées chez P. aeruginosa
Système d’efflux Antibiotiques touchés
MexAB-Opr M ß-lactamines, Fq, Tmp, Cm, Tet
MexCD-Opr J Fep, Cfp, Fq, Tmp, Ery, Cm, Tet
MexEF-Opr N Fq, Tmp, Cm, Tet, (Ipm, Mpm)
MexXY-Opr M Fep, aminosides, Ery, Tet, (Fq)
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Résistances associéesexemple de P. aeruginosa
Tic Pip Caz mécanisme (fréquence) % de souches I+R Imp Tm An Cip
S S S aucun (62 %) 5 5 3 14I/R S S/I RNE (16 %) 27 22 15 46I I/R S Case BN (6 %) 25 50 29 68R R R Case HN (4 %) 75 69 62 75R I I Case BN + RNE 36 36 14 64R R S Pase (2 %) 30 100 80 80 R R I Pase + Case (5 %) 59 77 50 77
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Méthodes d’étude au laboratoire en routine
Etude de la sensibilité aux antibiotiques
/ mesure directe de la CMI– dilution en gélose– dilution en milieu liquide– E-test®
/ mesure indirecte de la CMI– méthode de diffusion en gélose– galerie antibiogramme
+ lecture interprétativeConclusion S, I, R
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CMI par dilution en milieu liquide
CMI par dilution en milieu solide
Boîtes avec dilutions antibiotiques0,007 � 512 mg/L
ExempleNeisseria meningitidis
boîte pénicilline 0,03 mg/l
Macrodilution Microdilution
Ab 1Ab 2AB3Ab4Ab 5AB6Ab7Ab8
0,25mg/l � 64 mg/L
0,125mg/l � 64 mg/L
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Mesure des CMI par E-test
CMI
S. pneumoniae : CMI de 0,75 mg/L pour la ceftriaxone
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Antibiogramme par diffusionCourbes de concordance CMI - diamètres
0 CMI (mg/l)
D (mm)
D
d
Cc
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Valeurs critiques des diamètres d’inhibition (mm)
par antibiotique – espèce
0 D
≥ D< dIntermédiaireRésistant Sensible
Diamètre (mm)d
disque Ab
disque Ab
disque Ab
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Pseudomonas aeruginosa
TIC IPM
PIP
CFS
ATMTCC
FEP ANTM
FOS
CAZPTZ SXTCIP
CS
Ticarcilline R Cefsulodine RImipénème S
Pipéracilline R
Fosfomycine S
Gentamicine R
Pipé+Tazo R
Tobramycine R Amikacine RCéfépime I
Ticar + ac Clav R Aztréonam S Colistine S
Ceftazidime S Cotrimoxazole RCiprofloxacine R
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Galerie antibiogramme
Photo Monique Couture
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Galerie Antibiogrammemise en évidence de la croissance bactérienne
en milieu liquide
0 3 5 18 heures
lecture rapide automatisée
DO
lecture automatisée ou visuelle
DO
Permet un renduen 6 heures
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Rôle du microbiologiste
1. Connaître les résistances intrinsèques– « naturelles »
2. Dépister des phénotypes de résistance acquise exceptionnels
– Exemples• Résistance à la pénicilline chez S. pyogenes• Résistance à la vancomycine chez S. aureus• Entérobactéries résistantes aux carbapénèmes
3. Lecture interprétative– Règles d’expertise
• CA-SFM et EUCAST
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Choix des antibiotiques à tester
• Recommandations CA-SFM/EUCAST 2016– Par espèce ou groupe bactérien– Antibiogramme standard (liste 1)
• antibiotiques nécessaires à l ’orientation thérapeutique, en fonction des indications cliniques (type d ’infection) et de la prévalence de la résistance acquise
– Tests complémentaires (liste 2)• Intérêt épidémiologique, aptitude à détecter un mécanisme de résistance
ou antibiotique de recours
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S. pneumoniae
Liste standard
Pénicilline GAmpicilline ou amoxicillineCefotaxime ou ceftriaxone
Oxacilline*Erythromycine
Lincomycine ou clindamycine Telithromycine
PristinamycineTetracyclineNorfloxacine*
Vancomycine ou teicoplanine
* Lecture interprétative
Liste complémentaire
Autres β-lactaminesDoxycycline
ChloramphénicolRifampicine
CotrimoxazoleGentamicine
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Antibiotiques marqueurset lecture interprétative
• Dépistage mécanismes de résistance +/- exprimés
• Molécule qui au sein d’un groupe d’antibiotiques est le plus régulièrement touchée– Cefoxitine et résistance à la méthicilline pour staphylocoques
– Oxacilline et résistance aux pénicillines pour S. pneumoniae
– Ertapénème pour les carbapénémases chez les entérobactéries
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Equivalence pour la lecture interprétative
• Certaines molécules sont représentatives d’un groupe d’antibiotiques
• Justifie l’utilisation d’un nombre restreint d’antibiotiquesà l’antibiogramme
• Les résultats S,I,R obtenus pour ces molécules peuvent être étendus à d’autres antibiotiques du groupe
– ex: une fluoroquinolone répond pour les toutes les autres chez les staphylocoques et Acinetobacter
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Résistances naturelles chez les entérobactéries
Espèce AM AMC TIC/PIP
C1G FOX CTT MA CXM GM TET COL FT
Klebsiella spp.C. koseriC. freundiiE. cloacaeE. aerogenesS. marcescensP. mirabilisP. vulgarisM. morganiiP. stuartiiY. enterocolitica
RRRRRR
RRRR
RRRR
RRR
RR
R
RRRR
RRRR
RRR
R
RRR
R
RR
R
R
RR
RR
RRRR
RRRRR
RRRR
R : résistance naturelleAM : aminopénicillines ; AMC : amoxicilline + acide clavulanique ; TIC : ticarcilline ; PIP : pipéracillineC1G : céphalosporines de 1ère génération ; FOX : céfoxitine ; CTT : céfotétan ; MA : céfamandole ; CXM : céfuroxime ;GM : gentamicine ; TET : tétracyclines y compris la tigécycline ; COL : colistine, polymyxine B ; FT : nitrofuranes.
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Démarche interprétative du microbiologiste
• Phénotype de résistance observé in vitro– lecture des CMI, diamètres ou galeries– cohérence avec l’identification (R naturelles)– connaissance des mécanismes R acquises– tests complémentaires éventuels
• Mécanismes R peu exprimés
• Déduction du mécanisme de résistance probable– validation/ corrections résultats
Rendu de l’antibiogramme en S, I, RCommentaires (équivalence, conseils)
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Méthode de détection des mécanismes de résistance
• Méthodes indirectes– évoquent la présence d’un mécanisme de résistance
• antibiotiques marqueurs• synergie entre deux antibiotiques
• Méthodes directes– mécanismes biochimiques
• ex: production de β-lactamase chez N. gonorrhoeae, H. influenzae
– support génétique de la résistance• ex: mise en évidence des gènes mecA (staphylocoques), vanA,vanB
(entérocoques), rpoB (M. tuberculosis)
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Staphylocoques
• Résistance aux β-lactamines– Pénicillinase : péni A et G, carboxy, uréidopénicillines– PLP2a ou PLP2c (mecA ou mecC) : toutes β-
lactamines sauf ceftaroline, ceftobiprole
Pénicillinase Pénicillinase + PLP2a
MOXMOX
FOXCIP
PGPG
CIP FOX
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S. aureus et β-lactamines
SASM SASM SARM (Pase) (PLP-2a ou 2c –mecA ou mecC)
Péni*,AMX S R R
FOX*,AMC,OXA S S RAutres β-lactamines**
* Ab marqueurs** Sauf ceftaroline et ceftobiprole (activité à tester séparément au besoin)
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SARM “typique”
K
FOX
PGMOX
CIP
E L
TECVA
GM
Ab marqueurs en rouge
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SARM “communautaire”
MOX
FOXCIP
VA
PG
TEC
PCR mecA
positive
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S.epidermidis
K GM
TECVA
RA
FA
SXT
E L
CIP
MOX PG
FOX
DO
RA
PT
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Aminosides et lecture interprétative chez les cocci à Gram +
Phénotype Mécanisme Phénotypeobservé inferré prédit
KaRTmSGmSANS APH(3’)-III KaRTmSGmSANI/R
KaRTmRGmSANS ANT(4’) KaRTmRGmSANI/R
GmR AAC(6’)-APH(2”) R tous aminosidessauf streptomycine
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S. pneumoniae et β-lactamines
• Résistance liée à des PLP mosaïques• Dépistage / disque oxacilline 1 µg
– OXA-1 ≥ 20 mm : rendu S aux β-lactamines– OXA-1 < 20 mm, infection sévère, échec
clinique-� Faire CMI pour Ab utilisé
• Infection sévère – Faire CMI AMOX et/ou C3G (CTX, CRO)
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Macrolides et streptocoques
Phénotype Mécanisme Phénotypeobservé inferré prédit
EryRLinS Efflux R aux macrolides à Sans antagonisme 14/15 carbones
EryRLinR rRNA méthylase R aux macrolides à 14/15/16 carbones
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S. pneumoniae OXA R NOR S
OXA
NOR
LINERY
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S. pneumoniae OXA R E-test
PG : 1 mg/L
CTX : 0,5 mg/LAM : 0,38 mg/L
CRO : 0,25 mg/L
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Glycopeptides et entérocoques
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Glycopeptides et entérocoques
S Van A Van B Van C*
Vancomycine S R R R
Teicoplanine S R S S
* Résistance naturelle: E. gallinarum et E. flavescens
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Enterococcus
AM
CRO
VATEC
FUR GM 500
L
E. faecalis sauvage
E. faecium sauvage E. faecium vanA et GM R
AM
CRO
VATEC
FUR GM 500
L
AM
CRO
VATEC
FURGM 500
L
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Haemophilus influenzae
• Stratégies pour les β-lactamines– Péni g 1 UI ≥ 12 mm : S β-lactamines
– Péni G 1 UI < 12 mm, faire test chromogénique • Si + (β-lactamases +), rendre
– Résistance toutes pénicillines
– Voir pénicilline + inhibiteur
– dépistage résistances non enzymatiques (PLP 3 mutée)
• Disque amoxicilline + acide clavulanique < 15 mm
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Haemophilus influenzae et β-lactamines
Sauvage Pase PLP3**
Péni G 1 UI ≥ 12 mm <12 mm <12 mm
Amoxicilline S R R
Amox + Ac Clav* S S R
Céfotaxime,céfépime S S S
• Ab marqueurs pour PLP** Mesure les CMI pour la β-lactamine utilisée
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Entérobactéries
• Méthode de diffusion en gélose– gélose MH
• Dépistage des BLSE– si pénicillinase
• Dépistage des carbapénémases– ertapénème
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β-lactamines et entérobactéries
Phénotype Mécanisme Phénotypeobservé inferré prédit
AMRTicR TEM-1/2 PipI/R MecR
ou SHV-1
AMRTicR BLSE R à toutes β-lactaminesSynergie AC+CTX sauf céphamycine, carbépénèmesou CRO ou CAZ ou ATM moxalactam
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Dépistage qualitatif des BLSESynergie C3G – acide clavulanique
Images de synergie
C3G et acide clavulanique
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E. coli produisant CTX-M
ERT
IPM
FOX
AMXCRO
AMC
CTX
FEP
ATM TIC
PTZ
PIPTCC
KF
CFM
CAZ
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PCR positive CTX-M
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K. pneumoniae OXA 48 (carbapénémase)
ERT
IPM
FOX
AMXCRO
AMC
CTX
FEP
ATM TIC
PTZ
PIPTCC
KF
CFM
CAZ
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P. aeruginosaß-lactamases à spectre étendu et carbapénémases
Enzymes TIC PIP CAZ ATM IPM AC/EDTA
BLSE
PER-1 R I R R S + / -
VEB-1,3 R I R R S + / -
TEM 4, 42 R R R R S + / -
SHV 2a R I R S S + / -
OXA R I R I S -* / -11,14, 15,16,18,19,28
Carbapénèmases
IMP 1, 7 R I R S I/R - / +
VIM 1, 2, 3 R R R S I/R - / +
* Sauf OXA 18 : + / -
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Pseudomonas aeruginosa BLSE
TIC IPM
PIP
CFS
ATMTCC GM
ANTM
FOS
CAZPTZ
CS
SXTCIP
FEP
58
CAZ
PIP
TIC
TCC
TZP
ATM
FEP
SYNERGIE
P. aeruginosa avec BLSE PER-1
59
ATM
FEP
CAZ
TCC
P. aeruginosaSynergie avec l’acide clavulanique mieux
vue sur MH + Cloxacilline
60
Pseudomonas aeruginosa avec carbapénamase VIM-2
CAZTZP
CS
SXT
TIC IPM
PIP
CFS
ATMTCC
FEP ANTM
FOS
CIP
TM
Aztréonam moins touché
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IPM = 12 mg/L IPM + EDTA = 2 mg/L
Carbapénémases métallo-enzymes
Inhibition par l’EDTA
MaisAttention à la spécificitéFaux positifs avec OprD2Confirmer par PCR ++
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Conclusion
• Rôle du biologiste– Identifier les résistances acquises
• Antibiotiques à visée thérapeutique
– Lecture interprétative de l’antibiogramme• Aide pour le clinicien
– Dépister les mécanismes sous surveillance• Isolement des patients• Dialogue biologiste-clinicien ++