M ~ d e c i n e e t M a l a d i e s I n f e c t i e u s e s -- 1987 -- S p e c i a l M a i - - 334 ~ 337

LES DIFFICULTES DU DIAGNOSTIC BACTERIOLOGIQUE DES INFECTIONS SUR MATERIEL DE PROTHESE*

par N. DESPLACES**

RESUME

proth~se.

L'auteur rappelle et s0uligne les difficult~s de pr~l~vement et de culture qui s0nt ~ I'0rigine du diagnostic bact~ri01ogique des infections sur materiel de

Mots-cl~s : Diagnostic bact~riologique - Infections sur proth~ses.

Depuis une vingtaine d'ann~es, des millions d'implants pro- th~tiques sont pos~s chaque annie darts le monde entier de facon temporaire ou permanente. La presence de materiel ~tranger est actuellement le plus important facteur qui pr~- dispose les malades ~ I'infection. En 1978, plus de 850 000 infections li~es ~ la presence de materiel 6tranger repr~sen- tant ~ peu pros 45 % de toutes les infections nosocomiales, survenaient par an aux Etats Unis (14). En d~pit des risques d'infection qui leur sont associ~s, ces corps ~trangers font partie int~grante de la qualit~ des soins m~dicaux que sont en droit d'attendre les malades, et il est peu probable que leur utilisation regressera dans les ann~es ~ venir. Les infec- tions qui surviennent au contact de ces corps ~trangers po- sent des probl~mes th~rapeutiques majeurs en pathologie infectieuse. De plus, I'hospitalisation prolong~e n~cessaire

leur traitement ainsi qu'au traitement de leurs complica- tions, et parfois la survenue d'une nouvelle infirmit~ sont sources de d~penses consid~rables.

L'incidence des infections sur les grands types de materiel ~tranger varie de moins de 0,1% ~ 8 % pour les catheters intra veineux (5, 13, 14), de 0,5 & 5 % pour les proth~se articulaires (1,8) et de 4,5 ~ 8 % pour les proth~ses valvu- laires (4, 10). La mortalit~ induite par I' infection autour de ces corps ~trangers est tr~s importante : de 20 ~ 40 % pour les catheters infect~s responsables de bact~ri~mies (5, 13, 14), 16 % pour les infections sur proth~ses valvu-

*Communication pr~sent~e au XXXlV ° Congr(~s de la S.P.I.L.F. (Tours, 12-13 juin 1987) **H6pital de la Croix Saint-Simon, 125 rue d'Avron, F-75960 Paris cedex 20

laires Iorsqu'il y a bact~ri~mie (1), et de 60 ~ 75 % pour les infections sur proth~ses valvulaires selon leurs modalit~s de survenue, le germe en cause, la situation de la proth~se, et le type de valve (6).

LES PRELEVEMENTS

De la qualit~ du ou des pr~l~vements d~pend le r~sultat bac- t~riologique I~gitimement attendu par le clinicien et qui va guider sa conduite th~rapeutique. Mais le bact6riologiste pour rendre des r~sultats s~rieux, a besoin de connaitre I' identification precise du pr~l~vement, son origine, son mo- de de pr~l~vement, la suspicion diagnostique et I'antibio- th~rapie pr~existante, sans cela, des r~sultats sans int6r~t pour le malade seront rendus. C'est la raison pour laquelle la collaboration clinicien-microbiologiste est indispensable. Plusieurs types de pr~16vements permettent de faire le diag- nostic bact~riologique d'une infection sur materiel de pro- th~se, en r~gle g~n~rale ils doivent ~tre faits ~ distance de tout traitement antibiotique.

Les h~mocultures

Les h~mocultures r~alis~es dans les services, au lit du mala- de suspect de faire une septic~mie, comportent des milieux liquides enrichis a~robies et ana~robies permettant la crois- sance ~ 37°C de tr~s nombreuses vari~t~s de bact~ries, voire de champignons, ~ condition d'etre gard~es ~ I'~tuve ptu- sieurs semaines (3 ou 4) et d'etre syst~matiquement (<repi- qu~es>> m~me en I'absence de tout trouble visible sur des

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mil ieux tres riches (g~lose au sang, Chocolat Isovitalex ®), mis en aerobiose et en ana~robiose pendant plusieurs jours (au moins 5).

Les prel~vements Iocaux effectues - Au lit du malade : le pus d'un trajet f istuleux ne

sera pr~leve qu'apres desinfection cutanee soigneuse. Si ces prelEvements ne sont pas suffisamment profonds (l 'ecouvillonnage superficiel est ~ proscrire) ils peuvent etre contamines par des germes cutanes qui dans bon nombre de cas sont responsables de ou participent ~ I'in- fection profonde.

- En per-operatoire : Ce sont les plus precieux. En effet, ils sont les supports du diagnostic bacteriologique car ils ont ere effectues au contact direct du materiel. Ces pr~l~vements doivent e!tre multiples (pus, capsule articulaire, fragments de tissus necroses et infectes, frag- ments osseux, fragments de ciment, valve elle-meme, thrombus arteriel . . . . ) et mis dans des pots steriles ou dans des mi l ieux de transports permettant la survie des germes anaerobies. IIs sont emportes immediatement et le laboratoire devrait ~tre pr~venu de leur arrivee. Ces prel6vements multiples vont permettre d'accumuler les arguments permettant d' incriminer un germe r~pute non pathogene mais isole ~ plusieurs reprises.

- Sous scopie au contact de la proth~se articulaire, avant I'arthrographie. Le prelbvement avant I'arthrographie et celui qui ramene le l iquide radio opaque ont pratique- ment la meme valeur que les prel~vements per-operatoires

condit ion d'avoir ete realises dans des condit ions strictes d'asepsie. Ces prel~vements Iocaux seront ensemences sur des mi l ieux geloses enrichis en sang et en polyvitamines ainsi que dans des mi l ieux liquides (mil ieux d'hemocultures) en aerobie et en anaerobie ~ 37 °. Les mi l ieux geloses seront conserves au moins une semaine, et les flacons de boui l lon seront sys- t~matiquement repiques apr~s 3 semaines d'etuve avant d'etre rendus steriles. Des resultats provisoires peuvent ~tre rendus au bout d'une semaine si les prelevements sont n& gatifs apr~s ce delai.

L'extremite du catheter

L'extremite du catheter sera prelevee aseptiquement apr&s desinfection cutanee. D~s qu'un catheter en plastique est installe dans un vaisseau sanguin, un d~p6t de f ibrine se depose dans les premi&res 48 heures autour de la partie intravasculaire du catheter. Ce manchon f ibr ineux peut servir de gite et de site de mult ip l icat ion ~ des microorga- nismes d'origine cutanee remontant le long du catheter en sous-cutane et egalement le protege des mecanismes de defense et de I'action des antibiotiques (11). La culture de I 'extremite du catheter peut etre qualitative en I'immer- geant dans un boui l lon nutr i t i f ; une culture positive par cette technique n'est pas specifique puisqu'une seule bacterie acquise au niveau de la peau Iorsque le catheter est retire donne une culture positive (11). Comme la plupart des bacteriemies sur catheter sont liees une infection locale du point d'entree cutane ou ~] une in- fection du trajet sous*cutane, la culture quantitative de la

surface externe de I 'extremite du catheter devrait permettre de distinguer mieux une reelle infection d'une contamina- t ion cutanee. Maki (12) a decrit en 1977 la culture semi- quantitative des extremites de catheters, en les roulant avec une pince sterile sur une gelose au sang incubee ~ 37°C au moins 72 heures en aerobie (l'anaerobiose ne lui semble pas indispensable). Quinze colonies ou plus sont considerees comme une culture positive associee ~ une infection locale et ~ un risque accru de bacteriemie dans 15 ~ 40 % des cas (12). Cleri et al. en 1980 (4) ont rapport~ une methode se- mi quantitative similaire. L 'extremite du catheter est im- mergee dans un boui l lon nutr i t i f , et le comptage s'effectue sur les mi l ieux geloses ensemences avec des di lut ions seriees du boui l lon.

LES GERMES R E S P O N S A B L E S DES I N F E C T I O N S SUR M A T E R I E L

Dans la majorite des cas, les bacteries causales sont isolees relativement facilement des produits pathologiques adres- ses au laboratoire en 48-72 heures. L' interpretat ion des cul- tures Iorsque certaines bacteries tels que les staphylocoques dores sont isolees, est sans ambiguite, meme si la culture est peu abondante. Ces germes sont toujours pathog~nes et sont responsables de :

- 30 ~ 40 % des infections sur proth~ses articulaires (14, 15).

- 30 % des endocardites precoces sur valve (< 2 mois post-operatoire) (6),

- 22 % des endocardites tardives (6), - 20 % des infections sur catheters (131.

L' interpretat ion des cultures est beaucoup plus delicate Iors que des staphylocoque coagulase negative sont isoles. Le nombre des colonies isolees est variable mais souvent peu abondant avec des colonies d'aspects differents. Leur res- ponsabilit~ ne peut etre reconnue que si ces germes sont isoles dans plusieurs prel~vements et si leur identi f icat ion biochimique et leur identite (serotype et profi l plasmidi- que) sont identiques dans tousles prel~vements. La presen- ce de {{slime)) pour les staphylocoques coagulase n~gative serait un indice supptementaire de leur pouvoir pathog~ne et de leur possible responsabilite. Ces germes sont respon- sables de :

- 15 ~ 30 % des infections sur proth~ses articulaires (8), - 4 1 % des endocardites pr~coces sur valve (6, 10), - 36 % des endocardites tardives (10) et de - 70 % des infections sur catheters ( i3 ) .

Dans 25 ~ 30 % des infections sur materiel prothetique des bacteries & Gram negatif sont isolees, Escherichia coli, Serratia marcescens representent 70 % des Enterobact6ries isolees ; Proteus sp., Klebsiella pneumoniae et Enterobacter cloacae sont rarement isoles. Pseudomonas aeruginosa est isole dans 5 & 10 % des prel~vements sur materiel de proth~-

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se. La responsabilit~ de ces Gram n~gatif n'est ~tablie que si plusieurs pr~l~vements sont positifs avec le m~me germe. A noter qu'une extr~mit~ de catheter positive avec un Gram n~gatif chez un malade qui n'a pas d' infect ion avec ce ger- me doi t faire suspecter le liquide de perfusion.

Les streptocoques du groupe D (surtout S. faecalis) et les streptocoques ana~robies (S. mi l le r i compris) sont isol~s de 5 ~ 8 % des infections sur proth~ses articulaires.

Des mycobact~ries peuvent ~galement ~tre impliqu~es au cours d'infections sur materiel proth~tique : M. tuberculo- sis (1,5 %) a ~t~ isol~e de suppurations de proth~ses totales de hanche (9) ainsi que M. f o r t u i t um responsable d'infec- tions nosocomiales (2). M. chelonei a ~t~ responsable d'en- docardites sur valves de porc (7).

Les infections sur proth6ses articulaires sont darts 6 & 8 % des cas polymicrobiennes. Elles ont d'autant plus de chan- ces de I'~tre que le malade a ~t~ op~r~ plusieurs fois de de- scellement dont I'origine septique n'a pas ~t~ identifi~e. Mais I~ encore, les diff~rentes bact&ies doivent etre retrou- v~es dans plusieurs pr~l~vements.

Lee champignons : levures de I'esp~ce Candida et lee Asper- gi l lus sont responsables d'infections sur valve cardiaque, mais sont rarement responsables d'infections sur proth~ses articulaires. L'histologie des pr~lbvements per op~ratoire viendra confirmer le diagnostic bact&iologique.

II est important de souligner que dans 30 % des infections autour d'un mat&iel de proth6se articulaire ou valvulaire, des germes dits {{d~ficients}> n~cessitant des mi l ieux sup- pl~ment~s en facteurs vitaminiques (streptocoques, staphy- Iocoques, ent~robact~ries . . . . ) (3) ou exigeants (ana~ro- bies stricts : peptostreptococcus, peptococcus, coryn~bac- t~ries ana~robies Prop ion ibac ter ium acnes . . .) sont isol~s des pr~l~vements p~ri-proth~tiques. Ces germes cultivent lentement et di f f ic i lement sur les mi l ieux g~los~s (4 ~ 5 jours), parfois beaucoup mieux dans les mi l ieux liquides enrichis. Sur les primo-cultures et au repiquage des mi l ieux

liquides, il n'est pas rare d'avoir plusieurs aspects de colo- nies dans un m~me pr~l~vement. Chaque aspect dolt etre travaill~ s~par~ment, car & des aspects diff~rents corres- pondent souvent des bacteries de la m#me esp~ce ayant des exigeances de culture diff~rentes et un profi l antibio- t ique different.

L' interpr~tation des r~sultats d~pend du nombre de pr~- I~vements ~tudi~s. La responsabilit~ d'un germe isol~ ne peut etre incrimin~e que si celui-ci est isol~ dans plusieurs pr~l~vements contemporains. II est capital de conserver de fa,con adequate, les souches isol~es.

A noter que dans 5 % des cas, les h6mocultures au cours d'une endocardite tardive sur valve ou les pr~l+vements articulaires restent n~gatifs malgr~ I'arr~t prolong~ des antibiotiques et I 'uti l isation de mi l ieux sophistiqu~s.

CONCLUSION

La diff icult~ d'interpr~ter un r~sultat bact~riologique est li~e ~ la qualit~ du pr~l~vement d'oQ I' importance de pr~- I~vements profonds pour les infections sur proth~se articu- laire, effectu~ apr~s arr~t prolong~ de toute antibioth~rapie, ainsi qu'aux soins apport~s & la r~alisation des cultures des produits pathologiques p~ri-proth~tiques. En effet, la plu- part des germes isol~s au cours de ces infections sont des germes d'origine cutan~e (staphylocoques dor~s, staphylo- coques coagulase n~gative) ou de I 'environnement hospita- lier (ent~robact~ries ou pseudomonas). L'am~lioration des r~sultats bact~riologiques est li~e ~galement aux conditions de culture. Les pr~l~vements doivent dans tous les cas ~tre ensemenc~s sur et dans des mi l ieux enrichis et conserves plusieurs semaines en a&obiose et en ana~robiose. Pour beaucoup de laboratoires, il s'agit encore d'une bact~riolo- gie de luxe. La col laboration ~troite entre le clinicien et le bact~riologiste est indispensable pour am~liorer le diagnos- tic bact~riologique de ces infections et leur issue th~rapeu- tique.

SUMMARY DIFFICUL TIES OF BACTERIOLOGICAL DIAGNOSIS FOR PROSTHETIC DEVICES INFECTIONS

The author emphazises difficulties to obtain samples and cultures for diagnosis of bacterial infections on prosthetic devices.

Key-words : Bacteriological diagnosis - Prosthetic devices.

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