Facteurs génétiques liés à la dissémination étendue des souches de Klebsiella pneumoniae productrices de carbapénémases multirésistantes ST11 au sein des hôpitaux
Les souches de Klebsiella pneumoniae productrices de carbapénémases (CP-Kp) représentent un défi clinique majeur en raison de leur phénotype d’ultra-résistance (XDR), associé à une morbidité et une mortalité élevées dans les infections nosocomiales. Parmi les différents types de séquence (ST) de CP-Kp, le clone ST11 porteur du gène blaKPC-2 prédomine en Chine. Cette étude vise à identifier les facteurs génétiques favorisant la dissémination des souches XDR ST11 CP-Kp au sein d’une unité de soins intensifs (USI) d’un hôpital tertiaire chinois.
Une analyse rétrospective a porté sur six souches XDR ST11 CP-Kp isolées de patients en USI entre mai et décembre 2014. Ces souches, caractérisées par des tests de concentration minimale inhibitrice (CMI), PCR et pyrosequencing, ont été comparées à trois souches multirésistantes (MDR) et quatre souches sensibles (S) de K. pneumoniae. Un séquençage complet du génome (SMRT) a permis une analyse structurelle et fonctionnelle comparative.
Les six souches XDR ST11 CP-Kp présentaient deux clones distincts avec une diffusion nosocomiale avérée. L’analyse phylogénétique a révélé une forte homogénéité génétique (faible nombre de SNP centraux). Des variations chromosomiques, des profils de résistance et une distribution différentielle des gènes de résistance (ARGs) ont été observées. Toutes les souches portaient blaKPC-2 sur des plasmides IncFII, vecteurs majeurs d’ARGs.
L’analyse génomique comparative a montré que les souches XDR ST11 possédaient des génomes plus volumineux avec un nombre accru de séquences codantes (CDS) par rapport aux souches MDR et S. L’annotation fonctionnelle (COG) a mis en évidence une surreprésentation des gènes liés aux éléments génétiques mobiles (MGEs) : transposons, prophages et îlots génomiques.
Onze régions génétiques uniques aux souches XDR ST11, associées à des MGEs, ont été identifiées : trois sur plasmides et huit sur chromosomes. Cinq de ces régions portaient des ARGs, et huit des gènes d’adaptation. Un nouveau transposon DDTn1721-blaKPC-2, variant tronqué de DTn1721-blaKPC-2 flanqué d’IS903D et ISKpn8, a été détecté dans toutes les souches XDR.
Ces MGEs facilitent le transfert horizontal d’ARGs et de gènes d’adaptation. Les plasmides IncFII, hautement transmissibles, favorisent la dissémination inter-espèces de la résistance aux carbapénèmes. Parmi les gènes d’adaptation, certains codent pour des protéines impliquées dans la biosynthèse pariétale (LytM, LytR) et la formation de biofilm, augmentant potentiellement la virulence.
Cette étude souligne le rôle combiné de la diffusion clonale et du transfert génétique horizontal dans l’émergence des souches XDR ST11. La présence de MGEs porteurs d’ARGs et de gènes d’adaptation explique leur persistance en milieu hospitalier. Ces résultats appellent à renforcer les mesures de contrôle des infections et à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant ces mécanismes génétiques.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001101