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ACADEMIE DE PARIS
Année 2016 – 2017
MEMOIRE
pour l’obtention du DES
d’Anesthésie-Réanimation
Coordonnateur : Monsieur le Professeur Benoît Plaud
par
Anaïs Schwab
Présenté et soutenu le
Mercredi 29 Mars 2017
TITRE DU MEMOIRE :
Prise en charge de la pneumopathie acquise en réanimation : intérêt de
l'examen direct du prélèvement distal protégé dans l'identification
bactérienne précoce et dans le choix de l’antibiothérapie empirique.
Travail effectué sous la direction du Docteur Fabrice Cook
Relu par le Professeur Gilles Dhonneur
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ACADEMIE DE PARIS
Année 2016 – 2017
MEMOIRE
pour l’obtention du DES
d’Anesthésie-Réanimation
Coordonnateur : Monsieur le Professeur Benoît Plaud
par
Anaïs Schwab
Présenté et soutenu le
Mercredi 29 Mars 2017
TITRE DU MEMOIRE :
Prise en charge de la pneumopathie acquise en réanimation : intérêt de
l'examen direct du prélèvement distal protégé dans l'identification
bactérienne précoce et dans le choix de l’antibiothérapie empirique.
Travail effectué sous la direction du Docteur Fabrice Cook
Relu par le Professeur Gilles Dhonneur
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Résumé
Objectif : L’enjeu de la pneumopathie est l’administration d’une antibiothérapie empirique
adaptée. L’examen direct avec coloration de Gram d’un PDP inclus dans un algorithme
pourrait orienter le choix du spectre. Objectif principal : déterminer sa performance
diagnostique pour prédire les morphotypes bactériens. Objectif secondaire : analyser sa place
dans un modèle prédictif de la présence de BGN résistants aux antibiotiques.
Type d’étude : Etude prospective, observationnelle.
Méthodes : Inclusion des PDP réalisés pour suspicion de pneumopathie. Patients sous
ventilation mécanique, hospitalisés en réanimation à l’hôpital Henri Mondor. Les
performances de l’examen direct étaient calculées pour les diagnostics : culture positive,
culture à CGP, culture à BGN. Recherche des facteurs prédicitfs de résistances bactériennes
aux antibiotiques par régression logistique. Création d’un arbre de décision binaire (méthode
CART) pour l’élaboration d’un modèle prédictif de la résistance bactérienne.
Résultats : Notre travail repose sur l’étude de 60 PDP issus de 38 patients. L’analyse de
performance retrouvait une sensibilité et spécificité respective de 0,74 et 0,59 pour culture
positive, 0,56 et 0,71 pour culture à BGN, 0,62 et 0,72 pour culture à CGP. Variables
associées à une résistance aux C3G : présence de BGN à l’examen direct, hospitalisation post-
traumatisme. Durée d’hospitalisation et présence de BGN à l’examen direct était deux
variables pertinentes dans l’arbre prédictif de résistance.
Conclusion : L’examen direct du PDP permet une prédiction médiocre du morphotype
bactérien. Son intérêt réside dans une vision globale des facteurs prédictifs de résistance.
Mots clés : Pneumopathies acquises en réanimation, PDP, examen direct, résistances
bactériennes.
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Tables des matières
Résumé ................................................................................................................................................................... 3
Tables des matières ............................................................................................................................................... 4
Abréviations ........................................................................................................................................................... 5
Introduction ........................................................................................................................................................... 6
La pneumopathie sous ventilation mécanique .................................................................................................... 6
Nécessité d’une prise en charge rapide et adaptée – rôle du prélèvement microbiologique. .............................. 7
L’apport de l’examen direct ............................................................................................................................... 9
Hypothèse de travail et objectifs de l’étude ...................................................................................................... 11
Matériels et méthodes ......................................................................................................................................... 12
Conception de l’étude ....................................................................................................................................... 12
Population étudiée ............................................................................................................................................ 12
Déroulement de l’étude .................................................................................................................................... 13
Méthode de réalisation et d’analyse du PDP .................................................................................................... 14
Critères de jugement ......................................................................................................................................... 15
Recueil des données ......................................................................................................................................... 15
Aspect éthique et information .......................................................................................................................... 16
Analyse statistique ............................................................................................................................................ 16
Analyse de performance ....................................................................................................................................................................... 16
Modèle prédictif de présence de BGN résistants à l’AMC et aux C3G ................................................................................................ 16
Analyse des données ........................................................................................................................................ 17
Résultats ............................................................................................................................................................... 18
Résultats descriptif ........................................................................................................................................... 18
Population et conditions de prélèvement .............................................................................................................................................. 18
Résultats bactériologiques .................................................................................................................................................................... 20
Résultats concernant l’antibiothérapie probabiliste .............................................................................................................................. 22
Analyse de performance de l’examen direct .................................................................................................... 22
Prédiction de la présence de BGN résistants en culture – Analyse par régression logistique .......................... 24
Présence de BGN résistant à l’amoxicilline + acide-clavulanique (AMC) ........................................................................................... 24
Présence de BGN résistants aux céphalosporines de 3ème génération (C3G) ........................................................................................ 26
Discussion ............................................................................................................................................................. 29
Rappel des principaux résultats ........................................................................................................................ 29
Comparaison avec la littérature de l’analyse de performance .......................................................................... 29
L’examen direct dans un modèle prédictif de la présence de BGN résistants en culture ................................. 31
Limites de l’étude ............................................................................................................................................. 33
Conclusion ........................................................................................................................................................... 35
Références bibliographiques .............................................................................................................................. 36
Annexes 1 : Protocole de formation de l’équipe paramédicale à la réalisation du PDP ............................... 38
Annexe 2 : Copie de l’avis favorable rendu par le comité d’éthique .............................................................. 39
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Abréviations
AMC : association amoxicilline + acide-clavulanique
ATS : American Thoracic Society (Société américaine du thorax)
BGN : Bacilles Gram Négatif
C3G : céphalosporine de 3ème génération
CCV : Chirurgie Cardio-Vasculaire
CGN : Cocci Gram Négatif
CGP : Cocci Gram Positif
EER : Epuration Extra Rénale
IDSA : Infectious Diseases Society of America (Société americaine des maladies
infectieuses)
LBA : Lavage Broncho-Alvéolaire
PAVM : Pneumopathies Acquises sous Ventilation Mécanique
PDP : Prélèvement bronchique Distal Protégé
SARM : Staphylocoque Auréus Résistant à la Méticilline
SDRA : Syndrome de Détresse Respiratoire Aigue
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Introduction
La pneumopathie sous ventilation mécanique
Les pneumopathies sous ventilation mécanique se définissent comme des pneumopathies
survenant après l’intubation et le recours à la ventilation mécanique. Elles sont considérées
comme acquises sous ventilation mécanique (PAVM) lorsqu’elle survienne plus de 48 heures
après l’intubation[1]. C’est une inflammation du parenchyme pulmonaire causée par un agent
infectieux bactérien souvent non présent au moment de l’intubation. Elles sont mono ou poly-
microbienne, en majorité à bacilles gram négatif (BGN) ou coccis gram positif (CGP). Le
spectre microbiologique est variable selon la population, l’incidence des germes résistants, la
durée de ventilation, l’exposition préalable aux antibiotiques et l’écologie locale du service[2].
La PAVM est l’infection la plus fréquemment rencontrée dans les services de soins continus,
elle concerne 20% des patients sous ventilation mécanique. La mortalité associée à la PAVM
est estimée entre 20 et 50%[3], augmentant jusqu’à 10% le risque de décès par rapport aux
patients ne développant pas de pneumopathie[2]. Il est cependant difficile d’attribuer la cause
du décès à la PAVM en raison de la gravité des patients chez qui elle survient. Cette mortalité
a été recemment estimée autoure de 13%[3]. Elle apparaît alors souvent comme un facteur de
mauvais pronostic, de nombreuses données confirment l’association entre PAVM,
augmentation de la durée de ventilation mécanique et d’hospitalisation, ainsi que l’impact
médico-économique[4]. Son incidence est difficile à déterminer, elle est estimée entre 10 et
plus de 40% selon les études[2]. Cette variabilité s’explique par les différences dans les
populations étudiées mais surtout par l’absence de définition précise. En effet, il n’existe pas
de « gold standard » pour le diagnostic de la PAVM. Celui-ci résulte d’un faisceau
d’arguments cliniques, radiologiques et microbiologiques dont chacun d’entre eux peut–être
pris à défaut.
A la différence de la pneumopathie aigue communautaire, la présentation clinique de la
pneumopathie en réanimation est aspécifique. L’apparition d’une fièvre, d’une
hyperleucocytose, d’une hypoxémie sont des signes évocateurs, mais ils peuvent également
témoigner de l’inflammation trachéo-bronchique secondaire à la ventilation mécanique ou de
la présence d’une atélectasie. La mise en évidence d’un nouvel infiltrat radiologique est
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évocateur de la constitution d’un foyer de pneumopathie mais peut-être, là encore, le reflet
d’un phénomène non infectieux. La réalisation d’un prélèvement pulmonaire permet de mettre
en évidence la présence de germes au sein de l’arbre respiratoire. Un prélèvement positif
n’apporte pas la preuve du lien entre la présence bactérienne et la symptomatologie
respiratoire en raison de la colonisation bactérienne de l’arbre trachéo-bronchique, largement
décrite chez les patients sous ventilation mécanique[5,6,7].
Nécessité d’une prise en charge rapide et adaptée – rôle du prélèvement
microbiologique.
La gravité de la pneumopathie en réanimation et son pronostic défavorable impose
l’introduction rapide d’un traitement qui doit être adapté. L’introduction d’une antibiothérapie
inadaptée est associée à une augmentation de la morbi-mortalité et à l’allongement de la durée
de séjour[8,9].
Lorsque la pneumopathie est cliniquement et radiologiquement suspectée, des prélèvements
respiratoires profonds sont réalisés afin de faire le diagnostic étiologique et de guider la
thérapeutique à partir de l’examen microbiologique. Le choix de la technique pour la
réalisation du prélèvement est encore débattu dans la littérature. Le prélèvement profond est
depuis longtemps préférable à l’aspiration trachéale car il permet de s’affranchir de la
contamination oropharyngée et de la colonisation du tube, augmentant ainsi la spécificté des
résultats. L’analyse quantitative des cultures autorise une désescalade ou un arrêt précoce de
l’antibiothérapie, conduisant à diminuer l’expositon globale aux antibiotiques[10]. Cet
argument explique la persistance de l’utilisation des prélèvements profonds avec culture
quantitative malgré les dernières recommandations de l’ATS[1].
Le lavage broncho-alvéolaire (LBA) est le mode de prélèvement le plus étudié, il permet le
diagnostic microbiologique de la PAVM avec une bonne performance. Cependant, le recours
à la technique de fibroscopie bronchique, l’altération des échanges gazeux qu’elle entraine
(avec une hypoxémie d’autant plus profonde et prolongée que la charge bactérienne est
importante)[11] et la variabilité de sa performance en fonction des volumes de lavage
utilisés[12], sont autant d’obstacles à son utilisation quotidienne.
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La technique du prélèvement bronchique distal protégé (PDP) par tube télescopique, réalisé
en aveugle, c’est-à-dire sans orientation fibroscopique, a démontré qu’elle conduisait à une
prise en charge thérapeutique adéquate, comparativement au LBA, chez plus de 90% des
patients[13].
L’identification bactérienne impose un délai inévitable de 24 à 48 heures. Le choix de
l’antibiothérapie probabiliste administrée pendant ces premiers jours est alors un véritable
challenge pour le clinicien. D’un côté, plusieurs arguments comme la gravité clinique ou
l’émergence des bactéries résistantes poussent à la prescription d’une antibiothérapie large
spectre afin d’éviter les conséquences d’un retard thérapeutique pour le patient. De l’autre
côté la prescription systématique d’antibiotique large spectre n’est pas justifiée. Elle favorise
la colonisation à des germes résistants et le risque d’infections secondaires à ces germes. Au
niveau de la collectivité, l’impact est aussi péjoratif avec la modification de l’écologie locale
et l’émergence de bactéries résistantes au sein du service. L’utilisation d’un antibiotique large
spectre en probabiliste permet d’avoir moins de 10% de traitement inadapté, mais au prix
d’une pression de sélection forte[1]. Plusieurs études épidémiologiques ont montré un lien
direct entre la mauvaise utilisation d’antibiotique et l’augmentation des résistances
bactériennes[14,15]. L’obtention de l’antibiogramme étant trop tardive, il faut envisager d’autres
moyens pour guider la prescription thérapeutique et trouver l’équilibre entre prescriptions
abusives, délétères pour l’émergence de résistance, et prescriptions inadaptées délétères pour
le patient.
La société américaine du thorax (American Thoracic Society, ATS) propose des
recommandations basées sur l’exposition à des facteurs de risque de bactéries résistantes[1]:
- Traitement antibiotique reçu dans les 90 jours précédents
- Hospitalisation depuis 5 jours ou plus
- Ecologie locale du service ou de l’hôpital avec une forte prévalence de bactéries
résistantes (notamment pour la prise en compte du SARM)
- Choc septique au jour du diagnostic de la pneumopathie
- SDRA au jour du diagnostic de la pneumopathie
- Insuffisance rénale aigue nécessitant une épuration extra rénale avant l’apparition de la
pneumopathie
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La présence de l’un ou plusieurs de ces facteurs de risque définie le patient comme à haut
risque de résistances bactériennes et impose la prescription d’une antibiothérapie probabiliste
à large spectre avant l’obtention des résultats microbiologiques. En revanche, l’absence de ces
critères permet l’utilisation d’une molécule à spectre plus étroit en fonction des autres
éléments du contexte. Les suspicions de PAVM sont nombreuses dans les cas
d’hospitalisations prolongées (5 jours et plus), et en suivant ces recommandations encore trop
d’antibiothérapie large spectre sont prescrites. Il se justifie de trouver d’autres moyens pour
guider la décision du traitement empirique et restreindre l’usage des antibiotiques large
spectre.
Les éléments disponibles pour le médecin au moment du choix sont pauvres. Ils se composent
de :
- la connaissance des agents bactériens possiblement en cause selon le terrain du patient,
sa colonisation bactérienne et l’histoire de sa maladie
- des résistances possibles en fonction de l’écologie du service, de l’exposition préalable
aux antibiotiques
- l’examen direct des prélèvements respiratoires profonds réalisés.
Si la prévalence des résistances bactériennes dans un service est faible, si les patients
présentent peu de comorbidité et s’ils n’ont pas été exposés aux antibiotiques, la probabilité
d’un germe résistant est faible même pour les PAVM tardives (au-delà de 5 jours). Dans ce
contexte, il paraît possible de réduire le spectre de l’antibiothérapie probabiliste sans
augmenter le nombre de traitement inadapté[16]. L’apport de l’examen direct, associé à ces
arguments épidémiologiques et cliniques, pour potentialiser la réduction du spectre
antibiotique n’a pas été étudié.
L’apport de l’examen direct
L’examen direct, avec la coloration de Gram, est le premier temps de l’examen
microbiologique. Il a pour avantage d’être de réalisation facile et rapide, les résultats peuvent
être obtenus dans l’heure qui suit le prélèvement. Il est le premier élément paraclinique
microbiologique venant s’intriquer à l’histoire du patient. Plusieurs études ont prouvé la
capacité de l’examen direct du LBA ou du PDP à prédire la positivité de la culture au-delà du
seuil de significativité[17,18]. Le résultat de l’examen direct oriente le diagnostic de
pneumopathie en le rendant moins probable lorsqu’il est négatif[19].
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Un score clinique et radiologique seul reste peu spécifique de la pneumopathie, et
l’intégration du résultat de l’examen direct dans l’arbre diagnostique permet d’en améliorer la
performance[20]. Cette approche permet de diminuer le nombre d’antibiothérapie empirique
inutile sans aggraver le pronostic des patients[21,22].
L’utilisation des données de l’examen direct pour orienter le choix du spectre de
l’antibiothérapie empirique reste plus controversée. La corrélation entre les morphotypes
bactériens (BGN ou CGP) observés sur l’examen direct du LBA ou du PDP et les espèces
pathogènes retrouvées en cultures à taux significatif semble médiocre[17,18,23]. Ces données
n’encouragent pas l’utilisation du direct comme seul outil capable d’orienter le choix d’un
spectre de couverture empirique. Ces résultats restent néanmoins très dépendants de
l’écologie des unités dans lesquelles les études sont réalisées car les performances
diagnostiques paraissent différentes selon les espèces bactériennes incriminées, notamment
les espèces d’Acinetobacter fortement représentées dans ces études. Inversement, l’étude de
Gotesman et al. suggère, dans une population à forte incidence de staphylocoque doré
résistant à la meticilline (SARM), une excellente valeur prédictive négative de l’examen
direct comme outil de dépistage d’une culture positive à SARM[24]. L’extrapolation de ces
résultats dans des populations de patients ou les problématiques de résistances bactériennes
prédominent sur des espèces d’entérobactéries et de pseudomonas potentiellement résistantes
aux antibiotiques de première intention (comme l’association amoxicilline + acide-
clavulanique (AMC) ou les céphalosporines de 3ème génération (C3G)) n’est cependant pas
possible. Des études complémentaires sont nécessaires pour connaitre le rôle de l’examen
direct dans ce contexte.
Les algorithmes proposés par les dernières recommandations de l’ATS et de l’IDSA
n’incluent ni les données de l’examen direct, ni les spécificités écologiques des populations de
patients auxquelles elles doivent s’appliquer. Plusieurs séries démontrent ainsi les limites de
ces algorithmes décisionnels[25,26]. Malgré des performances diagnostiques moyennes de
l’examen direct, il est possible que les informations qu’il fournit puissent être intégrées de
façon pertinente à un arbre décisionnel orientant le spectre de l’antibiothérapie empirique
initiale.
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Hypothèse de travail et objectifs de l’étude
Nous émettons l’hypothèse que l’examen direct avec coloration de Gram du PDP pourrait être
inclus dans un algorithme décisionnel capable d’orienter le choix du spectre de
l’antibiothérapie empirique. L’examen direct permettrait ainsi d’orienter le choix du
traitement vers des familles d’antibiotiques à visée anti CGP ou anti BGN, et les facteurs de
risque de résistances (ceux définis par l’ATS, et ceux propres aux populations étudiées)
préciseraient la largeur du spectre à obtenir au sein de ces grandes familles. Etant donnée la
faible incidence des pneumopathies à SARM au sein de nos services et plus largement en
France, nous nous intéresserons spécifiquement à la prédiction de la présence de BGN
résistants en culture.
Pour confirmer cette hypothèse, nous devons d’abord déterminer la performance diagnostique
de l’examen direct dans la prédiction des morphotypes bactériens (CGP ou BGN) présents en
culture. Il s’agit là de l’objectif principal de notre étude.
Puis nous intégrerons les résultats de l’examen direct à des modèles prédictifs de la présence
en culture de BGN résistants à deux lignes d’antibiothérapie empirique (association
amoxicilline + acide-clavulanique et céphalosporine de 3ème génération). Nous analyserons
alors, dans notre population, le poids de l’examen direct au sein de ces modèles. Il s’agira
d’un objectif secondaire, l’effectif attendu pour ce travail ne permettant pas de créer des
modèles suffisamment stables.
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Matériels et méthodes
Conception de l’étude
Nous avons réalisé une étude prospective observationnelle non interventionnelle menée dans
2 services de réanimation chirurgicale de l’hôpital universitaire Henri Mondor : le service de
réanimation chirurgicale polyvalente et neuro-traumatologique et le service de réanimation
chirurgicale cardiaque et vasculaire.
Population étudiée
Critères d’inclusion
Les patients inclus dans l’étude étaient :
- hospitalisés dans les unités de réanimation participantes,
- placés sous ventilation mécanique et présentant une suspicion de pneumopathie
bactérienne,
- ceux pour qui la question de l’introduction d’une antibiothérapie empirique ou sa
modification se posait dans l’attente des résultats de la culture microbiologique,
- ceux ayant bénéficiés d’un PDP avant l’introduction ou la modification d’une
antibiothérapie, comme examen de documentation bactériologique.
Plusieurs prélèvements pouvaient être réalisés chez un même patient, pour des épisodes
différents de pneumopathies ou des suspicions de surinfection sous traitement.
Critères de non inclusion
Les patients n’étaient pas inclus si :
- ils bénéficiaient d’un PDP pour suivi de traitement ou d’hygiène,
- le PDP avait été réalisé après l’introduction de l’antibiothérapie empirique ou après la
modification de l’antibiothérapie.
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Déroulement de l’étude
L’inclusion des patients était assurée par le médecin en charge au sein des unités de
réanimation impliquées dans l’étude. Les critères conduisant à la suspicion de pneumopathies
bactériennes étaient laissés à la discrétion du médecin en charge. Les critères diagnostiques
cliniques, radiologiques et biologiques étaient relevés par le médecin en charge au moment de
l’inclusion :
- une fièvre supérieure à 38,5°C,
- une hyperleucocytose supérieur à 12 000/mm3 ou une leucopénie inférieure à
4 000/mm3,
- la purulence des aspirations trachéales,
- une hypoxémie traduite par une désaturation ou une augmentation des besoins en
oxygène,
- l’apparition d’une polypnée,
- l’apparition d’un foyer auscultatoire,
- l’apparition d’un nouvel infiltrat radiologique.
Après la réalisation du PDP, le traitement empirique était initié par le médecin en charge du
patient. Le choix de la molécule était laissé à son appréciation.
Les habitudes des services pour la prescription d’antibiotique suivaient les recommandations
de l’ATS. Une durée de séjour prolongée, l’exposition préalable aux antibiotiques, ou un autre
facteur de risque de résistance bactérienne imposaient l’utilisation d’une molécule large
spectre (comme une céphalosporine large spectre, l’association pipéracilline-tazobactam, une
carbapénème, ou un aminoside). Le céfépime était alors préférentiellement choisi, associé ou
non à un aminoside en fonction de la gravité clinique du patient. Dans les autres cas, on optait
pour l’amoxicilline-acide clavulanique ou une C3G (le céfotaxime). Le staphylocoque aureus
résistant à la méticilline n’était pas systématique pris en compte dans le spectre initial en
raison de sa faible prévalence dans les services, en dehors de facteurs de risque spécifiques du
patient.
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Le traitement était réévalué 24-48 heures plus tard en fonction de l’évolution clinique et des
résultats de la culture du PDP. Les bactéries étaient identifiées, et imputables dans la
pneumopathie lorsqu’elles étaient retrouvées en quantité supérieure ou égale au seuil de 10^3
cfu/mL. Leur sensibilité était déterminée par antibiogramme selon une méthode et un rendu
conformes aux recommandations de l’EUCAST[27]. L’antibiothérapie empirique était
considérée entièrement adaptée si tous les germes pathogènes retrouvés en quantité supérieure
au seuil étaient couverts.
Méthode de réalisation et d’analyse du PDP
Dans notre service, l’ensemble des prélèvements bronchiques était fait par PDP grâce au kit
Combicath 58229.19C2 ; Prodimed Lab, Le Plessis Bouchard, France. Ils étaient le plus
souvent réalisés à l’aveugle par l’équipe infirmière, ou sous fibroscopie par le médecin
lorsqu’il existait un franc foyer radiologique du poumon gauche.
Préalablement à l’étude, un protocole de réalisation du PDP avait été introduit dans le service
et un rappel avait été fait à chaque infirmière. Le protocole utilisé pour la formation de
l’équipe paramédicale est fournit en annexe 1.
Une fois l’échantillon obtenu, il était acheminé dans les 15 minutes au laboratoire de
bactériologie de l’hôpital où était réalisé l’examen direct selon le protocole suivant :
- fluidification du prélèvement par dilution volume à volume dans une solution
mucolytique (Digest-EURR, Eurobio, France)
- agitation au vortex pendant 30 secondes
- incubation 15 minutes à température ambiante
- centrifugation
- prélèvement d’un échantillon pour coloration de Gram et lecture de la lame à la
recherche de la présence ou non de leucocytes, et de germes.
Les résultats de la lecture étaient donnés dans l’heure suivant le prélèvement au clinicien en
charge.
Le prélèvement respiratoire était ensuite ensemencé en culture selon la procédure de routine
du laboratoire :
- dilution au demi dans un fluidifiant
- prélèvement de 30 µL, ensemencé sur 5 quadrants des milieux de culture suivants :
gélose trypticase soja, gélose drigalsky, gélose sang et gélose chocolat.
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Le seuil de sensibilité de la culture quantitative était à 10^2 cfu/mL, la gamme de
quantification allait de 103 à 106 cfu/mL.
Critères de jugement
Le critère de jugement principal permettant de déterminer la performance diagnostique de
l’examen direct du PDP après coloration de Gram était la présence en culture à un taux
supérieur ou égal à 103 cfu/mL :
- d’au moins une espèce bactérienne pathogène pour l’analyse de performance
« diagnostic globale »
- d’au moins une espèce bactérienne de CGP pathogène pour l’analyse de performance
« diagnostic CGP »
- d’au moins une espèce bactérienne de BGN pathogène pour l’analyse de performance
« diagnostic BGN ».
Le critère de jugement secondaire pour déterminer le risque de culture positive à un BGN
résistant à l’AMC ou à une C3G était la présence d’au moins une espèce pathogène de BGN
présentant un profil de résistance ou de sensibilité intermédiaire à l’AMC et/ou aux C3G, à un
taux supérieur ou égal à 103 cfu/mL à la culture du PDP comme défini par les
recommandations du comité de l’antibiogramme de la Société Française de Microbiologie, en
accord avec l’EUCAST[27].
Recueil des données
Le recueil des données au moment du prélèvement était réalisé par le clinicien en charge du
patient. Il comportait les caractéristiques démographiques des patients, les paramètres
cliniques et paracliniques des 24 heures précédant le prélèvement et la recherche des facteurs
de risque de résistances bactériennes. La gravité des patients était évaluée par le score de
SOFA au jour du prélèvement. L’évolution des patients était reportée (durée d’hospitalisation,
de ventilation mécanique, survenue d’une récidive, mortalité). Dans un second était récupérés
les résultats microbiologiques et déterminée l’efficacité de l’antibiothérapie empirique.
Les données patients étaient anonymisées et colligées dans une base de données hébergée sur
un serveur sécurisé au sein de l’hôpital Henri Mondor.
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Aspect éthique et information
L’étude a bénéficié d’un avis favorable du comité d’éthique et d’aide à la décision médicale
du Quincy sous Sénart sous le numéro d’enregistrement CEADM 2015-050. L’avis favorable
du comité d’éthique est présenté en annexe 2.
Une information orale et écrite était délivrée au patient et à ses proches et une déclaration de
non opposition était recueillie.
Analyse statistique
Analyse de performance
La performance de l’examen direct après coloration de Gram a été évaluée pour :
- le diagnostic d’une culture positive à bactéries pathogènes en fonction de la présence
ou non de bactéries, quels que soit leurs morphotypes, à l’examen direct (analyse de
performance « diagnostic global »).
- le diagnostic d’une culture positive à CGP en fonction de la présence ou non de CGP à
l’examen direct (analyse de performance « diagnostic CGP »).
- le diagnostic d’une culture positive à BGN en fonction de la présence ou non de BGN
à l’examen direct (analyse de performance « diagnostic BGN »).
Le seuil de positivité des cultures était défini supérieur ou égal à 103 cfu/mL.
Pour chacune de ces analyses de performance, les valeurs de sensibilité, spécificité, valeur
prédictive positive et valeur prédictive négative, rapports de vraisemblance positif et négatif
ont été calculés. Les résultats sont rendus avec un intervalle de confiance de 95%.
Modèle prédictif de présence de BGN résistants à l’AMC et aux C3G
Deux modèles étaient créés afin de rechercher les facteurs prédictifs de la présence de BGN
résistant à l’AMC pour l’un, aux C3G pour le second.
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Dans un premier temps, nous avons sélectionné les facteurs prédictifs de BGN résistants par
un ensemble de tests univariés, incluant les caractéristiques démographiques des patients, leur
unité d’hospitalisation, les facteurs de risque reconnus de bactéries potentiellement
résistantes[1] et les résultats de l’examen direct du PDP. Les variables qualitatives étaient
analysées par un test exact de Fisher, les variables continues étaient analysées par un test de
Mann-Whitney.
Une association statistique au seuil p<0.20 entre un facteur et la résistance autorisait son
introduction dans un modèle de régression logistique prédictif de la résistance. Certaines
covariables ont été retirées des modèles devant l’existence d’une colinéarité. Les Odds-ratios
sont présentés avec un intervalle de confiance de 95%.
A partir du même ensemble de covariables nous avons réalisé, en complément du modèle de
régression logistique, un arbre décisionnel selon la méthode des arbres de classification et de
régression (CART)[28]. Cette méthode consiste à segmenter récursivement la population par
une séquence de nœuds qui utilise à chaque étape la variable la plus discriminante. Pour
segmenter la population, l’algorithme utilisait à la fois des méthodes de classification
(variables qualitatives) et de régression (variables continues). Dans ce dernier cas, le seuil
permettant d’obtenir la variance intraclasse la plus faible dans les nœuds enfants était retenu
pour la segmentation. Des méthodes d’apprentissage supervisé permettaient d’optimiser
l’arbre ainsi généré afin d’obtenir le classement le plus performant à partir des variables
disponibles. Les arbres finaux ont été limités par élagage à 2 niveaux de profondeur.
Analyse des données
Les analyses étaient réalisées à l’aide du logiciel R® version 3.2.4 (R-project).
Les résultats des variables continues sont exprimés en médiane et interquartiles, en effectif et
pourcentage pour les variables qualitatives. Un seuil de significativité avec p < 0,05 est retenu
l’analyse multivariée.
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Résultats
L’étude a été conduite sur une période de 8 mois, allant du mois de juin 2016 au mois de
Janvier 2017 dans le service de réanimation chirurgicale polyvalente, et sur une période de 4
mois, d’Octobre 2016 à Janvier 2017 dans le service de réanimation chirurgicale cardio-
vasculaire de l’hôpital universitaire Henri Mondor.
Résultats descriptif
Population et conditions de prélèvement
Tous les patients hospitalisés, placées sous ventilation mécanique et ayant eu un prélèvement
pour suspicion de pneumopathies étaient éligibles. Le détail de l’inclusion est présenté dans le
diagramme de flux, figure 1.
Figure 1 : Diagramme de flux
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Au total, 60 PDP ont été inclus, issus de 38 patients différents chez qui il était suspecté une
pneumopathie :
44 PDP étaient issus des 28 patients hospitalisés en réanimation chirurgicale
polyvalente, la majorité dans les suites d’un traumatisme grave ou d’une hémorragie
intracrânienne
16 PDP étaient issus des 10 patients hospitalisés en réanimation chirurgicale cardio-
vasculaire, la plupart en post opératoire d’une chirurgie cardiaque
Un patient pouvait avoir plusieurs prélèvements : 25 en avaient eu un seul, 7 en avaient eu 2,
3 en avaient eu 3 ou 4.
Les caractéristiques détaillées des patients sont présentées dans le tableau I, et le détail des
conditions lors du prélèvement est présenté dans le tableau II.
Tableau I : Caractéristiques détaillées des patients
Patients Total n = 38
Réa chir poly n = 28
Réa CCV n = 10
Age (années) 54,5
(34,8 – 67,5) 44,5
(29,5 – 63,5) 62
(59,5 – 72)
Sexe (hommes/femmes) 30 / 8 22 / 6 8 / 2
IGS II à l’entrée en réanimation 49,5
(30,5 – 57,3) 43
(21,5 – 52) 66
(53,75 – 79)
Motif d’admission en réanimation Traumatisme isolé
Lésions cérébrales isolées Traumatisme + lésions cérébrales
Post-opératoire de chirurgie cardio-vasculaire Autres
2 6
16 11 3
2 6
16 1 3
10
Durée de séjour en réanimation (jours) 21 (10 – 47) 29 (9 – 51) 12,5 (10 – 16,5)
Durée de ventilation mécanique (jours) 33 (7 – 30) 15 (8 – 37) 8,5 (3,5 – 16,5)
Mortalité (%) 42% 43% 40%
Réa chir poly = Réanimation chirurgicale polyvalente ; Réa CCV = réanimation chirurgicale cardio-vasculaire ; les valeurs des variables continues sont exprimées en médiane (25ème – 75ème percentile).
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Tableau II : Détail des conditions lors du prélèvement
Prélèvements Total n = 60
Durée hospitalisation en réanimation avant prélèvement (jours) 8 (4 – 15,5)
Durée de ventilation mécanique avant prélèvement (jours) 7,5 (2,8 – 16)
SOFA du patient au jour du prélèvement SOFA item « respiratoire »
SOFA item « hémodynamique » SOFA item « foie » SOFA item « rein »
SOFA item « neurologique » SOFA item « hématologique »
11 (8 – 12) 3 (3 – 3) 3 (1 – 4) 0 (0 – 0) 0 (0 – 2) 4 (3 – 4) 0 (0 – 1)
Prélèvement réalisé chez des patients en cours d’antibiothérapie 13 (22%)
Prélèvement après exposition du patient à des facteurs de risque de résistances bactériennes [1]
Antécédents d’antibiothérapie Hospitalisation > 5 jours
48 (80%)
33 (55%) 46 (77%)
Suspicion de pneumopathie selon les critères de l’ATS[1] : - nouveau foyer radiologique - avec au moins 2 critères cliniques (fièvre, hyperleucocytose, hypoxémie,
purulence des sécrétions, dyspnée, foyer auscultatoire)
43 (72%)
Prélèvement chez des patients ayant déjà eu une pneumopathie au cours de la même hospitalisation
20 (33%)
Les valeurs des variables continues sont exprimées en médiane (25ème – 75ème percentile)
En majorité les prélèvements étaient réalisés à l’aveugle, un seul avait été prélevé sous
contrôle fibroscopique. Le délai médian (25ème - 75ème percentile) entre la réalisation du
prélèvement et la lecture de la lame pour l’examen direct était de 48 (29 – 113) minutes.
Résultats bactériologiques
Sur l’ensemble des suspicions de pneumopathie, 43 étaient confirmées par une culture
positive avec au moins un germe en quantité supérieure au seuil de 103 cfu/mL. La culture
était ploymicrobienne dans 23 cas. Au total, 16 germes différents étaient retrouvés.
La répartition des différents morphotypes bactériens est présentée dans la figure 2, le détail
des espèces en fonction de leur morphotype dans le tableau III.
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La présence de leucocytes était relevée sur l’examen direct comme facteur de qualité. Sur les
60 prélèvements analysés, 47 (80%) présentaient des leucocytes à l’examen direct.
La résistance aux antibiotiques en fonction du morphotype bactérien est présentée dans le
tableau IV.
Tableau IV : Nombre de PDP retrouvant, à taux significatif, au moins
une espèce bactérienne (selon le morphotype BGN ou CGP) avec une
résistance ou une sensibilité intermédiaire à l’antibiotique.
BGN = BacillesGram négatif, CGP = Cocci Gram Positif
Bacilles gram négatif
Pseudomonas aeruginosa Haemophilus influenzae Klebsiella pneumoniae Escherichia coli Serratia marcescens Citrobacter freundii Klebsielle oxytoca Morganella morganii Citrobacter koseri Enterobacer aerogenes Enterobacter cloacae Pasteurella multocida
16 9 9 6 5 2 2 2 1 1 1 1
Coccis gram positif Staphylococcus auréus Streptococcus pneumoniae Streptococcus agalactiae
19 3 1
Coccis gram négatif Branhamella Catarrhalis 1
Type d’antibiotique Nombre de prélèvements
BGN
amoxicilline + acide-clavulanique 23
pipéracilline + tazobactam 3
céphalosporine de 3ème génération 14
céfépime 2
carbapénème 2
amikacine 0
CGP résistance aux bétalactamines 0
Figure 2 : Nombre de PDP pour chaque
morphotype bactérien retrouvé en culture.
Tableau III : Détail des
différents types de germes
retrouvés en culture (taux ≥ 103
cfu/ml)
BGN = culture retrouvant uniquement des BGN, CGP = culture retrouvant uniquement des CGP, BGN + CGP = culture retrouvant à la fois des BGN et des CGP, CGN = culure retrouvant uniquement des CGN. Nombre de PDP (pourcentage)
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Résultats concernant l’antibiothérapie probabiliste
Une antibiothérapie empirique était prescrite dans 49 des cas de suspicion de pneumopathie.
Dans 32 cas, il s’agissait d’une antibiothérapie large spectre, toujours justifiée par la présence
d’au moins un des facteurs de risque de résistances bactériennes selon l’ATS[1]. Lorsqu’une
bithérapie était prescrite (9 cas), elle associait systématiquement un aminoside.
Le détail des antibiothérapies probabilistes est donné dans la figure 3.
Figure 3 : nombre et type d’antibiotique prescrit en probabiliste après
réalisation du prélèvement.
Sur les 49 traitements empiriques prescrits 90% étaient adaptés, c'est-à-dire que l’ensemble
des germes retrouvés en culture (taux ≥ 103 CFU/ml) était couvert.
Sur les 11 suspicions de pneumopathie n’ayant pas abouties à la prescription d’un traitement
empirique, l’examen direct était négatif dans 6 cas, retrouvait des BGN dans 2cas, des CGP
dans 1 cas et des BGN avec des CGP dans 2 cas. La culture était positive à des germes
pathogènes supérieures au seuil dans 5 cas, dont un où l’examen direct était négatif.
Analyse de performance de l’examen direct
L’examen direct retrouvait des germes (BGN et/ou CGP) dans 39 des prélèvements, au moins
un BGN dans 27 cas, et au moins un CGP dans 24 cas.
Les tableaux de contingence pour les différentes analyses sur la performance de l’examen
direct à prédire une culture positive sont présentés ci-dessous dans les tableaux V-a), b) et c).
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Tableau V-a) : Tableau de contingence pour l’analyse de la performance « diagnostic
global »
Culture positive Culture négative Total
Présence de germes à l’examen direct 32 7 39
Absence de germe à l’examen direct 11 10 21
Total 43 17 60
Le seuil de significativité de la culture positive est 103 cfu/ml
Tableau V-b) : Tableau de contingence pour l’analyse de la performance « diagnostic
BGN ».
BGN = bacilles gram négatif, le seuil de significativité de la culture positive est 103 cfu/ml
Tableau V-c) : Tableau de contingence pour l’analyse de la performance «diagnostic CGP ».
Culture positive
à CGP Culture négative
à CGP Total
Présence de CGP à l’examen direct 13 11 24
Absence de CGP à l’examen direct 8 28 36
Total 21 39 60
CGP = cocci gram positif, le seuil de significativité de la culture positive est 103 cfu/ml
Les résultats de l’analyse de performance de l’examen direct avec coloration de gram pour
prédire la positivité de la culture et le morphotype bactérien retrouvé en culture sont présentés
dans le tableau VI.
Culture positive à
BGN Culture négative
à BGN Total
Présence de BGN à l’examen direct 20 7 27
Absence de BGN à l’examen direct 16 17 33
Total 36 24 60
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Tableau VI : Performance diagnostique de l’examen direct à prédire une culture
positive, la présence de BGN ou de CGP.
« Diagnostic global » « Diagnostic BGN » « Diagnostic CGP »
Sensibilité 0,74 [0,59 – 0,86] 0,56 [0,38 – 0,72] 0,62 [0,38 – 0,82]
Spécificité 0,59 [0,33 – 0,82] 0,71 [0,49 – 0,87] 0,72 [0,55 – 0,85]
VPP 0,82 [0,66 – 0,92] 0,74 [0,54 – 0,89] 0,54 [0,33 – 0,74]
VPN 0,48 [0,26 – 0,70] 0,52 [0,34 – 0,69] 0,78 [0,61 – 0,90]
RVP 1,81 [1,00 – 3,28] 1,90 [0,96 – 3,79] 2,19 [1,20 – 4,01]
RVN 0,43 [0,23 – 0,83] 0,63 [0,40 – 0,98] 0,53 [0,30 – 0,95]
Le seuil de significativité de la culture positive est 103 cfu/ml, BGN = bacille gram négatif, CGP = cocci gram positif, VPP = valeur prédictive positive, VPN = valeur prédictive négative, RVP = rapport de vraisemblance positive, RVN = rapport de vraisemblance négative. Les valeurs sont données avec leur intervalle de confiance à 95%.
Prédiction de la présence de BGN résistants en culture – Analyse par régression
logistique
Considérant dans notre cohorte l’absence d’espèces CGP présentant des phénotypes de
résistances aux traitements anti-CGP de première intention, l’analyse de prédiction des
résistances bactériennes en culture s’est intéressée à la prédiction des BGN résistants à partir
des données cliniques, paracliniques et démographiques dont le praticien dispose au moment
du choix de l’antibiothérapie empirique.
Présence de BGN résistants à l’amoxicilline + acide-clavulanique (AMC)
Les variables d’intérêts en analyse univariées sont présentées dans le tableau VII.
Les résultats de la régression logistique en analyse multivariée sont présentés dans le tableau
VIII.
Un exemple d’arbre de prédiction de la résistance à l’AMC en fonction des variables
d’intérêts de la régression logistique est présenté figure 4.
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Tableau VII : Variables d’intérêt, en analyse univariée, pour la prédiction de la présence
d’un BGN résistant à l’AMC retrouvé en culture à un taux significatif (≥103 cfu/ml)
BGN = Bacille Gram Négatif. AMC = amoxcilline + acide-clavulanique. Les effectifs des variables binomiales sont exprimés en valeur absolues (%), ceux des variables continues sont exprimés en médiane (25ème – 75ème percentiles). EER = épuration extra rénale. CCV = chirurgie cardio-vasculaire.
Tableau VIII : Variables d’intérêt, en analyse multivariée, pour la prédiction de la présence
d’un BGN résistant à l’AMC retrouvé en culture à un taux significatif (≥103 cfu/ml).
BGN = Bacille Gram Négatif. AMC = amoxicilline + acide-clavulanique.
Présence de BGN résistant à l’AMC
n = 23
Absence de BGN résistant à l’AMC
n = 37
Analyse univariée p
Présence de BGN à l’examen direct 14 (61%) 13 (35%) 0,07
Catécholamines le jour du prélèvement 12 (52%) 27 (73%) 0,16
PaO2/FiO2 < 200 le jour du prélèvement 20 (87%) 33 (89%) 1
Insuffisance rénale aigue (avec recours à l’EER) le jour du prélèvement
6 (26%) 7 (19%) 0,53
Antibiothérapie dans les 90 jours précédents le prélèvement
15 (65%) 18 (49%) 0,28
Traitement antibiotiques ≥ 48h au cours de l’hospitalisation
12 (52%) 13 (35%) 0,28
Episode de pneumopathie au cours de l’hospitalisation
11 (48%) 9 (24%) 0,09
Durée d’hospitalisation avant prélèvement 11 (8 – 24,5) 8 (4 – 14) 0,04
Unité d’hospitalisation : réanimation CCV 5 (22%) 11 (30%) 0,56
Hospitalisation pour traumatisme 10 (43%) 17 (46%) 1
Hospitalisation pour lésion cérébrale 13 (57%) 17 (46%) 0,56
Hospitalisation en post opératoire de CCV 6 (26%) 13 (35%) 0,57
Analyse multivariée
(résistance AMC)
OR [IC95%] p
Présence de BGN à l’examen direct 2,67 [0,86 – 8,71] 0,09
Traitement antibiotique ≥ 48h au cours de l’hospitalisation 1,03 [0,20 – 4,77] 0,97
Episode de pneumopathie au cours de l’hospitalisation 3,08 [0,62 – 17,30] 0,18
Durée d’hospitalisation avant prélèvement 0,99 [0,96 – 1,04] 0,91
Catécholamines le jour du prélèvement 0,40 [O,12 – 1,32] 0,14
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Figure 4 : Arbre de prédiction de la présence de BGN résistants à l’amoxicilline + acide-
clavulanique (AMC).
Présence de BGN résistants aux céphalosporines de 3ème génération (C3G)
Les variables d’intérêts en analyse univariée sont présentées dans le tableau IX.
Les résultats de la régression logistique en analyse multivariée sont présentés dans le tableau
X.
Un exemple d’arbre de prédiction de la résistance au C3G en fonction des variables d’intérêts
de la régression logistique est présentés figure 5.
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Tableau IX : Variables d’intérêt, en analyse univariée, pour la prédiction de la présence
d’un BGN résistant aux C3G retrouvé en culture à un taux significatif (≥103 cfu/ml).
Présence de BGN résistant aux C3G
n = 14
Absnce de BGN résistant aux C3G
n = 46
Analyse univariée
p
Présence de BGN à l’examen direct 11 (79%) 16 (35%) 0,006
Catécholamines le jour du prélèvement 7 (50%) 32 (70%) 0,21
PaO2/FiO2 < 200 le jour du prélèvement 13 (93%) 40 (70%) 1
Insuffisance rénale aigue (avec recours à l’EER) le jour du prélèvement
4 (29%) 9 (20%) 0,48
Antibiothérapie dans les 90 jours précédents le prélèvement
10 (71%) 23 (50%) 0,22
Traitement antibiotique ≥ 48 h au cours de l’hospitalisation
10 (71%) 3 (7%) 0,01
Episode de pneumopathie au cours de l’hospitalisation
8 (57%) 4 (19%) 0,05
Durée d’hospitalisation avant prélèvement 20 (10,3 – 40) 7 (4,3 -8,8) 0,004
Unité d’hospitalisation : réanimation CCV 3 (21%) 13 (38%) 0,73
Hospitalisation pour traumatisme 4 (29%) 23 (50%) 0,22
Hospitalisation pour lésion cérébrale 7 (50%) 23 (50%) 1
Hospitalisation en post opératoire de CCV 4 (29%) 15 (33%) 1
BGN = Bacille Gram Négatif. C3G = céphalosporines de 3ème génération. Les effectifs des variables binomiales sont exprimés en valeur absolues (%), ceux des variables continues sont exprimés en médiane (25ème – 75ème percentiles). EER = épuration extra rénale. CCV = chirurgie cardio-vasculaire.
Tableau X : Variables d’intérêt, en analyse multivariée, pour la prédiction de la présence
d’un BGN résistant aux C3G retrouvé en culture à un taux significatif (≥103 cfu/ml).
BGN = Bacille Gram Négatif. C3G = céphalosporines de 3ème génération.
Analyse multivariée (résistance aux C3G)
OR [IC95%] p
Présence de BGN à l’examen direct 9,3 [1,84 – 76,4] 0,01
Traitement antibiotique ≥ 48 h au cours de l’hospitalisation 2,86 [0,39 – 24,8] 0,30
Episode de pneumopathie au cours de l’hospitalisation 1,25 [0,15 – 9,34] 0,82
Durée d’hospitalisation avant prélèvement 1,04 [0,99 – 1,09] 0,12
Hospitalisation pour traumatisme 0,13 [0,02 – 0,72] 0,03
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Figure 5 : Arbre de prédiction de la présence d’un BGN résistant aux céphalosporines de
3ème génération.
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Discussion
Rappel des principaux résultats
L’objectif principal de notre étude était d’analyser la performance de l’examen direct avec
coloration de Gram pour prédire, dans le cadre de la suspicion de pneumopathie, les
morphotypes bactériens (BGN ou CGP) présents en taux significatifs (seuil de 103 cfu/mL) à
la culture d’un prélèvement respiratoire obtenu par PDP. Malgré une sensibilité modérée 0,74
[0,59 – 0,86] de l’examen direct pour un diagnostic global de culture positive, sa valeur
prédictive négative restait faible (0,48 [0,26 – 0,70]) en raison d’une prévalence élevée de
culture positive dans notre population (72%). Cette performance diminuait encore lorsque
l’on recherchait, par l’examen direct, à caractériser le morphotype bactérien retrouvé en
culture. Cette moindre performance était d’autant plus marquée pour le dépistage des BGN
dont la sensibilité et la VPN sont proches de 50%. Ainsi, considérée de manière indépendante,
la détermination des morphotypes bactériens présents à l’examen direct du PDP, ne semblait
pas pouvoir permettre une anticipation des bactéries qui se révèleront en culture.
Cependant, la construction de modèles prédictifs d’une culture positive à BGN résistants à
l’AMC ou aux C3G permettrait d’envisager l’intérêt de l’examen direct, associé à d’autres
variables (durée d’hospitalisation, motif d’hospitalisation) pour mieux appréhender ce risque.
Comparaison avec la littérature de l’analyse de performance
Nos résultats sont cohérents avec la littérature existante. Nous retrouvons une performance
modérée du diagnostic global de culture positive, quel que soit la bactérie, avec une sensibilité
de 0,74 [0,59 – 0,86] et une valeur prédictive négative de 0,48 [0,26 – 0,70]. Cette
performance était encore moindre pour l’analyse concernant le diagnostic des morphotypes
bactériens. La sensibilité était alors de 0,56 [0,38 – 0,72] et de 0,62 [0,38 – 0,82], pour la
présence en culture respectivement de BGN et de CGP. La valeur prédictive négative étant
basse pour le diagnostic global 0,48 [0,26 – 0,70], un examen direct négatif ne semblait pas
suffisant pour écarter la probabilité d’une culture positive. L’examen direct paraissait plus
intéressant pour prédire la présence de BGN en culture que celle de CGP avec des VPP
respectives de 0,74 [0,54 – 0,89] et 0,54 [0,33 – 0,74] mais l’absence de CGP paraissait plus
pertinente que celle de BGN pour éliminer le risque de les retrouver en culture avec une VPN
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respective de 0,78 [0,61 – 0,90] et 0,52 [0,34 – 0,69]. Il est possible dans notre série, que la
proportion de patients sous antibiothérapie au moment du prélèvement (22%), dans le cadre
de suspicion de surinfection au cours du traitement d’une pneumopathie, soit responsable de
la mauvaise spécificité du direct que nous avons observé (0,59 [0,33 – 0,82]). La présence des
antibiotiques, abaissant la croissance des germes en culture, peut être responsable de faux
positifs à l’examen direct.
Nous pouvons rapprocher nos résultats, concernant l’analyse de performance diagnostique
globale, à ceux de Croce et al. qui retrouvaient une performance médiocre pour la prédiction
d’une culture positive (sensibilité 0,57 et valeur prédictive positive 0,47)[23]. D’autres séries
décrivaient une performance globale meilleure, sans pour autant de meilleurs résultats
concernant la caractérisation des germes retrouvés. Allaouchiche et al, en 1999, dans une
étude sur 146 prélèvements respiratoires profonds, montraient que l’examen direct était utile
pour détecter une culture positive (sensibilité de 0,90, spécificité 0,74, valeur prédictive
positive 0,65, valeur prédictive négative 0,93) mais avec une corrélation complète du
morphotype bactérien dans seulement 51% des cas[29]. De même, Mimoz et al, dans leur étude
sur 126 prélèvements obtenus par PDP, retrouvaient une bonne performance pour la
prédiction de la culture positive avec une sensibilité à 0,81 contre 0,69 pour la prédiction du
morphotype bactérien[17]. Enfin, dans une méta-analyse regroupant les résultats de 24 études
sur la performance de l’examen direct, O’Horo et al témoignaient d’une hétérogénéité des
résultats[19]. Ils confirmaient la faible concordance entre les résultats de l’examen direct et la
caractérisation du morphotype bactérien en culture. Les auteurs concluaient que l’examen
direct d’un prélèvement respiratoire profond peut être une aide au diagnostic de pneumopathie
sous ventilation mécanique, mais sa performance est insuffisante pour permettre à lui seul de
guider le traitement antibiotique empirique.
Plusieurs facteurs, autres que la présence d’antibiotiques au moment du prélèvement,
pouvaient influencer la performance de l’examen direct comme l’importance de l’inoculum
bactérien sur le prélèvement et le choix du seuil pour la positivité de la culture. En
choisissant, à la culture, un seuil plus élevé, on sélectionne des prélèvements plus riches en
bactéries et l’on améliore la sensibilité et la VPN du direct. Le choix du seuil de 103 cfu/mL a
été réalisé sur la base des études princeps descriptives de la technique[13].
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La qualité des prélèvements pourrait être une des explications de l’incidence des faux
négatifs, puisque certaines séries remettent en cause la reproductibilité des cultures
quantitatives lors de prélèvements par brosse télescopique ou LBA itératifs[30]. Nous avons
tenté de minimiser le risque de prélèvement de mauvaise qualité en réalisant un protocole de
prélèvement précis, en assurant des séances de formation auprès des équipes infirmières, et en
demandant qu’une vérification de la présence de leucocytes au direct du PDP soit analysée
comme un facteur de bonne qualité du prélèvement. Près de 80% des PDP présentent ainsi des
leucocytes à l’examen direct.
La lecture du Gram est également influencée par la morphologie des bactéries, bacilles ou
cocci. Hors, soumises à un stress (intervalle entre la réalisation du prélèvement et son
traitement), sous l’effet d’enzymes autolytiques (autolysines), ou d’antibiotiques (en cas
d’antibiothérapie en cours), l’aspect extérieur de la bactérie est susceptible de se modifier, par
une altération de sa paroi, rendant son identification difficile. Dans notre étude nous avons
cherché à limiter ce facteur. Pour la majorité de nos prélèvements le délai avant l’analyse en
laboratoire est inférieur à 1 heure.
Enfin, certaines espèces de BGN semblent plus susceptibles d’induire de faux Gram positifs
ou de prendre l’aspect de cocci en microscopie (comme Bacillus ou Acinetobacter). Nous
n’avons pas retrouvé en culture de germes dont la reconnaissance est difficile à l’examen
direct.
L’examen direct dans un modèle prédictif de la présence de BGN résistants en
culture
La deuxième partie de notre étude s’intéressait à préciser la place de l’examen direct au sein
d’un modèle prédictif de la présence de BGN résistants aux premières lignes classiques
d’antibiothérapie empirique (amoxicilline + acide-clavulanique et céphalosporine de 3ème
génération). Le choix de ces modèles est expliqué par une incidence nulle de pneumopathie à
SARM dans notre population rendant l’étude de prédiction des CGP résistants non réalisable,
ainsi que par une représentation faible des BGN résistants au céfépime ou aux carbapénèmes,
limitant les modèles d’étude aux bêta lactamines de spectre plus étroit.
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Notre analyse multivariée n’a pas permis de montrer une relation statistique entre nos
variables et la prédiction de BGN résistants à l’AMC, bien qu’il ressortait une tendance pour
la présence de BGN à l’examen direct (p = 0,09). En revanche, nous obtenions deux variables
pouvant être significativement liée à la présence de BGN résistants aux C3G. Retrouver des
BGN à l’examen direct pourrait être le signe d’une probabilité augmentée d’avoir un BGN
résistant aux C3G en culture (taux ≥ 103) avec un OR (intervalle de confiance à 95%) de 9,3
[1,84 – 76,4] alors qu’être hospitalisé dans les suites d’un traumatisme en diminuerait la
probabilité (OR = 0,13 [0,02 – 0,72]). Ainsi nos résultats confirmaient l’association entre le
motif d’hospitalisation, et le risque d’infection à germes résistants, déjà evoqué en
traumatologie[1,31].
Par la construction des arbres de classification et de régression par la méthode CART nous
avons cherché à vérifier la pertinence de nos variables issues de l’analyse multivariée au sein
d’un algorithme de prédiction le plus performant possible. Si le faible effectif de l’échantillon
ne nous permettait pas de réaliser des arbres très performants, il est intéressant de noter la
similitude de construction de nos deux modèles, associant durée d’hospitalisation au jour du
prélèvement et présence de BGN à l’examen direct. Ces deux variables sont
complémentaires : l’une est associée à la présence de BGN à la culture, l’autre d’avantage au
caractère résistant des bactéries retrouvées. On notera également la différence de
segmentation choisie sur le premier critère de durée d’hospitalisation, à 5 jours dans le modèle
de BGN résistant à l’AMC, et 16 jours dans celui aux C3G. On retrouve également des durées
d’hospitalisation variable dans la littérature, le seuil de 5 jours ayant été choisi par l’ATS pour
prédire le risque de résistance[1], d’autres séries retenaient des délai plus longs[32], définissant
ainsi des écologies différentes selon la survenue précoce ou tardive de la pneumopathie.
Ainsi, nous pouvons tenter d’expliquer comment, malgré des résultats de performance
diagnostique médiocre, l’examen direct pourrait permettre d’orienter une antibiothérapie
empirique vers plus d’épargne d’antibiothérapie large spectre, ou vers une couverture de
germes résistants. L’étude de Timsit et al. a tenté d’évaluer cet impact. Ils démontraient sur
une cohorte de 110 patients qu’interpréter l’examen direct, après une analyse clinique de la
situation, améliorait d’une part la performance diagnostique du clinicien (VPP 68% versus
89% avec prise en compte des résultats de l’examen direct) et, d’autre part, diminuait le
nombre de traitement empirique inadapté de 34% à 12% après étude de l’examen direct[21].
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L’impact mesuré dans cette étude tenait probablement plus au diagnostic même de la
pneumopathie qu’à la prédiction de la résistance des bactéries en culture. De plus, l’examen
direct y était analysé de manière indépendante des autres facteurs liés à l’adéquation entre
antibiothérapie empirique et culture.
Limites de l’étude
Notre étude comportait deux limites qui obligent à interpréter de manière prudente les
résultats obtenus.
La première tient au faible effectif des observations, qui ne permettait pas de créer des
modèles prédictifs suffisamment stables pour être validés sur des données externes. Nous
n’avons pas pu évaluer le rôle de ces facteurs sur la prédiction d’autres types de résistances
bactériennes (SARM, résistance aux carbapénèmes…) faute d’un nombre insuffisant de
pneumopathie à germes multi résistants. Ce faible effectif d’observations s’associait à un
faible effectif de patients, puisque nous avions choisi de pouvoir inclure plusieurs suspicions
de pneumopathie par patient. Ce choix était justifié par la volonté d’analyser l’influence du
facteur de récidive ou de surinfection, sur l’incidence des pneumopathies à BGN résistants.
Notre effectif ne nous a pas permis de confirmer l’association de ce facteur sur l’analyse
multivariée. Nous avons entamé néanmoins une démarche prospective, permettant de
minimiser les facteurs confondants associés à la qualité des prélèvements et à leur
interprétation. Un effectif plus important sera nécessaire pour préciser le rôle des facteurs
prédictifs testés.
La deuxième limite concernait les caractéristiques des patients, issus de réanimations
chirurgicales spécialisées (traumatologique et neurochirurgicale pour l’une et cardiovasculaire
pour l’autre). Ce choix nous a permis, sur un faible effectif, de mesurer l’impact du motif
d’hospitalisation sur le risque de pneumopathie à BGN résistants. Il rend néanmoins un
modèle prédictif plus difficile à exporter sur une population de patients moins sélectionnée.
L’association d’autres services et d’autres catégories de patients seront nécessaires pour
poursuivre l’analyse.
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L’examen direct avec coloration de Gram, dont l’analyse morphologique a tendance à ne pas
être prise en compte dans le choix de l’antibiothérapie empirique en raison d’une mauvaise
concordance qualitative avec la culture, pourrait pourtant participer à améliorer les
algorithmes décisionnels. Une nouvelle approche, fondée sur l’analyse combinée de
l’ensemble des facteurs de risque connus ou présumés, pourrait permettre de répondre à la
question du clinicien au moment de choisir une antibiothérapie empirique. Cette démarche
nécessite, pour aboutir, la collection d’un nombre de données et d’observations suffisantes
pour offrir des modèles stables et vérifiables sur des cohortes différentes de patients.
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Conclusion
Le résultat de l’examen direct (après coloration de Gram) d’un PDP réalisé dans un contexte
de suspicion de pneumopathie semble limité pour prédire la positivité ultérieure de la culture
et le morphotype bactérien présent en culture. Son utilisation de manière isolée ne permet pas
d’orienter une antibiothérapie empirique.
Néanmoins, l’intérêt prédictif du résultat de l’examen direct d’un PDP pourrait être amélioré
s’il est associé à certains facteurs classiques de risque de pneumopathies à bactéries
résistantes. Dans une population où la prévalence des CGP résistants est faible, l’association
de la durée d’hospitalisation, du motif d’hospitalisation et de la présence de BGN visualisés
lors de l’examen direct du PDP, augmente la probabilité de retrouver en culture, à un taux
significatif, un BGN porteur d’une résistance à l’AMC ou aux C3G.
A partir de ces constatations, la construction d’algorithme décisionnel classant les patients à
risque de résistance bactérienne en fonction de la présence ou non de certaines variables
cliniques, paracliniques, incluant l’examen direct du PDP, pourrait permettre d’optimiser
l’antibiothérapie empirique.
Notre travail préliminaire sur l’intérêt prédictif du PDP doit être validé sur un modèle
construit à partir d’une cohorte de patients plus importante, permettant d’inclure davantage de
variables et de facteurs prédictifs afin d’en améliorer la performance globale et la validité
extrinsèque.
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Annexes 1
Protocole de formation de l’équipe paramédicale à la réalisation du PDP
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Annexe 2
Copie de l’avis favorable rendu par le comité d’éthique