Diagnostique biologique d’une infection du tractus urinaire

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Les infections rénales :

– La pyélonéphrite : infection bactérienne des voies urinaires hautes et du parenchyme rénal. Il faut distinguer la pyélonéphrite primitive (sans lésions urologiques) de la pyélonéphrite secondaire (consécutive à une uropathie ou un obstacle).
La contamination se fait essentiellement par contamination urinaire ascendante et rétrograde à partir des flores digestives, génitales et cutanées, expliquant que les germes les plus fréquemment rencontrés soient des Bacilles Gram Négatif (BGN) type entérobactéries, Escherichia coli en tête.
– La pyonéphrose et l’abcès du rein : sont également d’origine infectieuse, se traduisant essentiellement par un tableau de pyélonéphrite à Gram négatifs, soit en apparence primitif, soit compliquant une lésion urologique telle une lithiase.

Les infections vésicales

Les infections urinaires : sont une des plus fréquentes infections bactériennes.
– Cystite aigue ou à rechutes espacées : C’est une affection fréquente, en règle due à un bacille communautaire sensible à la plupart des antibiotiques urinaires (en dehors de l’ampicilline et du cotrimoxazole).
– Les cystites récidivantes peuvent survenir car le traitement n’était pas adapté. Elles peuvent être dues à une anomalie de l’appareil urinaire.
Environ la moitié des femmes adultes manifestent à un moment donné un épisode d’infection urinaire. Les jeunes femmes sexuellement actives ont environ 0,5 épisodes de cystite aigue par an et par personne.
Elles sont principalement causées par des entérobactéries, dont en premier lieu Escherichia Coli (E. coli).

Les infections prostatiques

– La prostatite aigue : est une inflammation de la prostate souvent d’origine bactérienne touchant l’homme à tout âge, environ 50% des hommes font une forme de prostatite au cours de leur vie. Elle est souvent consécutive à une infection urétrovésicale à entérobactéries essentiellement les colibacilles. Elle peut également faire suite par voie hématogène à une infection à distance, staphylococcique ou autre.
– La prostatite chronique : fait suite à une prostatite aigue ou apparait progressivement sans que l’on ne puisse en dater le début. Elle est associée à des lésions infectieuses de l’urètre et des voies spermatiques.

Les infections des organes génitaux externes

Les affections inflammatoires, orchite et épididymite, sont soit d’origine infectieuse non spécifique (infections du tractus urinaire) soit d’origine infectieuse spécifique (infections sexuellement transmissibles, oreillons, tuberculose).

Diagnostique biologique d’une infection du tractus urinaire (13)

Le bilan bactériologique est entrepris avant la prescription d’antibiotiques. Il s’appuie sur une recherche de germes urinaires par l’ECBU avec antibiogramme.

La bandelette urinaire

C’est une méthode d’analyse biologique instantanée qui permet la détection précoce d’une atteinte pré-rénale, rénale et post-rénale, comme les infections urinaires, les affections métaboliques, les glomérulopathies [32]. Elle n’est pas un outil de diagnostic mais remplie parfaitement les critères d’un test de dépistage [5].
Ces bandelettes réactives utilisent des méthodes biochimiques pour déceler la présence des deux stigmates essentiels de l’infection : la leucocyturie et la bactériurie. La présence de leucocytes se traduit par l’excrétion d’une enzyme, la leucocyte-estérase. Cette leucocyte-estérase réagit avec la bandelette lorsque la leucocyturie est supérieure à 10/mm3 (104/ml). La mise en évidence des bactéries utilise la présence des nitrates. Seules les bactéries possédant une nitrate-réductase sont capables d’élaborer des nitrites dans les urines. Il s’agit des entérobactéries, responsables de la grande majorité des IU. En revanche, les cocci à Gram positif et les bacilles à Gram négatif aérobies stricts, comme le bacille pyocyanique, sont dépourvus de cette enzyme [31]. La valeur prédictive négative (VPN) des bandelettes est excellente (> 98%), suffisante pour affirmer l’absence d’infection urinaire lorsque le test est négatif (leucocytes négatifs ou les deux plages négatives). Leur valeur prédictive positive (VPP) est en revanche médiocre (ne suffit pas à affirmer l’infection urinaire, une uroculture est nécessaire) [31,1].

Examen cytobactériologique des urines (ECBU)

C’est un examen simple, susceptible de fournir des renseignements précieux pour reconnaitre les ITU et de déterminer le germe en cause [11].
La réalisation et le transport doivent répondre à des règles strictes qui conditionnent l’interprétation de cet examen.
• Le prélèvement
Le prélèvement se fait selon des règles d’asepsie rigoureuse afin d’obtenir un échantillon d’urines aussi identique que possible à l’urine vésicale. La contamination par des germes des régions voisines (vaginale, rectale et périnéale) est à éviter. Le moment de recueil d’urine est en général le matin au réveil, mais pas de façon exclusive.
Les techniques de prélèvement diffèrent selon le sexe et l’âge du malade [26].
– Chez l’homme : après une toilette soigneuse du gland et du méat urinaire avec une solution antiseptique comme le soluté de Dakin, l’urine est recueillie dans un tube stérile; le prélèvement se fait au milieu du jet d’urine, le 1er jet est éliminé car contenant les bactéries commensales de l’urètre.
– Chez la femme : le prélèvement est plus difficile du fait du risque élevé de contamination par la flore vaginale; la vulve vaginale et l’orifice vaginal sont nettoyés comme précédemment et l’urine prélevée à la volée toujours après élimination du 1er jet.
• Conduite de l’examen cytobactériologique
– Examen macroscopique : il consiste à noter l’aspect (urine claire, trouble, ictérique, hématurique) la couleur (jaune claire, jaune foncée, rougeâtre) des urines. L’urine normale est claire avec reflets jaunes paille.
– Examen microscopique :
 Examen cytologique [22] : permet de dénombrer les différents éléments figurés contenus dans un volume donné de l’urine à étudier. A l’état normal l’urine est très pauvre en éléments cellulaires.
 Examen direct et après coloration de Gram [15]: est réalisé à partir de l’échantillon d’une urine non centrifugée.
Malgré une sensibilité médiocre, cet examen reste indispensable en apportant des informations immédiates au clinicien sur le type de bactéries impliquées ou la présence de levures permettant d’adapter le traitement. Dans certain cas, notamment lors de culture stérile avec examen direct positif, cet examen permettra d’adapter les milieux de culture.

Identification et antibiogramme [15].

C’est une technique de laboratoire visant à tester la sensibilité d’une souche bactérienne vis-à-vis d’un ou plusieurs antibiotiques supposés ou connus.
L’étude de la sensibilité aux antibiotiques permet de mesurer la capacité d’un antibiotique à inhiber la croissance bactérienne in vitro afin de guider la prescription et de surveiller la survenue et l’évolution des résistances acquises.
Le principe consiste à placer la culture de bactéries en présence du ou des antibiotiques et à observer les conséquences sur le développement et la survie de celle-ci.
L’antibiogramme teste les antibiotiques qui ont une bonne élimination urinaire en particulier : les bêtalactamines, quinolones et fluoroquinolones, cotrimoxazole, aminosides, fosfomycine.

Détection des BLSE [17].

Les BLSE sont des enzymes plasmidiques ou présents dans un intégron, transposables, conférant une résistance à différentes bêtalactamines, notamment les céphalosporines de 3e génération (C3G). Ces différentes enzymes sont habituellement détectées par une synergie entre le mélange amoxicilline +acide clavulanique (AMC) et les C3G ou l’aztéonam (aspect en bouchon de champagne sur un antibiogramme). Le test de synergie est réalisé en disposant les disques d’AMC et de C3G choisis (ou de l’aztéonam) à 30mm de distance, centre à centre.

Germes responsables des infections urinaires

Les entérobactéries

Elles constituent la famille des Enterobactariacae qui est définie par les caractères suivants
– Bacilles à gram négatif non sporulés, immobiles ou mobiles. – Type respiratoire aérobie-anaérobie facultatif.
– Poussent sur milieux ordinaires (géloses et bouillons nutritifs). – Fermentation du glucose avec ou sans production de gaz.
– Ne possèdent pas d’oxydase.
Plusieurs espèces appartenant aux nombreux genres d’Entérobatréries sont retrouvées dans les infections urinaires.
Certaines sont plus fréquentes
– Escherichia coli : c’est le premier germe responsable d’infections urinaires.
– Klebsiella pneumoniae, klebsiella oxytoca, Enterobacter Spp, Serratia
Ces espèces sont remarquables par leur fréquence de plus en plus grande en milieu hospitalier (urologie) et un nombre assez important de souches résistantes.
– Citobacter freundii, C.malnatica, C.amalonatica.
– Proteus Spp.
– Providencia Spp.

Les autres germes

• Bacilles à Gram négatif non fermentaires :
– Pseudomonas aeruginosa ou bacille pyocyanique.
– Anicobacter calcoaceticus.
• Cocci à Gram positif
– Streptocoques du groupe D .
– Streptocoques du froupe B.
– Staphylococcus saprophyticus.

Antibiothérapie des infections du tractus urinaire [28, 35, 9].

L’antibiothérapie des infections urinaires a pour but l’éradication des germes dans le tractus urinaire normalement stérile.
Pour être efficace, l’antibiotique choisi doit remplir plusieurs critères : l’efficacité microbiologique sur la bactérie en cause (identifiée via un examen cytobactériologique des urines [ECBU]) et la bonne diffusion dans le site de l’infection (vessie, parenchyme rénal, prostate). Il doit aussi être bien toléré, peu toxique, d’administration facile et si possible peu onéreux.
Initialement le choix de l’antibiothérapie est souvent probabiliste : il tient compte de l’épidémiologie bactérienne habituelle des infections communautaires ou associées au soin de l’appareil urinaire (type de bactérie, sensibilité aux antibiotiques), des traitements antérieurs reçus par le patient et des données cliniques (existence de signes de gravité, facteurs de risque de complications ou non, site de l’infection). Après identification du germe, le choix de l’antibiotique doit être adapté à l’antibiogramme en choisissant un antibiotique efficace, à bonne diffusion et avec un spectre le plus étroit possible.

Quinolones-fluoroquinolones

Il existe 2 grandes classes de quinolones :
– quinolones de première génération (acide nalidixique acide pipemidique) : Actives seulement sur les germes à Gram négatif de la famille des entérobactéries ;
– fluoroquinolones (FQ) ou quinolones de deuxième génération et plus (norfloxacine, ciprofloxacine, ofloxacine, levofloxacine et moxifloxacine) : sont actifs sur les germes à Gram négatif et à Gram positif tel que les staphylocoques.
Les quinolones agissent en bloquant la réplication bactérienne par inhibition de la synthèse d’ADN bactérien. Ce sont des antibiotiques bactéricides et concentration-dépendants vis-à-vis des bactéries Gram négatif.
Les bactéries ont développé plusieurs mécanismes de résistance aux quinolones (modification de cible, efflux, imperméabilité). Depuis plusieurs années la résistance des entérobactéries aux quinolones ne cesse de croître.
Les fluoroquinolones sont des molécules de choix dans le traitement de relais par voie orale des pyélonéphrites(PNA) et prostatites à entérobactérie, avec des durées de traitement plus courtes que pour les autres classes d’antibiotiques (7jours pour la PNA et 15jours pour la prostatite non compliquée) .

Bêtalactamines

Ce sont des antibiotiques bactéricides. Dans ce groupe ceux actifs sur les infections du tractus urinaire sont :
 Les pénicillines :
– les aminopénicillines (ampicilline, amoxicilline) : ils sont choisis pour leur spectre orienté vers les germes à Gram négatif dont certains présentent une bonne sensibilité avec usage de la voie orale. Ils sont également choisis contre les germes à Gram positif tel que
– les amidinopénicillines (pivmécillinam) : ce sont essentiellement les germes à Gram négatif des ITU qui sont traités avec cette molécule ;
– les carboxypénicillines (carbenicilline, ticarcilline, carindicilline) : les pénicillines de ce groupe sont réservées aux infections sévères ou de germes à Gram négatif résistants aux aminopénicillines ;
– les uréidopénicillines (pipéracilline, azlocilline et mezlocilline) : ce sous-groupe présente un spectre large d’activité. Elle concerne particulièrement les ampicillino-résistants tels que Klebsiella, enterobacter, proteus producteur d’indole, serratia, pseudomonas.
 Acide clavulanique
Il s’agit d’un dérivé du noyau clavame (oxapéname) qui diffère du péname des pénicillines. C’est un inhibiteur des bêtalactamases. A faible concentration l’inhibition est puissante sur de nombreuses bêtalactamases de diverses origines : la pénicillase de Staphylococcus aureus ainsi que toutes les pénicillases chez les bactéries à Gram négatif.
 Les céphalosporines :
– les céphalosporines de première génération (céfalotine) : le spectre d’activité regroupe les staphylocoques sauf les staphylocoques méticillino-résistants, les bactéries à Gram négatif tels que : E.coli, klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis. Elle devient inactive sur les bacilles à Gram négatif producteur de céphalosporinases : Enterobacter, serratia, Providencia, Pseudomonas ;
– les céphalosporines de deuxième génération (céfuroxime, céfamandole) : elles sont actives sur les bacilles Gram négatifs dont les entérobactéries résistants aux céphalosporines de première génération tels que les Enterobacter, Proteus indole, Citrobacter;
– les céphalosporines de troisième génération (céfotaxime, céftazidime, céftriaxome) : excepté Pseudomonas aeruginosa, l’action du céfotaxime sur les Gram négatifs et 10 à 1000 fois supérieure à celle des céphalosporines les plus anciennes.
 Les carbapénèmes (Imipenème)
Ce sont des analogues structuraux dérivés des pénicillines (pénèmes). Il présente un pouvoir bactéricide élevé et est actif sur E.coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus.
 Les monobactames :
Le seul représentant de ce groupe est l’aztréonam. Leur spectre d’activité concerne les infections sévères à Gram négatif.

La fosfomycine

C’est un antibiotique bactéricide d’excellente diffusion utilisé surtout par la voie intraveineuse et aussi par voie orale. Elle est utilisée dans les ITU basses et hautes.
Les espèces habituellement sensibles sont : E.coli, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Proteus mirabilis.

Les aminosides ou aminoglycosides

Le premier antibiotique aminosidique a été la streptomycine, c’était une découverte importante car la streptomycine était active sur les germes à Gram négatif que ne pouvait pas atteindre la pénicilline. Ultérieurement sont apparues d’autres aminosides naturels tels que la néomycine, la kanamycine, la gentamycine, la tobramycine, la sisomycine et des aminosides hémi-synthétiques comme l’amikacine et la nétilmicine.

Les associations

 L’association triméthoprime-sulfaméthoxazole (Bactrim®)
Elle inhibe de façon synergique l’action d’enzymes (la dihydrofolate synthétase et la dihydrofolate réductase) nécessaires à la synthèse de tétrahydrofolate qui participe au métabolisme des purines. Les mécanismes de résistance acquise comprennent l’hyperproduction ou la modification des enzymes cibles et l’imperméabilité membranaire. Le Bactrim® est actif sur les entérobactéries et Staphylococcus spp. Les indications comprennent la cystite compliquée (notamment à Staphylococcus saprophyticus), la pyélonéphrite et la prostatite en relais oral après obtention de l’antibiogramme. Il peut aussi trouver sa place dans les infections nosocomiales à S. aureus.
 L’association amoxicilline + acide clavulanique
Utilisable dans les affections à Germes identifiés et connus résistants aux aminopénicillines et sensibles à l’association. C’est le cas souvent d’infections urinaire récidivantes et chronique.

Les autres antibiotiques

Le chloramphénicol, la rifampicine, la colistine, les nitrofuranes.

Prévention des infections urinaire

Les mesures de préventions devraient être mises en place afin de diminuer les risques d’infections urinaires :
– conseiller un usage plus maitrisé des antibiotiques pour diminuer les risques de résistances que pourraient développer la bactérie ;
– boire de l’eau aide à diluer l’urine et à uriner plus fréquemment afin d’éliminer les bactéries des voies urinaires;
– éviter l’utilisation de produits féminins irritants dans la région génitale pouvant irriter l’urètre ;
– de bonnes mesures d’hygiènes sont très importantes.

Activité antibactérienne

On a deux types d’activités :
– bactéricide : détruisent les micro-organismes ;
– bactériostatique : inhibent la multiplication des micro-organismes.
Pour exercer leur effet, bactéricide ou bactériostatique, les antibiotiques doivent se trouver à une concentration suffisante dans le milieu où se fait la croissance bactérienne.
La concentration d’antibiotique nécessaire et suffisante pour empêcher cette croissance est appelée concentration minimale inhibitrice (CMI). La concentration minimale bactéricide (CMB) est la concentration nécessaire à l’obtention de moins de 0,01% de survivants de la culture initiale, après plusieurs heures de culture. Pour les antibiotiques bactéricides, la CMB est proche de la CMI.

Conditions d’action

– Posséder une cible bactérienne spécifique.
– Accéder à la cible sous forme active.
– Interagir efficacement avec la cible, en l’inactivant.
Plusieurs mécanismes peuvent empêcher une action correcte d’un antibiotique, parmi ces mécanismes (figure 4).
– Baisse de la perméabilité de l’antibiotique : elle concerne surtout les bactéries à Gram négatif dont les porines de la membrane externe s’obstruent partiellement ou totalement ou alors disparaissent. Le passage peut être également ralenti consécutivement à certaines mutations touchant le lipo-polysaccharide qui, de ce fait, diminue l’accessibilité des antibiotiques aux porines sur l’extérieur de la membrane externe.
– Systèmes d’efflux : constitués de protéines jouant le rôle de pompes expulsant l’antibiotique dès qu’il apparait dans la cellule bactérienne en le rejetant à l’extérieur de la paroi bactérienne (par exemple E.coli,
– Modification de la cible de l’antibiotique : il peut s’agir d’une modification du nombre (hyperproduction), un changement total (nouvelle cible), parfois une association de plusieurs de ces mécanismes.
– Inactivation de l’antibiotique : il peut s’agir d’une destruction de l’antibiotique telle l’hydrolyse des bêtalactamines par une enzyme la bêtalactamase, ou d’une modification de la molécule d’antibiotique par ajout de radicaux.
Si parmi ces conditions d’action d’antibiotique n’est pas remplie, alors la bactérie est dite résistante à l’antibiotique.

RESISTANCE BACTERIENNE

Découverte de la résistance bactérienne.

En 1945, Alexander Fleming, l’homme qui a découvert la pénicilline, pressentit le problème de la résistance aux antibiotiques et confia alors au New York Times : « … un mauvais usage de la substance aboutirait à ce que, au lieu d’éliminer l’infection, on apprenne aux microbes à résister à la pénicilline et à ce que ces microbes soient transmis d’un individu à l’autre jusqu’à ce qu’ils en atteignent un chez qui ils provoqueraient une pneumonie ou une septicémie que la pénicilline ne pourrait guérir… ».
Cette prévision ne nous incita pas à modérer ni à raisonner notre prescription d’antibiotiques. Ainsi plusieurs centaines de milliers de tonnes d’antibiotiques sont consommées chaque année par l’homme ; et la bactérie n’a pas cessé d’évoluer pour faire survivre son espèce.

Types de résistances [15].

La résistance naturelle d’une bactérie

C’est une caractéristique propre à une espèce bactérienne, qui est partagée par toutes les souches normales de cette espèce. On définit ainsi le phénotype « sensible » ou « sauvage ».

La résistance acquise

C’est une caractéristique de certaines souches au sein de l’espèce considérée. Cette résistance résulte d’une modification génétique par mutation ou par acquisition de matériel génétique étranger. La reconnaissance de ces résistances acquises définit les phénotypes « résistants ».
La réalisation en laboratoire d’analyse des antibiogrammes est en partie justifiée par l’existence et la fréquence de ces résistances acquises. Les résistances naturelles sont implicites dès l’identification de l’espèce [12].

Origine de l’émergence des résistances acquises

L’apparition d’un gène de résistance chez une bactérie peut résulter de plusieurs mécanismes :
– Mutations sur des gènes chromosomiques, spontanées ou induites :
• Mutations spontanées : c’est un changement spontané, rare et héréditaire, qui va affecter la séquence nucléosidique du génome bactérien.
• Mutations induites : adaptation d’une bactérie à des conditions défavorables à sa croissance (notamment présence d’antibiotiques)
– Acquisition de gènes de résistance provenant d’autres souches :
• Par conjugaison : un gène est transféré d’une bactérie à une autre via des plasmides ou des transposons (transfert inter-espèce).
• Par transduction : un gène est transféré d’une bactérie à une autre via un bactériophage (transfert intra-espèce).
• Par transformation : transfert d’ADN nu entre deux bactéries (transfert intra- ou inter-espèce).

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE
I. Rappels sur les infections urinaires
1. Définition des infections du tractus urinaire
2. Les voies de contamination
3. La pathogénicité des germes
4. Les mécanismes de défenses de l’hôte
5. Les facteurs favorisants les infections urinaires
6. Rappel sur les infections urinaires
6.1. Les infections rénales :
6.2. Les infections vésicales
6.3. Les infections prostatiques
6.4. Les infections des organes génitaux externes
7. Diagnostique biologique d’une infection du tractus urinaire
7.1. La bandelette urinaire
7.2. Examen cytobactériologique des urines
7.3. Identification et antibiogramme
7.3. Détection des BLSE.
8. Germes responsables des infections urinaires
8.1. Les entérobactéries
8.2. Les autres germes
9. Antibiothérapie des infections du tractus urinaire
9.1. Quinolones-fluoroquinolones
9.2. Bêtalactamines
9.3. La fosfomycine
9.4. Les aminosides ou aminoglycosides
9.6. Les autres antibiotiques
10. Prévention des infections urinaire
II. ANTIBIOTIQUES
1. Définition
2. Historique
3. Mode d’action
4. Activité antibactérienne
5. Conditions d’action
III. RESISTANCE BACTERIENNE
1. Découverte de la résistance bactérienne
2. Types de résistances
2.1. La résistance naturelle d’une bactérie
2.2. La résistance acquise
2.3. Origine de l’émergence des résistances acquises
3. Multi résistance
4. Prévention de la résistance aux antibiotiques
DEUXIEME PARTIE
1. Cadre d’étude
2. Patients et méthodes
2.1. Patients
2.2. Méthodes
3. Résultats
DISCUSSION
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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