une unique dose
i.p.
de
200 mg
/ kg chez des
bb-rats
infectés
par
H395
(sen), H340 (toi),
H158
(rés).
C
O
N
C
E
N
T
R
A
T
IO
N
D
'A
N
T
IB
IO
T
IQ
U
E
(ix
g
/
m
l)
D
AN
S
L
E
L
C
R
8
HEURES
APRÈS INFECTION
-87-
4.2 Discussion
Les expérimentations effectuées dans cette section consistaient à bien démontrer l'importance du traitement dans un cas de méningite sévère à Hi. Les inoculums utilisés,induisaient une méningite fatale chez les animaux, en-dedans de 24 hrs. Beam et al. [7] ont utilisé le modèle de méningite expérimentale â Esc her ichia coli pour comparer l'efficacité de plusieurs antibiotiques face à une méningite fatale ou modérée. Cependant aucune étude relate l'importance de l'ampicilline contre une méningite sévère à Hi. Dans l'étude
les concentrations d'antibioti atteignent des niveaux plus
de Beam et al., les auteurs concluent que 5 dans le sang et le LCR importants en présence de
de méningite modérée. méningite fatale qu'en présence
Malheureusement, le pourcentage élevé de mortalité (70Z à certaines heures) nou3 empêche de conclure de façon similaire l'étude de Beam et al. On remarque d'après les figures de qu'il n'y a aucune valeur pour les temps 24 hrs et quelquefois 8 hrs. Le faible taux de survivants nous a empêché d'analyser les résultats. Nous ne connaissons pas les causes de cette mortalité, mais nous croyons que associé un choc septique soient vraisemblables quoique nous n'avons aucune donnée
à
4 à 7
à
expérimentale prouvant cette hypothèse.
Une hypothèse pour expliquer le faible pourcentage de pénétration pourrait être l'inflammation méningée. Comme il a été mentionné prêcédamment, c'est un choc septique qui aurait probablement entraîné la mort des animaux. L'inflammation des méninges n'a donc pas eu le temps de débuter avant la mort des animaux. D'ailleurs des études histologiques et des numérations cellulaires chez les
animaux ayant une infection de 8 hrs et 12 hrs n'ont dêmontré aucune présence d'inflammation.
Un autre point favorisant l'hypothèse d'un choc septique peut être énoncé en comparant les deux temps d'infection soient 8 hrs et 24 hrs. Si on regarde les fig. 2 et 3, et 4 et 5 on peut remarquer que les concentrations de bac./ml dans le LCR au début du traitement (temps O) pour l'infection 8 hrs sont approximativement inférieures d'un log par rapport a celles du LCR de l'infection 24 hrs. Ce résultat est peu probable, puisque des inoculums plus élevés ont été utilisés pour le modèle avec une infection de 8 hrs. L'hypothèse du choc septique, concentrant les bactéries au niveau du compartiment sanguin, pourr ait être une explication.
Un second aspect qui a nui a été la limite minimum de
a l'interprétation détection â 2x103
des résultats, bac./ml. Des dilutions abondantes inutilement ont fait augmenté la limite de détection par rapport à celle de l'infection de 24 hrs. On peut supposer que le phénomène de tolérance aurait été
sans ce surplus de la numération
bactérienne devenant possible, la souche tolérante H340 persisterait probablement plus longtemps que la souche sensible H395.
11 est difficile d'évaluer l'import du traitement dans ces expérimentations puisque des variations minimes d'inoculum de l'ordre de 1 log pouvaient entraîner des taux extrêmement variés de mortalité, rendant l'interprétation des résultats difficile.
-89-
CHAPITRE V
Méningite à Hib chez des bébés-rats et endophtalmite.
Les infections commune des sont rarement métastatiques.
métastatiques des yeux bactériémies. Toutefois associées avec sont les des une complication méningites à Hib endophtalmit es Ce petit bientôt Journal un modèle méningite â chapitre publiée relate d' Hib. contenant dans le une série endophtalmite, une lettre Pédiatrie d' conséquence à Inf ectious expérimentations directe
L'expérimentation étant peu d'envisager l'emploi ultérieur P h t a 1 m i t e. f astidieuse, de ce l'éditeur il serait modèle facile d'endo-
Endophthalmitis associated with Haemophilus influenzae type b meningitis in infant rats:
To the Editons:
Metastatic infection of the eye was a common complication of a variety of bactériémie infections in the pre-antibiotic area. Streptococci were the most f requently
organisms [4], contrast, Haemophilus influenzae type b (Hib) infection was not commonly associated with metastatic endophthalmitis [1,4,5]. In the présent study, the reproducible experimental model of Hib meningitis using infant rats infected by the intraperitoneal route [2,3] was used to study the occurrence of endophthalmitis.
One hundred and three infant rats were
intraperitoneally with three different strains of Hib isolated between 1975 and 1983 from the Centre Hospitalier de ^Université The inoculum was 105-106 colony- forming units of bacteria/ml. F orty-eight control
(48) were inoculated the same way with phosphate buffered saline with 0.1’Z gelatin. Ail animais were followed for three weeks.
At three weeks, 16/103 infant rats had eye involvement. in most cases, unilatéral abnormalities with severe corneal opacity and atrophy. The eyes were injected with 0.1 ml of stérile saline aspirated and plated on a cholcolate agar. Thereafter the animais with ocular diseases were sacrificed and the eyes were then homogenized with saline and plated on a chocolaté agar. Gram strain and bacterial identification were done on each colony found on the agar.
animais with eye involvement. Endophthalmitis appears to be due to the presence of Hl. None of the control animais had developed eye disease and cultures of their eyes were stérile.
Myerowitz using a larger inoculum 109 CFU/ml observed a higher incidence of endophthalmitis (70Z) [4].
This experiment demonstrates that endophthalmitis can be produced using a small inoculum of bacteria but the One should use a large inolucum to induce incidence is low.
endophthalmitis, but the mortality is extremely high with only 20Z of
[ 4 ] .
the animais suviving 10 days after inoculation
1. DuKe-Elder S. 1966. Diseases of the ureal tract, p. 53-60, 88-107, 218-255. In S.
of ophtalmology, vol ix. c.v.
Duke-Elder (ed.), System Mosby Co.,St-Louis.
2. McColm A.A., Ryan D.M. 1984. Therapeutic activity of ceftazidime and eleven other beta-lactam antibiotics against experimental Haemophilus influenzae type b meningitis. J. Antimicrob. Chemother. 13:517-520.
3. McColm A.A., Sowa M.A., Ryan D.M. 1984. Evaluation of ceftazidime, ampicillin and chloramphenicol in experimental Haemophilus inf luenzae type b meningitis. J. Antimicrob. Chemother. 13:437-445.
4. Myerowitz Richard L., Klow Revecca and Johnson Bruce L. 1976. Experimentalendogenous endophtalmitis caused by Haemophilus inf luenzae type b. Infect. Immun. 14:
5. Selenkowsky J., N. Moizechowsky. 1903. Experimentelles uber die endogene indektion des augs. Arch. Augenhei lkd. 47:299-334. Nathalie Tremblay, M.Sc. M.G. Bergeron, M.D. Service d'infectiologie Le Centre Hospitalier de ^Université Laval Québec, P.Q.
-93- Le en la CHAPITRE VI CONCLUSION phénomène de tolérance a 1971, chez un pneumocoque,
suite, Sabath et coll. phénomène
considérée
été décrit pour la première par
[11] chez les staphylocoques. comme tolérante si la plus élevée que la CMI. La
fois T omasz et coll. [136]. Par
ont Une observé bactérie CMB est au bactérie le peut moins 32 même être fois aux 0-lactamines, "semble échapper” à l'action bactéricide de lJantibiotiqu e.
Les informations concernant le phénomène de tolérance ont augmenté rapidement depuis quelques années. Le modèle expérimental d'endocardite demeure le modèle le plus utilisé pour l'étude du phénomène de tolérance. C'est compréhensible car les bactéries tolérantes les plus souvent retrouvées dans la littérature sont les streptocoques et
staphylocoques responsables d'endocardite (voir tableau 7). La plupart des études in vivo impliquant ces bactéries suggèrent que les infections expérimentales causées par des bactéries tolérantes ne répondent pas aussi bien aux antibiotiques que les bactéries sensibles aux antibiotiques. Cependant les études cliniques nous laissent entendre, que
la tolérance ne semble pas influencer la réussite d'un traitement. Toutefois certaines expérimentations suggèrent que la réponse au traitement serait possiblement plus lente. De fait, des fièvres soutenues et prolongées ainsi que d'autres complications ont été observées chez des patients infectés avec ces souches [40].
En dehors des infections impliquant le système cardio- vasculaire, le phénomène de tolérance a été peu évalué. Nous investiguons depuis 1981 le phénomène de tolérance chez Hi [9]. Nos études in vitro ont démontré qu'il existe des souches d'Hib tolérantes l'ampicilline ainsi qu'â plusieurs P-lactamines. Avant l'étude du phénomène de
à
tolérance à l'ampicilline chez Hib à l'aide du modèle de méningite chez les bébés-rats, aucune étude n' avait été faite pour démontrer l'importance clinique de ce phénomène chez Hib. Nos études suggèrent que la tolérance chez Hib n'est pas qu'un simple phénomène in vitro mais peut affecter le succès thérapeutique.
L'utilisation du expérimental de méningite chez des bb-rats s'est avérée Judicieuse. Le modèle réf lète de très près l'infection chez l'humain. Pour qu'un modèle reproduise une infection humaine, il doit répondre de nombreux critères: 1) la bactérie doit être pathogène â la fois chez et chez l'animal 2) la route d'invasion du microorganisme doit être similaire l'on retrouve chez l'homme 3) la durée de l'infection doit être suffisante pour permettre d'évaluer une thérapie 4) l'infection doit être reproductible 5) les lésions obtenues lors de l'infection expérimentale doivent être morphologiquement
à
similaires à celles chez
doivent être relativement simples.
-95-
intrapéritonéale, ce qui diverge de la réalité, il a été
démontré n'existe aucune entre une
inoculation nasale et une inoculation intrapéritonéale [146]. les concentrations de bactéries et d'ampicilline obtenues nous permettent de croire que nos résultats sont valables et se rapprochent de l'infection humaine, d'autant plus que tous les animaux doivent développer une septicémie avant d'avoir une méningite tel qu'observé chez l'humain. Cependant, il est â noter que le modèle d'infection de 8 hrs ne permet pas de démontrer le phénomène de tolérance aussi clairement que le modèle d'infection de 24 hrs. En effet le taux élevé de mortalité dans les premières heures d'infection a rendu l'interprétation des résultats difficile. Malgré tous les contrôles effectués avant expérimentations, pour s'assurer de survie des animaux jusqu'à la fin de l'évaluation de la thérapie (soit 8 hrs d'infection et un suivi de 24 hrs "post-thérapie")» la majorité des animaux sont morts vers la seizième heure. En fait, nous avons remarquer qu'une faible variation d'inoculum affectait nos résultats. possible que la congélation et la décongélation ainsi que la conservation de nos échantillons bactériens aient pu modifier la virulence des bactéries.
Les concentrations d'ampicilline atteintes dans le LCR pour
la souche avec l'infection de 24 hrs
(quotient inhibiteur=62-200) auraient dû stériliser le LCR [25,150]. L'échec thérapeutique pour ces animaux semble bien être causé par cette nouvelle forme de résistance, la tolérance.
En ce qui a trait à la concentration d'ampicilline dans le LCR avec l'infection de 8 hrs, la même souche tolérante H34O donne des résultats plutôt similaires à une souche sensible, malgré un Cmax/CMI inférieur à celui de 24 hrs.
II est important de noter la reproductibilité (SSC) des concentrations d'ampicilline pour les 3 souches dans les 2 modèles utilisés. Pour les 2 modèles d'infection, la souche tolérante H34O possède une SSC plus élevée par rapport aux deux autres et ce dans les 2 compartiments étudiés (sang et LCR). Cette différence de SSC demeure inexpliquée. Pour ce qui est de la souche résistante H158, on remarque que la p-lactamase de cette souche a empêché l'antibiotique d'atteindre des niveaux curatifs, quelque soit le modèle d'infection utilisé.
Les comparaisons des concentrations d'ampicilline obtenues chez l'humain au niveau du LCR (1,2 p.g/ml après 24 hrs) et celles que nous avons obtenues chez les animaux, laissent suggérer qu'une dose de 250 mg/kg aurait peut-être été préférable pour atteindre des concentrations plus similaires à celles obtenues chez les humains [92]. Toutefois l'écart ne semble pas être significatif.
En ce qui concerne la réponse bactériologique, les 2 modèles utilisés, nous démontrent des réponses différentes entre les trois souches utilisées. La souche tolérante H340 est inhibée plus lentement que la souche sensible H395, mais plus rapidement que la souche résistante H158.
Les concentrations bactériennes varier de 4,5x1O3 â 2,5x108
du LCR chez l'humain peuvent bac./ml [26]. Nos résultats expérimentaux nous donnent des concentrations bactériennes du LCR, avant le début du traitement, variant
1x106 pour les temps d'infection de 8 hrs respectivement.
de 6x104 â et 24 hrs Les inoculums de départ (104-107bac./ml selon les souches) sont donc très satisfaisants.
-97-
les animaux sont traités très tôt après l'infection. Chez le même phénomène quelques heures début de la méningite. 11 serait également intéressant d'étudier la réponse thérapeutique avec modèle mais 48
a
72 hrs après l'initiation de l'infection. Ce délai avant le début du traitement permettrait de bien mettre en évidence l'inflammation méningée, ce qui dans le modèle présenté ici, n'a pu être fait. Le diagnostic de méningite n'a été évalué que sur des dénombrements bactériens du LCR.Un autre aspect à bien contrôler serait les CMI.CMB in vitro de la souche tolérante. La souche tolérante H340 nous a donné plusieurs variations de CMI.CMB tout au long des expérimentations. Ce phénomène ne semble pas exclusif à Hi puisqu'il a aussi été observé chez Staphylococcus aureus [46]. T outef ois afin de rémédier à ce problème d'oscillation, il serait sage d'utiliser une souche tolérante ayant un rapport de CMB/CMI beaucoup plus élevé que 32. De plus, il serait souhaitable de lyophiliser cette souche en de nombreux exemplaires. La lyophilisation assurerait peut-être une stabilité plus grande du rapport CMB/CMI et permettrait d'éviter variations possibles. Les bactéries tolérantes étant instables, aucune souche
tolérante de Si ces souches devenaient
disponibles, il serait beaucoup plus facile de les étudier car de nombreux facteurs (inoculum, phase de croissance, milieu, pH, température d'incubation...) peuvent affecter la tolérance.
La tolérance de Hi aux antibiotiques ne se limite pas à l'ampicilline mais peut affecter de nombreuses B-lactamines et même le triméthoprim-sulf amétoxazole. De fait, nous avons observé des souches tolérantes aux nouvelles céphalosporines tels la cêfotaxime, le cêfuroxime et la ceftriaxone qui sont maintenant utilisés d'emblée dans le traitement des
méningites â Hi ou lorsqu'il y a un échec thérapeutique avec la combinaison ampicilline- ch lor amphénicol [36].
Une utilisation ultérieure du modèle de méningite â Hib pourrait être l'évaluation in vivo des souches tolérantes aux céphalosporines. Une seconde approche qui serait intéressante, serait d'analyser génétiquement les souches tolérantes afin de voir si cette tolérance est causée par une modification des PBPs. Un article de Malouin et coll. [62] a déjà démontré que la résistance chez Hib peut être due à une modification des PBPs. Un troisième projet tout aussi intéressant mais n'utilisant pas non plus le modèle animal, serait d'évaluer l'incidence de souches Hi tolérantes au Canada. Pour d'autres souches telles que Staphylococcus aureus et les streptocoques, leurs
incidences sont connues et varient respectivement de 30-1007. et de 4-95Z. Toutefois, il faut prendre garde dans ce genre d'étude â bien standardiser les méthodes. Les grandes variations d'incidence chez Staphylococcus aureus et les streptocoques sont causées par une grande diversité de techniques utilisées pour les CMI,CMB.
En plus des traitements conventionnels qui consistent utiliser des antibiotiques dans les cas de méningites, de nouvelles initiatives telle l'utilisation des anti-adhésines
â
devraient être envisagée dans le futur.
Un nouveau traitement est déjà sur le marché. Cependant il est sous forme d'un médicament vétérinaire. Le principe de cette méthode préventive s'appuie sur l'adhésion bactérienne. L'adhésion bactérienne est un phénomène connu qui augmente la virulence d'une bactérie, puisque la bactérie a la capacité de se fixer, d'adhérer â la cellule hôte. Les bactéries pathogènes ont plusieurs armes pour adhérer aux cellules: 1) force d'attraction électrostatique,
-99-
2) liaison de radicaux hydrophobes des lipides et 3) f rimbriae. Le médicament (constitué d'adhésines) arrive au siège de l'infection, occupe la place des récepteurs de la membrane cellulaire, sa structure étant analogue, empêchant
anti-adhésines sont des infections. forme de vaccin. d'adhésines, mentaires et Une seconde l'utilisation
bactéries pathogènes. Les une nouvelle approche dans On peut envisager qu'un
le les anti-adhésines Le vaccin préparé à chez partir médicaments traitement jour il d'extrait sera sous pur déclencherait les adhésines approche d'un agent
fabrication d'Ac complé- seraient ainsi neutralisées.
plausible du traitement serait cort icostér oTdes, anti-inflammatoires ou autres) éliminant ou bloquant les effets physiologiques dévastateurs de l'endotoxine (augmentation de l'inflammation, coagulation intravasculair e disséminée, choc toxique...). On sait que lors d'un traitement l'endotoxine est libérée lorsque les cellules bactériennes sont lysées. Un agent bloquant ou éliminant probablement nombreuses séquelles succédant trop souvent à l'inflammation méningée. Présentement, plusieurs investigateurs étudient les effets de nombreux composés sur libération d'endotoxine [4,93,147]. Tous les travaux sont cependant pour le moment à l'étape expérimentale.
Nos études expérimentales semblent suggérer que la tolérance n'est pas uniquement un phénomène de laboratoire mais d'une réalité pour moduler la réponse aux antibiotiques. Il serait important de garder en mémoire, qu'en absence de réponse thérapeutique satisfaisante, chez des patients souffrant d'infection sévère à Hi, il faudrait aussitôt effectuer des CMBs, afin de s'assurer que l'échec thérapeutique n'est pas dû à la présence d'une souche tolérante.
BIBLIOGRAPHIE
1. Acar J.F., Sabath L.D. 1978. Bacterial persistence in vivo: résistance or tolérance to antibiotics. Scand. J. Infect. Dis. suppl. 14: 86-91.
2. Acres S.E. 1986. Statement on Haemophilus influenzae type b polysaccharide vaccine. Can. Med. Ass. J. 134: 1375-1376.
3. Armengaud M.» Chérubin C. 1983. Méningites aigues. p.607-636. Dans Les infections de J.-C. Pèchère, Acar J., Armengaud M., Chérubin C., Grenier B., Mollering Jr. R.,
M a 1 o i n e
Sande M., Zinner S., waldvogel F. Edisem et
4. Armstrong J., Tempel G.E., Cook J.A., Sise W.C., Halushka P.v. 1986. The effects of alpha adrenergic blockade on arachidonic acid metabolism and shock sequelae in endotoxemia. Cire. Shock. 20: 151-159.
5. Asmar Basim I., Thirumoorthi M.C., Buckley Joyce A., Kobos Denise M., Dajani Adnan S. 1985. Cef otaxime diffusion into cerebrospinal fluid of children with meningitis. Antimicrob. Agents Chemother. 28: 138-140.
-10 1-
6. Bauer A.W. Kirby W.M.M., Sherris J.C., Turck M. 1966. Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. Am. J. Clin. Pathol. 45: 493-496.
7. Beam Jr. Thomas R., Allen James C. 1980. Comparison of cefamandole, cephalothin, ampicillin, and chloram- phenicol in experimental Escherichia coli
8. 9. 10. 11. 12. meningitis. Bergeron
Antimicrob. Agents Chemother. 17: 37-42.
Michel G. 1984. Attitude thérapeutique aux nouvelles céphalosporines. Union Med. Can.
face 113: 1 - 8 . Bergeron Limited in B-lactamase Haemophilus Michel vitro G., Claveau S., Simard P. 1981. activity and influenzae
moxalactam, chloramphénicol, and
of cefamandole against 100
strains: comparison of
Antimicrob. Agents Chemother.
Bergeron Michel of Haemophilus Antimicrob. Best G.K. participation 19: 101-105. G., Lavoie Gaétan i nfluenzae to Y. 1985. Tolérance B-lactam antibiotics. Agents Best of Chemother. N.H., Koval autolysins in 28: A.V. 320-325. 1974. Evidence of bactericidal action of oxacillin of Staphylococcus Agents Chemother. 6: 825-830. Bradley J.J., Mayhall C.G., aureus. Antimicrob. Dalton H.P. 1978. Incidence and characteristics of antibiotic-tolerant strains of Staphylococcus aureus. Antimicrob. Agents Chemother. 13: 1052-1057.
13. Brennan Robert O., DuracK David T. 1983. Therapeutic of penicillin in 14. 15. 16. 17. 18. streptococcal Chemother. 23: Bruns Wolfgang, Suppression of Staphyiococcus poiyethyleneoxid 27: 632-639. Bryan Joe Aida, Sande Comparison P.,
endocarditis. Antimicrob. Agents 273-277. Keppeler intrinsic au reus ether. Rocha Merle A., of chloramphénicol meningitis. Chambers Chérubin Nair S., Guy.
Hans, Baucks Regina. 1985. résistance to penicillins in by polidocanol Antimicrob. Heonir, Scheld ceftriaxone for therapy a dodecyl Agents Chemother. Da Silva H.R., Taveres W. and of Michael. ampicillin acute 1985. plus bacterial Antimicrob Agents Chemother. 28: 361-368.
Henry proteins. Charles Gombert 1982. meningitis: rôle Rev. Infect. Congeni Biaise traditional F. The E., 1986. Understanding penicillin- antimicrobic letter. 3: 47-53.
Corrado Michael L., Ramachandran Myles
Treatment of the Dis.
L.
E., Landesman Sheldon, Humbert of gram-negative bacillary new cephalosporin antibiotics. 4 suppl.: S453-S464.
1984. Comparison of ceftriaxone and therapy of bacterial meningitis. Antimicrob. Agents Chemother. 25: 40-44.
19. Crosson Francis J., Winkelstein Jerry A., Moxon E.R. 1976. Participation of complément in the nonimmune host defense against experimental H a e mo p hi 1 u s infiuenzae type b septicemia and meningitis. Infect. Immun. 14: 882-887.
- 103 -
20. Decazes Jean M., Ernst Joël D., Sande Merle A. 1983. Corrélation of in vitro time-Kill curves and kinetics of bacterial killing in cerebrospinal fluid during ceftriaxone therapy of experimental Escherichi a coli meningitis. Antimicrob. Agents Chemother. 24: 463-467.
21. Denny Aileen E., Peterson Lance R., Gerding Dale N.,
22.
23.
24.
infections with str ains tolérant to bactericidal antibiotics. Arch. Intern.
Doern Gary V., Jorgensen Preston David résistance influenzae'. A. 1986 Med. James among clinical 139: 1026-1031. H., Thornsberry Clyde, Prevalence of isolâtes of antimicrobial Haemophilus collaborative study Diagn. Microbiol. Infect. Dougherty Alexander. Dis. 4: Thomas 1980. penicillin-susceptible J., 95-107.
Koller Ant je Eu T omasz proteins of
and résistant
gonorrhoeae. Chemother. 18: 730-737.
Antimicrob. Agents
Eiden Joseph, Yolken Robert H. 1986. C-reactive protein and limulus amebocyte lysate assay in diagnosis of bacterial meningitis. J. Pediat r. N e i s s er ia
a
108: 423-426.
25. EUner Paul D., Neu Harold C. 1981. The inhibitory