Caractérisation et épidémiologie moléculaire du complexe Mycobacterium abscessus en France et au Vietnam

Molecular characterization and epidemiology of Mycobacterium abscessus complex in France and Vietnam

• Auteur / Autrice : Nicolas Bouzinbi
• Direction : Sylvain Godreuil, Anne-Laure Bañuls
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 30/11/2018
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pathogenèse et contrôle des infections chroniques (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Geneviève Héry-Arnaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Godreuil, Anne-Laure Bañuls, Geneviève Héry-Arnaud, Marie Kempf
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Geneviève Héry-Arnaud, Marie Kempf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux antibiotiques

Épidémiologie moléculaire

Mycobacterium abscessus

Mots clés libres

Mycobacterium Abscessus

Epidémiologie moléculaire

Resistance aux antibiotiques

Mycobacterium Abscessus

Molecular epidemiology

Résistance aux antibiotiques

Résumé

Le complexe Mycobacterium abscessus (MABSC) fait partie des mycobactéries non tuberculeuses. C’est un pathogène opportuniste environnemental pouvant causer des infections pulmonaires chroniques, en particulier chez les patients atteints de mucoviscidose, et extra-pulmonaires sévères. Il est également résistant à la plupart des antibiotiques, et ne connait pas de traitement efficace. Il se divise en trois sous-espèces : Mycobacterium abscessus subsp. abscessus, Mycobacterium subsp. massiliense et Mycobacterium subsp. bolletii, Ces trois sous espèces possèdent des différences cliniques et de résistance aux antibiotiques, une identification sûre et rapide est don essentielle. De plus, son épidémiologie reste peu connue, notamment au sein des patients atteints de mucoviscidose.Dans un premier temps, nous avons évalué la performance d’identification au sein du MABSC et la caractérisation des principales résistances du kit Genotype NTM-DR. Celui-ci s’est révélé extrêmement efficace, avec une réussite de 100% d’identification de la sous-espèce mais aussi pour la caractérisation des résistances à la clarithromycine et à l’amikacine, qui sont les antibiotiques recommandés pour le traitement d’une infection à MABSC. Ce kit est donc une alternative rapide et robuste aux principales méthodes d’identification et de caractérisation de la résistance chez MABSC.Dans un second temps, nous avons testé l’efficacité de deux molécules différentes, la clofazimine et la tigecycline, en synergie. Une synergie a pu être mise en évidence sur 42 % des isolats, et la présence de clofazimine a permis d’abaisser la concentration minimale inhibitoire de la tigecycline pour 52 % des isolats. Cette association pourrait constituer une alternative thérapeutique efficace et mieux supportable pour le patient.Enfin, nous avons réalisé deux études épidémiologiques : au Vietnam, chez des patients possédant une condition pulmonaire inflammatoire, et en France, chez des patients atteints de la mucoviscidose dans cinq centres hospitaliers différents. En France, un suivi longitudinal a pu être réalisé sur 7 patients de deux centres différents.Le Vietnam présentait un grand nombre de Sequence Type (ST) nouveaux (29/38) ainsi qu’une grande diversité génotypique (0.72 pour 53 isolats). Une majorité de M. massiliense a été mis en évidence. De plus, des ST responsables d’épidémies dans différents pays ont aussi été retrouvés (ST 23 et ST 117). Trois complexes clonaux ont été identifiés, reflétant la grande diversité du complexe M. abscessus dans ce pays. Deux de ces complexes clonaux étaient constitués de M. abscessus subsp. massiliense contenaient les ST 23 et 117. Le grand nombre de nouveaux génotype est dû au manque de données au Vietnam, il s’agit là de la première étude épidémiologique dans ce pays.En France, on retrouvait un plus grand nombre de sequence type connus (20/31), certainement dû au nombre d’études existantes dans cette région. Une majorité de M. abscessus subsp. abscessus a été retrouvé. Sept sequence type d’importance épidémiologique ont été retrouvés, dont le ST 23. Le suivi longitudinal montre que : le risque d’infection exogène est grand ; le pool de génotypes à Brest est plus important qu’à Montpellier, même si les ST persistent chez un même patient, on ne peut exclure le risque d’une infection exogène. Enfin, l’analyse VNTR des isolats des cinq centres suggère une possible transmission nosocomiale ainsi que la diffusion de génotypes en France.En conclusion, ce travail de thèse a permis d’améliorer l’approche de l’identification et du traitement des infections du complexe M. abscessus, en plus d’explorer et de comparer son épidémiologie dans deux populations différentes. Nous montrons la présence ubiquitaire de certains génotypes d’importance cliniques, une grande diversité génotypique, une variabilité du portage chez le patient mucoviscidose ainsi qu’un risque d’infections exogènes et de transmission chez cette population.

The Mycobacterium abscessus complex is a nontuberculous mycobacteria. It is an environmental opportunistic pathogen that can cause chronic lung infections, especially in patients with cystic fibrosis, and severe extra-pulmonary infections. It is also resistant to most antibiotics, and does not have an effective treatment. It is divided into three subspecies: Mycobacterium abscessus subsp. abscessus, Mycobacterium subsp. massiliense and Mycobacterium subsp. bolletii, These three subspecies have clinical and antibiotic resistance differences, Thus, a safe and rapid identification is essential. In addition, little is known about its epidemiology, particularly among patients with cystic fibrosis.First, we assessed the identification performance within the M. abscessus complex and the characterization of the main resistances of a commercial assay (Genotype NTM-DR). The kit was highly efficient, with 100% success in identifying the subspecies and also in characterizing resistance to clarithromycin and amikacin, which are the recommended antibiotics for the treatment of complex M. abscessus infection. This kit is therefore a fast and robust alternative to the main methods for identifying and characterizing resistance in the M. abscessus complex.Secondly, we tested the efficacy of two different molecules, clofazimine and tigecycline, in synergy. Synergy was demonstrated in 42% of the isolates, and the presence of clofazimine reduced the minimum inhibitory concentration of tigecycline in 52% of the isolates. This combination could be an effective and more tolerable therapeutic alternative for the patient.Finally, we carried out two epidemiological studies: in Vietnam, in patients with inflammatory lung disease, and in France, in patients with cystic fibrosis in five different hospitals. In France, longitudinal follow-up was carried out on 7 patients from two different centres, Brest and Montpellier. Two different typing tools were used: MLST and VNTR.Vietnam had a large number of new Sequence Type (ST) (29/38) and a high genotypic diversity (0.72 for 53 isolates). A majority of M. abscessus subsp. massiliense was found. In addition, STs responsible for epidemics in different countries have also been found (ST 23 and ST 117). Three clonal complexes have been identified, reflecting the great diversity of the M. abscessus complex in this country. Two of these clonal complexes were composed of M. abscessus subsp. massiliense containing ST 23 and 117. The large number of new genotypes is due to the lack of data in Vietnam, this is the first epidemiological study in this country.In France, there was a greater number of known sequence type (20/31), certainly due to the number of existing studies in this region. A majority of M. abscessus subsp. abscessus was found. Seven sequence type of epidemiological importance were found, including ST 23. Longitudinal monitoring shows a high variability of the ST in Brest compared to Montpellier, which is confirmed by the VNTR. This follow-up shows that: the risk of exogenous infection is high; the genotype pool in Brest is greater than in Montpellier, even if STs persist in the same patient, the risk of exogenous infection cannot be excluded. Finally, the VNTR analysis of isolates from the five centres suggests possible nosocomial transmission and the spread of genotypes in France.In conclusion, this thesis work has improved the approach to the identification and treatment of M. abscessus complex infections, as well as exploring and comparing its epidemiology in two different populations. We show the ubiquitous presence of certain clinically important genotypes, a high genotypic diversity, a variability in carrying in the cystic fibrosis patient as well as a risk of exogenous infections and transmission in this population