Escherichia col, from oropharyngeal colonization to respiratory tract infection : epidemiology, pathophysiology

Escherichia coli, de la colonisation oropharyngée à l'infection pulmonaire : épidémiologie et physiopathologie

Jonathan Messika (1)

1 IAME (UMR_S_1137 / U1137) - Infection, Anti-microbiens, Modélisation, Evolution

Ventilator associated pneumonia (VAP) is the main infectious complication in intensive care unit (ICU) patients. Its pathophysiology relies on oropharyngeal colonisation, and so does its prevention. Escherichia coli is one of its main responsible pathogen. Nevertheless, data on E. coli implication in this context is cruelly missing.We tend to a multi-facets approach of E. coli VAP. This thesis’ objectives are: to update current VAP epidemiology, with regard to enterobacteriaceae in general, and E. coli in particular; to describe phenotypic and genotypic characteristics of E. coli isolates responsible for respiratory colonization or infection; to study pathogenic Gram-negative bacilli oropharyngeal colonization in populations of various severity; and to describe phenotypic and genotypic characteristics of oropharyngeal E. coli isolates and compare them to their rectal counterpart.In our first work, we confirm the importance of enterobacteriaceae as first-line VAP pathogens. Among those, E. coli is of particular matter, with regard to antimicrobial resistance. Predominance of B2 phylogroup among E. coli respiratory isolates has been confirmed in a single-ICU study, and a wide national survey of ICU patients. Furthermore, B2 phylogroup has been shown to prevail in oropharyngeal and rectal E. coli isolates. Next, we confirmed extra-intestinal virulence with a correlation between virulence factor content and mortality in a mouse pneumonia model. Last, a large-scale epidemiological study of oropharyngeal colonization in general, and of E. coli characteristics which composes it, in patients of different severity and in healthy subjects is ongoing. This data will allow a deeper insight of VAP pathophysiology, a better knowledge of E. coli population of oropharyngeal colonization and causing VAP. Targeted preventive measures could therefore be evaluated.

La pneumonie acquise sous ventilation mécanique (PAVM) est la complication infectieuse principale des patients de réanimation. Le carrefour oropharyngé et sa colonisation semblent être l’une des clés de sa physiopathologie, et est la cible de leur prévention. Parmi les agents étiologiques des PAVM, Escherichia coli en est un prédominant. Cependant, le manque de données concernant son implication dans la colonisation oropharyngée, et dans les PAVM est criant. Cette thèse a pour objectif un abord multi-facettes de la PAVM à E. coli. Il s’agit d’abord d’actualiser les données épidémiologiques des PAVM, en plaçant les entérobactéries en général, et E. coli en particulier comme agent d’importance ; puis de décrire les caractéristiques génotypiques et phénotypiques des isolats d’E. coli responsables de colonisation ou d’infection respiratoire ; ensuite d’étudier la colonisation à bacilles à Gram négatif pathogènes dans différentes populations de gravités différentes ; et enfin de décrire les caractéristiques des isolats d’E. coli oropharyngés dans ces populations et de les comparer aux isolats rectaux concomitants.Ainsi, dans notre premier travail, nous confirmons l’importance des entérobactéries comme agents pathogènes de premier plan au cours des PAVM. Au sein des entérobactéries, nous mettons en évidence la place centrale d’E. coli en particulier en matière de résistance aux antibiotiques. La prédominance respiratoire des isolats d’E. coli de phylogroupe B2 a été confirmée dans un travail monocentrique mené dans notre service, et dans une cohorte nationale de patients de réanimation. De plus, le groupe B2 prédominait aussi au sein des prélèvements rectaux et oropharyngés. Nous avons confirmé la virulence extra-digestive des isolats en corrélant le contenu en facteur de virulence et la mortalité dans un modèle murin de pneumonie. Enfin, une large étude épidémiologique de la colonisation oropharyngée en général, et des caractéristiques d’isolats d’E. coli la composant en particulier, chez des patients de gravités différentes et chez des sujets sains est en cours.L’ensemble de ces données permettra une plus grande compréhension de la physiopathologie de survenue des PAVM, une meilleure connaissance de la population d’E. coli colonisant l’oropharynx et causant les PAVM. Ainsi, des mesures préventives ciblées pourraient être développées.

Mots clés: Oropharyngeal colonization

Mots clés: Colonisation oropharyngée

Domaines: Microbiologie et Parasitologie; Médecine humaine et pathologie

Jonathan Messika. Escherichia coli, de la colonisation oropharyngée à l'infection pulmonaire : épidémiologie et physiopathologie. Microbiologie et Parasitologie. Université Sorbonne Paris Cité, 2017. Français. ⟨NNT : 2017USPCC285⟩. ⟨tel-02186131⟩