Дисертації з теми "Infections nosocomiales – Résistance aux antibiotiques – Liban"

Les infections nosocomiales et la résistance bactérienne aux antibiotiques sont répandues au niveau mondial avec une prévalence plus élevée dans les pays en développement aux ressources limitées dont le Liban. Au Liban, les données épidémiologiques sur la résistance chez les bactéries à Gram négatif aux antibiotiques de dernier recours dans les hôpitaux et sur les infections nosocomiales sont rares. Objectifs : Nous avons conduit trois travaux visant à répondre aux objectifs suivants : une première étude pour identifier et comparer les différentes bactéries identifiées dans les infections communautaires et les infections nosocomiales, en mettant l'accent sur les comorbidités et les facteurs sociodémographiques associés. Puis deux études ciblant la résistance aux antibiotiques de dernier recours chez les bacilles à Gram négatif afin d’en décrire l’épidémiologie et d’identifier les caractéristiques des patients associées à cette résistance. La mortalité chez les patients porteurs d’un bacille à Gram négatif résistant aux carbapénèmes a été analysée. Méthodes. Le premier travail a consisté en une étude de cohorte rétrospective, multicentrique, menée dans cinq hôpitaux. Les données ont été recueillies à l'aide d'une fiche standardisée (données démographiques : genre et âge, maladies sous-jacentes et type d’infection acquise). Les deux autres études ont reposé sur une étude de cohorte prospective à partir d’une base de données constituée dans neuf hôpitaux libanais entre 2016-2017 (caractéristiques des patients, variables liées à l’hospitalisation et variables liées aux caractéristiques de l’infection). Les données ont été collectées et traitées avec Statistical Package for the Social Sciences SPSS, version 24. Des régressions logistiques ont été utilisées pour définir le profil des patients pour chaque type de résistance (céphalosporines de 3° génération- C3G, fluoroquinolones, aminosides, carbapénémes) observées chez les bacilles à Gram négatif (entérobactérales, Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter baumannii). Une analyse de sensibilité basée sur les résultats extrêmes des valeurs manquantes relatives à la sensibilité des bactéries a permis de prendre en compte les données manquantes et de fournir des résultats robustes. Résultats. La première étude a montré l’importance des bacilles à Gram négatif résistants aux antibiotiques au sein des infections nosocomiales mais aussi des infections communautaires avec deux facteurs indépendants de l’acquisition d’une infection nosocomiale : âge avancé et état d'immunosuppression. Les deux autres études ont montré des pourcentages de résistances élevées chez les bacilles à Gram négatif ciblés et ont permis d’établir différents profils de patients pour chaque type de résistance. Par exemple, pour Escherichia coli, la résistance aux C3G était associée à une admission antérieure à l’hôpital et à la présence d’une sonde urinaire. De la même façon, la résistance aux carbapénèmes chez les bacilles à Gram négatif était associée aux patients chirurgicaux, à la présence d’une sonde urinaire ainsi qu’à une infection pulmonaire ou du site opératoire. Concernant la mortalité globale, le modèle proportionnel de Cox a montré que la résistance aux carbapénèmes était associée à une différence significative en termes de survie hospitalière chez les patients porteurs de bacilles à Gram négatif non fermentants par rapport aux bactéries sensibles. Conclusions. Nous avons rapporté la résistance aux antibiotiques de derniers recours chez les entérobactérales (E. coli et entérobactérales non- E. coli) et les bacilles à Gram négatif non fermentants identifiées dans des hôpitaux libanais où les données épidémiologiques sont rares. La description des profils de patients porteurs de ces souches bactériennes résistantes permettra aux cliniciens de prescrire une antibiothérapie probabiliste adaptée
Hospital-acquired infections and bacterial resistance to antibiotics are widespread worldwide, with a higher prevalence in developing countries with limited resources, including Lebanon. In Lebanon, epidemiological data on resistance among Gram-negative bacteria to antibiotics of last resort in hospitals and on nosocomial infections are scarce. Aims: We conducted three studies to meet the following objectives: a first study to identify and compare the different bacteria identified in communityacquired infections and nosocomial infections, focusing on associated co-morbidities and sociodemographic factors. This was followed by two studies targeting resistance to last-resort antibiotics in Gram-negative bacilli, in order to describe the epidemiology and identify patient characteristics associated with this resistance. Mortality in patients with Gram-negative bacilli resistant to carbapenems was analyzed. Methods. The first study was a retrospective, multicenter cohort study conducted in five hospitals. Data were collected using a standardized form (demographic data: gender and age, underlying diseases and type of acquired infection). The other two studies were based on a prospective cohort study using a database compiled in nine Lebanese hospitals between 2016 and 2017 (patient characteristics, variables related to hospitalization and variables related to the characteristics of the infection). Data were collected and processed using Statistical Package for the Social Sciences SPSS version 24. Logistic regressions were used to define the profile of patients for each type of resistance (3rd generation cephalosporins-3GC, fluoroquinolones, aminoglycosides, carbapenem) observed in Gram-negative bacilli (Enterobacteria, Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii). A sensitivity analysis based on the extreme results of the missing values for bacterial sensitivity was used to take account of the missing data and provide robust results. Results. The first study showed the importance of Gram-negative bacilli resistant to antibiotics in both hospital and community-acquired infections, with two independent factors in the acquisition of a nosocomial infection: advanced age and immunosuppression. The other two studies showed high percentages of resistance in the targeted Gram-negative bacilli and established different patient profiles for each type of resistance. For example, in Escherichia coli, resistance to 3GC was associated with previous hospital admission and the presence of a urinary catheter. Similarly, resistance to carbapenems in Gram-negative bacilli was associated with surgical patients, the presence of a urinary catheter, and pulmonary or surgical site infection. In terms of overall mortality, the Cox proportional model showed that carbapenem resistance was associated with a significant difference in hospital survival in patients with nonfermenting gram-negative bacilli compared with susceptible bacteria. Conclusions. We report on resistance to antibiotics of last resort in enterobacteria (E. coli and Non-E. coli enterobacterales) and non-fermenting Gram-negative bacilli identified in Lebanese hospitals, where epidemiological data are scarce. Describing the profiles of patients carrying these resistant bacterial strains will enable clinicians to prescribe appropriate probabilistic antibiotic therapy

Les infections dues aux bactéries gram-négatif multi résistantes en particulier la résistance aux carbapénèmes, représentent un problème majeur de santé publique. La hausse des taux de résistance à ces antibiotiques a conduit à la réutilisation de la colistine, comme alternative thérapeutique de dernier recours. Notre travail de thèse s'est concentré sur l'étude épidémiologique de la résistance aux antibiotiques d’isolats cliniques au Liban. Nos travaux se sont scindés en 4 chapitres, avec trois objectifs principaux; (i) l'étude des bactéries résistantes aux carbapénèmes, (ii) l'élucidation des mécanismes moléculaires de la résistance à la colistine (iii) l'émergence de bactéries à Gram-positif résistantes à la vancomycine. Initialement, une revue de la littérature sur l'épidémiologie et les facteurs de risque associés à l'infection bactérienne au cours de conflits armés et catastrophes naturelles en Asie et au Moyen Orient a été rédigée. Dans le deuxième chapitre nous avons cherché à voir l'effet du changement de traitement de la combinaison colistine-carbapénème à la colistine en monothérapie sur la résistance d’A. baumannii, en plus de la détection du blaVIM-2 codé par plasmide. Dans le troisième chapitre, nous avons détecté la propagation de bactéries gram-négatif résistantes à la colistine en raison de la mutation des (pmrA /pmrB, phoP/phoQ), ou mgrB. Enfin, nous détectons l'émergence du gène vanA d'E. faecium. Il serait nécessaire de mettre en place des enquêtes de surveillance de l’usage des antibiotiques pour éviter la propagation de souches résistantes à ces antibiotiques au Liban
Infections due to multidrug-resistant gram-negative bacteria especially the resistance to carbapenems, have become a major public health problem. This increase in resistance to antibiotics has led to the resuscitation of colistin, as a last-resort treatment option. Our PhD work focused on the epidemiological study of the antibiotic resistance of clinical isolates in Lebanon. This thesis is divided into 5 chapters with three main objectives; (1) the investigation of carbapenem-resistant bacteria in Lebanese hospitals. (2) the Elucidation of the molecular mechanisms of colistin-resistant bacteria in Lebanese patients, and (3) the emergence of vancomycin-resistant gram-positive bacteria in Lebanon. At the start of this thesis, we have prepared a literature review on the epidemiology and the risk factors associated with bacterial infection in conflict wounded and natural disaster in Asia and the Middle East. The second chapter aimed to see the effect of the shift of treatment from colistin-carbapenem combination to colistin monotherapy on the prevalence and resistance of A. baumannii, in addition to the detection of the plasmid-encoded blaVIM-2 gene. In the third chapter, we have detected the spread of colistin-resistant gram-negative bacteria due to mutation of the two-component systems (pmrA /pmrB, phoP/phoQ), or mgrB. We detect the emergence of vanA of Enterococcus faecium resistant to vancomycin. This observation confirms that colistin resistance in Gram-negative bacteria is indeed increasing. In conclusion, it appears necessary and urgent to set up surveys to monitor the use of antibiotics to prevent the spread of resistant strains in Lebanon

L'émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques est devenue un problème majeur de santé publique, notamment en milieu hospitalier. De nombreuses données épidémiologiques établissent un lien entre antibiothérapie et infections causées par des bactéries résistantes aux antibiotiques. Dans ce contexte, nous avons initialement réalisé deux études épidémiologiques sur des souches cliniques d’ Escherichia coli dans le but de préciser le rôle de l’antibiothérapie mais aussi des facteurs liés à l’hôte et à l’hospitalisation. Ces études ont permis de montrer une association significative entre l’exposition à un antibiotique et l’immunodépression et l’isolement d’une souche résistante. En particulier, l’exposition à une β-lactamine était associée à la résistance à l’amoxicilline et aux céphalosporines de 3ème génération (C3G) et l’exposition aux fluoroquinolones et au cotrimoxazole était respectivement associée à la résistance à ces molécules. Dans un deuxième temps, nous avons réalisé une étude prospective de la flore digestive de 933 patients hospitalisés dans cinq services différents du CHU de Nantes, incluant des services de médecine, chirurgie et de réanimation dans le cadre d’un Programme Hospitalier de Recherche Clinique national. Aucun entérocoque résistant à la vancomycine n’a été détecté, 585 patients étaient colonisés par une entérobactérie résistante à l’amoxicilline, parmi lesquelles 9,4% étaient résistantes aux C3G et 4,8% résistantes à l’ofloxacine. Cent quatre vingt quinze patients étaient colonisés par Pseudomonas aeruginosa, dont 23% à l’admission. L’exposition aux antibiotiques était impliquée dans chacune des résistances observées. L’antécédent d’hospitalisation ou l’hospitalisation dans certains services étaient également des facteurs de risque associés à l’isolement de souches résistantes. Les études de flore sont de réalisation et d’interprétation délicates mais s’avèrent intéressantes dans des situations épidémiques ou dans des contextes de surveillance épidémiologique ciblée
Antimicrobial resistance is a major heath problem, especially in hospital-acquired infections. Many epidemiological data showed an association between antibiotic use and infection caused by antibiotic-resistant bacteria. To assess the impact of antibiotic use and other factors, we performed two epidemiological studies on clinical Escherichia coli strains isolated from hospital patients. We showed a significant association between antibiotic use and immunosuppression and infection caused by resistant E. Coli. Previous use of β-lactamine was associated with amoxicillin- and third generation cephalosporin resistance, and previous use of fluoroquinolones and cotrimoxazole was associated with strains resistant to those antibiotics. In a second time, we performed a prospective study of the gut flora of 933 patients hospitalised in five different wards, including medicine and surgery wards and intensive-care units. No vancomycin-resistant Enterococci was isolated. 585 patients were colonised by an amoxicillin-resistant Enterobacteriaceae, with third generation cephalosporin- and ofloxacin resistance rates of 9. 4% and 4. 8%, respectively. One hundred and ninety five patients were colonized by Pseudomonas aeruginosa (23% on admission). Antibiotic use was implicated in all observed resistances. Previous hospital stay and hospitalisation in specific wards were also associated with antibiotic resistance. Studies of intestinal microflora are difficult to perform but are useful in epidemic situations and in target resistance surveillance programs

Qualifiée de pandémie silencieuse, l'antibiorésistance constitue un défi majeur pour la santé publique, en ville comme à l'hôpital. Les infections nosocomiales à bactéries sensibles ou résistantes aux antibiotiques constituent, quant à elles, une menace pour la qualité et la sécurité des soins.La surveillance de la résistance aux antibiotiques et des infections nosocomiales est primordiale. Une connaissance approfondie de ces deux fléaux est en effet indispensable à la formulation de stratégies préventives efficaces. Leur surveillance, au sens épidémiologique, permet de participer à l'information, et également de comparer les établissements, en y intégrant des données macroscopiques comme la consommation des antibiotiques, ou des solutés hydroalcooliques, ainsi que les informations individuelles des patients.Ce travail de thèse a été mené pendant la pandémie COVID-19 au sein de l'Assistance Publique - Hôpitaux de Paris (APHP), plus grand centre hospitalier universitaire d'Europe. En entrainant une augmentation massive des activités de réanimation et de consommation d'antibiotiques, elle nous a conduit à une réorientation de nos objectifs vers l'évaluation des effets collatéraux de la pandémie sur les infections bactériennes nosocomiales et l'antibiorésistance au sein de nos hôpitaux. Nous sous sommes concentrés sur les bactériémies en exploitant les données des hémocultures, disponibles dans les laboratoires de bactériologie de l'AP-HP.Nous avons montré que cette période s'est accompagnée, non seulement d'une augmentation de l'incidence des bactériémies, mais aussi de la résistance aux antibiotiques chez les entérobactéries. En revanche, nous avons observé une diminution des infections invasives à streptocoque A et pneumocoque, espèces bactériennes dont la transmission est maitrisée par le port d'un masque. Une revue d'une épidémie à bactéries hautement résistantes émergentes (BHRe) au sein d'un service de réanimation fortement impacté par la pandémie complète ces études.Dans un deuxième temps, nous avons exposé l'hétérogénéité des taux d'infections nosocomiales et d'antibiorésistance au sein de l'AP-HP. Cette hétérogénéité n'est pas simplement due à une différence de consommation en antibiotiques. En travaillant sur de nouveaux indicateurs de résistance ou d'infections, nous avons identifié des facteurs structuraux et organisationnels expliquant une plus grande fréquence de ces phénomènes.Il est probable que des facteurs individuels, à l'échelle des malades, comme la gravité de la maladie (case-mix) soient également liés à un plus grand risque. Cela fera l'objet de nos travaux futurs dans lesquels sera utilisé l'entrepôt de données de santé (EDS) de l'AP-HP.La systématisation dans le temps de ce système de surveillance permettra d'identifier les axes prioritaires, ainsi que le pilotage des politiques de prévention et des actions ciblées mises en place
Considered as a silent pandemic, antimicrobial resistance (AMR) is a major public health issue, that, combined with hospital-acquired infections (HAIs) threaten the quality and safety of hospital care. Monitoring antibiotic resistance and nosocomial infections is one of the cornerstones of preventing these phenomena. Surveillance programs are key in bringing a comprehensive knowledge of the current situation, essential for an effective implementation of prevention strategies. Surveillance of these phenomena can also be used for comparisons between facilities if we take care to take into account other factors of importance such as antibiotic and alcohol-based hand rub consumptions, and individual patient data.This thesis was conducted at the Assistance Publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP), Europe's largest university hospital centre, during the COVID-19 pandemic. The significant rise in intensive care activities and antibiotic consumption has prompted us to redirect our objectives to assess the COVID-19 impacts on HAIs and AMR in our hospitals. Our study focused on bloodstream infections, by using data on blood cultures, collected from AP-HP bacteriology laboratories.We have demonstrated that this period was accompanied not only by an increase in the incidence of bacteraemia, but also in AMR among Enterobacteriales.Of interest, we have observed a decrease in invasive infections induced by Streptococcus pneumoniae and Streptococcus pyogenes, bacterial types which transmission can be controlled by wearing a mask.A review of a carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) outbreak in an intensive care unit heavily impacted by the pandemic completes these studies.Additionally, we explore the irregularity of HAI and AMR rates within the AP-HP. This inconsistency cannot solely be attributed to variations in antibiotic consumption. Through the development of new indicators for resistance and infections, we have identified structural and organisational factors that are linked to a higher frequency of these phenomena.Individual patient factors, such as the severity of illness (case-mix), are likely to be associated with an increased risk of resistance. We will investigate this further in our future research using the AP-HP Clinical Data Warehouse.The systematisation of this surveillance over time will make it possible to identify priority areas and steer prevention policies and targeted actions

En France, les établissements de santé ont été incités à surveiller leurs consommations des antibiotiques et leurs résistances bactériennes. Nos objectifs étaient d'étudier les déterminants de la consommation des antibiotiques et de la résistance de Staphylococcus aureus à la méticilline (SARM) dans 99 établissements de santé de l'interrégion Sud-Ouest afin de préciser les modalités d'interprétation des données et d'étudier les liens existants avec les politiques mises en place. Au delà de la typologie habituellement utilisée d'autres critères d'ajustement doivent être pris en compte pour une comparaison inter établissements. Les politiques de bon usage des antibiotiques et de lutte contre les infections nosocomiales étaient associées à une plus forte consommation d'antibiotiques et à une incidence plus élevée de SARM. L'incidence de SARM était corrélée à la consommation des fluoroquinolones mais la méthode ne permettait pas de préjuger d'une relation de causalité. L'analyse des données agrégées peut aider à l'interprétation des variations observées pour une comparaison des indicateurs dans les établissements de santé
Due to the high resistance rate and excessive use of antibiotics, French government has recommended that hospitals should monitor antibiotics consumption and incidence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Our aim was to determine factors that correlate with antibiotics use and Staphylococcus aureus resistance among 99 hospitals in south western France and to study relationship between these two indicators and policies developed by hospitals. Hospital type and hospitals areas stratification seems to be not enough homogenous to make valid comparisons. Number of beds could be used to explain difference when indicator of case mix is not available. Antibiotics policies and infection control program were associated with high consumption and high resistance rates. Fluoroquinolone use correlated with MRSA incidence but the relationships between antibiotic use and MRSA are complex and aggregated data do not prove causality link. However, such aggregated data may be helpful for comparison purpose

Depuis soixante ans, l'usage des antibiotiques a profondément modifié l'écologie bactérienne en favorisant l'émergence et la dissémination de la résistance bactérienne. Le traitement de ce problème de santé publique nécessite une compréhension de la relation entre consommation antibiotique et résistance bactérienne. Cette thèse aborde ce problème à l'hôpital sous une approche éco-épidémiologique novatrice utilisant des outils statistiques tels que l'analyse de séries temporelles et l'analyse multiniveau. Plusieurs études écologiques confirment l'existence d'une relation temporelle entre la consommation et la résistance et montrent un effet écologique de la consommation antibiotique dans une population structurée. Un important travail de gestion informatique de données a été réalisé, conduisant au développement d'outils informatiques de confrontation de données de consommation et de résistance. Finalement, ces outils de recherche peuvent devenir après validation des outils de surveillance
During the past sixty years, consumption of antibiotics has had an ecological impact on bacteria and has resulted in the emergence and dissemination of antimicrobial resistance. Control and prevention of this growing problem requires the collection and analysis of both antimicrobial use and resistance data. This thesis presents a new eco-epidemiological approach to better understand this problem using statistical methods such as time series analysis and multilevel analysis. The studies that were performed confirm the existence of a temporal relationship between antibiotic exposure and emergence of bacterial resistance, as weIl as an ecological effect of antibiotic use in a defined population. A substantial part of the thesis was devoted to data management and computer programming for the exploration of antibiotic use and bacterial resistance data. After validation, these computer tools could be applied to surveillance and be used in routine

La détection, la surveillance et la diffusion de la résistance des bactéries aux antibiotiques est un enjeu majeur au niveau mondial depuis la découverte et la diffusion de bactéries multi résistantes, en particulier la résistance aux carbapénèmes, spécifiquement chez les Entérobactéries et les bactéries du genre Pseudomonas et Acinetobacter. L’émergence et la dissémination des pathogènes Gram- résistants aux carbapénèmes est un contributeur significatif de la morbidité et la mortalité du patient. Malgré les efforts radicaux dans le contrôle de l’infection et les améliorations dans le diagnostique moléculaire, les bacilles Gram- résistants aux carbapénèmes demeurent une formidable menace vue que quelques agents antimicrobiens sont actifs et très peu devraient être disponibles dans le futur proche.L’origine et la source des gènes de résistance dans le monde sont mal connues et des travaux récents suggèrent que les animaux domestiques et sauvages, l’environnement mais également le tube digestif des mammifères et des humains pourraient représenter un réservoir et une source importante de gènes de résistance susceptibles d’être transmissibles à l’homme. C’est dans cette optique que ce projet de thèse s’articule avec comme objectifs : (i) la réalisation d’études épidémiologiques moléculaires d’isolats cliniques et animales résistants aux carbapénèmes isolés dans le basin Méditerranéen et la caractérisation des supports moléculaires de cette résistance ; (ii) la description de nouveaux mécanismes de résistance a l’imipenème ; et enfin (iii) le séquençage de génomes d’isolats cliniques résistants aux carbapénèmes et l’analyse de ces derniers
The detection, monitoring and dissemination of bacterial resistance to antibiotics are a major issue worldwide since the discovery and spread of multi-resistant bacteria, in particular resistance to carbapenems, specifically among Enterobacteriaceae and bacteria of the genus Pseudomonas and Acinetobacter.The emergence and dissemination of carbapenem-resistant Gram-negative pathogens is a significant contributor to patient morbidity and mortality. Despite radical efforts in infection control and improvements in molecular diagnostics, carbapenem-resistant Gram-negative bacilli remain a formidable threat as few antimicrobial agents are reliably active and very little is expected to be available in the near future.The origin and source of resistance genes in the world are not well known and recent works suggest that domestic and wild animals, the environment (soil, water, rivers ..) but also the digestive tract of mammals and humans could represent a reservoir and an important source of resistance genes that may be transmissible to humans.It is in this context that this thesis project articulates with the following objectives: (i) The achievement of molecular epidemiological studies on carbapenem-resistant clinical and animal isolates collected from countries in the Mediterranean basin (Lebanon, Libya, France) and the characterization of the genetic determinants of this resistance; (ii) the description of new resistance mechanisms to imipenem; and finally (iii) The genome sequencing of clinical isolates resistant to carbapenems, the analysis of these genomes and the identification of mechanisms and genetic supports of the resistance to carbapenems and other antibiotics

Les bactéries pathogènes opportunistes de l'Homme (bpo) sont retrouvées dans le milieu hospitalier où elles sont responsables d'infections nosocomiales ainsi que dans les milieux naturels terrestres et aquatiques. Elles présentent souvent des résistances intrinsèques aux antibiotiques élevées. En milieu clinique, l'usage intensif d'antibiotiques peut conduire à l'émergence de souches dites « Multi Drug Resistant ». L'anthropisation des milieux naturels peut également influencer la prévalence et les propriétés de résistance des bpo. Mes travaux ont porté sur l'impact de l'épandage d'amendements organiques sur la prévalence de bpo dans les sols, leur diversité génétique et leurs propriétés de résistance aux antibiotiques. Une étude des espèces Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa et Burkholderia du « cepacia complexe » (Bcc) réalisée sur des sites du Burkina-Faso amendés ou non en déchets urbains bruts a mis en évidence des différences dans les propriétés de résistance des 3 modèles. S. maltophila présente fréquemment des phénotypes MDR contrairement à P. aeruginosa et aux Bcc. Une approche de génomique comparative entre souches de S. maltophilia d'origine environnementale ou clinique et de phénotypes sensibles à MDR a été réalisée afin d'élucider l'origine génétique de l'hétérogénéité des phénotypes de résistance. Une variation dans le contenu en pompes à efflux et la présence de pompes souche spécifique chez des souches environnementales ont été observées. L'étude de l'expression d'une de ces pompes confirme son implication dans la résistance aux antibiotiques et dans l'adaptation à des paramètres environnementaux tels que la température
Opportunistic bacterial pathogens (obp) of Man are found in hospital setting where they are responsible for nosocomial infections as well as in terrestrial and aquatic natural environments. Obp often show high intrinsic antibiotic resistance level. Moreover, the intensive use of antibiotics in clinical settings can lead to the emergence of "Multi Drug Resistant" strains. The anthropisation of the natural environment leads to modifications in bacterial diversity of these environments and can affect the prevalence and the antibiotic resistance properties of obp. My research focused on the impact of organic amendments on the prevalence, genetic diversity and antibiotic resistance properties of obp. A study on the species Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa and the “Burkholderia cepacia complex" (Bcc) was conducted on sites in Burkina Faso amended or not with raw urban wastes. This study showed differences in antibiotic resistance properties between the 3 models. S. maltophila frequently showed MDR phenotypes unlike P. aeruginosa and Bcc. A comparative genomics study between S. maltophilia strains from environmental or clinical origin showing sensitive or MDR phenotypes was performed to elucidate the genetic origins of heterogeneity in the resistance phenotypes. A variation in the efflux pumps content was observed between strains. The expression of an efflux pump specific to an environmental MDR strain was then evaluated and confirmed its likely involvement in antibiotic resistance and adaptation to environmental parameters such as temperature

L’objectif de notre travail était d’étudier les facteurs d'acquisition des entérocoques résistants aux glycopeptides (ERG) en situation épidémique, de décrire leur histoire naturelle et de modéliser leur transmission entre 3 services spécialisés. L’analyse multivariée bayésienne de notre première étude a montré que des antécédents d'hospitalisation et la prise d'antibiotiques et d'antiacides pendant l'hospitalisation favorisaient l'acquisition. La description de la cohorte de patients suivis depuis 2007a fait apparaître que la moitié des patients étaient pauci-excréteurs après 3 mois. Enfin l’analyse de la littérature a révélé que le modèle le plus pertinent pour simuler la diffusion hospitalière des ERG était celui basé sur les agents (agent-based model). Les simulations ont confirmé l’importance de l’hygiène des mains pour la prise en charge des patients, au regard d’autres mesures barrières. Avec une compliance à 80%, il n’y avait pas de cas secondaires dans 50% des simulations
The objective of our work was to study the factors associated with acquisition of glycopeptide-resistant enterococci (GRE) during a single-strain outbreak, to describe their natural history and to model their transmission between 3 specialized wards. The Bayesian multivariable analysis of our first study showed that a history of hospitalization and the use of antibiotics and antacids during hospitalization were associated with an increased risk of GRE acquisition. The description of GRE-carriers followed since 2007 then showed that half of the patients had negative screenings after 3months. Finally, the literature review revealed that the most relevant model for simulating GRE hospital diffusion was an agent-based model. The simulations confirmed the importance of hand hygiene for patient care in comparison to other barrier measures. With 80% compliance, there were no secondary cases in 50% of the simulations

Chaque année les infections nosocomiales touchent plus de 4 millions de patients en Europe, avec un impact important en termes de mortalité, de morbidité et de coût. Parmi ces infections, celles causées par des bactéries multi-résistantes aux antibiotiques (BMR) jouent un rôle majeur. La modélisation mathématique des épidémies est un outil essentiel qui permet de mieux comprendre la dynamique de diffusion des BMR et d’évaluer l’efficacité des mesures de prévention.L'objectif principal de ce projet est d'étudier la dynamique de propagation de BMR au sein d'un réseau d'hôpitaux, en prenant en compte différentes échelles : intra-service, inter-services et inter-hôpitaux. Il s'agit de mettre en place une recherche méthodologique basée sur la modélisation mathématique et informatique et validée par des données recueillies au sein du réseau de soins Paris Île de France Ouest (PIFO), afin de mieux comprendre le rôle joué par chaque hôpital dans l'émergence et la sélection de BMR, de quantifier le risque de leur dissémination (y compris dans la population générale), et d'identifier des mesures de contrôle efficaces. Ce travail s'appuiera sur des méthodes d'inférence statistiques, d'analyse de sensibilité et d'analyses d'incertitude
Each year nosocomial infections affect more than 4 million patients in Europe, with a significant impact in terms of mortality, morbidity and cost. Of these infections, those caused by multi-resistant bacteria (BMR) play a major role. Mathematical modeling of epidemics is an important tool to better understand the dynamics of dissemination of BMR and evaluate the effectiveness of prevention measures.The main objective of this project is to study the BMR propagation dynamics within a network of hospitals, taking into account different levels: intra-ward and inter-wards and inter-hospitals. This is to establish a research methodology based on mathematical and computer modeling and supported by data collected in the Paris Île de France Ouest (PIFO), to better understand the role played by each hospital in the emergence and selection of BMR, to quantify the risk of their dissemination (including in the general population), and to identify effective control measures. This work will be based on statistical inference methods, analytical sensitivity and uncertainty analysis

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste à Gram-négatif, responsable d’infections nosocomiales chez des patients immunodéprimés et principale cause de morbidité et de mortalité chez les patients atteints de mucoviscidose. Les traitements utilisés contre P. aeruginosa peuvent être mis en échec en raison des nombreux mécanismes de résistance développés par la bactérie tels que les systèmes d’efflux RND, capables d’exporter les antibiotiques à l’extérieur de la cellule. Parmi ces systèmes, MexEF-OprN est très peu produit dans les souches sauvages mais il est surproduit chez les mutants appelés nfxC et conduit à une résistance aux fluoroquinolones, au chloramphénicol et au triméthoprime. Ces mutants ont également la particularité de résister de façon concomitante aux carbapénèmes et d’être peu virulents. Notons enfin que la pompe MexEF-OprN est codée par un opéron à trois gènes, mexEF-oprN, dont la transcription est activée par MexT, un régulateur appartenant à la famille LysR.Les mutants nfxC étant peu décrits dans le contexte clinique, nous avons évalué leur prévalence et caractérisé les événements génétiques conduisant à la surexpression de mexEF-oprN. A partir d’une collection de 221 souches cliniques isolées au CHRU de Besançon, et sélectionnées en raison de leur sensibilité diminuée à la ciprofloxacine et à l’imipénème, 19.5% surexprimaient mexEF-oprN. Nous avons par la suite caractérisé 22 souches non-redondantes et montré que seulement 13.6% d’entre elles possédaient des mutations inactivatrices dans le gène mexS alors que 40.9% avaient des mutations conduisant à la substitution d’un seul acide-aminé. Il est apparu que ces dernières mutations avaient des effets modérés sur les profils de résistance et de virulence alors que les mutations inactivatrices donnaient des hauts niveaux de résistance mais aucune virulence. Enfin, nous n’avons pas pu identifier de mutations génétiques pouvant expliquer la surexpression de mexEF-oprN des 45.5% de souches restantes, suggérant l’existence des mécanismes de régulation encore inconnus de cet opéron.Nous avons donc étudié des mutants résistants au chloramphénicol, sélectionnés in vitro à partir de la souche de référence PA14. Leur caractérisation nous a permis de découvrir un nouveau type de mutants surproducteurs de MexEF-OprN que nous avons appelé nfxC2. Tous possédaient des mutations gain-de-fonction sur le gène PA14_38040 (nommé cmrA) codant pour un régulateur de la famille AraC, jamais étudié auparavant. Chez les mutants nfxC2, l’expression de cmrA est augmentée, ainsi que celle de l’opéron mexEF-oprN et ceci, d’une façon MexS- et MexT-dépendante. De façon intéressante, ces mutations dans cmrA font apparaître un phénotype résistant sans toutefois altérer la virulence de la souche. Une analyse transcriptomique a montré que CmrA pouvait activer l’expression de 11 gènes parmi lesquels PA14_38020 apparaît comme étant nécessaire pour l’activation indirecte de mexEF-oprN. Ce gène code pour une quinol monooxygenase partageant des domaines conservés avec YgiN, une enzyme d’Escherichia coli qui participe à la réponse contre les électrophiles. D’ailleurs, l’exposition de la souche PA14 à des concentrations sub-inhibitrices d’électrophiles toxiques (glyoxal, méthylglyoxal et cinnamaldéhyde) active suffisamment la pompe MexEF-OprN pour générer un phénotype de résistance et ce, de façon CmrA-dépendante. Enfin, cette même exposition aux électrophiles active également deux autres pompes RND, à savoir MexAB-OprM et MexXY/OprM. Les voies de régulation conduisant à l’activation de ces deux opérons d’efflux seront étudiées prochainement au laboratoire
Pseudomonas aeruginosa is a Gram negative opportunistic pathogen, responsible for several nosocomial infections in immunocompromised patients, and the main cause of mortality and morbidity of patients suffering from cystic fibrosis. Treatment of P. aeruginosa infections turns to be difficult due to its natural resistance to antibiotics, increased in part by the overproduction of RND efflux pumps capable to export antibiotics out of the cell. Amongst these systems, MexEF-OprN exports several antibiotics such as fluoroquinolones, chloramphenicol and trimethoprim. This efflux pump is quiescent in wild-type strains but it is highly produced in nfxC mutants, making them resistant to MexEF-OprN substrates. In addition, these mutants are characterized by their concomitant resistance to carbapenems and their low-virulence profile. MexEF-OprN is encoded by a three-gene operon, mexEF-oprN, whose transcription is activated by MexT, a member of the LysR family of transcriptional regulators. In the clinical context, nfxC mutants being poorly described, we evaluated their prevalence and characterized the genetic events responsible for mexEF-oprN overexpression. A collection of 221 clinical isolates from the University Hospital of Besançon exhibiting a reduced susceptibility to ciprofloxacin and imipenem was screened. We found that 19.5% of these strains overexpressed mexEF-oprN and further characterization of the 22 non-redundant mutants showed that only 13.6% of these mutants harbored a disrupted mexS gene. Moreover, 40.9% of nfxC clinical strains harbored missense mutations in mexS conducing to the substitution of a single amino-acid residue in the encoding protein. Interestingly, these mutations were associated to moderate effects on resistance and virulence factor production while disruptive mutations produced highly resistant but completely non-virulent strains. For the 45.5% of remaining strains, we failed to identify genetic mutations, which could explain mexEF-oprN overexpression; this indirectly suggested that there might be additional regulatory loci controlling the expression of this operon.We thus studied chloramphenicol resistant mutants selected in vitro derived from reference strain PA14 and found a new class of MexEF-OprN overproducers, which we called nfxC2, harboring gain-of-function mutations in a so-far uncharacterized gene, PA14_38040 (hereafter called cmrA) coding for an AraC transcriptional regulator. In nfxC2 mutants, the mutated CmrA increases its proper gene expression and upregulates the expression of mexEF-oprN through MexS and MexT, resulting in a multi-drug resistant phenotype without altering virulence factor production. Transcriptomic experiments showed that CmrA positively regulates the expression of 11 genes, including PA14_38020, which is required for the MexS/MexT-dependent activation of mexEF-oprN. Gene PA14_38020 is predicted to code a quinol monooxygenase sharing conserved domains with YgiN of Escherichia coli, which was reported to be involved in the response of the bacterium to electrophiles. Interestingly, exposure of strain PA14 to sub-inhibitory concentrations of toxic electrophiles (glyoxal, methylglyoxal or cinnamaldehyde) strongly activates the CmrA-pathway and upregulates mexEF-oprN sufficiently to provoke the resistance to the pump substrates. Finally, we found that the same exposure to electrophiles is capable to activate two other RND pumps, MexAB-OprM and MexXY/OprM. The regulatory pathways conducing to activation of these two efflux operons will be elucidated at the laboratory

The spread of healthcare-associated infections (HAIs) and multi-drug resistance in healthcare networks is a major public health issue. Evaluating the role of inter-facility patient transfers that form the structure of these networks may provide insights on novel infection control measures. Identifying novel infection control strategies is especially important for multi-drug resistant pathogens such as Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) due to limited treatment options. The increasing use of inter-individual contact and inter-facility transfer network data in mathematical modelling of HAI spread has helped these models become more realistic; however, they remain limited to a few settings and pathogens. The main objectives of this thesis were two-fold: 1) to better understand the structure of the healthcare networks of France and their impact on HAI spread dynamics; and 2) to assess the role of transfers on the spread of CPE in France during the 2012 to 2015 period. The French healthcare networks are characterized by centralized patient flows towards hubs hospitals and a two-tier community clustering structure. We also found that networks of patients with HAIs form the same underlying structure as that of the general patient population. The number of CPE episodes have increased over time in France and projections estimate that the number of monthly episodes could continue to increase with seasonal peaks in October. The general patient network was used to show that, since 2012, patient transfers have played an increasingly important role over time in the spread of CPE in France. Multiple spreading events of CPE linked to patient transfers were also observed. Despite subtle differences in the flows of patients with an HAI and the general patient population, the general patient network may best inform novel infection control measures for pathogen spread. The structure of healthcare networks may help serve as a basis for novel infection control strategies to tackle HAIs in general but also CPE in particular. Key healthcare hubs in large metropoles and key patient flows connecting hospital communities at the local and regional level should be considered in the development of coordinated regional strategies to control pathogen spread in healthcare systems
La propagation des infections nosocomiales (IN), notamment liées aux bactéries multi-résistantes, au sein du réseau des hôpitaux, est un grand enjeu de santé publique. L’évaluation du rôle joué par les transferts inter-établissements des patients sur cette propagation pourrait permettre l’élaboration de nouvelles mesures de contrôle. L’identification de nouvelles mesures de contrôle est particulièrement importante pour les bactéries résistantes aux antibiotiques comme les entérobactéries productrices de carbapenemase (EPC) pour lesquelles les possibilités de traitement sont très limitées. L’utilisation des données de réseaux de contact inter-individus et de transferts inter-établissement dans la modélisation mathématique ont rendu ces modèles plus proches de la réalité. Toutefois, ces derniers restent limités à quelques milieux hospitaliers et quelques pathogènes. La thèse a eu pour objectifs de 1) mieux comprendre la structure des réseaux hospitaliers français et leur impact sur la propagation des IN ; et 2) évaluer le rôle des transferts sur la propagation des EPC.Les réseaux hospitaliers français sont caractérisés par des flux de patients vers des hubs et par deux niveaux de communautés des hôpitaux. La structure du réseau de transfert des patients présentant une IN n’est pas différente de celle du réseau général de transfert des patients. Au cours des dernières années, le nombre d’épisode d’EPC a augmenté en France et les prédictions prévoient une poursuite de cette augmentation, avec des pics de saisonnalité en octobre. Ce travail a également montré que, depuis 2012, les transferts de patients jouent avec les années un rôle de plus en plus important sur la diffusion des EPC en France. Des évènements de propagation multiple liée aux transferts sont également de plus en plus souvent observés.En conséquence, la structure du réseau des hôpitaux pourrait servir de base pour la proposition des nouvelles stratégies de contrôles des IN en général, et des EPC en particulier. Les hôpitaux très connectés des grandes métropoles et les flux des patients entre les communautés locale et régionale doivent être considérés pour le développement de mesures de contrôle coordonnées entre établissements de santé