Épidémiologie moléculaire de la candidémie: mise en évidence de grappes d’infections nosocomiales fulgurantes

Contexte Les infections fongiques invasives constituent une menace sérieuse pour les patients hospitalisés dans le monde entier. En particulier, la prévalence d’infections nosocomiales chez les patients atteints de candidémie reste inconnue. L’objectif de cette étude était d’étudier l’épidémiologie moléculaire de la candidémie dans un contexte national. Les génotypes de tous les isolats sanguins fongiques disponibles entre 1991 et 2006 n = 219 ont été déterminés par empreintes digitales en chaîne par polymérase en utilisant 4 amorces distinctes. Les clusters ont été définis comme l’isolement de souches with2 avec des génotypes présentant une parenté ⩾90% dans le même hôpital dans un délai de 90 jours. Résultats Candida albicans représentaient 616% des isolats, suivis de Candida glabrata 137%, Candida tropicalis 91% et Candida parapsilosis 87% Les empreintes digitales de la réaction en chaîne par polymérase ont révélé 35 clones de C albicans, 10 clones de C glabrata, 7 clones de C tropicalis, 4 clones de C parapsilosis et 5 clones de Candida dubli niensis Dans l’ensemble, 187% -399% de toutes les infections faisaient partie des clusters nosocomiaux, le plus souvent causés par C albicans, C parapsilosis et C tropicalis La plupart des clusters impliquaient 2 cas et des patients disproportionnés dans les unités de soins intensifs adultes et néonatals P = 045 Les taux de létalité à 7 jours de 16% et à 30 jours de 32% parmi les cas associés aux groupes ne différaient pas statistiquement de ceux des infections nosocomiales sporadiques. Aucun des clusters n’a été identifié par l’équipe de surveillance de l’hôpitalConclusions Dans une population de patients non sélectionnés, autant un tiers de tous les cas de candidémie pouvant être attribués à des grappes nosocomiales. Le risque dépend des quartiers hospitaliers et des populations de patients; il est le plus élevé dans les unités de soins intensifs Les petites grappes ne sont pas identifiées par la surveillance de routine des hôpitaux

Les infections fongiques invasives, causées par les levures du genre Candida, ont émergé comme une menace sérieuse pour les patients hospitalisés dans le monde entier ces dernières décennies [1-3] En particulier, la candidémie est associée à des taux de mortalité allant jusqu’à 49% [4, 5] Les infections fongiques nosocomiales envahissantes sont une source de préoccupation croissante dans le milieu hospitalier Une étude de population en Islande a démontré une augmentation de 35 fois de l’incidence de la candidémie entre 1980 et 1999, et presque toutes ces infections étaient nosocomiale [6, 7] Les infections fongiques nosocomiales peuvent provenir de souches endogènes introduites en milieu hospitalier par les patients eux-mêmes [8]; alternativement, des souches exogènes peuvent être transmises aux patients à partir de perfusats contaminés, de dispositifs biomédicaux et des mains d’agents de santé [9-12] Les progrès de la biologie moléculaire au cours des deux dernières décennies ont conduit au développement de techniques moléculaires pour le génotypage d’isolats cliniques. de levures pathogènes humaines; Ces progrès ont facilité les études épidémiologiques [13, 14] Parmi ces nouvelles techniques, les empreintes PCR et l’amplification aléatoire de l’ADN polymorphe sont largement utilisées [15,16]. Elles ont un pouvoir discriminatoire élevé sur les isolats apparentés et non apparentés d’espèces Candida cliniquement pertinentes. un certain nombre d’amorces uniques sont utilisées, et une forte concordance avec les résultats d’autres méthodes établies, telles que l’électrophorèse enzymatique multilocus, les techniques de sonde d’hybridation Southern Ca3, et le typage de séquences multilocus [17, 18] En outre, de nombreuses études épidémiologiques moléculaires de la candidémie ont été menées pour étudier ou confirmer des flambées suspectées dans des services hospitaliers uniques ou dans un hôpital [12, 19-22], mais la prévalence globale du regroupement nosocomial chez les patients présentant une candidémie reste inconnue d est bien adapté aux études de cette nature en raison de la grande qualité et de l’accessibilité des données démographiques et médicales et du stockage centralisé de tous les bactériémies bactériennes, qui datent de 1991. L’objectif de cette étude de population à long terme était de utiliser les empreintes digitales PCR pour étudier la parenté génétique de tous les bactériémies cliniques disponibles des espèces Candida en Islande pendant une période de 16 ans, 1991-2006, et quantifier la contribution potentielle des poussées nosocomiales dans le contexte global de la candidémie. En outre, nous proposons des critères pour la définition de la classification nosocomiale de la candidémie

Méthodes

l’Atlantique, à mi-chemin entre l’Europe et l’Amérique du Nord; La population était de 255 866 au début de 1991 et de 307 672 à la fin de 2006 Actuellement, 2 hôpitaux universitaires et 14 hôpitaux communautaires existent dans le pays. Pendant la majeure partie de la période étudiée, il y avait 3 unités de soins intensifs pour adultes et 1 unité de soins intensifs néonatals. Le pays Trois laboratoires de microbiologie clinique ont traité des hémocultures de tous les hôpitaux, avec 1 laboratoire de référence pour l’ensemble du pays. Cette étude a été approuvée par le Comité national de bioéthique d’Islande et l’Autorité de protection des données de l’Islande. L’Islande qui avait isolé des échantillons de sang entre le 1er janvier 1991 et le 31 décembre 2006 a été identifiée rétrospectivement par une recherche nationale de bases de données microbiologiques. Des informations ont été obtenues sur l’âge des patients, le sexe, la localisation de l’hôpital obtenu pour la culture, et l’identification originale des espèces Avec l’utilisation du dossier de l’hôpital s et le registre national de la population de l’Islande http: // wwwstaticeis, nous avons calculé la proportion de décès chez les patients présentant une candidémie dans les 7 et 30 jours, respectivement, après l’obtention de l’échantillon de sang pour la culture. culture positive pour les espèces de Candida Les épisodes étaient considérés comme séparés s’ils se produisaient à au moins un mois d’intervalle [23] ou étaient causés par différentes espèces de Candida En ce qui concerne le létalité, les patients atteints de candidémie polymicrobienne étaient exclus des analyses comparant les infections sporadiques Tous les bactériémies fongiques pouvant être obtenues ont été collectées dans des laboratoires hospitaliers de toute l’Islande où elles ont été conservées à -70 ° C. Au total, 217 isolats du 1er janvier 1991 au 31 décembre 2006 étaient viables et pouvaient être étudiés plus avant. isolats cultivés en 1990 ont également été inclus Les isolats ont été repiqués sur gélose Sabouraud Oxoid Espèce L’ADN génomique a été extrait de chaque isolat selon un protocole décrit par Xu et al [16] et conservé à -20 ° C. L’ADN a été amplifié par PCR arbitrairement amorcée avec l’utilisation de 4 amorces uniques – M13, GACA4, PA03 et T3B – qui ont été utilisées pour le génotypage des isolats de Candida et sont décrites en détail ailleurs [15, 16]. Dans un tube Ready-to-Go-PCR de 200 μL, Amersham Biosciences contenant ~ 20 ng d’ADN génomique et une amorce à une concentration finale de toutes les PCR de 08 μM ont été réalisées dans un thermocycleur à gradient Touchgene Techne tel que décrit par Xu et al. 16], avec des modifications mineures Les produits d’amplification ont été séparés par électrophorèse sur des gels d’agarose à 1% avec du tampon TBE 1X Trisborate-EDTA [pH 8] pendant 150 min à 6 V / cm Les amplicons ont été colorés au bromure d’éthidium et ont été photographiés y sous la lumière ultraviolette ChemiImager; Alpha InnotechRéproductibilité L’ADN génomique d’une souche ATCC 90028 de Candida albicans a été inclus dans chaque cycle de PCR arbitrairement amorcé. Les empreintes digitales PCR de la souche ATCC 90028 ont été comparées pour évaluer la reproductibilité et les résultats de chaque analyse ont été inclus uniquement si l’empreinte ATCC 90028 était cohérente. Les bandes électrophorétiques ont été dimensionnées et notées manuellement et avec BioNumerics, version 461 Mathématiques appliquées, avec l’utilisation d’un paramètre de tolérance de position de 2%. Les empreintes digitales ont été regroupées, et les dendrogrammes ont été générés en utilisant le coefficient de Dice et la méthode des groupes non pondérés par l’utilisation de liens moyens Les isolats épidémiologiquement apparentés ont été regroupés en utilisant deux valeurs seuils potentielles: 100% et 90% de parenté Pour évaluer la proportion d’infections causées par des isolats regroupés, un groupe nosocomial a été défini comme isolats apparentés ⩾90% m ⩾2 patients dans le même service ou dans le même hôpital dans un délai de 90 jours Les patients présentant une candidémie polymicrobienne ont été exclus de ces calculsAnalyse statistique Des informations sur les caractéristiques démographiques nationales ont été obtenues au registre national de la population de l’Islande. Cas d’incidence par 100 000 habitants par année de candidémie en Islande de 1991 à 2006 Les informations sur les admissions dans les 2 hôpitaux universitaires pour chaque année d’étude ont été obtenues à partir des rapports hospitaliers annuels. L’incidence de candidémie par 100 000 hospitalisations a été calculée à partir de ces utilisé pour évaluer la relation bivariée entre les variables catégorielles – en particulier, comment les isolats en grappes étaient liés à d’autres variables L’importance a été fixée à P & lt; 05 Tous les tests étaient bilatéraux L’analyse statistique a été effectuée à l’aide de SPSS, version 110 SPSS

Résultats

Epidémiologie Une description de la cohorte de l’étude est incluse dans le tableau 1 L’incidence moyenne de la candidémie en Islande entre 1991 et 2006 était de 48 cas pour 100 000 habitants par an; de 1991 à 1994, il y a eu une augmentation de 37 cas par tranche de 100 000 habitants à 58 cas par tranche de 100 000 habitants. Le nombre d’épisodes a considérablement varié au cours de la période d’étude, passant de 4 en 1991 à 19 en 2006. 219 BSI identifiés à partir d’échantillons de culture provenant de 198 patients atteints de candidémie, qui représentent des isolats de 944% de tous les épisodes diagnostiqués dans le pays entre 1991 et 2006 Tableau 1 Les isolats de levures étaient le plus souvent cultivés chez des patients en soins intensifs. montré dans la figure 1 C albicans était l’espèce la plus commune, représentant 616% des isolats 135 isolats, mais il y avait une augmentation de l’isolement des espèces non-C albicans vers la fin de la période d’étude. Empreinte digitale du PCR Un aperçu du pouvoir discriminatoire du différentes amorces sont données dans le tableau 2 En général, la PCR avec les amorces M13 et GACA4 a identifié le plus grand nombre de génotypes: M13 avait le plus grand Pour identifier les C albicans et C parapsilosis, GACA4 avait la plus grande puissance pour identifier C glabrata et C tropicalis, et les deux amorces identifiaient un nombre égal de génotypes de Candida dubliniensis. La méthode était hautement reproductible, et ATCC 90028 présentait des profils d’empreinte PCR cohérents avec tous les 4 amorces Epidémiologie moléculaire Un résumé de l’épidémiologie moléculaire des infections sanguines attribuables à C. albicans est donné dans le tableau 3 Les empreintes PCR avec l’amorce M13 ont révélé 35 génotypes différents Les 2 génotypes les plus prévalents GT-2 et GT-4 ont causé 24% de toutes les infections et étaient endémiques pendant presque toute la période d’étude GT-32 a causé 8% de toutes les infections et était répandu pendant 1994-2001 mais n’a pas été identifié après cela Pendant 2005-2006, 2 nouveaux génotypes sont apparus GT-1 et GT-22 qui ont provoqué presque la moitié 11 de 23 de toutes les infections au cours de la période de 2 ans La figure 2 est un dendrogramme montrant 18 des génotypes de C albicans les plus communs et leur correspo La proportion d’infections provoquées par des isolats en grappes est résumée dans le tableau 4. Lorsque 100% de similarité pour l’amorce ayant le plus grand pouvoir discriminatoire a été définie comme définition de clonalité, la proportion était de 187% 36 cas. Utilisé comme seuil, la proportion de cas de candidémie provoqués par des souches dans les mêmes groupes de génotypes était de 197% 38 cas Lorsque les résultats de PCR des 4 amorces étaient combinés et utilisés pour l’analyse, la proportion de grappes d’infection était de 399% Une similitude de 90% était requise Avec une référence de 197%, le taux moyen de cas de candidémie associés à une grappe était de 113 cas par 100 000 hospitalisations par année. Les grappes étaient de petite taille; 80% ont impliqué 2 cas et le reste 3 cas La distribution temporelle et par espèce des grappes d’infection est montrée dans la figure 3. Les résultats combinés des 4 amorces ont révélé une distribution d’espèces comparables de données groupées BSI non représentées La majorité des isolats groupés 22 isolats; 58% ont été mis en culture à partir d’échantillons de patients des USI et de l’USIN, suivis par les chirurgies 26%, les services de médecine 11% et les autres unités 5%. La proportion d’isolats en grappes présentant un coefficient de similarité ⩾90% était significativement plus élevée. soins à savoir, les USI et l’USIN que dans les autres quartiers 27% [22 sur 82] et 15% [16 sur 108], respectivement; P = 045; OR, 211; 95% IC, 103-434 Clusters étaient particulièrement fréquents dans l’USIN, où 538% des isolats 7 sur 13, tous les albicans C, faisaient partie des clusters C albicans était le pathogène dans 85% de tous les cas de candidémie dans l’USIN La proportion de les isolats en grappes étaient significativement plus élevés chez les patients pédiatriques que chez les adultes 45% [9 sur 20] vs 17% [29 sur 170]; P = 007Lorsque différentes espèces de Candida ont été comparées, la proportion d’isolats en grappes était la plus élevée pour la parapsilose C 31%, ce qui était significativement plus élevé que chez les autres espèces albicans non-C 8%; P = 034 Pour les albicans C, 29 isolats 23% faisaient partie de grappes, avec 3 génotypes 33 [24% des isolats] causant 8 53% des 15 grappes GT-2 ont causé 4 grappes dans la période d’étude, et 50% des souches de Le GT-22 a provoqué 2 grappes au cours de 1994-1995. Le GT-22 a émergé en 2006 et a causé 2 grappes de candidémie, 1 dans l’UNSI et 1 dans une unité de soins intensifs / chirurgie. Les 4 souches de ce génotype faisaient partie Au cours des 16 années de l’étude, 32 16% des 197 patients sont décédés dans les 7 jours et 63 32% des patients dans les 30 jours suivant l’obtention des échantillons de sang pour la culture acheter. les taux de létalité journalière et de 30 jours pour les cas associés à la grappe ne différaient pas de façon statistiquement significative de ceux des infections nosocomiales sporadiques

Discussion

l’hôpital ou l’unité de soins intensifs, qui ont couvé pendant une longue période, parfois pendant des années [9, 19, 21, 22, 25] Ceci contraste avec les épidémies d’infections bactériennes qui ont une apparition plus soudaine et une durée plus courte [ 24, 26-28] Les empreintes digitales PCR avec l’amorce M13 ont révélé 35 génotypes différents de C albicans, dont 2 GT-2 et GT-4 étaient endémiques pendant la majeure partie de la période étudiée et ont causé 5 des 15 clusters. Le GT-32 était prévalent entre 1994 et 2001 mais était associé à seulement deux groupes. Le quatrième génotype le plus commun, le GT-26, n’était associé à aucun groupe. En 2006, un nouveau génotype distinct, le GT-22, a été identifié. clusters dans des hôpitaux distincts Ces résultats peuvent donc indiquer une densité variable dans l’environnement, la transmissibilité ou un potentiel invasif. De même, Pfaller et coll. [29] ont démontré que des BSI C albicans particuliers étaient fortement concentrés dans des régions géographiques particulières et établissaient des C Pour la parapsilose C, la proportion d’isolats en grappes était significativement plus élevée que pour les autres espèces albicans non-C. Une source environnementale est plus communément infection par C parapsilose, en comparaison avec d’autres espèces de Candida, ce qui pourrait expliquer en partie cette différence [11, 30] Il est à noter que durant l’étude, aucune grappe ou foyer de candidémie n’a été identifié par l’équipe de surveillance de l’hôpital, soulignant la nature couvante de ces infections Ainsi, lorsque les caractéristiques de la candidémie nosocomiale sont prises en compte, la surveillance hospitalière prospective par typage moléculaire pourrait être particulièrement efficace pour identifier les clusters nosocomiaux. Dans cette étude, les isolats fongiques ont été le plus souvent détectés dans des échantillons de culture obtenus des patients en soins intensifs, y compris l’USIN, et la proportion 58% Plusieurs éclosions de candidémie dans les USI et les UNSI ont été publiées [21, 25, 31] Les explications possibles comprennent l’utilisation généralisée d’antibiotiques à large spectre, l’utilisation de la nutrition parentérale totale et intravasculaire En outre, il a été suggéré qu’un contact fréquent avec le patient par le personnel hospitalier facilite la contamination croisée dans les unités de soins intensifs [8, 12, 31, 32] Dans la présente étude, un groupe a été défini comme l’isolement de souches étroitement apparentées. ⩾90% de similarité des profils d’empreintes digitales de ⩾2 patients dans un même hôpital sur une période de 90 jours Aucune valeur seuil n’a été établie pour l’analyse de groupe par PCR pour les champignons La définition de cluster prend en compte les données d’ADN des isolats Comme les relations temporo-spatiales entre les patients, mais il est encore quelque peu arbitraire Par la prise d’empreintes digitales C albicans isolats avec la sonde complexe Ca3, une similitude Le coefficient SAB de 080 s’est révélé être un seuil raisonnable pour définir les grappes. [13] En outre, nous pouvons sous-estimer l’ampleur du problème en limitant la définition des grappes à ± 90 jours, car il a été démontré que les épidémies nosocomiales L’infection à Candida peut persister longtemps, même pendant des années [19-21] Les bactériémies fongiques sont coûteuses et potentiellement mortelles Le taux de mortalité attribuable à la candidémie aux États-Unis a récemment été estimé à 49% [5], et les coûts estimés attribuables à un épisode de candidose invasive aux États-Unis ont été estimés entre 28 000 et 48 000 $ chez les patients pédiatriques et adultes [33, 34]. Des interventions aussi simples et peu coûteuses que le lavage des mains, une désinfection cutanée améliorée et l’élimination des cathéters inutiles On a montré que réduire considérablement le taux d’infection de la circulation sanguine liée au cathéter [35] Dans la présente étude, autant que le tiers de tous les cas de candidémie Dans une population de patients non sélectionnés, des grappes de souches épidémiologiquement et génétiquement apparentées sont donc potentiellement évitables. La prévention est la pierre angulaire de la réduction des coûts hospitaliers et de la mortalité. En résumé, cette étude démontre que, dans une population non sélectionnée, 187% -399% de tous les cas de candidémie sont causés par des souches épidémiologiquement et génétiquement apparentées, suggérant que de nombreuses souches ont la capacité de persister pendant de longues périodes. Par conséquent, les grappes ne présentent pas les caractéristiques générales des poussées nosocomiales, ont tendance à passer inaperçues. La candidémie nosocomiale pose donc de nouveaux défis pour le contrôle des infections dans les hôpitaux Des études prospectives sont nécessaires pour identifier une source de ces infections. De telles études sont essentielles pour améliorer notre compréhension de ces infections potentiellement mortelles. Prévention-complications d’un séjour à l’hôpital

Remerciements

Nous remercions Thóra Rósa Gunnarsdóttir; le personnel du Département de microbiologie, Hôpital universitaire Landspitali; et le personnel du laboratoire du Dr Xu au Département de biologie de l’Université McMaster pour obtenir de l’aide dans le cadre de ce projet: Fonds islandais de recherche 050431031, Fonds islandais de recherche pour les étudiants diplômés 050750005, Fonds de recherche de l’Université d’Islande, Fonds Eimskip Études doctorales et Génome Canada Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: aucun conflit