Diffusion Osseuse des Antibiotiques
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Diffusion Osseuse des Antibiotiques
Etiopathogénie et Bases du Traitement Médical des Infections Ostéo-articulaires Pr. Dominique PEYRAMOND Hôpital de la Croix rousse Plan • • • • • • • Définitions des IOA Physiopathologie Exploration microbiologique Imagerie des IOA Base théorique de l ’antibiothérapie L ’antibiothérapie des IOA Prévention et recommandations Rationnel du Traitement Médical des IOA • Pathologie fréquente, trop fréquente : – 180-240 prises en charge /an (MIT HCR) – 1/2 nécessite une hospitalisation initiale, 8/10 une intervention • • • • Coût humain et social +++, coût financier +++ Traitement difficile, long, mal codifié Problème de tolérance Importance du colloque médico-chirurgical Rationnel du Traitement Médical des IOA • Connaissance des mécanismes physiopathologiques • Identification fondamentale du/des micro organismes • Choix de l'antibiothérapie – critères microbiologiques • spectre adapté (infection communautaire ou nosocomiale) • activité conservée sur des bactéries adhérentes et en phase de croissance lente • diffusion dans les biofilms – critères pharmacologiques : diffusion Quelques Définitions * • Ostéomyélite : infection osseuse hématogène. • Ostéite : terme générique regroupant les I.O posttraumatiques ou après un geste chirurgical, d'expression précoce ou tardive. • Ostéo-arthrite : arthrite septique avec atteinte osseuse s/jacente. • Durée d'évolution : aiguë < 1 mois > chronique. • Séquestre osseux : dénominateur évolutif obligé Conférence de Consensus de la SPILF. Tours janvier 1991 Mécanismes de l'atteinte • Osseuse : )Voie directe : - traumatisme ouvert (15 – 25 %) - chirurgie orthopédique (1 – 4 %) )Par contiguité : troubles trophiques (ex. MPP) )Voie hématogène = métastase septique • Porte d'entrée • Bactériémie • Autres localisations • Articulaire : – Mécanismes identiques + injections, arthroscopies… Situations prédisposant aux arthrites septiques • • • • • • • • • • • • Jeune âge Infections extra-articulaires contiguë ou à distance Diabète. Ethylisme Néoplasie (osseuse). Affections débilitantes Corticothérapie, Immunosuppresseurs Toxicomanie intra-veineuse Arthropathie chronique dégénérative (P.R.) Injections intra-articulaires (corticothérapie) Traumatismes et chirurgie articulaire antérieure Prothèse ou matériel articulaire Hémoglobinopathies Morsures ou griffures de chat ou de chien D'après N.H. STEIGBIGBEL. 1983 Mécanismes de l'infection Osseuse Médullaire BACTERIES hyperémie réactions périostées aiguës ou chroniques transsudation, oédème métastases Corticale thromboses abcès s/périostés infarctus ostéo-médullaire fistules abcès, nécrose SEQUESTRE Mécanismes de l'infection articulaire BACTERIES pus intra-cavitaire destruction des chondrocytes os s/chondral hyperémie ostéoporose Fibrose péri-articulaire ANKYLOSE M écanismes de Mécanismes de l'Infection l'Infection Locale Locale • Séquence d'évènements interactifs entre Bactéries et Matériaux Attraction |___ Adhésion |___ Agrégation |___ Multiplication |___ Dispersion Adhérence Adhérence Bactérienne Bactérienne (1) (1) 1. Adhérence réversible : forces attractives (gravitation, tension de hydrophobes, électrostatiques répulsives...) surface, liaisons 1. Adhérence irréversible : Interaction moléculaire entre bactéries et matériaux : – liaisons de covalence avec les sites ioniques libres – interaction avec les oxydes métalliques – fixation des sites pariétaux sur les glycoprotéines de recouvrement (fibrine, fibrinonectine, collagène...) Adherence érienne (2) Adherence Bact Bactérienne (2) COCCI GRAM POSITIF (ac. lipotéïchoïque) BACILLES GRAM NÉGATIF (Lipopolysaccharides) (fibrilles) (fimbriae) ADHÉRENCE Glycoproteines _________________ RÉCEPTEURS CELLULAIRES Fibronectines __________________ MATÉRIAUX INERTES SÉQUESTRES Agr égation Bact érienne Agrégation Bactérienne • Production d'exopolysaccharides engluant la bactérie dans un biofilm (Slime, Glycocalyx). (Costerton) • Création d'une microzone avec microclimat métabolique • microcolonies protégées à faible multiplication • Condition de survie idéale prolongée voire définitive • Délai de constitution de cette microzone : +++ – débute vers le 8ème jour, – complète en 3 semaines. Production Production de de biofilm biofilm :: Glycocalyx Glycocalyx Bactérie quiescente (adhérente) Ac AB Ac PNN AB Ac PNN AB PNN Slime (Exopolysaccharides) Glycocalix Micro zone bactérienne Bact éries Productrices Bactéries Productrices de de SLIME SLIME – – – – – – – Staphylococcus aureus Staphylococcus epidermidis Streptococcus Sp. (non groupables) Enterococcus Sp. Pseudomonas aeruginosa E.coli, Proteus Sp., Enterobacter Sp.... Anaérobies : Bacteroides Sp., Corynebacteries Infection sur matériel Infection sur Matériel : rôle du matériel • Délai d'apparition de l'infection : – Précoce – Secondaire – Tardif Coventry (1975) Schmalzried (1992) < 3 mois 3 mois – 2 ans > 2 ans < 3 mois 3 mois-1an 1 à X an • Bactéries : Origine nosocomiale +++ • Le matériel : • facilite l'infection (102 UFC / ml) • Activité phlobogène • interaction avec réponse immunitaire locale : – Â phagocytose et bactéricidie des PNN – Â activité enzymatique des macrophages Antibiothérapie Antibiothérapie des des Infections Infections Chroniques Chroniques • Perte du pouvoir bactéricide des AB sur bactéries adhérentes depuis plus de 7 jours. • Perte du pouvoir bactéricide des Béta-lactamines sur bactéries quiescentes. • Diffusion dans le slime correcte pour quelques AB : – Fluoroquinolones – Rifampicine – Clindamycine – Fosfomycine – Acide fusidique Conséquences Conséquences de de l'Organisation l'Organisation Microzonale Microzonale • Augmentation de la résistance bactérienne à son environnement – Adhérence : À résistance à la phagocytose des PNN – Imperméabilité des biofilms aux passages • des phagocytes • des facteurs humoraux : anticorps, facteurs opsonisants • des antibiotiques – Â bactéricidie sur bactéries en phase de croissance stationnaire Antibiotiques éries intra -microzonales (1) Antibiotiques et et Bact Bactéries intra-microzonales (1) • concentration des enzymes inhibiteur dans le biofilm È • perméabilité membrannaire des bactéries Ê • vitesse de bactéricidie Ê – Ciprofloxacine sur E.coli (Zeiler) – Cipro, vanco sur S. aureus (Widmer) • CMB des bactéries en microcolonies È Antibiotiques Antibiotiques et et Bactéries Bactéries intra-microzonales intra-microzonales (2) (2) • Augmentation considérable des CMB (Widmer) – S. epidermidis : rifampicine x 2,5 – vancomycine x 12,5 – nétimycine x 50 – ciprofloxacine x 200 – E. coli : aztréonam x 1000 Cons équences Pratiques Conséquences Pratiques 1. Rapidité de constitution des microcolonies quiescentes et du biofilm 2. Efficacité aléatoire des antibiotiques (bactériostase) 3. Persistance d'infection latente asymptomatique le traitement d'une infection sur matériel est une URGENCE MEDICALE autant que chirurgicale Enquête Bactériologique La documentation est fondamentale • Hémocultures : état septique, collection, hématome • Ponction articulaire • Ponction-lavage (prothèses ++, SDI) (repérage écho, TDM) • Cathétérismes répétés de fistule • Mais l'écouvillonage d'une fistule à la peau = 0 En fait le Gold Standard – Biopsie osseuse en zone septique – Prélèvements per-opératoires multiples (au moins 5)+++ – Aiguë : rapide; chronique : fenêtre sans AB, (15 jours) • Prélèvement d'un foyer de focal-infection contemporain • Ag solubles intra-articulaires, PCR, sérologies (ASTL α γ) ? Prélèvements per-opératoires • Avant antibiothérapie, asepsie chirurgicale parfaite. • Histologie (synoviale, osseuse, liquide articulaire) : – congélation de tissu (extemporané), – liquide de transport. • Bactériologie : Portagerm, (flacons aéro et anaérobies), culture particulière, multiples (+++). • Mycobactériologie (tubes secs stériles). • Mycologie (milieu de Sabouraud). • Entente préalable, délai et conditions d’acheminement. Apport de l'Imagerie au Diagnostic et au suivi des IOA • Rx standard : image tardive en phase aiguë, interprétation difficile en phase chronique • Fistulographie, si pré-op. • Echographie : collection, ponction • TDM / IRM : Dg précoce, recherche de séquestre. Moindre valeur ou impossible si matériel • Scintigraphie (osseuse au Te99, gallium, PN marqués, Leucoscan) Dg précoce, suivi évolutif Diagnostic d’ostéite sur PTG (scintigraphies osseuses, aux colloïdes sulfurés et aux polynucléaires*) • Scintigraphies osseuses : – sensibilité de 30 à 100%, – spécificité de 64 à 86%. • Scintigraphies aux polynucléaires marqués : – sensibilité de 70 à 83%, – spécificité de 85 à 100%. • L’association des 2 : – sensibilité de 100% et spécificité de 87% Bases Théoriques de l'utilisation des AB Diffusion Articulaires des Antibiotiques Importante pour la majorité des AB – AB de bas poids moléculaire – AB faiblement liés aux protéines sériques – Proportionnelle à l'état inflammatoire. (ne pas diminuer les doses en cours de traitement) Antimicrobial agents that achieve adequate concentration in synovial fluid β -LACTAMS AMINOSIDS OTHERS penicillin G, A, M ticarcillin ureidopenicillins cefalotin,cefazolin cefamandole, cefoxitin ceftazidime, ceftriaxon, cefotaxime, cefoperazon carbapenems co-amoxiclav. streptomycin kanamycin gentamicin tobramycin netilmycin amikacin Linezolid tetracyclines chloramphenicol fluoroquinolons synergistins clindamycin vancomycin teicoplanin rifampicin cotrimoxazol Adapté d’après : STEIGBIGBEL. 1983, CARSENTI-ETESSE 1991, PEYRAMOND 1992, CHOUTET 1998 Diffusion Osseuse des Antibiotiques ( 1) Méthodes de Dosage • études chez l ’animal (Norden) et chez l ’homme • chirurgie de prothèses • pas d’études cinétiques , seules les études horaires sont possibles • généralement non comparatives – os compact ou spongieux, – facteur de correction lié à la contamination sanguine – dosages microbiologiques ou chimiques Diffusion Osseuse des Antibiotiques (2) Résultats Importantes variations inter et intra-individuelles • Selon la nature de l ’os : – – – – [c] os organique > os minéral [c] os spongieux > os compact [c] os infecté > os sain [c] os infecté aigu > os infecté chronique (rôle de la vascularisation) • Selon la composition du tissus osseux – – – – richesse en A.G. à chaîne longue (ac. Linoléïque) : 20 - 40 % richesse en ions Ca++ et Mg++ pH local anaérobiose partielle Diffusion Osseuse des Antibiotiques (3) (3 • rôle du cristal d ’hydroxyapathite : – chélation chloxacilline, imipénème, fosfomycine, téicoplanine, cyclines et fluoroquinolones • rôle du pH : acidose locale des foyers septiques )Ê activité des aminosides, rifampicine, groupe M.L.S. )Î activité des β-lactamines, fluoroquinolones, fosfomycine • rôle de l ’anaérobiose partielle (Norden) )Ê activité des aminosides, glycopeptides )Î activité des pénicillines, clindamycine, synergistines Diffusion Osseuse des Antibiotiques (4) (4 • Facteurs de diffusion selon la nature de l ’AB – – – – biodisponibilité orale liposolubilité fixation aux protéines sériques doses, intervalles, demi-vie Facteurs de diffusion osseuse : Biodisponibilité orale • Biodisponibilité forte : Ttt d ’attaque possible par voie orale : – amoxicilline (80 %), bacampicilline (95 %), cloxacilline (80 %) – C1G (90 à 100 %) – groupe M.L.S. (75 à 80 %) – fluoroquinolones (90 à 100 %), Linezolid (100 %) – rifampicine (90 %), ac. fusidique (91 %), cyclines (93 %) • Biodisponibilité faible : Ttt oral uniquement de relai : – C2G et C33G orales (30 à 50 %) – amoxi/ac.clavulanique 60/60 %) • Biodisponibilité nulle : Ttt parentéral uniquement Facteurs de diffusion osseuse : Liposolubilité Ò diffusion à travers les membranes phospholipidiques et le tissus adipeux • AB fortement lipophiles : – macrolides, synergistines (pristinamycine), clindamycine – rifampicine – ac.fusidique – cotrimoxazole • Pour β-lactamines et tétracyclines, liposolubilité proportionnelle à la fixation aux protéines • Pour les Glycopeptides : téicoplanine > vancomycine Concentrations Antibiotique et fixation aux protéines Sang Interstitium fixé fixé libre libre Liquide Intracellulaire Osseux fixé libre Entre les compartiments, le mouvement de la fraction libre est réglé soit par une simple diffusion soit par un transport actif Facteurs de diffusion osseuse : Fixation aux Protéines. Phase liquide de l’os 5 à 6 fois plus riche en protéine que le plasma : 310 à 460 mg/l β-lactamines : • amoxicilline • oxa/cloxacilline • pipéracilline • cefazoline • cefotaxime • ceftriaxone • ceftazidime • Imipénème 20 % 94 21 90 20 90 10 20 Autres : • Aminosides • vancomycine • téicoplanine • pristinamycine • rifampicine • ac fusidique • péfloxacine • ofloxacine • ciprofloxacine 10 % 30 90 40/80 85 90 30 10 40 Facteurs de diffusion osseuse : Doses et demi-vie • Les études expérimentales montrent que la concentration osseuse varie selon : – Dose unitaire – Intervalle entre les doses : variable selon la demi-vie de l ’AB – Proportionnelle à la concentration sérique : augmentation de la dose unitaire raccourcissement de l ’intervalle ou perfusion continue – Répétition des doses ⇒ Ò [c] intra-osseuse jusqu ’à un état d ’équilibre • Posologies conseillées : Conf. de Consensus SPILF - 1991 Propositions de posologie des antibiotiques pour le traitement des infections ostéo-articulaires (1) Antibiotiques Posologie Administration rythme/24 h, voie __________________________________________________ ______ •Amoxicilline } •Oxa/cloxacilline } 150-200mg/kg 4à6 IV •C1G } •cefotaxime 100 mg/kg 3 IV •ceftriaxone 30 mg/kg 1 IV •ceftazidime 3à6g 2 à 3 IV •Imipénème 2g 2 à 4 IV vancomycine 30 mg/kg perf.cont. teicoplanine 6 mg/kg/12 h x 3 puis 6 Propositions de posologie des antibiotiques pour le traitement des infections ostéo-articulaires (2) Antibiotiques Posologie Administration rythme/24 h, voie _________________________________________________ ______ •Fosfomycine p.IV •Ofloxacine •Ciprofloxacine po •Clindamycine po •Rifampicine •Acide fusidique 150 à 200 mg/kg 600 mg 1 500 mg 2,4 g 20 mg/kg 1 500 mg 3 2à3po 2à3 3à4 2 po 3po Diffusion Osseuse de quelques Antibiotiques Antibiotique Doses/voie [c] osseuse Q.I. mg/kg (S.aureus) Auteurs cloxacilline 1g po 2.9 11.6 Sirot flucloxacilline 2g IV 2 9.6 Holm vancomycine 1,5 mg/kg 2g/j continu 2.3 24.1 2.3 24.1 Etesse teicoplanine 6 mg/kg IV 10.8 10.8 Sirot rifampicine 600 mg po 2.9 145 Cluzel ciprofloxacine 750 mg po 1.5 – 4.5 1.4 Gerding ofloxacine 400 mg po 1.22 2.4 Gerding A Retenir • Diffusion Forte – – – – – FQ systémiques Lincosamides Synergistines Cyclines Association pour • Rifampicine • Fosfomycine • Ac.Fusidique • Diffusion moyenne – Péni G, Aminopénicillines, cloxacilline, uréidopénicilline – CIG : céfalotine, céfazoline – C2G : céfamandole céfuroxime – C3G : ceftazidime, ceftriaxone – Imipénème, Aztréonam – Vancomycine (inf. continue.), – Téicoplanine, – Cotrimazole, phénicolés Diffusion Faible : Aminosides, Inh. β-Lactamine. Intérêt de l ’Antibiothérapie locale • Séduisant mais bénéfice incertain. 4 modalités : ) Billes imprégnées de gentamicine • remplacement de prothèse en 2 temps • comblement de cavité osseuse septique )Ciment imprégné d ’antibiotique (gentamicine) )« Spacer » à la gentamicine pour remplacement de prothèse en 2 temps )Administration in situ d ’antibiotique (aminosides) • intra-articulaire • pompe implantable utilisée dans les ostéites chroniques à germes multirésistantes ou en cas de prothèse septique de remplacement impossible • Avenir : matériel « coaté » aux antibiotiques Propositions thérapeutiques et conduite du traitement Propositions d’associations antibiotiques pour le traitement des IOA (1) • SAMR : – – – – – – – GP + fosfo ou ac fus FQ + rif amp Cefo + fosfo fosfo + ac fus fosfo + rifamp rifamp + ac fus Linezolid + ? • SAMS : – – – – – FQ + rifamp FQ + ac fus Péni M + gentamicine céfazoline + ami clinda ou prist + rifamp Propositions d’associations antibiotiques pour le traitement des IOA (2) • Entérocoques : – amox + aminosides (gentamicine) – GP + aminosides – Linezolid + ? • Streptocoques pyogenes : – amox + gentamicine – ou C3G ou clinda Propositions d’association d’antibiotiques pour le traitement des IOA (3) • Bacilles Gram négatif : – FQ + C3G – C3G + amikacine – FQ + fosfo – imipénème + amik ou fosfo • P. aeruginosa : – cefta + cipro – cefta + amik, tobra – cefta + fosfo / imipénème + fosfo. Propositions d’associations antibiotiques pour le traitement des IOA (4) • Anaérobies : – clindamycine – imidazolés / amox+ ac clavulanique • Sans documentation : – – – – C3G + fosfo FQ + rifampicne. GP + FQ + Rifamp Mais importance de l'analyse du contexte Conclusions : antibiothérapie (5) • • • • • Toujours après la bactériologie. Posologie, durée, rythme, voie. Synergie et antagonisme, à connaître. Surveillance de la toxicité ++ Prise en charge par filières de soins : – retour à domicile, – AB IV (une dose, en continu, pompes programmables), – AB per os, si biodisponibilité et cinétique OK Conduite du Traitement (1) • Etroite collaboration médico-chirurgicale : – ablation du matériel et des séquestres – absence de réimplantation immédiate de matériel d’ostéosynthèse ou de greffe osseuse dans le site – immobilisation par fixateur externe ou plâtre, – en cas de prothèse, réimplantation en deux temps, sans “ spacer ” (excepté genou). – Délai de réimplantation : de 4 à 6 s pour les hanches, à 3 à 4 m pour les genoux mais aucune étude permet d’affirmer ce principe. – Discussion : 1 ou 2 temps si infection précoce ? Conduite du Traitement (2).. • • • • • • Allergie connue Adaptés aux bactéries : enquête exhaustive Bonne biodisponibilité et diffusion dans «slime» Forme IV : longue demi-vie Certains jamais seuls : FQ, Rif, ac Fus, Fosfo Interactions médicamenteuses : – Nombreuses pour Rifamp, moindres pour FQ – AINS, gel d’alumine avec les FQ Arrêt du traitement (3). • A discuter avec le patient et le chirurgien • Terrain : PR, diabète • Clinique : délai de prise charge et disparition des signes cliniques locaux • Biologie : normalisation (sauf PR) • Imagerie : scintigraphie/IRM • Jamais : mauvais terrain, matériel inextirpable avec une excellente réponse. Evaluation clinique (1). • En fin de traitement : – Échecs en général précoces (3 mois) – Ne pas parler de guérison • Pendant le suivi : – délai de 2 ans minimum après l ’arrêt des ATB, – rechutes et persistances de guérison – bactériologies et imageries. Evaluation clinique (2). • Comprendre les échecs : – – – – – – – prévisibles d ’avance : gravité d ’emblée persistance d ’un séquestre ou du matériel enquête microbiologique insuffisante antibiothérapie mal adaptée observance thérapeutique insuffisante association ostéites et cancers Les fausses IOA : • SAPHO • Granulome éosinophile • Pathomimie. Prévention et recommandations. Prévention pré-opératoire Gillespie . Infection and managment of infection after total joint replacement .Clin Infect Dis.1997,25:1310-7. • • • • Arrêt du tabac. Arrêt temporaire du méthotrexate. Stabilisation du diabète, surpoids. Eradication des foyers infectieux chroniques : – urinaire, digestif – dentaire, voire sinusien si antécédent de sinusites, – cutané (érysipèle, intertrigo, hygiène). • Lymphopénie <1,5 et albuminémie <35 g/l. Antibioprophylaxie (1) • Pour l'ANAES (ex ANDEM) : – 30 à 40% des patients hospitalisés reçoivent des ATB, – 30 à 50% des ATB : prophylaxie, – prescriptions inappropriées jusqu’à 50% des cas. • Lewis (J R Coll Surg Edinb.1998,43,5:339-40) : – 16/16 reçoivent ATBprophylaxie, – 50% retard pour 2ème et 80% pour 3ème doses. Antibioprophylaxie (2) Gillespie . Infection and managment of infection after total joint replacement .Clin Infect Dis.1997,25:1310-7. (1) • Méta-analyse : – OR : 0,24 (0,15-0,37), – durée 24 heures. • Recommandations françaises (c.c. SFAR 1992-1999) : – – – – passage de 3-5% à moins de 1%, surtout si pas de flux laminaire, tenir compte de l’écologie de chaque service, C1G et C2G/ 3 à 4 fois par j/ durée de 1 à 2j. – Reprise chirurgicale précoce ou allergie : • vancomycine pendant 1 à 2 jours. Antibioprophylaxie (3) • Nécessité d’un protocole local, consensuel, tenant compte de l’écologie bactérienne du service, écrit en accord avec les données de la littérature, revu régulièrement . • S’assurer de son respect au sein de l’unité. • Confié à quelques uns (anesthésistes) Prévention post-opératoire (1) • Précoce : – Correction au plus vite des portes d’entrée, – mobilisation du patient. • Suivi (N Desplaces. Tirésias,1998:41-54) : – antibiothérapie des infections bactériennes, – l’incidence des infections hématogènes post-op : 1%, • exploration endoscopique digestive haute et basse : • bactériémies : 4 à 5% des cas, exceptionnelles contaminations, • ABprophylaxie pour les patients à risque, adaptée au geste. Prévention post-opératoire (2) • Explorations endoscopiques urinaires : – bactériémie dans 19% des cas, – nécessité d’urines stériles. • Les soins dentaires : – bactériémies 25% brossage dentaire 38% mâchage chewing-gum 40-90% extraction dent infectée – l’infection dentaire d’un mois est 1000 fois plus bactériémique que l’extraction elle-même. Prévention post-opératoire (3) • Nécessité d’une hygiène b-dentaire parfaite. • Soins dentaires à risque : extraction, dévitalisation et détartrage. • Patients à risque : PT< 2ans, patho (PR, diab, hémophilie, CS, ID, prothèse* Guépar). • Pathologie liée à la prothèse : changement, descellement, ATCD d ’infection. • Infections à distance : cutanées. • KéforalR, DalacineR et ErythrocineR (-1h et +6h) Conclusions • • • • Adhésion volontaire du patient Bonne information (durée, échec) Enquête microbiologique exhaustive (début) Antibiothérapie adaptée : indispensable mais insuffisante, développer la prévention • Excellente collaboration médico-chirurgicale • 85 à 90 % de guérison. • Les ostéites restent des infections graves.