Physiopathologie de l’infection urinaire

François CARON

Infectiologie & EA2656

1COL.BVH – Paris - 19 juin 2015

Physiopathologie de l’infection urinaire

François CARON

Infectiologie & EA2656

Liens d’intérêt : néant

2COL.BVH – Paris - 19 juin 2015

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Physiologie

● Arbre urinaire :

- normalement stérile

- à l’exception de l’urètre distal :

. flore digestive : entérobactéries, entérocoques ± anaérobies

. flore cutanée : staphylocoques à coagulase négative,

corynébactéries

. flore génitale : lactobacillus et streptocoque B chez la femme

=

«flore périnéale»

F. Caron Med Mal Infect 2003;33:433-46

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● Défenses contre le développement d’une «infection ascendante»

- longueur de l’urètre

- effet mécanique de la miction

- composition de l’urine : inhibition croissance et adhésion

- immunité locale et exfoliation des cellules urothéliales infectées

- sphincter vésico-urétéral

- effet antibactérien des secrétions prostatiques

Physiologie

F. Caron Med Mal Infect 2003;33:433-46

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Arbre urinaire

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• Infections ascendantes + + + +

- germes de la flore périnéale

• Infections parenchymateuses hématogènes

- staphylocoques ++

• IU sexuellement transmises

- gonocoque

- E. coli

Physiopathologie des IU communautaires

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Facteurs favorisant l’IU ascendante :

(1) facteurs physiologiques, liés à l’hôte

- femme : . brièveté de l'urètre

- femme enceinte : . action relaxante de la progestérone

. résidu post-mictionnel

- femme âgée : . carence oestrogénique

. modifications de flore

. pression intra-uréthrale

F. Caron Med Mal Infect 2003;33:433-46

cystite une fois,

cystite vingt fois ?

8

9

Nombre d’épisodes d’IU chez la femme durant

toute une vie : 0 à 2… ou alors de multiples

In : Preventing urinary tract infection : progress toward an effective E. coli vaccine

Brumbaugh & Mobley

Expert Rev Vaccines 2012 ; 11 : 663-76

50 % des femmes font

1 IU dans leur vie

20 % d’entre elles

(i.e., 10 % de toutes)

en font une 2ème

30 % d’entre elles

(i.e., 3 % de toutes)

en font une 3ème

80 % d’entre elles

(i.e., 2 % de toutes)

en font 4 et plus

10

Facteurs favorisant l’IU ascendante :

(2) facteurs pathologiques, liés à l’hôte

- toute anomalie organique ou fonctionnelle de l’arbre urinaire :

.résidu

. reflux

. tumeur

. lithiase…

- certains terrains défavorables :

. diabète

. immunodépression

F. Caron Med Mal Infect 2003;33:433-46

IU du vieillard hospitalisé(i.e., tout sujet > 50 ans)

=

« bladder-scan »

ou

décompte bactérien précis

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12Marschall et al CID 2012 : 54 : 1692-8 [USA]

Rationnel : ● Lourde mortalité des bactériémies à E. coli (5 à 25 % des cas ; 36 000 dc/an

aux USA)

● FDR de progression d’une IU à E. coli vers une bactériémie imparfaitement

connus

Méthode : ● Etude monocentrique (HU) prospective, en 2009-10.

● Inclusion de tous les adultes hospitalisés ayant une bactériurie significative à

E. coli avec hémoculture (à discrétion des cliniciens) prélevée de J-1 à J+1.

● Analyse des données cliniques et des isolats urinaires en BM : détection de

14 gènes de virulence.

Résultats : ● 154 cas de bactériémies à E. coli, surtout féminins (70 %) et âgés (19 à 98

ans, médiane : 66 ans)

● 24 cas (15 %) avec bactériémie.

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Retention =

FDR dominant

Marschall et al CID 2012 : 54 : 1692-8 [USA]

14

Chez les sujets hospitalisés avec IU ou colonisation

urinaire, un titre bactérien élevé dans les urines

est prédictif d’un trouble de la vidange vésicale

F. Caron et al Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 2015 on line

miction normale = résidu post mictionnel (« PVR ») < 100 mL

15

Chez les sujets hospitalisés avec IU ou colonisation

urinaire, un titre bactérien élevé dans les urines

est prédictif d’un trouble de la vidange vésicale

≤ 105 cfu/mL =

69 % (35/59) de

miction normale (PVR < 100 mL)

F. Caron et al Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 2015 on line

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Chez les sujets hospitalisés avec IU ou colonisation

urinaire, un titre bactérien élevé dans les urines

est prédictif d’un trouble de la vidange vésicale

≤ 105 cfu/mL =

69 % (35/59) de

miction normale (PVR < 100 mL)

>106 cfu/mL =

77 % (40/52) de

miction anormale (PVR > 100 mL)

F. Caron et al Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 2015 on line

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Facteurs favorisant l’IU ascendante :

(3) facteurs liés au microorganisme

• E. coli

Facteurs d'adhésion à l'épithélium urinaire :

- souches « uropathogènes » = une ou plusieurs adhésines

- pili de type 1 => colonisation urinaire basse

- pili de type P => PNA (par modification du péristaltisme urétéral )

pili type 1 pili type P

flore digestive rare rare

cystite de la jeune femme +

pyélonéphrite de la jeune femme + +

pyélonéphrite du petit enfant +

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Facteurs favorisant l’IU ascendante :

(3) facteurs liés au microorganisme

Proteus mirabilis

uréase => colonisation urothéliale

développement de lithiases

Staphylococcus saprophyticus

uréase => colonisation vésicale

hémagglutinine (rare) => colonisation rénale

IU hématogènes

Anomalies de l’arbreou

Terrains particuliersIU «compliquées»= à risque de complication= avec FDR de complication

UropathogèneIU «simples »= IU « non compliquée »

IU communautaires

IU communautaire =

infection endogène

à partir du réservoir intestinal

très soumis à la pression environnementale

20

21

Antibiorésistance des isolats urinaires

d’E. coli selon l’exposition antibiotique

préalable :

● jusqu’à 1 an pour cipro et TMP

● corrélée au nombre de cures

Vellinga et al JAC 2012 ; 67 : 2523-30 [Irlande]

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● 3384 isolats d’E. coli collectés d’IU non compliquées

en Europe et au Canada

● 34 (1 %) souches résistantes au mécillinam (n = 13)

ou à la nitrofurantoïne (n = 21)

● Très grande diversité génétique en MLST

● « Ces résultats indiquent une faible probabilité

d’une diffusion clonale de la résistance au

méticillinam et à la nitrofurantoïne »

Poulsen et al JAC 2013 on line May 2 [Suède]

Antibiotiques & « effets collatéraux » sur les flores :

- C3G +++

- fluoro-quinolones +++

- amox-clav ++

- cotrimoxazole (TMP-SMX) ++

- fosfomycine ≈ 0

- nitrofurantoïne ≈ 0

- pivmécillinam ≈ 0

D’après K. Gupta et al Clin Infec tDis 2011;52:e103-20 [USA] 23

24Ruppé et al Emerg Infect Dis. 2009 May;15(5):741-8

861 ECBU « tout venant »à l’Institut Pasteur de Phnom Penh

194 positifs

163 E. coli

93 E. coli d’infections communautaires

34 BLSE (37%)4 « clusters » regroupant 22 souches (9+8+3+2)

IU communautaires à E. coli BLSE (CTX-M) au Cambodge

25Ruppé et al Emerg Infect Dis. 2009 May;15(5):741-8

861 ECBU « tout venant »à l’Institut Pasteur de Phnom Penh

194 positifs

163 E. coli

93 E. coli d’infections communautaires

34 BLSE (37%)4 « clusters » regroupant 22 souches (9+8+3+2)

IU communautaires à E. coli BLSE (CTX-M) au Cambodge

Explications potentielles :

- automédication

- médicaments frelatés

- défaut d’hygiène (égouts saturés durant les pluies)

Tous les coli ne sont pas piégés

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27Marschall et al CID 2012 : 54 : 1692-8 [USA]

Rationnel : ● Lourde mortalité des bactériémies à E. coli (5 à 25 % des cas ; 36 000 dc/an

aux USA)

● FDR de progression d’une IU à E. coli vers une bactériémie imparfaitement

connus

Méthode : ● Etude monocentrique (HU) prospective, en 2009-10.

● Inclusion de tous les adultes hospitalisés ayant une bactériurie significative à

E. coli avec hémoculture (à discrétion des cliniciens) prélevée de J-1 à J+1.

● Analyse des données cliniques et des isolats urinaires en BM : détection de

14 gènes de virulence.

Résultats : ● 154 cas de bactériémies à E. coli, surtout féminins (70 %) et âgés (19 à 98

ans, médiane : 66 ans)

● 24 cas (15 %) avec bactériémie.

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Surreprésentation

clones virulents

Marschall et al CID 2012 : 54 : 1692-8 [USA]

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Rationnel : ● Chez E.coli :

- virulence particulière certains de groupes phylogéniques : B2 et D

- résistance aux F-quinolones particulière du clone ST131 (B2)

● Bactériémies post-biopsie de prostate à E.coli :

- fréquentes (0,1% - 3,5%)

- malgré prophylaxie, habituellement par F-quinolone

Recherche d’une sur-incidence de la R, et du clone ST131

Méthode : ● Etude rétrospective de toutes les bactériémies communautaires à

E.coli de l’homme > 35 ans sur 5 ans (2006-2010) dans la région d’Auckland.

D.A. Williamson et al. CID 2012;54:1406-12 [Australie]

Escherichia coli bloodstream infection after

transrectal ultrasound-guided prostate biopsy:

implications of fluoroquinolone-resistant

Sequence Type 131 as a major causative pathogen

Bactériémie à E.coli

post-biopsie (n=47)

autre (n=211)

p

Prophylaxie préalable

dont cipro

43/47(92 %)

40/43 (93 %)

ND

ND

Résistance

amoxicilline

ceftriaxone

meropénème

ciprofloxacine

gentamicine

cotrimoxazole

44/47 (94 %)

5/47 (11 %)

0

29/47 (62 %)

20/47 (43 %)

28/47 (60 %)

111/211 (53 %)

11/211 (5 %)

0

30/211 (14 %)

14/211 (7 %)

55/211 (26 %)

< 0,001

0,18

< 0,001

< 0,001

< 0,001

ST131 18/47 (41%) 6/45 (13%) 0,004

Durée d’h°moyenne 4,87 j 7,25 j 0,03

Mortalité à J30 0 21/211 (10 %) 0,02

Pas de regroupement

temporo-spatial des cas

« ST131 est un clone pandémique prospère, hautement transmissible,

antibiorésistant, capable d’intégrer blaCTX-M15 et blaNDM-1 ».

« Le plus probable est que l’antibioprophylaxie ait sélectionné un clone

préexistant dans la flore ».

« Il faut envisager une étude préalable de la flore rectale afin d’anticiper le risque

de la biopsie ».

D.A. Williamson et al. CID 2012;54:1406-12 [Australie]

La colonisation urinaire peut être bénéfique,

y compris par un clone non uropathogène d’E. coli :

« approche vaccinale naturelle »

31

32

Cipro 7 j (n = 73) Cipro 14 j (n = 83)

Âge 46 ans (27 – 62) 41 ans (23 – 58)

IU compliquée

dont diabète

5 %

3 %

12 %

8 %

Fièvre (°C) 39,2 (38,2 – 39,7) 39,0 (38,5 – 39,6)

Lombalgies 95 % 95 %

CRP 100 (56 – 199) 128 (68 – 227)

Bactériémie 22 % 32 %

Eradication clinique

précoce

tardive

97 %

93 %

96 %

93 %

Bactériurie (≥ 105)

post traitement

n = 4

0 cystite / 0 PNA

n = 4

1 cystite / 0 PNA

Candidose 0 % 6 %

« Cipro 7 j efficace dans la PNA de la femme, y compris avec fièvre élevée et bactériémie »

« Efficacité non démontrée dans les infections davantage compliquées »

« L’ECBU post-traitement peut être oublié chez les patients cliniquement guéris ».

Sandberg et al Lancet 2012 ; 380 : 484-90 [Suède]

33CAI et al CID 2012 ; 55 : 771-7 (15 September) [Italie]

Rationnel : ● Très peu de données sur les conséquences d’une bactériurie

asymptomatique (BA) chez la jeune femme ayant des cystites récidivantes.

Méthode : ● Patiente de 18 - 40 ans, consultant pour cystite récidivante, diagnostiquée en

situation de BA (2 ECBU à uropathogène ≥ 105 cfu/ml)

● Abstention versus antibiothérapie selon l’antibiogramme

● Critère principal : délai sans cystite

Critères secondaires : espèce colonisante

qualité de vie

34

A = Abstention (n = 312)

B = antiBiotique (n = 361)

CAI et al CID 2012 ; 55 : 771-7 (15 September) [Italie]

• Beaucoup moins de récurrence

en cas d’ Abstention (p = 0,003).

• Qualité de vie : A > B (p<0,001)

Diminution d’E. coli au profit d’ E. faecalis

en cas d’ Abstention

« Nos résultats montrent qu’il ne faut pas traiter une bactériurie asymptomatique

découverte chez une jeune femme souffrant de cystites récidivantes. »

35CID 2012;55:778-80 (15 September) [Allemagne]

● « Nowadays, asymptomatic bacteriuria is considered a stable bacterial

colonization of the urinary tract, similar to commensalism at other mucosal

sites ».

● « Loss of expression or decay of virulence genes facilitate long-term carriage

and adaptation to host environments ».

● « The antibiotic treatment of asymptomatic bacteriuria in young women

with recurrent UTI is not only unnecessary but harmful ».

36

ECBU positif à streptocoque B

au cours de la grossesse : - quel que soit le titre

- quel que soit le terme

- quel que soit le tableau clinique

= haut risque de colonisation vaginale

= prévention de l’infection néonatale

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PERENNISATION

ACQUISITION

Physiopathologie des IU nosocomiales

« IU » sur sonde : 80 % des IU associées aux soins (IUAS)

3 modes de contaminations

Maki Emerging Infectious Diseases 2001;7:1-738

bactériurie/sonde : acquisition à l’insertion

● Flore exogène + :

- manœuvre septique

● Flore endogène +++ :

- colonisation du méat

(80 % après désinfection ?)

● Incidence variable :

- taux de bactériurie après sondage en «aller retour» :

. sujets sains < 1 %

. sujets âgés hospitalisés 20 %

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bactériurie/sonde : voie endoluminale

«système ouvert» (Foley 1929) 100 % de bactériurie après 3 jours de sondage

«systèmes clos» (1950-1960) 100 % de bactériurie après 30 jours

différence = limitation du risque endoluminal

mais risque résiduel :

• violation du système clos +++

• rôle probable du sac collecteur

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bactériurie/sonde : voie extraluminale

Trois comateux avec SAD

J0 : inoculation de Serratia dans l’aire périurétrale

J2-3 : isolement de Serratia des urines de la sonde

migration par capillarité

dans le film muqueux contigu à la sonde

Kass N Engl J Med 1957;256:556-7

41

Tambyah Mayo Clin Proc 1999;74:131-6

1497patients récemment sondés

surveillance de flore prospective

115 épisodes de colonisation-IU/S

acquisition endoluminale

34 %

acquisition extraluminale

66 %

bactériurie/sonde : modes d’acquisition en «drainage clos»

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Les sondes et autres dispositifs

favorisent non seulement l’acquisition

mais la pérennisation de l’IU

● Perturbations du transit urinaire

● Altération des moyens de défense vésicale

● Production d’un biofilm

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Bactériurie sur sonde :

le plus souvent « asymptomatiques »

Tambyah Arch Intern Med 2000;160:678-82

1034 patients récemment sondés interrogeables

bactériurie + bactériurie -

(n = 89) (n = 945)

fièvre > 38,5°C 18 % 19 %

douleurs urétrales ou pelviennes 5 % 6 %

impériosités 6 % 8 %

dysurie 6 % 8 %

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IU sur sonde : chez un quart des colonisés

des complications parfois graves

● Suppurations locales (A/R, SAD)

prostatites, épididymites, ...

● Bactériémies (A/R, SAD)

- 0,3-4 % selon les séries

- origine rénale, voire vésicale

urosepsis, chocs septiques, décès

● Infections chroniques obstructives (SAD)

cystite chronique, métaplasie, cancer

pyélonéphrite chronique, insuffisance rénale

● Infections à distance (A/R, SAD)

infections du site opératoire (IU 3 % des ISO ?)

F. Caron Med Mal Infect 2003;33:438-4645

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Physiopathologie des IU : messages clés

- IU communautaires :

. soit un résidu (ou autre facteur de terrain)

. soit un coli piégé (ou autre souche très uropathogène)

- IU associé aux soins :

. la faute aux instituts de sondage

- Maintes conséquences pratiques :

. en clinique : cf recos SPILF 2014 & 2015

. au laboratoire :

- oublier les ECBU de contrôle post-traitement

- oublier le dépistage de la plupart des colonisations

- quantifier le titre au delà de 105 ufc/mL ?

- évoluer vers des études de flore ???