Bactériologie Médicale AN 108 Exemplare [PDF]

Zitiervorschau

Bactériologie Médicale

Editée par

Olivia S. Dorneanu

Editura „Gr. T. Popa” Iaşi 2011

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României Bactériologie médicale / Olivia S. Dorneanu - Iaşi: Editura Gr.T. Popa, 2011 Bibliogr, ISBN 978-606-544-068-5 579.8:61

Referenţi ştiinţifici: Dumitru T. BUIUC, M.D., Ph.D., Professeur d'université, Université de Médecine et de Pharmacie "Gr. T. Popa" Iași, Membre de l'Académie des Sciences Médicales, Roumanie Traci L. TESTERMAN, Ph.D., Assistant Professor, Louisiana State University Health Sciences Center, Shreveport, LA, États-Unis d'Amérique Dr. Irina RADU-BOULIGAND, Laboratoire Anaval (Groupe LCD), Alfortville, France

Coperta: Marius ATANASIU

Editura „Gr. T. Popa” Universitatea de Medicină şi Farmacie Iaşi Str. Universităţii nr. 16 Toate drepturile asupra acestei lucrări aparţin autorilor şi Editurii „Gr.T. Popa" Iaşi. Nici o parte din acest volum nu poate fi copiată sau transmisă prin nici un mijloc, electronic sau mecanic, inclusiv fotocopiere, fără permisiunea scrisă din partea autorilor sau a editurii. Tiparul executat la Tipografia Universităţii de Medicină şi Farmacie "Gr. T. Popa" Iaşi str. Universităţii nr. 16, cod. 700115, Tel. 0232 301678

Bactériologie Médicale Editée par

Olivia S. Dorneanu

Les auteurs (par ordre alphabétique)

Dorneanu Olivia Simona Iancu Luminiţa Smaranda Luncă Cătălina Miftode Egidia Gabriela Nastase Eduard Vasile Tuchiluş Cristina Gabriela Vremeră Teodora

M.D., Ph.D., Maître de conférences, Discipline de Microbiologie M.D., Ph.D., Professeur d’université, Discipline de Microbiologie M.D., Doctorant, Assistant, Discipline de Microbiologie M.D., Ph.D., Maître de conférences, Discipline de Maladies Infectieuses M.D., Doctorant, Médecin résident, Spécialité de Maladies Infectieuses M.D., Ph.D., Chef de travaux, Discipline de Microbiologie M.D., Doctorant, Assistant, Discipline de Microbiologie

CONTENU 1. Histoire de la microbiologie

1

Olivia S. Dorneanu

2. La structure de la cellule bactérienne

4

Olivia S. Dorneanu, Teodora Vremeră 2.1. Le matériel génétique 2.2. Les ribosomes 2.3. Les inclusions cytoplasmiques 2.4. La membrane cytoplasmique 2.5. La paroi cellulaire 2.6. Le glycocalix 2.7. Les flagelles 2.8. Les pili 2.9. Les spores bactériennes 2.10. Microscopie optique

3. La nutrition, le métabolisme et la croissance des bactéries

19

Olivia S. Dorneanu, Cătălina Luncă 3.1. La division bactérienne 3.2. La nutrition des bactéries 3.3. Conditions favorables à la croissance 3.4. Dynamique de la croissance 3.5. La culture des bactéries

4. La génétique bactérienne

27

Olivia S. Dorneanu 4.1. Le génome bactérien 4.2. Variation phénotypique et variation génotypique 4.3. La mutation 4.4. Le transfert de matériel génétique

5. Relations hôte humaine-microorganisme

33

Olivia S. Dorneanu 5.1. La symbiose 5.2. La contamination et la colonisation 5.3. La pathogénicité des microorganismes 5.4. La défense antimicrobienne 5.5. L’infection

6. Contrôle des infections

52

Olivia S. Dorneanu, Teodora Vremeră 6.1. Les bases microbiologiques de la prévention des infections 6.2. Action des agents physiques et chimiques sur les microorganismes 6.3. Le traitement de l’infection

7. Les méthodes de la microbiologie clinique pour le diagnostic des infections

79

Olivia S. Dorneanu, Cătălina Luncă 7.1. Les règles d’échantillonnage 7.2. Les méthodes de la microbiologie clinique i

8. Staphylococcus

91

Olivia S. Dorneanu, Teodora Vremeră 8.1. Staphylococcus aureus 8.2. Staphylocoques coagulase-négatifs (SCN)

9. Streptococcus et Enterococcus

96

Olivia S. Dorneanu, Eduard V. Nastase 9.1. Genre Streptococcus 9.2. Genre Enterococcus

10. Neisseria et Moraxella

104

Olivia S. Dorneanu 10.1. Classification 10.2. Neisseria gonorrhoeae 10.3. Neisseria meningitidis 10.4. Genre Moraxella

11. Coccobacilles à Gram négatif

111

Olivia S. Dorneanu 11.1. Genre Haemophilus 11.2. Groupe HACEK 11.3. Genre Bordetella 11.4. Genre Brucella 11.5. Pasteurella multocida 11.6. Francisella tularensis

12. La famille Enterobacteriaceae

120

Olivia S. Dorneanu, Cristina G. Tuchiluş 12.1. Genre Salmonella 12.2. Genre Shigella 12.3. Genre Yersinia 12.4. Escherichia coli 12.5. Entérobactéries opportunistes

13. Le genre Vibrio

133

Olivia S. Dorneanu 13.1. Vibrio cholerae 13.2. Espèces halophiles

14. Bacilles à Gram négatif incurvés

137

Olivia S. Dorneanu 14.1. Campylobacter 14.2. Helicobacter pylori

15. Bacilles à Gram-négatif non fermentaires aérobies stricts

141

Olivia S. Dorneanu, Cristina G. Tuchiluş 15.1. Genre Pseudomonas 15.2. Genres Burkholderia, Stenotrophomonas 15.3. Genre Acinetobacter

16. Bacilles à Gram-positif non sporulés Olivia S. Dorneanu, Luminiţa S. Iancu 16.1. Genre Corynebacterium 16.2. Genre Listeria 16.3. Genre Erysipelothrix 16.4. Gardnerella vaginalis ii

145

17. Bacilles à Gram positif sporulés: Bacillus, Clostridium

152

Olivia S. Dorneanu, Luminiţa S. Iancu 17.1. Genre Bacillus 17.2. Genre Clostridium

18. Bactéries anaérobies non sporulées

162

Olivia S. Dorneanu, Egidia G. Miftode 18.1. Généralités 18.2. Genre Actinomyces

19. Legionella

167

Olivia S. Dorneanu

20. Mycobacterium et Nocardia

170

Olivia S. Dorneanu, Cătălina Luncă 20.1. Mycobacterium tuberculosis 20.2. Mycobactéries non tuberculeuses 20.3. Mycobacterium leprae 20.4. Nocardia

21. Spirochètes

179

Olivia S. Dorneanu 21.1. Genre Treponema 21.2. Genre Borrelia 21.3. Genre Leptospira

22. Les mycoplasmes

189

Olivia S. Dorneanu 22.1. Mycoplasma pneumoniae 22.2. Mycoplasmes génitaux

23. Bartonella

192

Olivia S. Dorneanu

24. Les rickettsies

194

Olivia S. Dorneanu

25. Chlamydia

198

Olivia S. Dorneanu 25.1. Chlamydia trachomatis 25.2. Chlamydophila pneumoniae 25.3. Chlamydophila psittaci

26. Infections nosocomiales

202

Olivia S. Dorneanu, Egidia G. Miftode

iii

1. Histoire de la microbiologie Olivia S. Dorneanu

Dès l’Antiquité, on postulait l’existence d’agents infectieux transmissibles invisibles à l’œil nu. Les maladies infectieuses sont aussi connues depuis des millénaires. Leur étiologie exacte n’est cependant connue que depuis environ 100 ans. Les bactéries ont été visualisées et décrites comme «animalcules» pour la première fois au XVIIe siècle par le drapier hollandais Antoine van Leeuwenhoek à l’aide d’un microscope de sa fabrication, à partir de lentilles convergentes de très petite distance focale. Ainsi il décrit dans la salive de "Très nombreux animalcules.....autant d’habitants que sur la planète". En 1673 Leeuwenhoek envoya les résultats de ses observations et ses schémas dans des lettres détaillées à la Royal Society of London qui fut la première organisation ayant entreprise de regrouper les données scientifiques du monde entier. Bouton de focus

Translation de l’échantillon Lentille Porte-échantillon

Figure 1. Le microscope de Leeuwenhoek (fin des années 1600)

En 1850, Ignaz Semmelweis soutient le lavage des mains pour éviter la propagation des maladies. À l’époque, on admettait communément la théorie de la génération spontanée formation de la vie à partir de la matière organique morte. Personne n’eut l’idée que les bactéries que l’on retrouvait dans les tissus de patients décédés d’infection pouvaient être à l’origine de la maladie mortelle. Dans la deuxième moitié du XIXe siècle, Louis Pasteur (biologiste et chimiste français) désapprouve la doctrine de la génération spontanée et soutient la théorie des germes. Pasteur était fermement convaincu que les organismes ne pouvaient naître que de germes (de «parents») déjà présents dans l’air. La théorie des germes: une maladie apparaît par l’action des germes externes attaquant l’organisme, de la même façon que des microorganismes envahissent le lait et entraînent sa fermentation. Il développe aussi les techniques de pasteurisation et de stérilisation lui permettant la mise en place de cultures pures de microorganismes. La possibilité de culture a permis de démontrer que la génération spontanée était une aberration. Pasteur, en 1885, a fait la première vaccination contre la rage. 1

Le chirurgien Joseph Lister s’intéressa en 1867 à la prévention de l’infection des plaies. Il développa une méthode chirurgicale aseptique en utilisant des instruments stérilisés par la chaleur, des pansements imbibés de phénols et la vaporisation des phénols dans les pièces d’opération. Robert Koch (médecin allemand) a apporté, en 1876, la première preuve de la théorie des germes par la découverte de Bacillus anthracis. Il a utilisé pour la première fois les milieux solides pour cultiver des bactéries (1881). Robert Koch a mis en évidence le bacille responsable de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis). En 1890, il énonce les postulats de Koch, les règles (toujours utilisées) qui permettent de démontrer rigoureusement qu’une bactérie donnée est à l’origine d’une infection. Les postulats de Koch: 1. Le microorganisme doit être présent en abondance dans tous les organismes souffrant de la maladie, en rapport avec les modifications pathologiques et l’évolution clinique de la maladie, mais absent des organismes sains. 2. Le microorganisme doit pouvoir être isolé de l'organisme malade et cultivé en culture pure. 3. Le microorganisme cultivé doit entraîner l'apparition de la maladie lorsque introduit dans un organisme sain. 4. Le microorganisme doit être à nouveau isolé du nouvel organisme hôte rendu malade puis identifié comme étant identique à l'agent infectieux original. Si ces critères ne sont pas tous remplis, cela n’exclut cependant pas le rôle étiologique d’un agent pathogène isolé. C’est essentiellement dans des infections où l’agent pathogène ne peut être cultivé in vitro que ces critères classiques ne peuvent être remplis. En 1884 Hans Christian Gram développe une technique de coloration qui est la plus utilisée dans l’étude et la classification des bactéries en deux grands groupes: les bactéries Gram positives et celles Gram négatives. En 1882 Paul Ehrlich élabore la coloration Ziehl-Neelsen. Il était 1912 quand Paul Ehrlich découvrait le premier traitement efficace (dérivé d’arsenic) contre la syphilis. C’est la première fois qu’on traite avec un agent chimiothérapeutique une maladie bactérienne. En 1929 Alexander Fleming découvre les propriétés antibactériennes de la pénicilline produite par Penicillium. L’humanité entre dans l’ère des antibiotiques. En utilisant une enzyme de la bactérie Thermus aquaticus, Kary Mullis (1986) invente la technologie de PCR (Polymerase Chain Reaction). La technique de PCR est devenue l’outil de base de la biologie moléculaire. En 1995 était possible le séquençage complet du premier génome bactérien (Haemophilus influenzae) par Craig Venter et ses collègues. La microbiologie entre dans l’ère de la génomique. Le monde des microorganismes Il y a des microorganismes cellulaires et des microorganismes acellulaires. 1. Les microorganismes cellulaires Les microorganismes cellulaires ont les trois attributs de la vie: le flux de matières, le flux d’énergie et le flux de l’information. Ce sont: les protozoaires, les 2

champignons microscopiques (microorganismes eucaryotes) et les bactéries (microorganismes procaryotes). Classiquement, les bactéries sont divisés en phylum, classes, ordres, familles, genres et espèces avec éventuellement des sous-taxons. La base de la classification est l’espèce (latin: species). L’espèce, en bactériologie, représente une unité artificielle sur laquelle les microbiologistes se sont entendus. Des espèces apparentées sont regroupées dans un genre, et des genres apparentés dans une famille. Une espèce est nommée par deux noms latins, le premier désignant le genre et le deuxième caractérisant l’espèce (p. ex., Staphylococcus aureus). En médecine, des noms communs se sont souvent imposés, p. ex., pneumocoque au lieu de Streptococcus pneumoniae. Les noms des familles comportent le suffixe -aceae. Souvent, il est nécessaire, surtout en épidémiologie, de subdiviser une espèce en variétés (types). P. ex.: sérovar, biovar etc. En bactériologie clinique, le terme de souche désigne la culture primaire d’une espèce, isolée lors d’une infection chez un patient. 2. Les microorganismes acellulaires Les microorganismes acellulaires ont seulement un flux d’information. Ce sont les virus, qui ne se développent pas, ne se divisent pas, mais sont reproduits par une cellule qu’ils la parasitent. Les prions (proteinaceous infectious particle), molécules protéiniques qui occasionnent des maladies dégénératives du SNC (comme la maladie de Creutzfeld-Jakobs, le kuru, la tremblante du mouton ou l’encéphalopathie spongiforme bovine).

3

2. La structure de la cellule bactérienne Olivia S. Dorneanu, Teodora Vremeră La plupart des bactéries ont un diamètre moyen de 1-2 μm. Dans une bactérie il y a des structures constantes, présentes chez toutes les bactéries, et des structures en option. Les structures constantes: • nucléoïde (équivalent du noyau); • cytoplasme; • membrane cytoplasmique; • paroi cellulaire. Les structures inconstantes: • glycocalix; • flagelles; • pili communs et sexuels; • spores.

Tableau 1. Les différences entre la cellule procaryote et la cellule eucaryote Propriété

Procaryotes (bactéries)

Structure du noyau Localisation de la structure du noyau

Molécule d’ADN circulaire non recouverte par des protéines Pelote dense d’ADN dans le cytoplasme Pas de membrane nucléaire; c’est pourquoi cette structure est appelée “nucléoïde” Nucléoïde ou plasmide

ADN Cytoplasme Paroi cellulaire Multiplication

4

Ribosomes 70S; pas de mitochondries; pas d’organites Le plus souvent paroi rigide avec couche de muréine: Exception: les mycoplasmes Asexuée

Eucaryotes (champignons, protozoaires) Complexe d’ADN et de protéines basiques Vrai noyau; entouré par une membrane nucléaire

Dans le noyau et les mitochondries Présence de mitochondries et d’organites; ribosomes 80S Présente uniquement chez les champignons: glucane, mannane, chitine, cellulose Asexuée et (le plus souvent) sexuée

Fimbriae (cils)

Paroi Capsule

Membrane Flagelles ADN Ribosomes Cytosol

Figure 2. La structure de la cellule bactérienne

2.1. Le matériel génétique 2.1.1. Le nucléoïde (équivalent du noyau) Le nucléoïde est localisé dans le cytoplasme. Il est constitué d’un seul chromosome, une seule molécule circulaire d’ADN double brin en pelote. Il n’est pas entouré d’une membrane. Il n’y a pas de nucléole. 2.1.2. Les plasmides Les plasmides sont des structures génétiques non essentielles. Elles sont constituées de molécules d’ADN circulaires, torsadées, 100 à 1000 fois plus petites que le chromosome bactérien. Les plasmides se multiplient de façon autonome. Elles comportent souvent des gènes spécifiques du phénotype de la cellule hôte (gène de résistance, gène de virulence). 2.2. Les ribosomes Les ribosomes bactériens sont des organites d’ARNr et protéines. Les ribosomes bactériens sont plus petits que les ribosomes de la cellule eucaryote. Leur constante de sédimentation est 70S et ils sont composés de deux sous unités: - sous unité 30S: ARNr 16S + 21 protéines (S1 à S21); - sous unité 50S: ARNr 23S + ARNr 5S + 31 protéines (L1 à L31). Ils sont les organites de la synthèse protéique. Leur grand nombre est expliqué par le métabolisme bactérien intense. 2.3. Les inclusions cytoplasmiques L’existence des inclusions cytoplasmiques est caractère d’espèce; leur présence est un caractère taxonomique primaire (utile pour la classification et l’identification des bactéries). Ils sont composés de réserve: dépôts de métaphosphates polymérisés (Corynebacterium diphtheriae), glycogène, lipides. 2.4. La membrane cytoplasmique C’est une membrane biologique typique, constituée par une double couche phospholipidique, dans laquelle sont insérées de nombreuses protéines. Elle ne contient pas des stérols (exception, les mycoplasmes). 5

Fonctions: - perméabilité sélective et transport des substances solubles à l’intérieur de la bactérie; barrière osmotique et lieu de transport actif, contre un gradient de concentration, via perméases; - fonction respiratoire par transport d’électrons et phosphorylation oxydative des aérobies; - biosynthèse de la paroi cellulaire. Oligosaccharide Glycolipide

Protéine intégrale

Phospholipide Protéine périphérique

Figure 3. Structure de la membrane cytoplasmique

2.5. La paroi cellulaire La paroi cellulaire est une structure particulière aux cellules procaryotes, avec la mission de protéger le protoplasme des agents nocifs extérieurs, d’absorber la différence de pression osmotique entre l’extérieur et l’intérieur et de donner sa forme extérieure à la cellule. Sa structure conditionne le comportement des bactéries dans les colorations différentielles Gram et Ziehl-Neelsen. Elle est composée de: • La structure de base - le peptidoglycane (muréine) - présent chez toutes les bactéries (exception, Mycoplasma, Chlamydia et Orientia tsutsugamushi) • Des structures spéciales, différentes pour: - la paroi cellulaire des bactéries à Gram positif; - la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif; - la paroi cellulaire des bactéries acido-alcoolo-résistants. 2.5.1. Le peptidoglycane Le peptidoglycane est composé des chaînes de polysaccharides reliées par des peptides. Il y a des chaînes de glycane (l’acide N-acétylmuramique alterne avec Nacétylglucosamine), des chaînes peptidiques formées au minimum de quatre aminoacides et des courtes chaînes «inter-peptidiques». Le glycane peut être coupé par le lysozyme. 6

La pénicilline empêche la synthèse du peptidoglycane par les bactéries en s'intercalant dans le polymère.

Acide Nacétyl muramique N-acétyl glucosamine

L-ala = L-alanine Chaîne peptidique

Pont interpeptidique

D-glu = acide glutamique L-lys = L-lysine D-ala = D-alanine

Figure 4. La structure de base du peptidoglycane

Chez les bactéries à Gram positif, le peptidoglycane représente 30% de la masse sèche de la paroi cellulaire (il est le constituant majeur) et forme un réseau en trois dimensions, épais, très solide, à mailles serrées. Chez les bactéries à Gram négatif, le peptidoglycane a une épaisseur de seulement 2 nm et ne représente que 10% de la masse sèche de la paroi. Le peptidoglycane forme un réseau en deux dimensions, relâché.

pentapeptide monomère de peptidoglycane

pentapeptide monomère de peptidoglycane

«cross-links» entre chaînes peptidiques «cross-links» entre chaînes peptidiques

Peptidoglycane des bactéries à Gram-négatif

Peptidoglycane des bactéries à Gram-positif

Figure 5. La structure différente du peptidoglycane chez les bactéries à Gram-négatif (gauche) versus les bactéries à Gram-positif (droit)

2.5.2. Structures spéciales de la paroi cellulaire bactérienne 2.5.2.1. La paroi cellulaire des bactéries à Gram positif Les acides lipotéichoïques sont ancrés dans la membrane cytoplasmique. Les acides téichoïques de la paroi cellulaire sont couplés avec la muréine. 7

Rôle: - lient les ions Mg2+; - peuvent activer les macrophages; - peuvent activer la voie alterne du complément. Acide lipoteichoïque Acide teichoïique

Peptidoglycane

Paroi

Membrane plasmique

Phospholipides

Protéines intrinsèques

Figure 6. La paroi des bactéries à Gram positif

2.5.2.2. La paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif Les structures spéciales de la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif sont: a. La membrane externe La membrane externe représente une barrière imperméable importante (interdit l’accès à des molécules nocives). Dans la membrane externe on retrouve de nombreuses protéines: - Protéines de transport (Fe3+, vitamines) de l’extérieur vers l’intérieur; - Par les porines, des substances hydrophiles de petit poids moléculaire accèdent à l’espace périplasmique; - Sur la membrane externe sont fixées des protéines par l’intermédiaire desquelles les bactéries peuvent adhérer à des récepteurs de cellules hôtes. b. Les lipoprotéines lient le peptidoglycane à la membrane externe. c. Le lipopolysaccharide (LPS) Le LPS est aussi dénommé endotoxine. Il est composé par: 1. le lipide A, responsable de l’activité toxique; 2. un polysaccharide central, le “core”; 3. une chaîne de polysaccharides spécifique O, nommée l’antigène O. Il est utilisé pour le typage des sérovars. Il donne une forte charge électronégative et hydrophilie, expliquant: - la stabilité des suspensions bactériennes; - la forme culturelle S; - la protection contre la phagocytose. L’espace périplasmique est délimité entre la membrane plasmique et la membrane externe. 8

Chaînes latérales O

Lipoprotéines de Braun

Porine

Lipopolysaccharides

Paroi Peptidogycane Espace périplasmique

Membrane plasmique

Phospholipides

Protéines intrinsèques

Figure 7. La paroi des bactéries à Gram négatif

2.5.2.3. La paroi cellulaire des bactéries acido-alcoolo-résistants Les structures spéciales des bacilles acido-alcoolo-résistants (b.a.a.r.), p. ex. les mycobactéries, sont: - l’arabinogalactane se comporte comme une endotoxine; - les acides mycoliques (β-hydroxi-acides gras ramifiées) donnent aux b.a.a.r. la résistance dans l’environnement externe (séchage, antiseptiques, désinfectants) et la résistance à la plupart des agents chimiothérapeutiques; - le lipoarabinomannane induit la formation du granulome; - les mycosides donnent la résistance contre les enzymes lysosomales des macrophages; - les substances cireuses.

Capsule Couche externe (Phospholipide - Protéines)

P a r o i

Acides mycoliques Arabinogalactane Peptidoclycane Membrane plasmique (Phospholipide - Protéines)

(Hyaloplasme)

Figure 8. Schéma de la paroi cellulaire des mycobactéries ou b.a.a.r. 9

2.5.3. Formes L Les formes L sont appelées ainsi d’après l’Institut Lister, où elles furent découvertes. Ces bactéries présentent un déficit en peptidoglycane (muréine). Elles peuvent se former sous l’influence des antibiotiques bêtalactamines ou du lysozyme, qui détruisent la paroi bactérienne. Les formes L sont très instables vis-à-vis des variations osmotiques, elles surviennent seulement dans les milieux hypertonnes. Elles présentent une résistance complète aux bêtalactamines. À l’arrêt d’un traitement par bêtalactamines, elles peuvent éventuellement retrouver une forme normale et ainsi provoquer une rechute. +Lysosyme (dégrade la parois)

+Saccharose (maintient une pression osmotique favorable)

Gram+ (possède une parois)

Protoplaste (survie limitée en présence de saccharose)

Figure 9. La formation des formes L grâce au lysozyme

2.6. Le glycocalix Le glycocalix est constitué de polysaccharides ou polymères entourant la bactérie. Il forme la capsule ou le slime. La capsule est formée des polysaccharides compacts attachés à la paroi par des liaisons covalentes ou des interactions fortes. Le slime ou couche mucoïde est une couche diffuse de polysaccharides, facilement détachable. La capsule protège la bactérie de la phagocytose, donc a un pouvoir pathogène. Elle rend la bactérie résistante aux agents physiques et chimiques. La capsule a une grande immunogénité: des anticorps protecteurs sont produits contre la capsule et les polysaccharides capsulaires sont utilisés comme vaccins. Le glycocalix est responsable de l’attachement des bactéries aux cellules (cellules buccales, respiratoires etc.) ou à des supports inertes (plaque dentaire sur l’émail dentaire, biofilms sur les cathéters, ou les prothèses dans le cas de bactéries d’intérêt médical). Il protège les bactéries du biofilm de la dessiccation, sert à concentrer ou modifier les éléments nutritifs exogènes et rend les bactéries résistantes aux antiseptiques, désinfectants, antibiotiques. La capsule n’est pas un caractère taxonomique primaire. La capsule est incolore dans la coloration de Gram.

10

Figure 10. La capsule bactérienne: image de microscopie électronique (à gauche); la capsule est incolore dans la coloration de Gram (à droite).

Un exemple classique de la construction de biofilm dans la nature est la formation de la plaque dentaire médiée par la bactérie orale, Streptococcus mutans. Les bactéries adhèrent spécifiquement à la pellicule de la dent au moyen d’une protéine de la surface cellulaire. Les bactéries se multiplient et synthétisent une capsule de dextrane qui les lie à l’émail et forme un biofilm des 300-500 cellules dans l’épaisseur. Les bactéries sont capables de cliver le saccharose (fourni par l’alimentation animale) en glucose et fructose. Le fructose est fermenté comme source d’énergie pour la croissance bactérienne. Le glucose est polymérisé dans un polymère de dextrane extracellulaire qui cimente les bactéries à l’émail des dents et devient la matrice de la plaque dentaire. Le slime de dextrane peut être dépolymérisé en glucose pour être utilisé comme source de carbone, en résultant la production d’acide lactique dans le biofilm (plaque) qui décalcifie l’émail et conduit à la carie dentaire ou à une infection bactérienne de la dent.

formation des microcolonies

association

formation du biofilm

adhésion surface adhérente

Figure 11. Schéma d’organisation d’un biofilm

2.7. Les flagelles Les flagelles sont des organites filamenteux, longs, flexibles. Les flagelles sont constitués de protéines linéaires, les flagellines. Ils sont disposés de manière monotriche, polaire, lophotriche ou péritriche (caractère taxonomique primaire). Chez les Enterobacteriaceae, les antigènes des flagelles sont décrits comme antigènes H et servent, avec les antigènes O, au classement en sérotypes. Grâce aux flagelles, les bactéries sont capables de se déplacer activement. La présence des flagelles peut être démontrée par: - des colorations spéciales en microscopie optique; - la microscopie de la préparation par voie humide («native»); - la croissance des bactéries dans la colonne d’agar mou. 11

Structure

Type de flagelles a. Monotriche b. Lophotriche c. Amphitriche d. Péritriche

Figure 12. Les flagelles. a. flagelle monotriche (unique, polaire); b. organisation flagellaire lophotriche; c. organisation flagellaire polaire amphitriche; d. organisation flagellaire péritriche

2.8. Les pili Beaucoup de bactéries à Gram négatif possèdent de fines microfibrilles constituées de protéines, les pili. Ceux-ci sont ancrés dans la membrane externe de la paroi cellulaire et dépassent de façon radiaire la surface de la paroi. Ils sont des appendices de surface plus courts et plus fins que flagelles. Les pili communs (fimbriae) ont rôle dans la virulence par fixation aux muqueuses et aux surfaces inertes. À l’aide de ces structures d’adhésion, les bactéries s’amarrent spécifiquement à des récepteurs de la cellule hôte. Les pili sexuels des bactéries à Gram négatif (codés par plasmides) relient deux bactéries et sont nécessaires pour le transfert d’éléments génétiques (plasmides) au cours de la conjugaison. Ils ne sont pas des caractères taxonomiques primaires.

Figure 13. Les pili communs et flagelles chez un bacille (à gauche); un pilus sexuel reliant deux bactéries par conjugaison (à droite).

2.9. Les spores bactériennes Certaines bactéries (genre Clostridium et Bacillus), ont la propriété de se différencier en formes de résistance en conditions environnementales défavorables appelées spores. Ces bactéries se présentent sous une forme végétative métaboliquement active ou une forme sporulée métaboliquement inactive. 12

Si une spore arrive dans un milieu favorable (milieu nutritif, température, pression osmotique, etc.), elle subit une transformation en forme végétative. C’est seulement sous cette forme que les producteurs de spores se multiplient. Les spores: - sont uniques, de forme sphérique à ovale, avec position centrale/ terminale/ subterminale et taille plus petite ou plus grande que le bacille; - possèdent une paroi épaisse; - ont une résistance élevée vis-à-vis d’agents nocifs chimiques et physiques. Leur intérêt en médecine réside principalement dans leur implication dans la transmission de certaines maladies infectieuses et dans leur résistance à la chaleur, exigeant ainsi des températures très élevées au cours de la stérilisation (contrôle de la stérilisation). Les spores sont incolores dans la coloration de Gram. Leur présence, forme, position et taille sont caractères des taxonomiques primaires.

a

b

c

Figure 14. Des spores: a. ovale, centrale, plus petite que le bacille; b. sphérique, terminale, plus grande que le bacille; c. ovale, subterminale, plus grande que le bacille.

2.10. Microscopie optique 2.10.1. Le microscope (DVD 3.01) est constitué par: a) Une part mécanique qui a: - un statif; - un tube avec l’oculaire à l’extrémité supérieure et l’appareil revolver à l’extrémité inférieure; - un appareil revolver, tournant sur un axe et portant plusieurs objectifs, que l’on peut amener, à tour de rôle, dans l’axe du tube; - la platine, sur laquelle on dépose la préparation à examiner, est mobile grâce à deux vis. b) Une part optique: - l’objective à sec et à immersion homogène que l’on immerge dans l’huile de cèdre; - l’oculaire; - une lentille mobile appelée condensateur et un diaphragme iris annexe au condensateur. c) Un système d’éclairage. 13

Le grossissement du microscope est le produit des grossissements de l’objectif, de l'oculaire et de la tête binoculaire (valeurs gravée sur la monture ces pièces). 2.10.2. Les préparations microscopiques 2.10.2.1. Examen des microorganismes à l’état frais (observation directe entre lame et lamelle) a) Pour pratiquer l’examen, on dépose sur la lame une goûte de culture prélevée sur le milieu liquide, ou de produit pathologique fluide. Si la culture est prélevée sur le milieu solide, il faut avoir soin de déposer auparavant une goutte de sérum physiologique sur la lame pour émulsionner la culture; sur la goutte liquide, on dépose une lamelle couvre-objet, propre. b) La lame ainsi préparée est mise sur la platine du microscope. c) Pour faire l’examen, il faut disposer le microscope de la façon suivante: tourner le revolver pour mettre dans l’axe du tube l’objectif 40x, élever le condensateur et doser la lumière en réglant le diaphragme. d) Les bactéries apparaissent sous forme de points, de bâtonnets réfringents. e) On peut observer la mobilité des bactéries. Il ne faut pas confondre les mouvements browniens d’un microbe avec la mobilité ou la mobilité avec des courants de convection. On dit seulement qu’un microbe est mobile lorsqu’il est susceptible de traverser le champ microscopique. f) Cette technique est aussi utilisée pour la mise en évidence des levures et des spirochètes (les tréponèmes). On fait un examen à l’état frais sur un microscope à fond noir (le microscope possède un condensateur particulier). Dans ce cas, les spirochètes apparaissent brillants (en clair) sur un fond noir. 2.10.2.2. Examen des microorganismes après coloration Le frottis est le matériel biologique (produit pathologique ou culture microbienne) étalé en couche aussi mince que possible sur la lame du microscope. La préparation microscopique est fixée sur une lame, et puis, colorée. À la fin, on peut visualiser la morphologie bactérienne (la forme, la taille, les groupements, les structures spéciales) et les caractères tinctoriaux. Les étapes de la réalisation du frottis: 1. Etalement: la goutte à examiner (culture émulsionnée ou produit pathologique) est étalée (dispersée) en couche mince et uniforme par des mouvements circulaires. 2. Dessiccation: il faut ensuite la laisser sécher à l’air. 3. Fixation: lorsque la préparation est complètement séchée (l’aspect terne de la surface), on procède à la fixation qui a pour but de faire adhérer la préparation à la surface du verre. Elle est obtenue par la chaleur - en passant trois fois la lame, face garnie en dessus, dans la flamme d’une lampe à l’alcool. 2.10.3. La coloration Plusieurs types de coloration existent: a) Les colorations simples; b) Les colorations différentielles; c) Les colorations spéciales. 14

a. Les colorations simples colorent toutes les bactéries de la même façon sans distinction. On peut utiliser les colorants suivantes: une solution de bleu de méthylène, violet de gentiane, fuchsine etc. Technique de la coloration au bleu de méthylène: a) Verser sur un frottis, préalablement fixé, la solution de bleu de méthylène. Après une ou deux minutes, vider le colorant; b) Laver à l’eau du robinet; c) Sécher la lame est séchée, puis observer. Les structures colorables apparaissent bleues (les bactéries et les cellules). Quelques structures microbiennes particulières, comme la capsule de Bacillus anthracis et les granulations de Corynebacterium diphtheriae, apparaissent métachromatiques rouges-roses. b. Les colorations différentielles distinguent les bactéries en fonction de la structure de leur paroi. Deux colorations de référence sont employées, la coloration de Gram et la coloration de Ziehl-Neelsen. La coloration de Gram distingue des bactéries à Gram positif et des bactéries à Gram négatif. La coloration de Ziehl-Neelsen met en évidence les bacilles acido-alcoolo-résistants. 2.10.3.1. La coloration de Gram Son intérêt est de donner une information rapide et médicalement importante, car le pouvoir pathogène et la sensibilité aux antibiotiques des diverses bactéries sont radicalement différents. Tableau 2. Les étapes de la coloration de Gram L’étape 1. Coloration

2. Mordançage (Fixation du colorant) 3. Décoloration (différenciation)

4. Recoloration

Méthode Recouvrir le frottis avec violet de méthyle, 1 minute. Jeter le colorant et laver à l’eau. Recouvrir avec Lugol, 2 minutes. Jeter le colorant sans laver à l’eau. Recouvrir avec un mélange alcoolacétone, 5-10 secondes (variable selon l’épaisseur du frottis). Le mélange s’écoule en bas de la lame inclinée. Laver à l’eau. Recouvrir le frottis de fuchsine diluée, 30 secondes. Laver à l’eau.

Gram positif violet

Gram négatif violet

violet

violet

violet

incolore

violet

rouge

Le résultat: les bactéries à Gram positif apparaissent colorées en violet; les bactéries à Gram négatif en rouge. Le contrôle de la qualité

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a. On fait le contrôle de la qualité avec un frottis de contrôle qui est effectué à partir d’une suspension contenant un mélange des bactéries à Gram positives et des bactéries à Gram négatives (p. ex.: cocci à Gram positif et bacilles à Gram négatif). b. Lorsque la coloration est effectuée à partir d’un produit pathologique contenant des cellules ou des leucocytes, la coloration de ces cellules doit apparaître rouge. Les sources des erreurs: a) sous - décoloration - toutes les bactéries sont violettes; b) sur - décoloration - toutes les bactéries sont rouges. Gram positif Staphylococcus aureus

Gram négatif Escherichia coli

Étape 1. Violet de méthyle

Étape 2. Lugol

Étape 3. Mélange alcool-acétone

Étape 4. Fuchsine diluée

Figure 15. Étapes de la coloration de Gram.

L’importance médicale de la coloration de Gram: a) Elle est la première étape dans l’identification des bactéries. b) Elle représente un élément majeur pour guider l’antibiothérapie de premier choix. 2.10.3.2. La coloration Ziehl-Neelsen Les deux sortes de bactéries observables sont les bacilles acido-alcoolo-résistants (b.a.a.r.) et bactéries non-acido-alcoolo-résistantes). Les étapes: 1. Coloration. Recouvrir le frottis avec fuchsine phéniquée Ziehl et chauffer par intermittence pendant 3 à 5 minutes, jusqu’à l’émission de vapeurs et, après refroidissement, laver à l’eau. Les deux sortes de bactéries sont colorées en rouge. 2. Décoloration (la différenciation). Utiliser une solution d’alcool - acide chlorhydrique jusqu’à ce que le frottis devienne blanchâtre après le lavage à de l’eau. Seuls les b.a.a.r. restent colorés en rouge. Les bactéries nonacido-alcoolo-résistantes deviennent incolores. 3. Recoloration. Recouvrir le frottis avec une solution de bleu de méthylène, 30 secondes, puis laver avec de l’eau. Les bactéries décolorées à l’étape précédente sont recolorées en bleu. Apres séchage, le frottis est examiné avec l’immersion. Les résultats: les b.a.a.r. sont rouges (sur fond bleu); les bactéries non-acidoalcoolo-résistantes et les leucocytes sont bleus. 16

Le contrôle de qualité. Deux frottis sont colorés Ziehl-Neelsen: un frottis est d’une suspension de bactéries non-acido-alcoolo-résistantes - on ne voit que des bactéries bleues; l’autre est d’une suspension de b.a.a.r. - on voit seulement des bactéries rouges. 2.10.4. Examen de la préparation colorée: a) il faut d’abord sécher complètement le frottis; b) on dépose une goutte d’huile de cèdre sur le frottis; c) la lame est posée sur la platine; d) pour mettre au point, on tournera d’abord la grosse vis de la crémaillère, puis la vis micrométrique, tout en regardant par l’oculaire, jusqu’à ce que l’image soit nette. La description d’une catégorie microscopique bactérienne: a) la forme de la bactérie: cocci, bacilles, coccobacilles; b) la variation de la forme: cocci ronds (staphylocoques), ou ovales (streptocoques), ou lancéolés (pneumocoques), ou en «grains de café» (les Neisseria); bacilles droits aux extrémités arrondies ou à bout carrés; bacilles incurvés ou spiralés; c) les groupements: en amas (staphylocoques), en chaîne (streptocoques), en diplocoques, en lettre L, M, N, caractères cunéiformes (bacilles corynéformes); d) la taille: petite, grande; e) les caractères tinctoriaux: bactérie à Gram positif, à Gram négatif ou acidoalcoolo-résistante; f) la capsule est un halo incolore qui entoure la bactérie dans la coloration Gram; g) la spore (l’endospore) n’est pas colorée dans la coloration Gram. On décrit:  la forme: ovale, ronde;  la taille: petite ou grande, elle peut être déformante ou non déformante (peut déformer ou ne peut pas déformer la bactérie);  la localisation (sa situation dans la cellule végétative): centrale (Bacillus), subterminale (Clostridium spp.) ou terminale (C. tetani). Les avantages de l’examen microscopique: - rapide et peu coûteux; - légèrement d’effectuer; - guide l’étape suivante du diagnostique microbiologique; - met aussi en évidence les bactéries non cultivable ou les bactéries à croissance lente; - renseigne sur la quantité de bactéries présentes dans le prélèvement: pour une bactérie par champ microscopique, la quantité de bactéries est 105 par mL (visibles au microscope à un grossissement de 1000 fois). Les désavantages de l’examen microscopique: - la sensibilité faible - il ne peut pas mettre en évidence les bactéries lorsque leur nombre est petit; 17

- la spécificité faible - il met en évidence des bactéries, mais souvent il ne peut pas préciser le nom de l’espèce. COCCI

COCCI PAR PAIRES Staphylocoques

Streptocoques

Coccobacilles

Épaisses

En flamme de bougie En grains de café

Minces

Longs

Tetrades

Sarcinae

En forme de fuseau

Polymorphes

BACILLES SPORULÉS Corynéformes

En chaînes

Ramifiés

BACILLES INCURVÉS

Incurvés «en virgule»

Spiralés

Spore ovalaire Spore spherique centrale terminale

SPIROCHÉTES

Tréponèmes

Leptospires

Figure 16. Formes de base des bactéries.

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Spore ovalaire centrale ou subterminale

Borrélies

3. La nutrition, le métabolisme et la croissance des bactéries Olivia S. Dorneanu, Cătălina Luncă

3.1. La division bactérienne La bactérie se multiplie par fission binaire: la bactérie grandit puis se divise en deux cellules filles séparées par un septum de division formé par la paroi cellulaire. Durant la division, l’ADN se duplique ainsi que les autres constituants. Divers systèmes enzymatiques de synthèse et de dégradation participent à la division cellulaire.

une cellule

20

21

22

23

24

25

26

Figure 17. La croissance bactérienne est logarithmique (progression géométrique).

3.2. La nutrition des bactéries La nutrition est l’assimilation par les bactéries des éléments nutritifs (organiques et inorganiques) nécessaire au métabolisme. Les nutriments sont des substances dont les solutions peuvent traverser la membrane cytoplasmique. Divers composés, par dissolution ou par digestion extracellulaire (hydrolases) génèrent des nutriments. Les nutriments passent par la membrane cytoplasmique par: - diffusion simple ou facilitée; - transport actif contre gradient (ATP, perméases). 3.3. Conditions favorables à la croissance 3.3.1. Sources d’énergie Les bactéries doivent trouver dans leur environnement les substances nécessaires à leur énergie et à leurs synthèses cellulaires. Les bactéries phototrophes utilisent l’énergie lumineuse pour la photosynthèse (synthèse d’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique). Les bactéries chimiotrophes puisent leur énergie à partir de composés minéraux ou organiques. Elles utilisent des donneurs et des accepteurs d’électrons (élément minéral: bactérie chimiolithotrophe; élément organique: bactérie chimioorganotrophe). La grande majorité des bactéries d’intérêt médical sont chimioorganotrophes. 3.3.2. Sources de carbone Le carbone est l’un des éléments les plus abondants de la bactérie. Le plus simple des composés est l’anhydride carbonique ou CO2. Celui-ci peut être utilisé par la bactérie pour la synthèse de certains métabolites essentiels qui ferait intervenir une réaction de carboxylation. Le CO2 est la seule source de carbone pour les bactéries autotrophes. Les bactéries hétérotrophes utilisent facultativement le CO2. Les bactéries hétérotrophes 19

dégradent une grande quantité de substances hydrocarbonées (alcool, acide acétique, acide lactique, polysaccharides, sucres divers). 3.3.3. Sources d’azote et besoins en soufre Les bactéries ont besoin de substances azotées pour synthétiser leurs protéines. La provenance de cet azote peut se faire par fixation directe de l’azote atmosphérique ou par incorporation de composés azotés (réactions de désamination, de transamination). Le soufre est incorporé par les bactéries sous forme de sulfate ou de composés soufrés organiques. 3.3.4. Besoins inorganiques Le phosphore fait partie des acides nucléiques et de nombreuses réactions enzymatiques. Il permet la récupération, l’accumulation et la distribution de l’énergie dans la bactérie. Il est incorporé sous forme de phosphate inorganique. D’autres éléments jouent un rôle dans le métabolisme bactérien (sodium, potassium, magnésium, chlore) et dans les réactions enzymatiques (calcium, fer, magnésium, manganèse, nickel, sélénium, cuivre, cobalt, vitamines). 3.3.5. Facteurs de croissance Un facteur de croissance est une substance organique (vitamines, acides amines) nécessaire à la croissance d’un microorganisme et qui ne peut être synthétisée par celuici. Certaines bactéries se développent à partir d’éléments simples et se contentent donc d’un milieu minimum. D’autres ont besoin d’un milieu complexe, extrêmement riche (p. ex., contenant du sang ou du sérum) pour survivre (bactéries dites ‘exigeantes’ ou ‘fastidieuses’). Les bactéries qui ont un besoin en facteur de croissance sont dites auxotrophes. Celles qui se contentent de constituants de bases sont qualifiées de prototrophes. Un prototrophe synthétise lui même les substances nécessaires à sa prolifération. L’auxotrophie est l’incapacité d’un organisme vivant de synthétiser un composé organique nécessaire à son développement. En génétique, une souche est dite auxotrophe lorsqu’elle présente une mutation qui rend impossible la synthèse d’un métabolite essentiel. 3.4. Dynamique de la croissance La notion de croissance bactérienne recouvre deux aspects: la croissance de la cellule bactérienne (taille, masse, volume), et le phénomène de multiplication cellulaire (population). Pour simplifier, on assimile souvent la croissance à la multiplication cellulaire. La croissance bactérienne aboutit à l’augmentation du nombre de bactéries. La croissance d’une bactérie s’étudie en milieu liquide. Il existe 4 phases dont l’ensemble constitue la courbe de croissance. 1. Phase de latence: le taux de croissance nul. La durée de cette phase dépend de l’âge des bactéries et de la composition du milieu. C’est le temps nécessaire à la bactérie pour synthétiser les enzymes adaptées au nouveau substrat (pas de phase de latence si repiquage sur milieu identique au précédent). Phase d’accélération: il se produit une augmentation de la vitesse de croissance. 2. Croissance exponentielle: le taux de croissance atteint un maximum. Cette phase dure tant que la vitesse de croissance est constante. Le temps de doublement des 20

bactéries est le plus court. La masse cellulaire est représentée par des cellules viables (mortalité nulle). Phase de ralentissement: la vitesse de croissance régresse. Il y a un épuisement du milieu de culture et une accumulation des déchets. Il existe un début d’autolyse des bactéries. 3. Phase maximale stationnaire: le taux de croissance devient nul. Les bactéries qui se multiplient compensent celles qui meurent. 4. Phase de déclin: le taux de croissance est négatif. Toutes les ressources nutritives sont épuisées. Il y a une accumulation de métabolites toxiques. Il se produit une diminution d’organismes viables et une lyse cellulaire sous l’action des enzymes protéolytiques endogènes. 3

4

2 1

Figure 18. Exemple d’une courbe de croissance 1: phase de latence (les cellules s’adaptent aux nouvelles conditions); 2: phase de croissance exponentielle (sensibilité maximale aux antibiotiques); 3: phase stationnaire (morphologie typique des bactéries); 4: phase de déclin (les cellules meurent).

3.5. La culture des bactéries Les buts de la culture des bactéries: - médical: on cultive les prélèvements pathologiques des patients pour isoler la bactérie infectante et pour faire ensuite les tests de sensibilité aux antibiotiques sur cette bactérie. Une bactérie doit être obtenue en «culture pure» (culture composée du même type des bactéries) avant son identification et l’antibiogramme; - industriel: pour obtenir des antigènes, des vaccins, des produits de la biosynthèse (anticorps, vitamines, hormones). 3.5.1. Conditions nécessaires à la croissance bactérienne Les bactéries ont besoin pour leur croissance d’un milieu de culture. À cela s’ajoutent des conditions physico-chimiques qui doivent être suffisantes (pression osmotique, température viable, pH viable, composition et proportions des gaz ambiants). 3.5.1.1. Le milieu de culture est un mélange de substances utilisées comme nutriments pour la croissance et la multiplication des microorganismes. 21

Les caractéristiques des milieux de culture: - d’être nutritif; - d’assurer la pression osmotique (généralement, milieu isotonique) et le pH (généralement de 7 à 7,5) similaire au milieu intérieur; - d’être stérile; - d’être transparent; - de permettre la séparation des microorganismes, les uns des autres, à partir d’un produit microbien (obtenir des colonies isolées). 3.5.1.2. Les facteurs physico-chimiques nécessaires à la croissance bactérienne a. La pression osmotique. La plupart des bactéries pathogènes se développent dans un milieu isotonique au milieu interne de l’organisme hôte. Des bactéries dites halophiles tolèrent des concentrations élevées de sel (plus de 2% de NaCl). b. Le pH. Pour le facteur pH, on considère que les bactéries préfèrent la neutralité; exception, les bactéries lactiques (Lactobacillus), qui sont acidophiles. Les bactéries acidophiles ne peuvent survivre et se multiplier que dans des environnements acides. Les bactéries alcalophiles ne peuvent vivre que dans des environnements à pH basique avec un taux de croissance optimale au moins neuf unités de pH, p. ex. Vibrio spp. c. La température. Pour le facteur température, on distingue trois catégories de microorganismes selon leur optimum de croissance. Les psychrophiles ont leur optimum à 15°C, les mésophiles à 37°C, les thermophiles à 65°C. Les bactéries psychrotrophes se multiplient rapidement à 20-30°C et se développent lentement à la température du réfrigérateur. d. L’atmosphère d’incubation. Les bactéries aérobies strictes ne se développent qu’en présence de l’air. Les bactéries anaérobies facultatives sont capables de se multiplier en présence ou en l’absence de l’oxygène grâce à leur capacité d’utiliser la fermentation (DVD 2.10). Elles sont la majorité des bactéries rencontrées dans la pathologie médicale. Les bactéries anaérobies strictes ne se développent que dans l’absence totale ou presque de l’oxygène qui est le plus souvent toxique; p. ex., la majorité des bactéries intestinales. Pour ces microorganismes, le peroxyde d’oxygène (H2O2) formé par la réaction entre l’O2 et l’H2O les empoisonne, car ils ne possèdent pas une catalase dégradant H2O2 à l’inverse des individus aérobies. Ces bactéries doivent être cultivées sous atmosphère réductrice (DVD 2.40a, 2.40b). Les cultures en anaérobiose sont faites sous atmosphère d’un gaz inerte (d’azote), dans des jarres avec sachet générateur d’anaérobiose (DVD 2.39) si l’on ne dispose pas de chambre anaérobie. Les bactéries microaérophiles se développent mieux ou exclusivement lorsque la pression partielle de l’oxygène est inférieure à celle de l’air. Les bactéries capnophiles qui se développent mieux à une pression partielle de dioxyde de carbone qui est supérieure à celle de l’air. Une atmosphère avec 5-10% CO2 peut être obtenue à l’aide d’un jarre à la bougie.

22

Figure 19. Jarre avec sachet générateur d’anaérobiose.

3.5.1.3. La classification des milieux de culture S’effectue en fonction des critères suivants: a. La composition. Pour les milieux empiriques, on ne connaît que partiellement la composition; ils contiennent des ingrédients d’origine animale ou végétale. Les milieux synthétiques sont les milieux dont on peut donner la composition chimique complète. b. La valeur nutritive. Un milieu minimum est un milieu comportant les éléments chimiques strictement nécessaires à la croissance bactérienne, sous une forme utilisable par des bactéries n’ayant pas d’exigence particulière. Il est composé des peptones, des extraits de viande et du chlorure de sodium. Un milieu enrichi par l’addition de diverses substances (sérum, œuf, sang, vitamines, etc.) est utilisé pour cultiver des bactéries dites exigeantes. c. La consistance. Un milieu liquide est représenté par de bouillon (p. ex., bouillon nutritif ordinaire) (DVD 2.08). C’est un milieu qui convient à la culture de prélèvements monomicrobiens. Un milieu solide est appelé gélose ou agar. Pour solidifier le milieu on utilise fréquemment la gélose ou agar-agar, un polysaccharide tiré d’une algue rouge présentant la propriété de former avec l’eau un gel solide si la température est inférieure à 60°C. On utilise la gélose en tube à essai sous forme de gélose inclinée ou coulée dans des boites à fond plat (boites Pétri). La gélose offre une surface sur laquelle on ensemence les prélèvements microbiens et on observe le développement des colonies. La gélose sera utilisée pour séparer les bactéries les unes des autres et obtenir les cultures pures. Un milieu semi-solide est la gélose molle qui permet de tester la mobilité des bactéries et la conservation des souches bactériennes (DVD 2.07). d. Le but. Les milieux sont de différents types: milieux d’isolement, milieux d’identification, milieux de conservation, milieux de transport, milieux utilisés pour tester la sensibilité des bactéries aux antibiotiques. Les milieux d’isolement sont des milieux sur qui on ensemence des prélèvements biologiques. Ils peuvent être divisés au point de vue de la pratique en: - M. usuel: permet la croissance et l’isolement de la plupart des bactéries d’intérêt médical (DVD 2.14-2.16). 23

- M. différentiel: permet de distinguer deux types de microorganismes se développant dans un même milieu. Ce type de milieu utilise certaines caractéristiques biochimiques des microorganismes en présence de certains nutriments ou marqueurs (DVD 2.16, 2.19, 2.21, 2.30). - M. sélectif: milieu solide additionné d’inhibiteurs (des antibiotiques, des sels biliaires) pour inhiber les bactéries présentes dans la flore normale et sélectionner le type de microorganismes qui pourront s’y multiplier (DVD 2.22-2.28). - M. d’enrichissement: un milieu liquide qui permet de favoriser la croissance des bactéries cherchées qui se trouve dans une quantité petite dans les prélèvements. Les milieux d’identification permettent de mettre en évidence les caractères biologiques et d’obtenir le diagnostic de genre et d’espèce; p. ex., les milieux qui définissent les caractères biochimiques de chaque espèce du genre (DVD 2.41-2.44).

1. 2.

3. 4.

5.

6.

7.

8.

24

Quelques exemples: La gélose nutritive est un milieu empirique, de base, solide, d’isolement (DVD 2.112.13). La gélose au sang frais ou agar de sang (sang du mouton ou de cheval) permet la croissance des bactéries exigeantes, grâce à la présence des facteurs de croissance contenus dans le sang. Elle indique le caractère hémolytique des bactéries (DVD 2.142.16). La gélose au sang cuit (gélose chocolat ou agar de chocolat) permet la croissance des bactéries exigeantes, en particulier celles du genre Haemophilus (DVD 2.17). La gélose CLED (cystine-lactose-électrolyte déficient) est un milieu différentiel, permet la croissance et l’isolement de la plupart des bactéries responsables d’infections urinaires et les distingue en lactose-positives et lactose-négatives (DVD 2.18-2.19). Le milieu de Mac Conkey est sélectif par la présence du sel biliaire et différentiel par lactose. Les colonies des bactéries fermentant le lactose sont roses (lactoses positives) (DVD 2.22-2.23). La gélose Hektoen est sélective par les sels biliaires et différentiel par lactose (pour une mise en évidence des bactéries fermentant le lactose) et par thiosulfate et par citrate ferrique (permettant de détecter les bactéries produisant H2S). Les bactéries fermentent le lactose et donnent des colonies roses, les bactéries qui ne fermentent pas le lactose forment des colonies bleu-vert avec (celles H2S positives) ou sans centre noir (celles H2S négatives) (DVD 2.26). Le milieu MIU, un milieu d’identification, apporte des informations sur la mobilité (les souches mobiles ne quittent pas la route à l’ensemencement mais les souches immobiles se développent l’écart de la route à l’ensemencement), la production d’indole et la production d’uréase (DVD 2.42). Le milieu TSI (trois sucres et fer), un milieu d’identification, est utilisé pour rechercher la fermentation simultanée de glucose et de lactose, pour la production d’hydrogène sulfuré (H2S) et la production de gaz (DVD 2.41).

9. Le milieu au citrate de Simmons est utilisé pour mettre en évidence la possibilité pour une bactérie de cultiver en présence de citrate de sodium comme seul source de carbone (DVD 2.43). 3.5.2. La technique d’ensemencement L’ensemencement est le dépôt dans un milieu de culture du prélèvement microbien (l’inoculum). On appelle culture la totalité des bactéries accumulées par multiplication. Une colonie est une culture, visible à l’œil nu, de la surface du milieu solide, qui soit la résultante de la multiplication d’un seul microorganisme ou d’un groupe de cellules bactériennes de même type qui s’appelle UFC (Unité Formant une Colonie). La colonie est une culture pure, un clone (descendant d’une même bactérie mère). La technique des stries (méthode d’isolement en quadrant) (DVD 2.33) permet d’obtenir des colonies isolées (DVD 2.34), donc une culture pure, ainsi permettant d’effectuer les tests d’identification ou d’étudier la sensibilité aux antibiotiques des bactéries.

a

b

Figure 20. a. La technique des stries. b. Des colonies isolées obtenues dans le dernier quadrant.

3.5.3. La description des caractères de culture 1. Les conditions de croissance bactérienne On recherche: - si la bactérie est cultivable ou pas; - si la bactérie est exigeante ou pas (les besoins nutritionnels); - si la croissance bactérienne est rapide (18-24 heures) ou lente; - la température optimale de culture; - le pH; - la pression osmotique; - l’atmosphère optimale pour la culture: les bactéries aérobies/anaérobies etc. 2. L’aspect de la culture a. Il y a deux variantes distinctes: smooth = lisse (le type S) et rough = rugueux (le type R) (DVD 2.09, 2.12-2.14). 25

Tableau 3. Les différences entre la forme de culture S et la forme de culture R La forme de la culture La forme S

La forme R

Le milieu liquide Le milieu solide (la gélose) (le bouillon) Le milieu est trouble Des colonies humides, rondes, homogène convexes, lisses, limitées par un bord circulaire, régulier Une culture en dépôt Des colonies mates, plissées, avec de surnageant granuleuses, limitées par un clair bord irrégulier

b. l’aspect des colonies est un critère important de l’identification d’une bactérie: le diamètre, la circonférence, le relief, la couleur, la transparence, la texture, adhérence ou non à la gélose, l’hémolyse etc. 3. Les modifications des milieux de culture produites par la culture: a. l’hémolyse sur la gélose au sang (DVD 2.16):  β-hémolyse: hémolyse totale des hématies, avec éclaircissement de la gélose autour de la colonie;  α-hémolyse: hémolyse incomplète des hématies qui se manifeste par l’apparition, autour de la colonie, d’une zone mal définie de décoloration verte du milieu;  γ-hémolyse: absence de l’hémolyse. b. la production d’un pigment diffusible dans le milieu (Pseudomonas aeruginosa) (DVD 2.36); c. la production d’une odeur particulière - tilleul ou jasmin (P. aeruginosa); d. la production d’un mince voile de croissance (la culture envahissante de Proteus spp.) (DVD 2.37).

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4. La génétique bactérienne Olivia S. Dorneanu

La génétique bactérienne étudie l’hérédité et la variabilité dans les bactéries. Le génome bactérien est l’ensemble de l’information génétique (tous les gènes) d’une bactérie. Le gène est l’unité fonctionnelle de base de l’information génétique, un fragment d’ADN contenant l’information pour un polypeptide ou un ARN. Le génome bactérien est représenté par l’ADN chromosomique (comprend les gènes essentiels pour la survie de la bactérie) et l’ADN plasmidique (contient des gènes qui encodent des caractères de souche bactérienne). Le génotype est l’ensemble des informations génétiques codées par un ADN. Le phénotype est l’ensemble des propriétés présentées par une cellule bactérienne. 4.1. Le génome bactérien Le chromosome correspond à un nucléoïde et est constitué de 16x106 paires de bases (pb) et environ 6000 gènes. Il contrôle la structure, la croissance et la multiplication normale des bactéries. Les plasmides sont des molécules d’ADN extrachromosomique (localisés dans le cytoplasme) de taille différente (3x103 - 4x105 pb), formés le plus souvent d’ADN circulaire, et avec réplication autonome. Les plasmides sont dispensables et assurent la survie des bactéries dans des conditions environnementales modifiées. Il y a des: • plasmides de virulence; • plasmides de résistance vis-à-vis des anti-infectieux et des produits de désinfection; • plasmides qui encodent des enzymes des voies métaboliques différentes; • plasmides qui encodent la synthèse des antimicrobiens. Les épisomes sont des plasmides intégrés linéairement dans le chromosome bactérien. 4.2. Variation phénotypique et variation génotypique La variation phénotypique se définit comme l’adaptation rapide de l’ensemble de la population bactérienne ayant le même génotype à diverses conditions extérieures, induite, réversible, non transmissible à la descendance mais spécifique. La variation génotypique est une modification spontanée ou induite, discontinue, stable, rare, spécifique et, enfin, liée à une modification du génome bactérien (ADN). Elle est rare et transmissible à la descendance. Les mécanismes de la variation génotypique sont la mutation et le transfert de matériel génétique suivi ou non par la recombinaison génétique.

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4.3. La mutation La mutation est une modification imprévisible dans la séquence des nucléotides d’un gène, résultant dans un codon différent (ensemble de 3 nucléotides consécutifs de l’ARNm) et une séquence d’acides aminés différente. La mutation bactérienne est le changement spontané d'un caractère héréditairement transmissible. 4.3.1. Les caractères de la mutation. Les mutations se caractérisent par leur rareté (10-7 à 10-9), leur spécificité (une mutation n'affecte qu'un seul caractère à l'exclusion de tous les autres), leur stabilité (le caractère acquis est alors transmissible à la descendance, donc héréditaire), leur spontanéité, leur irréversibilité (sauf exceptionnelle mutation réverse), discontinuité (loi du tout ou rien) et indépendance (la mutation d'un caractère donné ne modifie pas la probabilité de mutation d'un autre caractère). 4.3.2. Les modalité des mutations (i) Les substitutions et inversions des nucléotides changent une paire de bases (mutation ponctuelle). Une mutation imperceptible résulte dans un codon synonyme, donc la même protéine est synthétisée. Une mutation à mauvais sens résulte dans un codon nouveau, donc une autre protéine est synthétisée. Une mutation non-sens résulte dans un codon non-sens (stop). La synthèse de la protéine s’arrête. (ii) Les insertions et délétions impliquent un/plusieurs nucléotides, avec le décalage de lecture du message génétique. Le résultat est une perte ou une addition de un/plusieurs nucléotides ou le déplacement du cadre de lecture (frameshift mutation). SUBSTITUTIONS DES NUCLÉOTIDES Mutation imperceptible

TYPE SAUVAGE - phénotype normal ARNm Protéin

Mutation à mauvais sens

INSERTION OU DÉLÉTION DES NUCLÉOTIDES Déplacement du cadre de lecture Mutation non-sens

Figure 21. La mutation.

4.3.3. Le taux de mutation. La fréquence de mutants Le taux de mutation est la probabilité d’une mutation spontanée dans une population bactérienne. Le taux de mutation est très petite (10-7-10-9), mais peut 28

augmenter dans la présence des agents mutagènes (comme la radioactivité, les rayons UV, les composés chimiques alkylants et autres). La fréquence de mutants est la proportion de mutants qui existe à un moment donné dans une population bactérienne. La fréquence de mutants peut augmenter suivant: - une sélection relative (le mutant a le temps de génération plus courte) ou; - une sélection absolu (par la présence à un facteur de l’environnement favorable au mutant, mais défavorable au reste de la population). Les antibiotiques ne déterminent pas la résistance mais sélectionnent des bactéries déjà résistantes. 4.4. Le transfert de matériel génétique Le transfert de matériel génétique s’effectue à sens unique, à partir d’une bactérie donatrice à une bactérie réceptrice. L’exogenot est le matériel génétique transféré et l’endogenot est le matériel génétique propre. La recombinaison définit les processus conduisant à une restructuration de l’ADN, à la formation de nouveaux gènes ou à la combinaison de gènes. LA RECOMBINAISON BACTÉRIENNE Segment du chromosome bactérien ADN étranger

Crossing over

Segment recombinant du chromosome bactérien

Figure 22. La recombinaison génétique.

Les modalités de transfert génétique sont: • la transformation, • la conjugaison, • le transfert de matériel génétique à l’aide de bactériophages: - la transduction, - la conversion lysogène. 4.4.1. La transformation La transformation est l’introduction dans une bactérie réceptrice d'un fragment d'ADN libre purifié d'une bactérie génotypiquement différente, permettant l'expression d'un caractère de la bactérie donatrice. Cet ADN apparaît de la lyse spontanée de la bactérie donatrice. Une bactérie accepte l’ADN de la bactérie donatrice si elle est en état de compétence. 29

En 1928, Griffith démontra que la capacité de former une capsule pouvait être transférée entre différents pneumocoques. En 1944, Avery montra que le principe de transformation était l’ADN. La transformation survient essentiellement chez les genres Streptococcus, Neisseria, Helicobacter et Haemophilus. Expérience 3

Expérience 1 (témoin)

La souris vit

La souris vit Souche capsulée tuée par la chaleur

Souche non-capsulée

Expérience 2 (témoin) Expérience 4

Souche capsulée

Souche S virulente

La souris meurt Souche non-capsulée + Souche capsulée tuée par la chaleur

La souris meurt

Transformation: les bactéries non-capsulées prennent matériel génétique des bactéries capsulées

Figure 23. L’expériment de Griffith. L’inoculation à la souris de pneumocoques vivants mais dépourvus de capsule et donc avirulents (mutants R) associés à des pneumocoques capsulés (type S) mais tués, détermine la mort de l'animal et permet d'isoler à partir de celui-ci des pneumocoques virulents de type S.

4.4.2. La conjugaison La conjugaison est le transfert d’ADN d’un donneur à un récepteur par un processus de couplage qui intervient par contact direct de cellule à cellule. La conjugaison est rendue possible par les plasmides conjugatifs. Le facteur F (facteur de fertilité) est le prototype du plasmide conjugatif. Le facteur F contient des gènes codant la synthèse de pili sexuels, par qui la bactérie donatrice (F+) s’attache à des récepteurs spécifiques sur la surface d’une cellule réceptrice (F-). Lors de la conjugaison, ce sont d’abord les éléments conjugatifs qui sont eux-mêmes transférés. Le résultat est deux bactéries F+. Mais la conjugaison permet aussi la mobilisation de plasmides non conjugatifs. Le plasmide F peut avoir des gènes supplémentaires (p. ex., des gènes de résistance aux antibiotiques) qui peuvent être transférées. La conjugaison plasmidique explique la dissémination du phénomène de résistance acquise aux antibiotiques, rencontrée chez les bacilles gram négatif. Si le plasmide F est intégré dans le chromosome, la bactérie devient Hfr (High frequency of recombination). La conjugaison entre une bactérie Hfr et une bactérie F30

peut entraîner le transfert des gènes chromosomiques. Le transfert commence près du site d’insertion du plasmide F, qui est le dernier transfert. Le plus souvent la bactérie réceptrice reste F-. Donneur F+

Récepteur F1. Avant la conjugaison le facteur F se réplique autonome.

Plasmide F (ADN double brin)

Chromosome bactérien 2. Un seul brin du plasmide traverse le tube reliant les deux cellules. 3. Le seul brin d'ADN plasmidique dans chaque cellule sert de matrice pour la formation d'ADN double brin.

F+

F-

4. Les deux cellules ont un plasmide ADN double brin. les deux sont F+.

Figure 24. La conjugaison d’une bactérie F+ et une bactérie F-, résultant deux bactéries F+.

Figure 25. La conjugaison entre une bactérie Hfr et une bactérie F-. Le plus souvent la bactérie réceptrice reste F-.

4.4.3. Le transfert de matériel génétique à l’aide de bactériophages 4.4.3.1. La transduction La transduction est un transfert de matériel génétique d'une bactérie à une autre par l'intermédiaire d'un bactériophage à ADN bicaténaire qui joue le rôle de vecteur. 31

Les bactériophages sont les virus des bactéries. Pendant leur multiplication, il se peut que des séquences ADN des cellules bactériennes soient incorporées dans la tête des bactériophages à la place d’une partie ou de tout le génome du phage. De telles particules de phages sont déficitaires. Elles peuvent encore s’amarrer à des cellules réceptrices et inoculer leur ADN, mais la cellule infectée ne peut plus produire de nouveau phage et ne peut plus être détruite. 4.4.3.2. Conversion lysogène La conversion lysogène est l'acquisition par une bactérie de matériel génétique provenant du génome d'un phage intégré sous forme de prophage. La conversion lysogène est donc une modification du phénotype d’une cellule causée par un gène de prophage. P. ex., la production de toxines par certaines bactéries. Les bactéries lysogènes montrent le nouveau caractère seulement quand elles ont le prophage.

32

5. Relations hôte humaine-microorganisme Olivia S. Dorneanu

5.1. La symbiose La symbiose est l’association d’espèces différentes qui vivent ensemble. Il y a plusieurs types de symbiose: le comensalism, le mutualism et le parasitisme. Dans le cas du commensalisme, un microorganisme est hébergé d’un organisme plus grand. Celui-ci lui offre des nutriments et les conditions physico-chimiques pour sa croissance et sa multiplication, sans bénéficier de l’association. Dans le cas du mutualisme le bénéfice est mutuel pour les deux. Lors du parasitisme, le bénéfice est unilatéral pour le microorganisme qui se développe à l’aide de l’hôte; il provoque des lésions à l’hôte (la maladie infectieuse). Les parasites (organismes vivant aux dépens d’un hôte, sur ou en lui) qui causent des maladies infectieuses sont des agents pathogènes et peuvent être des ectoparasites ou des endoparasites. Les ectoparasites restent sur la peau, à l’extérieur (infestation). P. ex., infestation avec les poux, infestation avec Sarcoptes scabiei. Les endoparasites pénètrent dans les cavités où ils envahissent les tissus (infection). P. ex., infection avec différents microorganismes, infection avec des vers parasites. L’opportunisme reflète le mieux l’interaction et la dynamique des relations au sein de la symbiose: un organisme commensal, mutuelle ou saprophyte de l’environnement externe peut devenir, pour une période, un parasite.

Grave

Qu'un seul

Commensalisme: hébergement et nutriments

Mutualisme: bénéfice mutuel

Le bénéfice

Atteinte de l'hôte

Parasitisme: bénéfice unilatéral

Symbiose: association d'espèces Pas du tout

Les deux

L’infection avec des microorganismes opportunistes peut être répétée; Le progrès de l'infection à porteur sain de microorganismes pathogènes; L’infection latente et son évolution réversible.

Dépendance totale

Dépendance partielle L’association

Figure 26. L’interférence et la dynamique des relations entre les microorganismes et l’hôte humain.

33

Les microorganismes pathogènes sont des microorganismes qui possèdent une capacité envahissante suffisante pour produire une infection même à l’hôte avec une défense antimicrobienne normale. Il y a trois possibilités d’évolution de cette infection: a. La destruction du microorganisme agresseur guérit la maladie. b. Apres la guérison clinique du malade, le microorganisme reste dans des sites profonds, qui ne communiquent pas avec l’extérieur (infection latente). L’immunité est maintenue uniquement par cette coexistence (avantage de l’hôte). Parfois l’infection est réactivée et l’hôte redevient malade. C’est une transition allant du parasitisme au mutualisme. c. Apres la guérison clinique le patient continue à porter l’agent pathogène dans certaines cavités d’où il l’élimine dans l’environnement externe. Ainsi l’hôte devient porteur sain de germes, situation avec aucun avantage pour lui. C’est une transition allant du parasitisme au commensalisme. Les microorganismes opportunistes (ou facultativement pathogènes) peuvent provoquer des maladies quand la situation est favorable (“opportune”). Ils sont souvent des germes de la flore normale; occasionnellement provenant de l’environnement, d’animaux ou de porteurs de germes. Ils deviennent parasites lorsque:  les barrières anti-infectieux sont faibles;  ils acquièrent de nouvelles capacités pathogènes. Quand les barrières anti-infectieuses sont restaurées, les opportunistes retournent au commensalisme/mutualisme. De plus en plus, les microorganismes autre fois considérés comme non pathogènes peuvent infecter aujourd’hui un hôte immunodéprimé. Les microorganismes saprophytes n’ont pas de pouvoir pathogène. Leur habitat naturel est la matière organique morte. Ils ne trouvent pas dans les tissus les conditions physico-chimiques et les éléments nutritifs nécessaires à leur développement. 5.2. La contamination et la colonisation La contamination est la souillure d’objets, de l’environnement ou d’échantillons de laboratoire par des microorganismes (présence de microorganismes). La colonisation est la présence des microorganismes et leur multiplication sur la peau et les muqueuses (flore normale); il n’y a pas de pénétration tissulaire, pas de réaction détectable de l’hôte (p. ex., réponse inflammatoire). 5.2.1. Les zones du corps de l’homme par rapport à leur état microbiologique: 1. Les zones normalement stériles • le milieu intérieur (sang, lymphe, liquide interstitiel), • les tissus, • les séreuses (méninges, plèvre, péricarde, péritoine). 2. Les zones où la contamination est faible et passagère, donc elles restent pratiquement stériles • les sinus et l’oreille moyenne, • l’étage subglotic des voies aériennes, • les voies biliaires, • les voies urinaires du rein à l’urètre proximal, • les organes génitaux internes. 34

3. Les zones contaminées, mais pas colonisées • l’estomac, • le duodénum, • le jéjunum. 4. Les zones normalement colonisés • le tégument, • la conjonctive, • les voies aérodigestives supérieures, • l’iléon terminal, le colon, • l’urètre distal, • le vagin. 5.2.2. La flore microbienne normale. Les bactéries et certains champignons forment la majorité de la flore microbienne normale. Les bactéries anaérobies sont 101000 fois plus nombreuses que les bactéries aérobies. Les protozoaires peuvent être présents dans le tube digestif, en conditions de promiscuité. On trouve deux types de flore microbienne sur les surfaces de l’homme: la flore résidente, constituée de germes commensaux (microorganismes qui colonisent l’organisme sans provoquer de maladie) et la flore transitaire qui contamine et colonise un temps limité (heures, jours, semaines) les couches superficielles et les cavités les plus exposés. Tableau 4. La flore bactérienne normale de l’homme Microorganismes Peau

Staphylocoques Entérocoques Streptocoques oraux Pneumocoques Neisseria non pathogènes Corynebactéries non pathogènes Entérobactéries Pseudomonas Haemophilus Bacilles anaérobies stricts GramSpirochètes Mycoplasmes

+++ (+) +

Flore bactérienne normale Cavite Intestin Voies buccale respiratoires supérieures + + ++ (+) ++ +++ + + + +

Tractus génital ++ (+) +

+ +

++

+

+

+

+

(+)

(+)

+++ +

(+)

+

+ +++

+++

++ +++

(+) +++

++ ++

+ +

(+)

+

+++ = nombreux, ++ = fréquents, + = peu fréquents, (+) = occasionnels

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5.2.3. Fonctions de la flore microbienne normale 1. Fonction nutritionnel. La flore de l’intestin synthétise des vitamines du groupe B, et la vitamine K. Elle produit également des protéases qui augmentent la capacité digestive de l’hôte. 2. Fonction protecteur. La flore normale forme la barrière antimicrobienne écologique. Elle s’oppose à l’envahissement des surfaces du corps humaine par des microorganismes de contamination, y compris les pathogènes par deux mécanismes: la compétition pour les nutriments et la production de substances à activité antimicrobienne. 3. Fonction immunitaire: une aide à l’efficacité du système immunitaire. 5.2.4. Les effets négatifs de la flore microbienne normale Les bactéries du côlon favorisent l’apparition et le développement des tumeurs malignes par trois mécanismes: (1) produisent des substances cancérigènes à partir des substances pre-cancérigènes des aliments; (2) génèrent des analogues d’œstrogène à partir des stéroïdes biliaires; (3) deconjuguent les œstrogènes éliminés par le foie comme sels non-absorbables. Ces trois mécanismes sont contrôlés par les enzymes induites aux bactéries du colon par les acides aminés de la viande rouge ou par le cholestérol animal. 5.2.5. La colonisation microbienne anormale Les colonisations microbiennes anormales peuvent être transitoires ou prolongées. Beaucoup des colonisations microbiennes anormales augmentent la réceptivité de l’hôte pour les maladies infectieuses. Les mécanismes: 1. Le traitement avec antibiotiques à spectre élargi (p. ex., tétracyclines, ciprofloxacine) favorise la colonisation orale, vaginale ou intestinale avec Candida spp. Après le traitement avec clindamycine, une entérocolite pseudomembraneuse (Clostridium difficile) peut apparaître. 2. Le changement des conditions d’hébergement: • L’incapacité de digérer et absorber les disaccharides produit une diarrhée. • L’humidité de la peau par hypersécrétion de transpiration favorise la croissance de Malassezia furfur, conduisant à la maladie „pityriasis versicolore”. • L’hygiène bucco-dentaire pauvre associée à une forte consommation de sucreries favorise le développement de la plaque dentaire et la formation des cavités de la dent. 3. Absence ou insuffisance des barrières antimicrobiennes: • Le manque de l’acide chlorhydrique de l’estomac conduit à la colonisation de l’estomac et du duodénum et des infections des voies biliaires consécutives. • L’existence des blessures favorise l’infection avec des bactéries opportunistes de ces sites. 4. La colonisation de l’oropharynx avec des bacilles à Gram négatif chez les personnes âgées et chez les patients hospitalisés pour une maladie grave à cause du perte de la fibronectine, le récepteur pour les streptocoques oraux, la barrière antimicrobienne principale de l’oropharynx. 36

5.3. La pathogénicité des microorganismes 5.3.1. Définition La pathogénicité est la tendance de tous organismes vivants à saisir des environnements nouveaux offrant des avantages sélectifs. La virulence est une notion quantitative alors que le pouvoir pathogène est une notion qualitative. La virulence mesure le degré de pathogénicité d’un microorganisme et on la mesure en dose létale minimum (DLM) ou en dose létale 50% (DL50). Les facteurs de virulence des bactéries pathogènes sont des structures ou des fonctions par qui les bactéries pénètrent, restent, survivent, se multiplient, envahissent les tissus, survivent à la réponse immunitaire, survivent entre deux hôtes successifs et causent des lésions. Les facteurs de virulence sont des caractéristiques qui permettent aux bactéries de provoquer une maladie. Une bactérie a un ou plusieurs facteurs de virulence. Les postulats moléculaires de Koch: 1. Le phénotype (propriété, structure, fonction) enquêté doit être associé aux souches pathogènes d’une espèce ou aux espèces pathogènes d’un genre. 2. L’inactivation spécifique du gène(s) qui encode le phénotype pathogène soupçonné doit conduire à une perte de virulence. 3. La réversion ou le remplacement allélique du gène mutant doit restaurer la pathogénicité. 4. Le gène, ce qui provoque la virulence, doit être exprimé lors de l'infection. 5.3.2. La pénétration. Les membranes sont pénétrées plus facilement que la peau normale. Mécanismes:  La translocation à travers l’épithélium digestif intact se fait par l’intermédiaire de cellules M (points de moindre résistance). Ce mécanisme est plus fréquent chez le nouveau-nés à cause de l’épithélium immature;  La production de neuraminidase;  La production de bactériocines;  La mobilité. 5.3.3. L’adhésion. La colonisation de l’hôte au niveau de la porte d’entrée se traduit par une adhésion aux cellules épithéliales des muqueuses. Les adhésines/ligands (se lient à des récepteurs spécifiques) sont les fimbriae, la capsule, le LPS, les acides téichoïques, les acides lipotéichoïques, la capside virale. 5.3.4. Les stratégies face à la défense non spécifique Les mécanismes les plus importants des bactéries pathogènes sont:  Antiphagocytose, par: o capsule; o exotoxine lésant la membrane (leucocidine, streptolysines); o survie dans les phagocytes: - survie dans les phagolysosomes (salmonelles typhiques); - inhibition de la fusion entre phagosome et lysosome (Mycobacterium); - destruction du phagosome par formation de pores (Listeria monocytogenes).  

Résistance au complément par l’antigène O (bactéries à Gram-négatifs). Résistance à l’acidité gastrique par production d’uréase (Helicobacter pylori). 37

5.3.5. La multiplication. Les sidérophores (entérobactine, aérobactine) sont des sous-molécules transportant activement du Fe3+ à l’intérieur des cellules. Ils forment des complexes avec le fer et ainsi l’extirpent des protéines en contenant (transferrine, lactoferrine). Les bactéries nécessitent, pour une bonne croissance, 10-5 mol/l d’ions ferriques libres. Dans les liquides corporels, il n’y en a qu’environ 10-20 mol/l sous forme libre. 5.3.6. Invasion des tissus (dissémination) Les mécanismes les plus importants des bactéries pathogènes sont: • exoenzymes qui altèrent les tissus: hyaluronidases, collagénases, élastases, autres protéases; • la mobilité. 5.3.7. Les stratégies face à l’immunité spécifique • emplacement dans des sites privilégiés; • identité antigénique (mimétisme moléculaire); • la variation antigénique; • de nombreux sérotypes; • protéases IgA. 5.3.8. Survie entre les hôtes successifs Mécanismes: • la production de spores; • résistance à l’environnement: - résistance à la dessiccation, substances chimiques, des radiations (p. ex., mycobactéries); - survie en milieu aqueux avec minimum des nutriments (p. ex., bacilles Gram-négatifs); • des organismes très fragiles: - transmission sexuelle; - adaptation aux vecteurs biologiques. 5.3.9. Les lésions sont produites par des mécanismes directs et indirects. 5.3.9.1. Les lésions directes des tissus de l’hôte sont produites par les toxines bactériennes. Il y a deux types des toxines bactériennes: les exotoxines et les endotoxines. Les endotoxines sont des lipopolysaccharides, associés à la paroi des bactéries à Gram-négatif; elles ne sont libérées que lors de la lyse des bactéries (voir 2.5.2.2.). Les endotoxines peuvent occasionner, par leur mécanisme d’action, une réponse inflammatoire générale, ou un syndrome de réponse inflammatoire systémique, pouvant entraîner la mort. Les exotoxines sont des protéines extracellulaires, sécrétées par des bactéries lorsqu’elles sont encore vivantes. La production d’une exotoxine est spécifique d’une espèce bactérienne qui produit une pathologie qui lui est associée. Les toxines sont les poisons humains les plus puissants. Elles sont des cytotoxines (p. ex., la tétanospasmine de Clostridium tetani est une neurotoxine) ou des toxines AB, composées de 2 sousunités: A, qui porte l’activité enzymatique et B, qui permet la liaison à un récepteur membranaire spécifique et la translocation de l’enzyme. 38

↑Perméabilité vasculaire

Hypotension

Choc

Mastocyte Cellules endothéliales

C3a C5a

Médiateurs

Plaquettes ↓Fer

TNF IL-1

CID thrombose

IgE

Mø

LPS

Coagulation

IFN-γ

Voie alterne du complément Fièvre

T

Protéines de phase aigüe

PMN

Foie

Hypoglycémie

Figure 27. Le syndrome de réponse inflammatoire systémique produit par les endotoxines. Mø = Macrophage; CID = Coagulation Intravasculaire Disséminée.

Tableau 5. Propriétés des toxines bactériennes Propriétés Structure chimique Relations avec les bactéries productrices Origine Codage génétique Action de la chaleur

Exotoxines

Endotoxines

Protéines

Lipopolysaccharides (LPS)

Libérées principalement hors de la cellule

Font partie du corps cellulaire

Principalement bacilles Gram + Gènes de prophages Gènes plasmiques Thermolabiles (sauf entérotoxine staphylococcique)

Bacilles Gram Gènes chromosomiques Thermostables

Pouvoir toxique (DLM)

ng/kgc

μg/kgc

Mécanisme et spécificité de l’action

Deux types: - Cytotoxines - Toxines A-B Spécificité d’action

Structure similaire Le même mécanisme d’action (libération de cytokines par les macrophages)

Très élevé

Faible

Très élevé (anatoxine)

Faible

Oui

Non

Pouvoir antigénique Pouvoir vaccinant Transformation en anatoxines

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L’exotoxine, traitée par chauffage (40°C), et par action du formol, perd ses propriétés toxiques, mais garde ses propriétés immunogènes; on l’appelle alors anatoxine. Cette anatoxine est utilisée pour la création de vaccins (p. ex., vaccins antitétanique ou anti-diphtérique). 5.3.9.2. Les lésions indirectes des tissus de l’hôte sont produites par les réactions d’hypersensibilité. Le phénomène d’hypersensibilité est une réponse immunitaire disproportionnée par rapport à la dangerosité de l’intrus (une bactérie, un virus, une toxine). Il y a quatre types d’hypersensibilité: 1. L’hypersensibilité de type I, anaphylactique ou hypersensibilité immédiate, est l’ensemble des phénomènes résultant de l’interaction d’un antigène avec des anticorps fixés sur les mastocytes, granulocytes basophiles et macrophages (surtout les immunoglobulines E). Cela provoque la libération de médiateurs chimiques responsables soit de réactions importantes et brutales (choc anaphylactique), soit de réactions moins graves et plus localisées, plus ou moins chroniques, chez les individus prédisposés (réactions anaphylactiques localisées). 2. L’hypersensibilité de type II est aussi appelée cytotoxique. Elle démarre 4 à 6 h après le contact avec l’allergène. Elle s’observe quand un anticorps (immunoglobuline G) circulant réagit avec un antigène adsorbé sur une membrane cellulaire ou avec un de ses constituants naturels. Cette rencontre entraîne la destruction de la cellule (cytopénie) par l’activation du complément et par le phénomène d’ADCC (antibody dependent cellular cytotoxicity = immunité innée). 3. L’hypersensibilité de type III, provoquée par des complexes immuns. Les maladies liées à des complexes immuns sont causées par des dépôts de petits complexes anticorps-antigène solubles dans les tissus. Leur caractéristique principale est une inflammation intense dans laquelle le complément est impliqué. L’activation du complément par ces complexes conduit principalement à la formation de C3a et C5a, anaphylatoxines inflammatoires qui induisent la libération par les mastocytes tissulaires et les basophiles des amines vasoactives, ce qui augmente la perméabilité membranaire. De plus, l’activité chimiotactique attire les granulocytes, qui essayent de phagocyter les complexes. Quand les phagocytes sont détruits, leurs enzymes lysosomales hydrolytiques sont libérées, ce qui conduit à des lésions tissulaires. On distingue deux groupes de pathologie à complexes immuns:  Complexes immuns avec excès d’antigènes. P. ex., la maladie sérique, qui n’est plus pratiquement rencontrée aujourd’hui. Pour des raisons thérapeutiques, on utilisait des doses relativement élevées de sérum de cheval; il se formait ainsi des complexes antigène-anticorps avec un excès d’antigènes.  Complexes immuns avec excès d’anticorps. La réaction d’Arthus se constitue quand un individu est exposé, pendant une longue durée de temps, à une répétition de petites quantités d’antigènes, avec formation de complexes avec excès d’anticorps. 40

4. L’hypersensibilité de type IV, hypersensibilisation retardée à médiation cellulaire ou à complexes immuns. Si l’on injecte en intradermique un antigène soluble d’un agent infectieux, il se développe, au lieu d’application, une réaction cutanée retardée en cas d’infection précédente. Cette réaction cutanée de type retard peut servir de test pour mettre en évidence une immunité contre des bactéries intracellulaires ou des parasites. Type I

Type II

Type IV

Type III

Mastocyte Cellule K/ Macrophage

Mastocyte

Cellule T Libération de composés pharmacologiquement actives à partir de granules Symptomes

Lyse du cellule Recrutement des granulocytes Symptomes

Symptomes

Figure 28. Les réactions d’hypersensibilité.

5.4. La défense antimicrobienne La défense antimicrobienne inclut des moyens de défense qui sont les uns innés, les autres acquis. Les mécanismes antimicrobiens innés ont un caractère d’espèce et sont non spécifiques. Les mécanismes antimicrobiens acquis sont synonymes de la réponse immunitaire, sont spécifiques et dépendent de l’expérience antigénique de l’individu. 5.4.1. La défense antimicrobienne non spécifique Les mécanismes de la défense antimicrobienne non spécifique sont actifs sur tous microorganismes, indépendamment de l’espèce, mécanismes qui sont actifs au premier contact et ne sont renforcés pas par l’exposition répétée. Ils comprennent les mécanismes innés, représentés par les barrières anti-infectieuses internes et externes. 5.4.1.1. Les barrières et les mécanismes non spécifiques externes La protection este assurée par la peau et les muqueuses. 5.4.1.1.1. Le tégument Le tégument est une barrière mécanique: la couche épaisse et continue, intègre de l’épiderme (formée de plusieurs calques de cellules), la couche cornée (formée de cellules mortes stratifiées) et dure de la peau et l’exfoliation des cellules superficielles représentent une défense efficace contre l’invasion microbienne. La barrière chimique est formée de: - lysozyme, présent dans la sécrétion des glandes sudoripares; - les conditions défavorables (la kératine, une humidité faible, fortes concentrations de sel, la sécrétion de sébum, un pH acide) pour la croissance bactérienne sur la peau. 41

La barrière écologique du tégument est la microflore résidente composée en grande partie des bactéries à Gram positif. 5.4.1.1.2. Les muqueuses Les muqueuses ont des mécanismes antimicrobiens complexes, mais moins efficaces que la peau. La barrière mécanique est assurée par l’intégrité de la muqueuse. Les épithéliums stratifiés sont plus résistants que les épithéliums sécrétoires. La barrière chimique est représentée du mucus, qui masque les récepteurs pour les ligands microbiens, et des substances chimiques, dotées d’une puissance germicide: le lysozyme, une enzyme avec activité antibactérienne, le pH acide du suc gastrique, la lactoferrine. Le lavage fait par des sécrétions et excrétions élimine des microorganismes. La barrière écologique est la flore normale de chaque muqueuse. 5.4.1.1.3. Mécanismes de défense non spécifique dans les cavités qui communiquent avec l’extérieur a. Les voies respiratoires: - filtration aérodynamique; - sédimentation; - transport mucociliaire; - phagocytose par les macrophages alvéolaires. b. L’oropharynx: - la barrière mécanique: la desquamation de l’épithélium malpighien et l’élimination mécanique par la salive, la mastication et la déglutition; - la barrière chimique: la lactoperoxydase salivaire et les thiocyanates; - la barrière écologique est la flore normale, dominée par les streptocoques viridans (oraux). c. L’estomac: - des facteurs mécaniques pour l’élimination des germes: la sécrétion gastrique (3 litres/jour) et les mouvements péristaltiques; - la barrière chimique est la barrière acide gastrique (pH ~ 2). d. L’intestin: - des facteurs mécaniques: sécrétions intestinales, mouvements péristaltiques; - barrière chimique: sels biliaires, enzymes digestives; - barrière écologique: seulement dans l’iléon terminal et le côlon. e. Les voies urinaires: - des facteurs mécaniques: débit urinaire continu et à sens unique; l’espace mort minimal de la vessie; - la barrière chimique: l’urine a un pH acide et l’osmolarité élevée grâce à des fortes concentrations d’urée; la sécrétion de la prostate ou des glandes périuretrales. f. Les voies génitales féminines: - dans le vagin sont actives: • la desquamation de l’épithélium squameux; • la barrière acide produite par la fermentation du glycogène par les lactobacilles. - dans les voies génitales internes sont actifs: 42

la desquamation régulière de l’endomètre;  le bouchon de mucus endocervical;  le transport mucociliaire (muqueuse des trompes). g. La conjonctive: - la barrière mécanique: le lavage par les mouvements des paupières et les larmes; - la barrière chimique: le lysozyme des larmes. 

5.4.1.2. Les barrières internes de défense antimicrobienne non spécifique Ce sont des barrières mécaniques, chimiques et cellulaires: Barrières mécaniques:  Le tissu conjonctif dense est attaqué par les collagénases;  Le ciment intercellulaire, la membrane basale, fascia. Barrières chimiques: • Barrières chimiques constitutives: complément et lysozyme; • Barrières chimiques comme réponse à l’infection: interférons et protéines de phase aigüe. Barrières cellulaires:  Les phagocytes “professionnels” (PMN et macrophages);  Les cellules NK. A. Le système du complément est un complexe de substances protéiques (C1q, C1r, C1s, C2-C9) synthétisées dans les macrophages, le foie, la rate, l’épithélium intestinal. Elles ont une capacité biologique potentielle (proenzymes inactives qui se transforment en enzymes actives par activation). Les voies d’activation du système du complément: la voie alterne (par les structures microbiennes superficielles) et la voie classique (par complexes immuns, protéine C réactive). Fonctions du système du complément: cytolyse par le complexe C5b-9, opsonisation par C3b, stimulation de l’inflammation par C3a et C5a. Voie classique

Voie alterne/Voie des lectines

Complexe antigèneanticorps (Ag-Ac)

Structures de surface des pathogènes C3

Recrutement des phagocytes C4a C3a C5a

Opsonisation des pathogènes C3b

Chimio-attraction

Le complexe d'attaque membranaire

Élimination des complexes Ag-Ac

C5b

C9

Lyse directe des agents pathogènes

Phagocytose

Figure 29. L’activation du système du complément. 43

B. Les protéines de phase aigüe sont une classe de protéines synthétisées par le foie dont la production est stimulée ou inhibée en réponse à une inflammation. Elles apparaissent comme réponse à une agression: infection, traumatisme, brûlures, nécrose des tissus, tumeurs malignes. En réponse à l’attaque, les cellules inflammatoires locales (granulocytes neutrophiles et macrophages) sécrètent diverses cytokines dans la circulation sanguine, en particulier des interleukines IL-1, IL-6 et IL-8, et le TNF (tumor necrosis factor) alpha. Le foie répond par la production d’un grand nombre de réactifs de phase aigüe, dont les plus notables sont: protéine C réactive (CRP), alpha 1-antitrypsine et alpha 1antichymotrypsine (inhibiteurs de la sérine protéase), alpha 2-macroglobulin, certains facteurs de coagulation (fibrinogène, prothrombine, facteur VIII, facteur von Willebrand, plasminogène), facteurs du complément, ferritine, sérum amyloïde A. La CRP opsonise les bactéries, peut se fixer sur les immunoglobulines G et peut activer le complément par la voie classique. La CRP est un marqueur précoce, sensible et spécifique de la réaction inflammatoire et augmente proportionnellement à son intensité. Elle apparaît dans les six heures suivant l’inflammation aigüe. Son taux augmente et est maximal après deux jours. Il peut baisser en moins de 6 heures lorsque la source de l’inflammation a été éradiquée. C. Les cellules phagocytaires 1. Les polynucléaires neutrophiles (PMN) forment la première ligne de défense cellulaire. Elles sont mobilisées dans le foyer d’infection sous l’effet de chimiotactisme de certains éléments d’origine bactérienne, tissulaire ou par l’activation du complément. Elles ont des récepteurs pour les structures de surface des microorganismes et des récepteurs pour C3b et Fc de IgG. Les microorganismes phagocytés sont tués et digérés après la fusion du phagosome avec les lysosomes, par: • “explosion respiratoire” (radicaux d’oxygène toxiques); • polypeptides basiques avec effet antimicrobien (défensines), lysozyme, lactoferrine, hydrolases, pH acide; L’opsonisation facilite la phagocytose et la lyse des microbes. 2. Les macrophages sont des cellules à longue durée de vie, qui se mobilisent dans le foyer d’infection après les PMN. Elles sont moins efficaces en destruction des microorganismes phagocytés. Les bactéries intracellulaires facultatives (M. tuberculosis, L. monocytogenes, espèces de Brucella etc.) sont tuées seulement après leur activation par les lymphokines. 3. Les cellules NK produisent des protéines formant des canaux dans la membrane cytoplasmique, en produisant la mort cellulaire par lyse osmotique. Elles détruisent les cellules infectées avec virus (mécanisme indépendant des anticorps). Leur activité est stimulée par les interférons.

44

Récepteur de C3b C3b

Bactérie

Bactérie Noyau Lysosome

Anticorps Récepteur de Fc

Bactérie

Bactérie phagocytée

C3b Noyau Lysosome

Récepteur de C3b a

Microbe ou autre particule Membrane plasmique

1. Chimiotactisme et adhésion des microbes aux phagocytes

1

2. Ingestion des microbes par les phagocytes 2

Pseudopode Cytoplasme

3. Formation du phagosome 4. Fusion du phagosome avec un lysosome pour

3

Phagosome

former un phagolysosome Lysosome 4

5. Digestion des microbes ingérés par des

Phagolysosomes

enzymes

Enzymes digestives

6. Formation du corps résiduel contenant des

5 Microbe Corps résiduel partiellement digéré 6 Phagocyte Matériel indigeste 7

matières indigestes 7. Décharge de déchets

b

Figure 30. a. Opsonisation des bactéries; b. Phagocytose

D. L’inflammation aigüe (non spécifique) est la réaction vasculaire-conjonctive qui suit la pénétration d’un corps étranger dans le corps. Au site de l’inflammation s’accumulent des médiateurs de l’inflammation (p. ex., effecteurs du système du complément), des phagocytes, fibrinogène, anticorps. Elle se caractérise par la tétrade rubor-tumor-calor-dolor. 5.4.2. La défense antimicrobienne spécifique (l’immunité) L’immunité est la réponse spécifique dirigée à des structures reconnues comme non-self (antigènes) par le système immunocompétent. La réponse primaire (apparu après le premier contact) nécessite plusieurs jours pour que les effecteurs du système immunitaire deviennent opérationnels. La réponse immunitaire spécifique est intensifiée par une exposition répétée (réponse secondaire).

45

La réponse immunitaire peut être la réponse humorale, assuré par des anticorps spécifiques produits par les lymphocytes B ou la réponse cellulaire, assurée par les lymphocytes T. L’immunité antimicrobienne se classifie en: a. Immunité naturelle active: apparaît chez l’hôte immunocompétent, après une période nécessaire à immunogenèse. Elle est durable grâce à la mémoire immunologique. b. Immunité artificielle active: apparaît après la vaccination d’une personne immunocompétente, après une période nécessaire à immunogenèse. Elle est durable grâce à la mémoire immunologique. c. Immunité naturelle passive: implique les anticorps maternels (IgG transplacentaire, IgA par le lait maternel); elle a une durée limitée. d. Immunité artificielle passive: apparaît après l’injection des anticorps préformés (sérothérapie ou séroprophylaxie). Elle est active immédiatement, mais à durée limitée. 5.4.2.1. La réponse immunitaire humorale est assurée par les anticorps sériques spécifiques (IgM, IgG, IgA, IgE, IgD), produits par les plasmocytes. Les lymphocytes B reconnaissent et se lient à un antigène spécifique et se maturent en plasmocytes. Leur prolifération est facilitée par des lymphocytes T (réponse immunitaire T-dépendant). IgM apparaissent les premières au cours de la réponse immunitaire primaire. Certains lymphocytes B deviennent des cellules à mémoire, responsables de la réponse immunitaire secondaire. Certains antigènes polysaccharides (antigènes capsulaires, LPS) peuvent activer les lymphocytes B sans l’aide des lymphocytes T (réponse immunitaire T-indépendant). Nouveau défi

1-ère défi

2-ème stimule

Réponse à nouveau défi

Figure 31. Le deuxième contact avec le même antigène est suivi d’une réponse immunitaire plus rapide et plus fort qu’après le premier contact.

Action antimicrobienne des anticorps:  neutralisent toxines et exoenzymes (en particulier IgG1);  bloquent l’attachement des bactéries et des virus aux récepteurs cellulaires;  opsonisation (favorise la phagocytose des bactéries encapsulées en se liant au niveau des récepteurs pour Fc de la surface de PMN);  effet microbicide par l’activation du complément par voie classique; IgM est 1000x plus efficace que IgG; 46





les anticorps liés aux antigènes de la surface des cellules infectées les transforment en cibles pour le complément et les cellules NK avec récepteurs pour IgG (la cytotoxicité dépendante des anticorps); IgA assure la protection antimicrobienne des muqueuses.

5.4.2.2. La réponse immunitaire cellulaire. Les lymphocytes T sont importants dans la défense immunitaire contre les pathogènes intracellulaires. Deux souspopulations de cellules sont impliquées: • les lymphocytes T cytotoxiques qui identifient les cellules infectées exprimant sur leur surface des antigènes viraux et les tuent; • les lymphocytes T helper qui stimulent la défense cellulaire par la production de lymphokines. 5.4.2.3. La défense immunitaire du nouveau-né Le nouveau-né peut produire réponse immunitaire, mais il n’a pas l’expérience immunologique. Le complément a 50-70% du niveau de l’adulte. Les phagocytes sont fonctionnellement immatures. L’immunité anti-infectieuse est passive, assurée par les IgG maternelles, le seul type qui traversent le placenta et les IgA du lait maternel. Le taux de catabolisme des anticorps maternels versus le taux de la synthèse des anticorps propres entraîne l’hypogammaglobulinémie physiologique et la “fenêtre immunitaire“ entre le deuxième mois et le quatrième mois. Les conséquences: 1. susceptibilité augmentée du nouveau-né à l’infection: • avec bacilles à Gram-négatif (parce que les IgM maternelles sont absentes); • avec microorganismes intracellulaires (parce que les lymphocytes T spécifiquement sensibilisés absentes). 2. caractéristiques du diagnostic des infections néonatales: • l’immaturité de la réponse inflammatoire; • valeur des IgM dans la différenciation infection post-partum - infection congénitale. 3. calendrier de vaccination: • les vaccins ciblant la réponse immunitaire cellulaire peuvent être administrés au nouveau-né à terme (p. ex., BCG); • les vaccins ciblant la réponse immunitaire humorale commence avec la “fenêtre immunitaire“. 5.5. L’infection L’infection est l’interaction entre l’hôte et l’agent infectieux qui pénètre les barrières antimicrobiennes soit en raison de sa virulence, soit parce que ces barrières sont faibles. Les agents infectieux peuvent être des bactéries, des champignons, des protozoaires, des helminthes, des virus. Après leur pénétration, les microorganismes se multiplient et l’hôte réagit par une inflammation et la production d’anticorps. Si l’agent infectieux détermine des lésions minimales et la seule réaction est la réponse immunitaire, on parle d’une infection inapparente ou asymptomatique. La maladie infectieuse apparaît quand, en raison des lésions graves, des symptômes et des signes de la maladie sont présents. L’incidence des manifestations est la fréquence des 47

manifestations cliniques d’une infection chez les sujets réceptifs. Souvent elle est caractéristique d’un agent infectieux. P. ex., 1/1 pour le virus de la rougeole, 1/400 pour le virus de la polio, 1/1000 pour les méningocoques. L’infestation est l’interaction entre hôte et ectoparasites. L’infestation ne dépasse pas les enveloppes externes. P. ex., Sarcoptes, Pedicullus (les poux), les puces, les tiques, les arthropodes. 5.5.1. Classifications de l’infection a. Par la manifestation  infection apparente (symptomatique): se manifeste par des signes et des symptômes de la maladie infectieuse. Importance: immunisation induite.  infection muette (inapparente ou asymptomatique): la seule manifestation est la réponse immunitaire; les patients sont une source d’infection (inconnue). b. Par le degré de virulence du microorganisme  infection primaire, déterminée par les microorganismes pathogènes même chez l’hôte avec la défense anti-infectieuse normale.  infection secondaire, déterminée par les microorganismes opportunistes, après une infection primaire qui modifie la défense anti-infectieuse de l’hôte. c. Par l’origine des agents pathogènes  infection endogène, infection à partir de microorganismes colonisants. Souvent des germes de la flore normale (microorganismes opportunistes).  infection exogène, infection à partir d’agent infectieux extérieur ayant pénétré une hôte. Pour la production d’une infection exogène, il doit exister: un réservoir d’agents infectieux, une voie de transmission, un hôte réceptif.

La source des organismes

L’hôte sensible

Moyens de transmission

Figure 32. Les éléments d’une infection exogène.

5.5.1.1. Le réservoir de l’agent infectieux assure la survie et la multiplication de l’agent infectieux. Il est représenté par l’homme, les animaux ou la nature inanimée. a. L’homme comme un réservoir d’agents infectieux. • Les malades - des patients avec des maladies infectieuses aigües ou chroniques; 48

• Les porteurs sains des microbes pathogènes: - Porteurs contacts avec des patients avec des maladies transmissibles. Ils peuvent être pendant le temps d’incubation ou peuvent avoir des infections muettes. - Porteurs convalescents. Les convalescents peuvent rester porteurs sains pour des durées variables. P. ex., porteurs de Salmonella spp. - Porteurs chroniques. L’élimination persiste plus d’une année, parfois pour toute la vie. - Porteurs non-contacts sont les personnes qui, vivant dans des communautés fermées, devient colonisées par des souches bactériennes spécifiques. P. ex., le personnel médical qui devient colonisé avec des souches hospitalières: Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae. b. Le réservoir animal d’agents infectieux. Ce sont des animaux domestiques ou sauvages, avec manifestations cliniques de la maladie ou avec infections muettes. P. ex., le virus de la rage est transmis par la morsure d’animal infecté. c. La nature inanimée peut être un réservoir pour les agents infectieux capable de se multiplier dans le sol (C. tetani, C. perfringens, N. asteroides etc.), l’eau (espèces Legionella, espèces Vibrio, espèces Pseudomonas) ou les aliments (S. enterica, B. cereus). 5.5.1.2. Transmission de l’infection Conditions: • élimination de l’agent infectieux du réservoir; • contamination de l’environnement (voies de transmission); • porte d’entrée dans l’hôte. A. Dans les infections ouvertes, la propagation des agents infectieux se fait: - directement: contact tégument-tégument, tégument-muqueuse, muqueusemuqueuse; - indirectement: propagation par des facteurs environnementaux (air, eau, nourriture, objets). B. Dans les infections fermées, l’agent infectieux est présent pendant un certain temps dans le sang, mais ne s’élimine jamais dans l’environnement. La transmission de l’infection peut être: - directe (transfusion, transplacentaire); - indirecte (vecteurs biologiques, instruments médicaux ou chirurgicaux). Les maladies transmissibles sont la manifestation clinique des infections exogènes. La transmission est: horizontale (d’un homme, d’un animal ou de l’environnement à l’homme) ou verticale (de la mère au fœtus ou nouveau-né). Les maladies infectieuses non transmissibles: les patients ne sont pas réservoir d’infection. P. ex., le tétanos, la gangrène gazeuse, le botulisme. 5.5.1.3. L’hôte réceptif peut être l’hôte normoréactif ou l’hôte immunodéprimé par: - déficit des barrières antimicrobiennes primaires; - déficit de la défense de l’environnement interne: • déficit des phagocytes; 49

• déficit du système du complément; • déficit de la réponse immunitaire. 5.5.2. Modèles pathogéniques d’infection L’infection de surface est produite par des agents infectieux qui se multiplient seulement près de la porte d’entrée: la peau ou les muqueuses. Ces infections restent localisées (p. ex., les verrues) ou diffusent en surface (p. ex., la diphtérie) ou dans le derme/ chorion des muqueuses (p. ex., furoncles). L’extension lymphatique. L’agent infectieux porté par le flux lymphatique détermine la lymphangite et l’adénite satellite, qui forment un filtre dans la voie de l’infection. La généralisation par voie sanguine se produit lorsque l’agent infectieux est très virulent ou la défense de l’hôte est pauvre. La présence des bactéries dans le sang est détectée par hémoculture. La bactériémie est la présence éphémère des bactéries dans le sang, après une seule décharge sans gravité particulière. Elle reste cliniquement muette ou cause frisson et élévation thermique transitoire, mais elle peut également causer des localisations septiques métastatiques (p. ex., endocardite chez les patients avec des lésions valvulaires). La septicémie est le passage répété/permanent dans le sang des bactéries, de ses toxines et des produits de désintégration tissulaire d’un foyer d’infection. L’évolution est sévère, avec la possibilité de métastases septiques multiples (cutanées, méningées, viscérales, osseuses). La généralisation par le sang des viroses détermine la virémie. L’extension par les nerfs. La toxine tétanique ou le virus de la rage se propage dans le système nerveux central par les nerfs périphériques. 5.5.3. Stages de maladies infectieuses 1. Temps d’incubation. Asymptomatique. Varie en fonction de microorganisme, virulence de la souche et dose infectante. 2. Période du début. Les premières manifestations cliniques, habituellement non spécifiques, apparaissent soudainement ou insidieusement. 3. Période d’état. Des signes cliniques caractéristiques/communs aux différentes étiologies apparaissent, selon les tissus cibles et des organes endommagés. La réaction de l’hôte contre le microorganisme prévient la progression de l’infection, mais la réaction immunitaire pathogène produit des lésions. 4. Période terminale. Une maladie infectieuse peut guérir, peut devenir chronique ou le patient peut mourir. Lorsque la guérison clinique, à savoir, la disparition des symptômes et signes de la maladie, est accompagnée par la disparition du microorganisme infectieux de tous les foyers d’infection, on parle d’une guérison microbiologique. Après la guérison clinique, un patient peut rester porteur sain convalescent ou porteur chronique; autrefois, le patient reste avec une infection latente. L’infection latente est produite 1) par des bactéries facultativement ou obligatoirement intracellulaires survivant latentes (dormantes) dans le système réticuloendothélial (p. ex., les bactéries de la tuberculose ou celles de la syphilis) ou 2) par des virus qui causent des infections persistantes intégrées (p. ex., virus herpès). Les patients 50

ne sont pas réservoir de l’infection; ils deviennent réservoir de l’infection quand l’infection est réactivée. Les bactéries dormantes sont résistantes aux antibiotiques. Elles ne peuvent pas être détectées par des méthodes directes. Les bactéries dormantes maintiennent l’immunité de l’hôte (immunité d’infection). 5.5.4. Les principaux types de maladies infectieuses 1. Les infections dues à la multiplication des bactéries invasives et non toxigènes. P. ex., les infections à pneumocoques. Leur seul facteur de virulence est la capsule. 2. Maladies infectieuses causées par des bactéries invasives et toxigènes. P. ex., le staphylocoque doré produit de nombreuses toxines, mais la multiplication des bactéries est aussi importante. 3. Maladies infectieuses provoquées par la production des toxines bactériennes. - Empoisonnement. L’exemple typique est le tétanos. Les spores de C. tetani sont introduites dans les plaies par la terre. L’anaérobiose des tissus dévitalisés favorise la germination des spores. Le bacille se multiplie seulement à la porte d’entrée et élabore la toxine tétanique qui diffuse à travers les nerfs et le flux circulatoire vers le système nerveux central. Par conséquent, la maladie est produite uniquement par la toxine tétanique. - Intoxication. C. botulinum se multiplie dans les aliments, où il élabore la toxine. La toxine botulique n’est pas détruite dans le tube digestif où elle est absorbée et produit elle seul le botulisme. 5.5.5. La diffusion de maladies infectieuses dans les populations humaines Les maladies transmissibles ou contagieuses peuvent être sporadiques, endémiques, épidémiques ou pandémiques. Les infections sporadiques apparaissent de temps en temps, sont en nombre réduit et sans rapport avec d’autres cas. Les infections endémiques sont des maladies infectieuses présentes constamment dans une communauté, avec une variation réduite de fréquence d’une année à autre. Les infections épidémiques se caractérisent par l’augmentation soudaine de la fréquence des maladies infectieuses dans une communauté avec une filiation démontrée entre les cas. La manifestation de l’épidémie dans une petite communauté est nommée explosion épidémique. La pandémie est une épidémie mondiale.

51

6. Contrôle des infections Olivia S. Dorneanu, Teodora Vremeră

Nous entendons par le contrôle des infections la prophylaxie, à l’échelle individuelle ou collective et le traitement des maladies infectieuses. 6.1. Les bases microbiologiques de la prévention des infections Des mesures préventives sont le désir de la médecine moderne. Nous prévenons une maladie transmissible par des mesures visant à annuler une des trois composantes de la chaîne de l’épidémie: la source d’agent infectieux, les voies de transmission et la réceptivité de l’hôte. Les mesures adressées à la source d’infection et au mode de transmission sont non-spécifiques, communes aux différents types de sources et voies de transmission. La protection de l’hôte réceptif exige des mesures spécifiques et seulement dans les situations particulières on utilise des mesures non-spécifiques. 6.1.1. Le contrôle de la source de l’infection - l’isolement et le traitement des patients atteints de maladies transmissibles; - mesures particuliers de quarantaine sur les différents types de porteurs sains; - dilution de sources (malades, porteurs sains); - la destruction des sources animales (zoonoses). 6.1.2. Interruption des voies de la transmission d’infection (1) Les infections avec porte d’entrée digestive - fonctionnement et le bon montage d’un système de collecte et d’élimination des excrètes; - contrôle de l’eau; - contrôle des aliments; - le lavage à l’eau et au savon et puis le séchage des mains a un rôle majeur dans la prévention des infections transmises par voie fécale-orale. (2) Les infections avec porte d’entrée respiratoire - réduction de la densité des microbes de l’air, par une bonne ventilation; - éviter les agglomérations pendant les épidémies; - mesures d’hygiène personnelle: l’utilisation de mouchoirs d’usage unique en cas de toux et d’éternuements et lavage des mains après utilisation du mouchoir; - l’utilisation de masque pendant les épidémies. (3) Les infections sexuellement transmissibles - l’éducation sexuelle; - rapports sexuels protégés. (4) Interruption de la transmission des infections fermée - insecticides (vecteurs biologiques); - le triage des donneurs de sang; 52

- l’utilisation d’instruments médicaux d’usage unique ou stérilisation des instruments réutilisables.

a

b

Figure 33. a. La charge microbienne de la main; b. Le nuage des microorganismes répandus avec l’éternuements ou la toux

6.1.3. La protection de l’hôte réceptif 6.1.3.1. Immunisation active artificielle par la vaccination Les vaccins sont des produits microbiens qui induisent une résistance spécifique à l’infection. Conditions de l’efficacité d’un vaccin: l’organisme vacciné doit posséder la capacité de produire les effecteurs de l’immunité humorale ou cellulaire; le vaccin doit être immunogène; il y a suffisamment de temps pour monter la réponse immunitaire. Les types des vaccins:  Agent vivant dont la virulence a été atténuée (vaccin BCG, rougeole, rubéole); stimulent efficacement l’immunité cellulaire;  Agent tué (coqueluche, grippe, poliomyélite); peu coûteux;  Antigènes microbiens purifiés: anatoxine (tétanos, diphtérie), polysaccharides capsulaires (méningocoques, pneumocoques). Certains polysaccharides capsulaires (p. ex., Haemophilus influenzae type b) sont immunogènes chez les enfants de moins de 2 ans seulement après la liaison à une protéine carrier (p. ex., l’anatoxine tétanique ou diphtérique). Ce sont des vaccins conjugués.  Antigènes recombinants: protéines élaborées par des technologies géniques (antigène de surface du virus de l’hépatite B);  Vaccins synthétiques: épitopes synthétiques des antigènes de virulence. Indications des vaccinations: - vaccination générale: des vaccins obligatoires à la population des enfants (p. ex., en France: BCG, diphtérie, tétanos, coqueluche, Haemophilus influenzae b, hépatite B, pneumocoque, rougeole, rubéole, oreillons); - vaccination sélective: administrée à des populations à risque élevé d’infection (p. ex., anti-grippe aux âges extrêmes, hépatite B chez le personnel médical); - vaccination élective: ne concerne que certains patients pour qui les infections sont imminentes (p. ex., vaccination contre la rage chez les patients mordus par des animaux suspects). 53

Voie d’administration: parentérale ou orale (stimule l’IgA sécrétoire). Complications de la vaccination: - maladie infectieuse provoquée par les vaccins vivants atténués chez les personnes ayant une déficience immunitaire (p. ex., les personnes infectées par le VIH); - des réactions allergiques à médiation humorale ou cellulaire chez les personnes sensibilisées aux antigènes du vaccin ou impuretés du milieu de culture (embryon d’oeufs, cerveau de l’animal). Contre-indications à la vaccination:  Temporaires: - la grossesse ou la réception des médicaments immunosuppresseurs (vaccins à virulence atténuée), - les maladies fébriles, - enfants sous la protection des anticorps maternels.  Permanentes: - personnes atopiques (l’asthme etc.), - infection par le VIH (pour les vaccins à virulence atténuée). 6.1.3.2. Immunisation artificielle passive par immunoprophylaxie On utilise des anticorps produit chez un autre hôte: des animaux (sérums hétérologues brutes ou purifiés) ou l’homme (anticorps homologues: des immunoglobulines standard ou spécifiques). La protection spécifique est immédiate, même chez l’hôte immunoaréactive, mais limitée dans le temps (plusieurs semaines a quelques mois) en raison du catabolisme des immunoglobulines et l’absence d’une mémoire immunologique. Indications: - personnes présentant une hypo- ou agammaglobulinémie; - personnes non vaccinées, dans des conditions de risque. Événements secondaires après l’administration de sérums hétérologues: - choc anaphylactique (hypersensibilité de type I); - maladie sérique (hypersensibilité de type III). 6.1.3.3. Chimioprophylaxie Administration préventive d’un médicament anti-infectieux peut prévenir l’infection ou des complications de l’infection. L’efficacité est immédiate, mais seulement lors de la prise. Indications:  Individuelles: (1) la prophylaxie de réinfection avec S. pyogenes chez les patients avec une maladie rhumatismale, avec pénicilline; (2) la chimioprophylaxie de la tuberculose chez des sujets contacts qui ont positivé leur test tuberculinique, avec INH et rifampicine.  Collectives: l’extinction d’une explosion épidémique dans des communautés fermées (p. ex., infection à méningocoques). Les inconvénients de la chimioprophylaxie peuvent être individuels (colonisation microbienne anormale) ou collectifs (sélection des microorganismes résistants). 54

6.1.3.4. Isolation de protection Concerne l’hôte immunodéprimée par la maladie principale ou l’immunosuppression: l’hospitalisation sous tente stérile ou en chambre avec air stérilisé, avec pression positive et régime d’accès strict. Un cas particulier est la protection des plaies sous un pansement stérile. Fenêtre

Filtre HEPA

Douche

TV

Bassin

Lit

Porte transparente Toilette

Bassin du personnel

Filtre HEPA

Fenêtre coulissante

Ventilateur de climatisation

Figure 34. Isolation de protection. L’air filtré pénètre par la tête du patient, créant une légère pression positive et s’élimine par l’autre extrémité de la chambre (les flèches). Les employés ont accès uniquement avec équipement stérile

6.2. Action des agents physiques et chimiques sur les microorganismes 6.2.1. Terminologie Septique signifie contaminé par les microorganismes pathogènes. Une plaie peut être infectée. Aseptique signifie dépourvu de microorganismes pathogènes. L’asepsie est l’ensemble des méthodes visant à éviter la contamination de substrat ou des éléments d’environnement. On doit respecter la condition microbiologique (il s’agit de la totalité des microorganismes qu’il y a naturellement sur une surface). Le terme de décontamination désigne le fait d’éliminer ou de réduire le nombre de microorganismes contaminant un objet. L’antisepsie est la destruction de formes végétatives des microorganismes au niveau de tissus vivants. Elle n’élimine pas les spores. L’antiseptique est une substance antimicrobienne pour la décontamination de la surface vivante (la peau, la muqueuse, la plaie). La désinfection est la destruction de formes végétatives des microorganismes portés par des milieux inertes contaminés, sans la destruction des spores. Le désinfectant est une substance antimicrobienne pour l’application sur la surface inerte. Selon la concentration, une certaine substance peut être antiseptique ou désinfectant. L’état stérile représente l’absence de microorganismes vivants. 55

La stérilisation est une opération permettant d’éliminer ou tuer tous les microorganismes vivants, inclusivement les spores d’un milieu inerte contaminé. Le terme de conservation regroupe toutes les mesures visant à éviter la multiplication des microorganismes dans des produits sensibles (médicaments, aliments). Les agents physiques et chimiques peuvent produire un effet -cide, de mise à mort des microorganismes, phénomène irréversible (p. ex., bactéricide) ou un effet statique, d’arrêt réversible de la multiplication (p. ex., bactériostatique). 6.2.2. Facteurs qui influencent l’efficacité antimicrobienne L’action de chaque agent antimicrobien peut être favorisée ou inhibée dans certaines conditions. L’intensité et le temps de l’action. Le temps de tuer les microorganismes varie inversement à l’intensité des agents antimicrobiens. L’influence de l’environnement. Les substances organiques peuvent réduire l’action des agents physiques ou chimiques. La turbidité du milieu s’oppose à l’action des agents antimicrobiens. La dureté de l’eau peut réduire l’action des désinfectants. Le pH peut modifier l’action des agents antimicrobiens. Le niveau de résistance des microorganismes. Par ordre croissant de leur résistance, les microorganismes sont: virus enveloppés < bactéries à Gram-positif < champignons < bactéries à Gram-négatif < virus nus < mycobactéries < les spores bactériennes. La concentration des microorganismes. Le temps de tuer augmente proportionnellement à la concentration des microorganismes. 6.2.3. Procédés physiques de décontamination 6.2.3.1. La chaleur On utilise la chaleur humide ou la chaleur sèche. (I) La chaleur humide peut être utilisée comme méthode de désinfection ou de stérilisation, en relation avec la température, moins, égale ou plus de 100°C. a. La stérilisation à la vapeur d’eau sous pression (l’autoclave) La chaleur humide tue les microorganismes par la coagulation des protéines bactériennes et elle est plus active que la chaleur sèche. L’agent stérilisant est la vapeur sous pression. Les indications: les solutions aqueuses (les milieux de cultures), les objets en caoutchouc, les matériaux de coton (tissu de coton chirurgical), les déchets issus des cultures et des produits pathologiques, les seringues en verre avec armature métallique, la verrerie de laboratoire à l’emploi spécial (pour les cultures de cellules), les instruments chirurgicaux métalliques. Les paramètres de stérilisation sont la surpression, la température et le temps. La température est corrélée avec la pression: 0,5 atmosphère - 115°C, 1 atmosphère - 121°C, 2 atmosphère - 134°C. Le temps de stérilisation est le temps de l’égalisation de la température (variable selon le volume, la forme et la densité de l’objet) + le temps pour la destruction des microorganismes (constant). Les étapes de travail (DVD 1.01-1.08): - la préparation de matériel pour la stérilisation; - introduction de l’eau dans l’autoclave; 56

- le chargement de l’autoclave avec des matériaux à stériliser et des indicateurs, placés aux endroits de la charge estimés les plus inaccessibles à l’agent stérilisant; - la fermeture hermétique de l’autoclave; - l’évacuation d’air de l’intérieur de l’autoclave; - la pression et la température augmentent; le temps de stérilisation est mesuré dès que la température et la pression de stérilisation sont appropriées; - le découplage de l’appareil lorsque le temps de stérilisation est fini; - l’ouverture de l’appareil lorsque la pression est zéro; - le séchage des matériaux est obligatoire; - le contrôle des indicateurs; - l’étiquetage et le stockage du lot. Les indicateurs de la stérilisation (DVD 1.09-1.10): - physiques (le thermomètre, le manomètre), comme indications sur l’appareil; - chimiques. Le principe est le changement de couleur lié à une exposition à l’agent stérilisant. Le test de Bowie-Dick a pour objectif de garantir une extraction totale de l’air résiduel et, ainsi d’assurer une pénétration efficace de la vapeur au cœur de la charge. - biologiques. Les spores de Geobacillus stearothermophilus (une bande de papier filtre contenant des spores se trouve dans un petit tube plastique à côté d’une petite ampoule en verre contenant un milieu de culture. Après la stérilisation, l’ampoule est brisée, de sorte que la petite bande de papier avec d’éventuelles spores survivantes entrent en contact avec le milieu de culture qui contient un sucre et un indicateur de pH. Les tubes sont incubées à 57°C, 48 heures; si la stérilisation est correcte, le milieu restera clair, signifiant que les spores ne germent pas parce qu’elles sont tuées). Les indicateurs physiques et chimiques sont utilisés pour chaque cycle de stérilisation. Les indicateurs biologiques sont utilisés une fois par semaine.

Figure 35. Indicateur biologique de la stérilisation dans l’autoclave (à gauche, après la stérilisation correcte les spores sont tuées, la couleur reste violette; à droit, après l’échec de la stérilisation, la couleur devient jaune)

b. La tyndallisation La tyndallisation est une série de chauffages brefs à des températures de 56100°C à intervalles réguliers (3-8 chauffages de 30-60 minutes, 24 h entre 2 chauffages), ceci afin de laisser aux spores la possibilité de germer pour les tuer au chauffage suivant. 57

Les indications: les substances thermolabiles (les milieux de cultures supplémentés de sérum: milieu de Loeffler ou d’œuf: milieu de Löwenstein-Jensen), les aliments. c. La désinfection par ébullition Les indications: les aliments, l’eau potable, la lingerie, les biberons, les instruments de petite chirurgie (seulement en l’absence de ceux stériles). Les paramètres: la température, 100°C et le temps, 30 minutes. d. La pasteurisation. Il s’agit du traitement antimicrobien des produits alimentaires liquides (lait).  Pasteurisation basse: 61,5°C, 30 minutes; 71°C, 15 secondes.  Pasteurisation haute: courte (secondes) application d’une température continue de 80-85°C.  Upérisation: lait porté à une température de 150°C pendant 2,5 secondes dans un autoclave.

a

b

Figure 36. a. Autoclave; b. Étuve

(II) La chaleur sèche est utilisée dans certaines situations quand on ne peut pas utiliser la chaleur humide. On recourt à différentes méthodes: stérilisation à la chaleur sèche, le chauffage au rouge, le flambage, l’incinération. a. La stérilisation avec de l’air chaud Est faite dans l’étuve. L’étuve est généralement équipée de puissantes résistances électriques, d’un thermostat de sécurité réglable, de grilles métalliques amovibles et d’un ventilateur pour assurer une température uniforme (DVD 1.11-1.13). L’agent stérilisant est la chaleur sèche qui tue les microorganismes par l’oxydation des protéines. Les indications: les objets en verre et en porcelaine, les instruments chirurgicaux métalliques, les poudres inertes, les huiles minérales (DVD 1.14-1.19). Les contre-indications: les solutions aqueuses, les objets en caoutchouc, les matériaux de coton (tissu de coton chirurgical), les matériaux contaminés dans le laboratoire, les seringues en verre avec armature métallique. Les paramètres de stérilisation: la température (180°C), le temps (généralement, 60 min). Le temps de stérilisation est le temps de l’égalisation de la température (variable 58

selon le volume, la forme et la densité de l’objet) + le temps pour la destruction des microorganismes (constant). Les étapes de la stérilisation au four: - la préparation de matériel (lavage et séchage); - le chargement avec des matériaux et des indicateurs, laissant des espaces pour la circulation de l’air chaud; - la programmation de la température et du temps de travail; - la stérilisation effective (le temps de stérilisation est mesuré dès que la température de stérilisation est atteinte); - l’enlèvement des matériaux stérilisés après le refroidissement du four; - le contrôle des indicateurs, d’étanchéité, l’étiquetage et le stockage du lot. Les indicateurs de la stérilisation (DVD 1.20-1.21): - physiques (le thermomètre et le chronomètre), - chimiques (des bandes dont leur couleur vire lorsque le temps et la température sont respectés), - biologiques - les spores de Bacillus subtilis (des bandes de papier imprégné avec les spores; après la stérilisation, elles sont introduites dans un milieu de culture et incubées à 37°C, 24 heures; si la stérilisation est correcte, le milieu restera clair, signifiant que les spores ne germent pas parce qu’elles sont tuées). Les indicateurs physiques et chimiques sont utilisés pour chaque cycle de stérilisation. Les indicateurs biologiques sont utilisés une fois par semaine. b. La stérilisation à la flamme - le chauffage au rouge: l’anse d’ensemencement (la boucle), le fil de platine, la spatule (DVD 1.24, 1.25); - flambage (flambement): la tige de l’anse, l’extrémité ouverte de l’éprouvette et du flacon (DVD 1.26); - l’incinération: des déchets et des matériaux à usage unique. 6.2.3.2. Rayons Rayons non ionisants. Parmi eux, on compte les rayons UV (280-200 nm). Ceuxci sont très rapidement absorbés par différentes matières. Aussi, les rayons UV ne sont utilisés que pour la réduction du nombre des germes dans l’air ambiant (salle d’opération, pièce de préparation pharmaceutique) et pour la désinfection de surfaces planes. Rayons ionisants. Deux types de rayons sont utilisés.  Les rayons gamma sont des ondes électromagnétiques qui se produisent lors de la destruction d’un noyau (p. ex., le radio-isotope 60Co).  Les rayons corpusculaires ou particulaires se constituent à partir d’électrons de l’enveloppe du noyau qui sont produits dans les générateurs et accélérés pour un gain d’énergie. Les unités de stérilisation par rayonnement sont utilisées à grande échelle pour la stérilisation des matériaux de pansement, de suture, de dispositifs médicaux synthétiques (DVD 1.23) et des médicaments sensibles à la chaleur.

59

6.2.3.3. Filtration Les liquides et les gaz peuvent être débarrassés des germes par filtration. La plupart des filtres retiennent essentiellement les bactéries et les champignons. Avec des ultrafiltres on peut aussi arrêter les virus, voire de grosses molécules. Un filtre de surface tient son pouvoir de rétention d’une action de tamisage. Les plus connus sont les filtres à membranes, constitués de colloïdes organiques (p. ex., ester de cellulose). Ceux-ci sont disposés en fines couches avec des pores de tailles croissantes calibrées. Pour les filtres de profondeur, la traversée s’opère à travers des couches de matériaux fibreux (p. ex., fibre de verre). Leur action repose principalement sur l’adsorption. 6.2.4. Procédés chimiques de décontamination Oxyde d’éthylène. La stérilisation à l’oxyde d’éthylène est un procédé faisant appel à un gaz très réactif. Ce gaz est un toxique, mutagène, fortement irritant pour la peau et les muqueuses, inflammable. L’oxyde d’éthylène peut être utilisé à des températures basses (20-60°C). Ce gaz a un grand pouvoir de pénétration; il peut ainsi pénétrer dans certains films plastiques. Les microorganismes secs ne peuvent pas être tués par ce procède, ce qui entraîne la nécessité d’une humidité relative de 40-90% dans la chambre de stérilisation. L’oxyde d’éthylène se dissout dans le plastique, le caoutchouc et les matériaux analogues. Le produit stérilisé doit de ce fait être stocké 8-24 heures pour la désorption. Aldéhyde. Le formaldéhyde est un gaz soluble dans l’eau. La formaline est la solution aqueuse du gaz à 35%. Le formaldéhyde peut être utilisé pour la stérilisation gazeuse d’appareils spécifiques, mais il est essentiellement utilisé pour la désinfection. Le formaldéhyde est irritant pour les muqueuses et la peau. Son spectre d’action englobe les bactéries, les champignons et les virus. A plus forte concentration, il est aussi sporicide. Le mode d’action du formaldéhyde repose sur la dénaturation des protéines. Un autre aldéhyde à mentionner, utilisé pour la désinfection des instruments et appareils médicaux est le glutaraldéhyde. Alcools. Pour la désinfection, on utilise l’éthanol (80%), le propanol (60%) et l’isopropanol (70%). Les solutions alcooliques à 100% n’agissent pas à la manière d’un désinfectant mais seulement comme conservateur. Tous les alcools agissent correctement contre les bactéries et les champignons, mais moins bien contre les virus. Les spores bactériennes ne sont pas tuées. Leur domaine principal d’utilisation est l’antisepsie chirurgicale et hygiénique de la peau et des mains, du fait de leur action très rapide et de leur bonne pénétration dans la peau. Un désavantage en est l’absence d’action prolongée. Les alcools dénaturent les protéines. Phénols. Le phénol fut introduit en médecine par Lister, mais n’est plus utilisé sous cette forme de nos jours. En revanche des dérivés phénols avec des substitutions par des groupements organiques et/ou halogénés (alkyle, aryle, halogéné) ont trouvé une large diffusion. Les spores et les virus ne sont pas bien détruits par les phénols. Les phénols dénaturent les protéines. Ils ne sont que peu fixés par les matériaux organiques, d’où leur utilisation pour la désinfection des excrétions organiques. Halogénés. Le chlore, l’iode et leurs dérivés peuvent être désinfectants. Le chlore et l’iode agissent sur tous les microorganismes, y compris les spores. Le chlore d’une part dénature les protéines, par liaison avec les groupements amines libres, et d’autre part se transforme, en solution aqueuse, en acide hypochloreux (HOCl) qui se désagrège en HCl et ½ O2, devenant ainsi un oxydant puissant. Le chlore 60

est utilisé pour la désinfection de l’eau de consommation et de baignade (0,1 à 0,5 mg/l). Le chlorure de chaux peut être utilisé pour la désinfection des excrétions. Les chloramines sont des composés organiques chlorés qui libèrent du chlore en solution aqueuse. Elles sont utilisées pour la désinfection des étables, du linge et des excrétions. L’iode possède des propriétés analogues au chlore. Les préparations les plus importantes sont représentées par des solutions alcooliques d’iode ou d’iodure de potassium (teinture d’iode), qui sont utilisées pour l’antisepsie de la peau et des petits plaies. Les iodophores sont des préparations où l’iode est fixé à des composés actifs de surface (p. ex., le polyvinylpyrrolidon). Les iodophores irritent moins la peau que l’iode pur, mais sont aussi moins efficaces. Oxydants. A ce groupe appartiennent l’ozone, le peroxyde d’hydrogène, le permanganate de potassium, l’acide peracétique. Ils agissent en libérant de l’oxygène. Ils sont utilisés, pour la plupart, comme des antiseptiques doux pour les muqueuses, la peau et les plaies. Substances actives en surface. On compte parmi elles des détergents anioniques, cationiques, amphotères et non ioniques. Les plus efficaces sont des composés cationiques et amphotères. L’action bactéricide de ces substances est moyenne. Elles n’agissent pas sur les bacilles de la tuberculose (exception, l’amphotenside), les spores et les virus sans enveloppes. Elles sont efficaces sur les bactéries Gram positif, moins sur les bacilles Gram négatif. Leur avantage est une faible toxicité, l’absence d’odeur, leur bonne tolérance cutanée et leur action concomitante de nettoyage. 6.2.5. Choix des procédures de stérilisation ou de désinfection La décontamination a trois niveaux d’efficacité: - haut (la stérilisation), - moyen (la désinfection efficace), - bas (l’antisepsie, la désinfection et la décontamination mécanique). La sélection de la stérilisation ou la désinfection en médecine est en relation avec le risque posé par la contamination dans une condition concrète. Il y a trois conditions de risque: - conditions critiques, ayant risque élevé de contamination (contact direct avec le milieu interne). La stérilisation est obligatoire. P. ex., de cathéters veineux ou artériels, des instruments chirurgicaux, la robe du chirurgien, la seringue et l’aiguille, les solutions d’injection et de perfusion; - conditions demi-critique, avec risque intermédiaire de la contamination (contact avec muqueuses intactes). Nécessitent l’utilisation de désinfectants de haut niveau. P. ex., le fibroscope, la sonde urinaire, gastrique ou duodénale, le thermomètre (par voie rectale), l’abaisse-langue, les appareils à ventilation assistée, le cystoscope, l’endoscope; - conditions non-critiques, avec un risque minime de contamination (contact avec la peau intacte). Exigent une désinfection de niveau moyen ou faible. P. ex., les électrodes d’électrocardiographe, le thermomètre, le tensiomètre brassard, le stéthoscope, les mains du personnel médical. 6.2.6. Mesures pratiques de décontamination Mains et peau. Le lavage chirurgical des mains a pour but d’éliminer les germes des mains de l’opérateur (DVD 1.29-1.32). La décontamination suit un lavage soigneux 61

des mains (DVD 1.33). Les préparations alcooliques sont les mieux adaptées bien qu’elles n’aient pas d’action sporicide ni d’action prolongée. Les alcools sont pour cette raison souvent associés avec d’autres produits antiseptiques (p. ex., composé ammonium quaternaire). Les iodophores sont également utilisés. Le lavage hygiénique des mains doit éliminer les germes pathogènes contaminants. Dans cette situation aussi, les solutions alcooliques représentent le premier choix (DVD 1.38-1.48). Pour l’antisepsie de la peau, avant une intervention chirurgicale ou une injection, les solutions alcooliques et/ou les composés iodés sont adaptés (DVD 1.36). La désinfection des surfaces est une mission importante des hôpitaux. Elle devrait être couplée avec le nettoyage. Les dérivés aldéhyde et phénol sont adaptés, combinés avec des substances actives en surface (p. ex., tensides). Désinfection finale. Ce terme désigne la désinfection d’une pièce avec toute son installation après le départ d’un patient infecté. Auparavant, on utilise la vaporisation ou la nébulisation de formaldéhyde (5g/m3). Cette forme de désinfection finale est aujourd’hui remplacée par des procédés plus simples, faisant appel à une désinfection des surfaces et à une pulvérisation avec des produits à base de formaldéhyde. La désinfection des excrétions (selles, crachats, urines, etc.) préfère des produits à forte odeur. Les spores n’ont pas besoin d’être tuées. Les préparations phénoliques sont adaptées. Si nécessaire, l’eau d’élimination des hôpitaux peut être désinfectée par des moyens thermiques (80-100°C). La désinfection des instruments et appareils n’est mis en pratique que si l’utilisation de ceux-ci n’entraîne pas de blessure de la peau ou des muqueuses (p. ex., endoscopes, bronchoscope). Les désinfectants utilisables sont ceux qui possèdent aussi un effet détergent. La désinfection du linge peut se faire soit par des moyens chimiques soit par la chaleur, soit par l’association des deux procédés. Sont utilisables les dérivés phénol, aldéhyde, chlorés et les composés actifs en surface. On préfère la désinfection couplée au programme de lavage. 6.3. Le traitement de l’infection 6.3.1. Généralités Les qualités idéales d’un agent thérapeutique: a. des propriétés antimicrobiennes: - toxique pour les microorganismes, de préférence à effet - cid; - spectre antimicrobien suffisamment large; - ne favorise pas le développement du phénomène de résistance secondaire; b. propriétés pharmacologiques: - l’absence de toxicité pour l’organisme hôte (toxicité sélective); - persistance dans l’organisme un temps suffisamment long; - bonne distribution tissulaire, y compris le liquide céphalorachidien (LCR); - aucune réaction de sensibilisation; - absence d’interaction avec d’autres médicaments; c. conditions économiques: - prix bas. 62

Critères pour la classification des agents thérapeutiques anti-infectieux (1) Par la façon de produire. La différenciation entre les chimiothérapeutiques et les antibiotiques a perdu de son importance. Le terme “antibiotique” est acceptable chez tous les antimicrobiens. (2) Par catégorie de microorganismes sur lesquels ils agissent: anti-bactériennes, anti-virales, anti-fongiques, anti-parasitaires. En médecine, on emploie fréquemment le terme d’«antibiotique» pour tous les médicaments antibactériens même si, au vrai sens du terme, ils n’en sont pas. (3) Par les effets sur les microorganismes: - cid (tue les microorganismes), p. ex., bactéricide; - statique (inhibe réversiblement les microorganismes; en combinaison avec les moyens de défense spécifiques et non spécifiques de l’organisme hôte ont un effet final - cid); p. ex., bactériostatique. 6.3.2. Antibiotiques antibactériens 6.3.2.1. Relation entre la bactérie et l’antibiotique 1 - pharmacocinétique

P

2 - effets secondaires

2 1

5

3 - activité antimicrobienne

6

4 - résistance à l'AM 3

5 - infection, destruction des tissus

AM 4

M

6 - défense antimicrobienne

Figure 37. La complexité de l’interaction entre le patient (P), le microorganisme (M) et un agent antimicrobien (AM)

In vitro, cette relation este définie par: - la concentration minimale inhibitrice (CMI), la plus faible quantité de l’antibiotique qui inhibe la croissance d’une souche bactérienne; - la concentration minimale bactéricide (CMB), la plus petite quantité d’antibiotique qui tue 99,9% des bactéries d’une souche testée. La quantité de l’antibiotique atteinte dans le foyer de l’infection dépend de: la fraction absorbée et la vitesse d’absorption, le volume de distribution, la diffusion tissulaire, la fixation aux protéines, la concentration sérique (sanguine), la concentration tissulaire, le métabolisme, l’élimination. Les relations établies in vivo au cours du traitement sont manifestes dans deux situations opposées: le succès ou l’échec thérapeutique. Les bactéries peuvent être différenciées en: - des bactéries sensibles à un antibiotique: CMI inférieure au niveau moyen de l’antibiotique au foyer d’infection; l’antibiotique, à des doses normales, assure la guérison de l’infection avec une forte probabilité; - des bactéries résistantes à un antibiotique: CMI supérieure au niveau moyen de l’antibiotique au foyer d’infection; l’antibiotique, le plus probable, entraînera l’échec du traitement; 63

- des bactéries intermédiaires à un antibiotique: CMI proche au niveau moyen de l’antibiotique au foyer d’infection; l’effet thérapeutique peut être réalisé que sous certaines conditions: • augmentation de la dose d’antibiotique administré; • l’administration locale de l’antibiotique; • administration des doses habituelles d’antibiotiques si les concentrations urinaires sont plus élevés que les concentrations sériques. - des bactéries tolérantes: le rapport CMB/CMI est ≥ 32 (p. ex., les staphylocoques, les streptocoques). Effets secondaires • Effets toxiques. Il faut mesurer les concentrations des aminoglycosides dans le sang au cours du traitement si un risque d’accumulation existe par altération de l’élimination. • Réactions allergiques. P. ex., allergie aux pénicillines (hypersensibilisation de type I). • Effets secondaires biologiques. Modification ou élimination de la flore normale; la fonction de la flore normale est ainsi altérée. 6.3.2.2. Antibiotiques antibactériennes utilisés Classification des agents antibactériens: (1) Par le mécanisme d’action: • inhibiteurs de la synthèse de la paroi cellulaire; • atteintes de la structure et des fonctions de la membrane cytoplasmique; • inhibiteurs de la synthèse des protéines cellulaires; • inhibiteurs de la synthèse des acides nucléiques. (2) Par le spectre d’action. Le spectre d’action est la somme des espèces qui sont naturellement sensibles à une substance antimicrobienne: • Spectre étroit (activité seulement sur les bactéries à Gram-positif, les bactéries à Gram-négatif ou les b.a.a.r); • Spectre large (les bactéries à Gram-positif, les bactéries à Gram-négatif et les bactéries atypique).

Figure 38. Mécanismes d’action des antibiotiques

64

I. Inhibiteurs de la synthèse de la paroi cellulaire Ia. Les antibiotiques qui inhibent la synthèse du peptidoglycane (muréine) Antibiotiques bêta-lactames: • structure chimique: contient le cycle β-lactame, qui est la partie efficace de la molécule; • mécanisme d’action: blocage de la synthèse de muréine. Ils sont attachés aux enzymes de la membrane cytoplasmique (p. ex., transpeptidases), nommées protéines liant la pénicilline (PLP), inhibant la synthèse du peptidoglycane au cours de la dernière phase; • effet antibactérien: bactéricide pendant la division cellulaire; • mécanismes de résistance: - modification du PLP: par mutation ou acquisition d’un gène de résistance qui code une PLP ayant une plus faible affinité; - imperméabilité de la membrane externe ou efflux; - synthèse de β-lactamases - mécanisme le plus fréquent (aux bactéries gram-positif et gram-négatif, aérobies ou anaérobies).

Figure 39. Noyau de base des pénicillines

(1) Pénicillines Pénicillines de biosynthèse • représentants: - la benzylpénicilline (pénicilline G) - la forme parentérale (intraveineuse ou intramusculaire) de la pénicilline, - la phénoxyméthylpenicilline (pénicilline V) - la forme orale de la pénicilline, - la benzatine benzylpénicilline - pénicilline à libération lente. • spectre antibactérien: cocci et bacilles à Gram positif, cocci à Gram négatif, les bactéries anaérobies, sauf B. fragilis, spirochètes. Pénicillines semi synthétiques a. Pénicillines résistantes aux pénicillinases des staphylocoques (groupe M) • représentants: - la méthicilline (première pénicilline résistante aux pénicillinases, n’est plus employée de nos jours), - l’oxacilline. • spectre antibactérien: staphylocoques produisant des pénicillinases (βlactamases). 65

b. Les aminopénicillines (pénicilline A) • représentants: p. ex., ampicilline, amoxycilline, • spectre antibactérien: actif sur les Enterobacteriaceae et les bactéries à Gram positif, mais labile face aux β-lactamases. c. Pénicillines à spectre élargi (acylaminopénicillines) • représentants: - carboxipénicillines (p. ex., ticarcilline). Spectre antibactérien: Enterobacteriaceae, Pseudomonas; labile face aux β-lactamases, - ureidopénicillines (p. ex., pipéracilline). Spectre antibactérien: Enterobacteriaceae, Pseudomonas, les entérocoques, les anaérobies; labile face aux β-lactamases. d. Pénicillines associés à inhibiteurs de β-lactamase • représentants: ampicilline/ sulbactam, amoxycilline/ acide clavulanique, ticarcilline/ acide clavulanique, pipéracilline/ tazobactam. (2) Céphalosporines Groupe 1 • représentants: p. ex., céfalotine (parentéral), céphalexine (oral), • spectre antibactérien: bactéries à Gram positif et en partie à Gram négatif, • stable vis-à-vis des β-lactamases des staphylocoques; instable vis-à-vis des β-lactamases des bactéries à Gram négatif. Groupe 2 • Céphalosporines proprement dites: p. ex., céfuroxime (parentéral), céfuroxime axetil (oral) - spectre antibactérien: ▪ bactéries à Gram positif - spectre identique au groupe 1, ▪ bactéries à Gram négatif - spectre plus large que groupe 1 du fait d’une plus grande stabilité vis-à-vis de quelques β-lactamases. • Céphamycines: p. ex., céfoxitine, céfotétan (parentéral) - spectre antibactérien: actif sur les anaérobies à Gram négatif, sinon idem groupe 2. • Carbacéphèmes: loracarbef (oral) - spectre antibactérien: staphylocoques, streptocoques, Haemophilus spp., Moraxella catarrhalis, P. aeruginosa. Groupe 3 • représentants: p. ex., céfotaxime, ceftriaxone, ceftazidime (parentéral), céfixime, cefpodoxime proxetil (oral) • spectre antibactérien: - spectre plus large que groupes 1 et 2 pour les bactéries à Gram négatif du fait d’une plus grande stabilité vis-à-vis de nombreuses β-lactamases, - faible activité contre les staphylocoques, - ceftazidime actif contre P. aeruginosa. Groupe 4 • représentants: céfépime, cefpirome (parentéral), 66

• spectre antibactérien: identique au groupe 3, P. aeruginosa; bonne activité sur les staphylocoques. (3) Monobactames • bêtalactamine monocyclique, • représentant: aztréonam (parentéral), • spectre antibactérien: seulement bacilles à Gram négatif (Enterobacteriaceae et P. aeruginosa); très grande stabilité vis-à-vis des βlactamases. (4) Carbapénèmes • groupe 1: p. ex., imipénèm, meropénèm (parentéral) - spectre antibactérien: très large spectre et grande activité contre les bactéries à Gram positif et à Gram négatif, anaérobies incluses. • groupe 2: p. ex., ertapénèm (parentéral) - spectre antibactérien: spectre du groupe 1, mais activité faible contre Pseudomonas et Acinetobacter. Glycopeptides • représentants: vancomycine, teicoplanine (parentéral), • spectre antibactérien: seulement contre les bactéries à Gram positif; actif contre les staphylocoques méthicilline-résistants, • effets secondaires: néphrotoxicité, allergie, thrombophlébite. Fosfomycine (parentéral) • bactéricide, • développement rapide de résistance, • spectre antibactérien: spectre large. Bacitracine (en topique). Du fait de sa toxicité lors d’une prise orale, la bacitracine n’est utilisée qu’en application locale. Actif sur les bactéries à Gram positif. Ib. Les antibiotiques qui inhibent la synthèse des acides mycoliques ou de l’arabinogalactane, structures de la paroi cellulaire des Mycobacterium Isoniazide • structure chimique: isonicotinyl hydrazine (INH), • mécanisme d’action: inhibe la synthèse de l’acide mycolique par inhibition des enzymes nécessitant comme coenzyme le pyridoxal ou la pyridoxamine, • spectre antibactérien: le complexe Mycobacterium tuberculosis (antituberculeux). Pyrazinamide • spectre antibactérien: le complexe M. tuberculosis sans M. bovis. M. bovis présente une résistance naturelle au pyrazinamide, • bactéricide sur les bacilles intracellulaires et sur les bacilles à métabolisme lent contenus dans le caséum. Pour être actif, le pyrazinamide nécessite un pH acide et la présence d’une pyrazinamidase qui permet de transformer le pyrazinamide en acide pyrazinoïque, le composé actif, qui agirait en inhibant la synthèse des acides gras à chaînes courtes du M. tuberculosis. 67

Éthambutol • spectre antibactérien: les mycobactéries du complexe tuberculosis (M. tuberculosis, M. africanum, M. bovis) et les mycobactéries atypiques (M. avium, M. kansasii, M. xenopi), • bactériostatique, • actif principalement sur les populations extracellulaires de bacilles. II. Antibiotiques avec action sur la membrane des cellules • représentants: polymyxine B, colistine, • oral et topique, • effet bactéricide, • spectre antibactérien: Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Acinetobacter, • résistance acquise rare, • neurotoxique et néphrotoxique d’où une utilisation limitée à des cas spéciaux. III. Inhibiteurs de la synthèse des protéines IIIa. Inhibiteurs de la synthèse des protéines (sous-unité 30S) Aminoglycosides • mécanisme d’action: erreur de lecture du code génétique par la fixation irréversible à la sous-unité 30S, • bactéricide, • représentants: - Streptomycine - rarement utilisée (tuberculose), - Néomycine - utilisation orale (décontamination digestive) ou topique, - Gentamicine, tobramycine, amikacine, netilmicine, sisomicine ▪ spectre large: - bacilles à Gram négatif facultatives anaérobies (Enterobacteriaceae) et staphylocoques, - P. aeruginosa (gentamicine, tobramycine, amikacine), - effet synergique avec les pénicillines ou les glycopeptides sur les entérocoques. ▪ administration parentérale, ▪ ototoxicité et néphrotoxicité, ▪ traitement avec contrôle des taux sanguins. • mécanismes de résistance: l’inactivation enzymatique (aminoglycosidases) est le mécanisme de résistance le plus souvent. Tétracyclines • représentants: tétracycline, doxycycline, • mécanisme d’action: les tétracyclines bloquent la fixation de l’aminoacylARNt au ribosome (sous-unité 30S), • effet bactériostatique, • oral et parentéral, • spectre antibactérien: spectre large, comprenant bactéries à Gram positif et bactéries à Gram négatif, aérobies (sans P. aeruginosa) et anaérobies, spirochètes, mycoplasmes, Chlamydiae et rickettsies, 68

• résistance fréquente, • chez les petits enfants (< 8 ans), dépôt au niveau des dents; phototoxicité, • contre-indications: enceintes. IIIb. Inhibiteurs de la synthèse des protéines (sous-unité 50S) Phénicols • représentants: chloramphénicol, thiamphénicol, • mécanisme d’action: bloquent la peptidyl-transférase du ribosome et l’allongement des chaînes (sous-unité 50S), • action bactériostatique; bactéricide contre H. influenzae, N. meningitidis, S. pneumoniae, • spectre large, similaire à celui de la tétracycline; excellente activité contre les bactéries intracellulaires et anaérobies, • oral et parentéral, • produit des concentrations actives dans les tissus et le LCR, • risque d’aplasie médullaire. Groupe MKLS • mécanisme d’action: bloquent la peptidyl-transférase du ribosome et l’allongement des chaînes (sous-unité 50S). √ Macrolides • représentants: érythromycine, clarithromycine, roxithromycine, azithromycine, • effet bactériostatique, • spectre antibactérien: actifs sur les cocci à Gram positif et à Gram négatif, les Chlamydiae, les mycoplasmes, Legionella, Campylobacter, Helicobacter, • oral et parentéral. √ Kétolides • représentant: télithromycine, • effet bactériostatique, • spectre antibactérien: actif sur de nombreuses souches résistantes aux macrolides. √ Lincosamides • représentants: clindamycine • spectre antibactérien: actif envers les bactéries à Gram positif et les anaérobies à Gram négatif, • bonne pénétration dans le tissu osseux, • oral et parentéral. √ Streptogramines (groupes A et B) • représentants: quinupristine/dalfopristine, • spectre antibactérien: essentiellement sur les bactéries à Gram positif, • chacun des deux composés a une action bactériostatique, mais l’association est synergique, bactéricide, • parentéral. 69

Oxazolidinones • représentant: linézolide, • mécanisme d’action: inhibition de la traduction (inhibe la formation du complexe ribosomal d’initiation 70S), • effet bactériostatique, • spectre antibactérien: seulement contre des bactéries à Gram positif, • pas de résistance croisée avec d’autres inhibiteurs de la traduction, • oral et parentéral. IIIc. Autres inhibiteurs de la synthèse des protéines Acide fusidique • seulement contre les bactéries à Gram positif, • blocage de la traduction, • bactériostatique, • développement de la résistance fréquent, • oral et parentéral. Mupirocin • spectre antibactérien: bactéries à Gram positif, • est utilisé dans les applications locales pour la stérilisation des porteurs nasaux de S. aureus, y compris les souches résistantes à la méthicilline. IV. Inhibiteurs de la synthèse des acides nucléiques Quinolones • structure chimique: contiennent un noyau quinolone; les fluoroquinolones sont des dérivés contenant un ou plusieurs atomes de fluor, • mécanisme d’action: Les quinolones ciblent les topoïsomérases II (ADN gyrase, qui contrôle le surenroulement de l’ADN) et IV, empêchant la réplication de l’ADN bactérien. √ 1ère génération • représentants: acide nalidixique, • spectre antibactérien: les bactéries à Gram négatif de la famille Enterobacteriaceae (infections urinaires non compliquées). √ 2ème génération • représentants: norfloxacine, ciprofloxacine, péfloxacine, énoxacine, • spectre antibactérien: bonne activité contre les bactéries à Gram négatif (y compris P. aeruginosa), action moyenne envers les bactéries à Gram positif (staphylocoques méthicilline-sensibles), Chlamydiae et mycoplasmes. Pas d’action sur les anaérobies, • norfloxacine, péfloxacine - seulement dans les infections des voies urinaires, √ 3ème génération • représentants: lévofloxacine, • spectre antibactérien: meilleure activité contre les bactéries à Gram positif (Streptococcus pneumoniae, S. pyogenes), les Chlamydiae et les mycoplasmes. 70

√

4ème génération • représentants: moxifloxacine, trovafloxacine, • spectre antibactérien: spectre d’action identique au groupe 3, avec une action supplémentaire contre les anaérobies.

Rifampicine • appartient aux ansamycines, • mécanisme d’action: inhibe la transcription en se liant à ARN polymérase, • spectre antibactérien: actif sur Mycobacterium spp., les cocci à Gram positif (staphylocoques), les cocci à Gram négatif (Neisseria spp.), coccobacilles à Gram négatif (Haemophilus influenzae), Legionella pneumophila, • bactéricide, • développement de résistance rapide, indiquant une association thérapeutique. Inhibiteurs de la synthèse de l’acide folique √ Sulfamides • représentants: sulfanilamide, sulfaméthoxazole, • structure chimique: dérivés de la sulfanilamide, homologue structural de l’acide p-aminobenzoïque, • mécanisme d’action: les sulfamides entrent en compétition avec l’acide para-aminobenzoïque en tant que substrat pour la dihydroptéroate synthétase. La dihydroptéridine est un produit intermédiaire de la synthèse de l’acide folique. • action exclusivement bactériostatique, • spectre antibactérien large: cocci et bacilles à Gram positif, cocci et bacilles à Gram négatif, sauf P. aeruginosa, A. israelii, Chlamydia, • dapsone (oral) est utilisée pou le traitement de la lèpre, • prédominance oral, • résistance fréquente. √ Triméthoprime • inhibition de la dihydrofolate réductase, • spectre large, • oral. √ Cotrimoxazol (sulfaméthoxazole/ triméthoprime) • association synergique de sulfaméthoxazole/ triméthoprime (blocage de la même voie métabolique par étapes successives), • bactéricide, • administration orale et parentérale.

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Acide para-aminobenzoïque + Ptéridine Ptérine synthéthase

Acide dihydropteroic Dihydrofolate synthétase

Acide dihydrofolic Réductase de dihydrofolate

Acide tetrahydrofolic Thymidine

Thymidine Purines

Figure 40. Le cotrimoxazole montre un effet antibactérien synergique une fois comparé à chacun de ses composants administrés séparément. C’est parce que le triméthoprim et le sulfamethoxazole empêchent des étapes successives de la synthèse de l’acide folique.

Métronidazole • structure chimique: dérivé de nitroimidazole, • mécanisme d’action: des intermédiaires résultant de l’action du nitrate réductase bactérienne interagit avec l’ADN, • effet bactéricide, • spectre antibactérien: contre les bactéries anaérobies strictes; protozoaires, • oral, parentéral, topique. Nitrofuranes • représentants: nitrofurantoïne, furazolidone, • spectre antibactérien: bacille à Gram négatif de la famille Enterobacteriaceae (sans Proteus), cocci à Gram positif (Staphylococcus, Enterococcus), • effet bactéricide, • seulement oral, • nitrofurantoïne est utilisée seulement dans les infections des voies urinaires. 6.3.3. Résistance bactérienne aux antibiotiques La résistance naturelle est un caractère d’espèce. La résistance naturelle détermine le spectre d’action naturel d’un anti-infectieux. La résistance acquise est un caractère de souche. La résistance acquise détermine le spectre d’action actuel d’un anti-infectieux. La résistance aux antibiotiques est un phénomène biologique naturel, amplifié et accéléré par: - pression de sélection exercée par l’usage irrationnel des antibiotiques; - propagation, parfois à de grandes distances, des clones résistants.

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Les mécanismes biochimiques d’expression des gènes de résistance: - diminution de la perméabilité de la paroi cellulaire; p. ex., résistance des Pseudomonas vis-à-vis des carbapénèmes; - exclus par efflux actif des antibiotiques vers le milieu extracellulaire; p. ex., résistance aux tétracyclines; - modification de la structure cible, la nouveau molécule cible ayant une plus faible affinité vis-à-vis de certains antibiotiques; p. ex., résistance à la méthicilline des staphylocoques; - inactivation enzymatique de l’antibiotique; p. ex., bêta-lactamases, aminoglycosidases. L’altération des récepteurs empéche les antiobiotiques de s’ajuster Antibiotique

La diminution de la perméabilité de la membrane emêche l’antibiotique d’entrer Antibiotiques refoulés de la cellule par la pompe

Pompe Antibiotique refoulé Les antibiotiques sont decomposes par les enzymes

Figure 41. Mécanismes de résistance à l’antibiotique

Mécanismes génétiques de résistance aux antibiotiques - la mutation, - le transfert horizontal de gènes de résistance par transformation, transduction, conjugaison. La résistance plasmidique aux antibiotiques concerne 80 à 90 % des résistances bactériennes, rencontrées surtout en milieu hospitalier. Souvent le plasmide code pour une résistance à plusieurs antibiotiques. La transmission inter-bactérienne se fait par conjugaison par les pili sexuels. La résistance chromosomique se fait par mutations. Sensible à la pression de sélection des antibiotiques (sélection et émergence des mutants résistants par l'antibiotique qui élimine les bactéries sensibles). 6.3.4. Critères de l’initiation et de surveillance de l’antibiothérapie 6.3.4.1. Opportunité du traitement antibactérien L’initiation du traitement avec des antibiotiques exige des arguments cliniques et de laboratoire. • Les arguments cliniques: - pneumonies lobaires, - infections génito-urinaires, - méningites purulentes, - endocardites aigües et subaigües, - cellulites nécrosantes, 73

- fièvre prolongée chez les patients présentant une cardiopathie valvulaire, - fièvre chez les patients neutropéniques ou avec des prothèses cardiaques, des joints, dérivations, cathéters veineux. • Les critères de laboratoire: - leucocytose avec neutrophilie, - des niveaux élevés de la procalcitonine, CRP, fibrinogène, VSH, - isolement et l’identification de l’agent étiologique. 6.3.4.2. Critères pour choisir les antibiotiques appropriés a. La sensibilité aux antibiotiques de l’agent étiologique. Le traitement empirique est fondé sur une évaluation de l’agent étiologique susceptible probable - lorsque l’administration des antibiotiques est urgente. Ce traitement sera réévalué après 2-3 jours par rapport aux résultats de l’antibiogramme. Le traitement ciblé est adapté à la sensibilité de la souche isolée telle que déterminée par antibiogramme. Méthodes de tester in vitro de la sensibilité aux antibiotiques d’une souche bactérienne (1) Méthodes quantitatives (détermination du CMI)  méthode de dilution dans un milieu liquide,  méthode de dilution dans un milieu solide,  E-test (DVD 4.06, 4.14). Principe: un inoculum standardisé de la souche testée est inoculé dans un gradient discontinu de concentrations d’antibiotiques; la CMI est déterminée après incubation. Indications: - précisant la catégorie de sensibilité pour les souches classées intermédiaires par l’antibiogramme par diffusion; - détermination de la sensibilité des bactéries exigeantes; - contrôle de la sensibilité à la pénicilline des souches de S. pneumoniae isolées du sang ou du LCR; - détermination de la résistance de S. aureus à la vancomycine; - les tests de sensibilité à la pénicilline des souches de streptocoques viridans isolées de l’endocardite. Méthode de dilution en milieu liquide Procédure:  on fait de doubles dilutions successives d’antibiotiques dans bouillon Mueller-Hinton; 5  on ajoute à chaque tube 0,1 mL de la suspension 10 UFC/mL de la souche test;  on effectue un témoin de croissance de la souche à tester et un contrôle de la stérilité du milieu de culture;  on incube à 35°C pendant 18-24 heures. Contrôle de qualité: en parallèle on travaille de manière similaire avec une souche de référence (ATCC - American Type Culture Collection), qui vérifie la conformité à la norme des conditions de travail.

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Figure 42. La méthode de dilution en milieu liquide. On utilise une série de milieux de culture avec concentration croissante, de raison 2, de l’antibiotique, on ensemence avec la souche à tester, on incube et on détermine la concentration la plus faible qui inhibe la croissance

Lecture et interprétation:  La CMI correspond à la plus faible concentration de l’antibiotique, exprimée en µg/mL, entraînant une inhibition visible de la croissance par rapport aux témoins de croissance de la souche à tester et le contrôle de la stérilité;  Nous relions cette valeur pour les deux concentrations critiques, maximale (C) et minimale (c) de définir la souche S, R ou I. Le résultat est rendu après avoir vérifié que les niveaux CMI de la souche de référence sont entre les normes reconnues. ≤c

Sensible

≥C

Intermédiaire

Résistante

Les concentrations critiques inférieure (c) et supérieure (C) permettent de définir les catégories: sensible, intermédiaire et résistante: - la bactérie sensible: la CMI de l’antibiotique pour la bactérie étudiée est plus faible que la concentration critique inférieure. Cet antibiotique peut être utilisé pour éliminer in vivo ce germe. - la bactérie intermédiaire: la CMI est comprise entre les deux concentrations critiques. - la bactérie résistante: la CMI est supérieure à la concentration critique supérieure. Il n’est pas possible d’éliminer, in vivo, ce germe avec cet antibiotique. Avantages: la détermination précise des CMI; la détermination fiable de la sensibilité aux antibiotiques. Inconvénients: un seul antibiotique testé en utilisant une grande quantité de matériel et milieux de culture. (2) Méthodes qualitatives L’antibiogramme par diffusion en milieu gélosé Principe. L’antibiotique est présent en quantité connue dans un disque de papier filtre. Lorsque le disque est déposé à la surface du milieu de culture agar Mueller-Hinton, ensemencé de manière uniforme avec la souche bactérienne testée, l’antibiotique diffuse 75

en créant un gradient de concentration; la culture est inhibée dans la zone où les concentrations d’antibiotiques sont ≥ CMI. La bactérie ensemencée sur ce milieu va entrer en contact avec des concentrations variables d’antibiotique. Pour une concentration en antibiotique supérieure à la CMI sa croissance sera donc arrêtée. L’inhibition se traduira donc par une zone circulaire où il n’y a pas de croissance visible (absence de colonies). Le diamètre de cette zone est proportionnel à la sensibilité de la souche vis à vis de cet antibiotique. Indications. Les tests habituels/ usuels de la sensibilité aux antibiotiques des souches à croissance rapide. Matériels. Parce que la technique doit être standardisée, on utilise: - milieu agar Mueller-Hinton de 4 mm d’épaisseur; - disques d’antibiotiques contenant des concentrations précises d’antibiotiques; - inoculum préparé d’une culture pure de 18 heures, ayant une concentration de l’ordre de 108 UFC par mL, évalué par rapport au standard de 0,5 Mac Farland.

a

b

Figure 43. Méthode de diffusion en milieu agar. Avec ce procédé, aussi appelé méthode des disques, on vérifie la sensibilité d’une culture bactérienne à différents antibiotiques. Cette méthode permet de classer les souches bactériennes en catégorie sensible, résistante ou intermédiaire, en fonction de la zone d’inhibition. a. Antibiogramme par diffusion en milieu agar d’un souche de S. aureus isolée d’une hémoculture; b. On vérifie toujours la qualité des matériaux et conformité à la technique standardisée en utilisant une souche de référence (p.ex., S. aureus ATCC 25923)

Technique. - on imprègne un coton-tige stérile avec l’inoculum, par lequel la surface de la gélose Mueller-Hinton sera ensemencée; - on dépose des disques d’antibiotiques sur la surface du milieu, à 3 cm les uns des autres (DVD 4.02); - on incube à 35°C pendant 18-24 heures. Pendant l’incubation, l’antibiotique diffuse dans le milieu de culture, en réalisant des concentrations décroissantes par rapport à la distance au centre du disque. La culture est inhibée dans la zone où les concentrations d’antibiotiques sont ≥ CMI. 76

Contrôle de qualité. En même temps on fait la même procédure avec une souche de référence (ATCC) qui a conservé sa sensibilité naturelle aux antibiotiques testés, pour vérifier la conformité à la norme des conditions de travail (DVD 4.03). Lecture et interprétation. Le diamètre de la zone d’inhibition de culture autour du disque (en mm) (DVD 4.01), est comparé aux deux diamètres critiques déterminés par des experts. Lorsque cette valeur est ≥ au diamètre critique supérieur (D), la souche est considérée sensible (S). Lorsque cette valeur est ≤ au diamètre critique inférieur (d), la souche est considérée résistante (R). Lorsque le diamètre mesuré se situe entre les valeurs des deux diamètres critiques, la souche est considérée intermédiaire (I) (DVD 4.04, 4.08-4.12, 4.15-4.16). ≥D

Sensible

≤d

Intermédiaire

Résistante

Avantages: la possibilité de tester simultanément la sensibilité à plusieurs antibiotiques. Inconvénients: parfois il n’y a pas de correspondance entre les résultats obtenus in vitro avec des résultats de la thérapie in vivo. b. Le siège de l’infection. On utilise des antibiotiques qui rendent des concentrations actives dans le foyer d’infection. Nous considérons l’absorption d’antibiotiques, la liaison aux protéines sériques, la diffusion dans les tissus, leur capacité à surmonter les obstacles anatomiques (de nombreux antibiotiques rendent de faibles concentrations dans le LCR, l’os, de la prostate, des yeux), l’élimination des antibiotiques sous la forme active dans l’urine ou la bile. c. Les caractéristiques individuelles: • Age. Pour les nouveau-nés et les nourrissons il est préférable d’utiliser les bêta-lactamines ou macrolides. • Des conditions physiologiques. Pendant la grossesse ou l’allaitement sont utilisés des bêta-lactamines ou macrolides. • Lésions organiques. Chez les patients présentant une insuffisance hépatique ou rénale les antibiotiques néphrotoxiques ou hépatotoxiques ne sont pas utilisés. • Allergies. P. ex., aux pénicillines de biosynthèse. • L’immunosuppression. Dans ce cas, on doit utiliser des antibiotiques bactéricides. d. Les critères écologiques. Les antibiotiques à large spectre peuvent perturber l’équilibre du microbiote indigène et favorise la prolifération de souches résistantes e. Le critère économique. L’antibiotique avec le prix le plus bas est choisi. 77

6.3.4.3. Association antibiotique Elle désigne l’administration simultanée de deux ou plusieurs antibiotiques. Avec une association antibiotique, on poursuit les buts suivants: - Élargissement du spectre d’action: dans les infections polymicrobiennes avec des agents infectieux de sensibilité différentes; dans l’antibiothérapie empirique. - Ralentissement du développement de résistance: dans le traitement de la tuberculose; dans l’utilisation d’anti-infectieux contre lesquels les bactéries développent rapidement des résistances. - Potentialisation de l’action: dans les infections graves pour lesquelles une activité bactéricide est nécessaire. P. ex., pénicilline avec gentamicine pour le traitement des endocardites causées par des entérocoques ou des streptocoques. L'association aux bêta lactamines facilite la pénétration de l'aminoglycoside dans le streptocoque et entraîne une synergie bactéricide. 6.3.4.4. Appréciation de l’efficacité de l’antibiothérapie • Les critères cliniques: la réduction de la fièvre, l’amélioration de l’état général • Les critères de laboratoire: - non spécifiques: diminution de la CRP, la procalcitonine, le fibrinogène. - spécifiques: négativité des examens bactériologiques; évaluation du pouvoir bactéricide du sérum; le dosage des antibiotiques dans le sang.

78

7. Les méthodes de la microbiologie clinique pour le diagnostic des infections Olivia S. Dorneanu, Cătălina Luncă

Comme pour tout diagnostic bactériologique, la qualité du prélèvement réalisé chez le patient va conditionner la qualité de l’examen et du résultat. Ceci est particulièrement vrai pour les prélèvements ouverts réalisés lors d’infections bronchopulmonaires et O.R.L. Le seul examen bactériologique valable concernant les sécrétions bronchiques purulentes (lors de surinfection de bronchite chronique, de BPCO et surinfection de bronchite aigüe) est celui réalisé sur des sécrétions recueillies au lever, en fait lors de la toilette spontanée des bronches au réveil. Ainsi, les contaminations par la salive ou lors du passage au carrefour rhinopharyngé sont sans conséquences. Même les tests de laboratoire les plus avancés ne peuvent pas offrir de meilleurs résultats que la qualité des prélèvements examinés. Des prélèvements de qualité - des résultats utiles possibles. Des prélèvements de mauvaise qualité - résultats faux, inutiles; l’argent gaspillé. 7.1. Les règles d’échantillonnage o la sélection des échantillons: Le microorganisme est cherché à la lésion provoquée, la porte d’entrée, dans le sang, à la voie d’élimination. Le véritable produit pathologique est celui dans lequel on trouve le microorganisme qui a causé la maladie. Les microorganismes sont répartis uniformément dans le sang, le liquide céphalo-rachidien et l’urine, mais leur répartition est inégale dans les crachats, les exsudats et les fèces. L’examen macroscopique du produit pathologique peut éliminer les enchantions inappropriées (p. ex., la salive au lieu de crachat) et peut guider le diagnostic (p. ex., LCR clair pour l’étiologie virale et LCR trouble ou purulent pour l’étiologie bactérienne). o la récolte des produits pathologiques doit se faire avant le traitement antibiotique; avertissement de laboratoire lorsque le patient avait reçu des antibiotiques avant la collecte d’échantillons! o les produits pathologiques doivent être en quantité suffisante; o la récolte doit être faite de façon aseptique pour empêcher la contamination des échantillons par des microorganismes de l’environnement extérieur ou du microbiote indigène; o les récipients et les instruments doivent être appropriés pour la récolte: des récipients stériles à usage unique, à col large et avec couvercles qui ferment hermétiquement; o utilisation du milieu de transport et de réfrigération pour le transport et le stockage des échantillons (on ne doit pas réfrigérer les produits pathologiques 79

qui peuvent contenir des bactéries sensibles au froid: les méningocoques, les gonocoques, les pneumocoques et Haemophilus spp.); o le bulletin d’analyse du produit et la demande d’analyse comprend l’information pour l’identification des échantillons (nom, âge, date de la collecte), pour le choix de la technique de travail (diagnostic présomptif, la nature de l’échantillon, l’examen exigé, le stade évolutif de la maladie), les renseignements sur les récoltes et le transport des échantillons. 7.2. Les méthodes de la microbiologie clinique Le laboratoire utilise pour le diagnostic des infections des méthodes directes et des méthodes indirectes. 7.2.1. Les méthodes directes (examen microbiologique) Les méthodes directes cherchent la présence du microorganisme infectant. • Les techniques rapides i. L’examen microscopique direct 1. Donne des informations sur la qualité des prélèvements contaminés, par le calcul du score de la qualité en fonction de la présence dans le produit pathologique des leucocytes, des cellules épithéliales et de la fibrine. Les cellules inflammatoires (leucocytes) et la fibrine sont associées à l’inflammation, mais les cellules épithéliales sont associées à la contamination. 2. Les caractères de la réaction inflammatoire: la présence de neutrophiles suggère une infection bactérienne, mais les lymphocytes montrent une infection virale ou de la tuberculose. 3. La bactérioscopie fournit des informations quantitatives (nous voyons une bactérie sur le champ microscopique lorsque leur concentration dans le produit pathologique est 105 UFC/mL) et qualitatives (l’identification de bactéries). ii. La détection des antigènes microbiens dans les exsudats, le sérum, l’urine, les selles par des réactions antigène-anticorps. iii. La détection des acides nucléiques (ADN et ARN) par les méthodes de la biologie moléculaire: PCR (réaction en chaîne par polymérase est une réaction d’amplification génique). • L’isolement du microorganisme infectieux est la technique de référence. On établit la signification clinique des isolats en fonction de leur pathogénicité, la charge microbienne normale (condition microbiologique) des prélèvements et le contexte clinique. 1. les prélèvements non contaminés: le microorganisme isolé est celui qui produit l’infection; 2. les prélèvements contaminés sur la voie de l’élimination: - les microorganismes qui n’appartiennent pas au microbiote indigène ont une signification clinique (infectant); - les microorganismes du microbiote indigène doit être dans une certain quantité et significativement associés avec des cellules inflammatoires pour avoir une signification clinique. 80

3. les prélèvements qui viennent des zones habituellement colonisées: les microorganismes stricts pathogènes ont une signification clinique. 7.2.2. Les méthodes indirectes de diagnostic cherchent la réponse de l’organisme humaine contre l’agent étiologique: • non spécifiques: le nombre des leucocytes et la formule leucocytaire du sang, VS (la vitesse de sédimentation des hématies), CRP; • spécifiques: suivent la réponse immunitaire du patient contre les antigènes du microorganisme infectieux par les tests: a. in vitro - le diagnostic sérologique; b. in vivo - l’intradermoréaction. A. Le diagnostic sérologique Les indications du diagnostic sérologique: - l’agent étiologique se trouve dans des endroits inaccessibles à l’échantillonnage; - l’agent étiologique est non cultivable; - l’isolement de l’agent étiologique a été impossible en raison des déficiences de l’investigation microbiologique; - il y a des doutes concernant la signification clinique des isolats obtenus. - Le diagnostic sérologique dépend de: - l’aptitude du patient de développer une réponse immunitaire; - le temps jusqu’à l’apparition d’anticorps. La simple présence d’anticorps ne signifie pas nécessairement qu’il s’agit d’une maladie aigüe, mais il pourrait s’agir d’anticorps qui restent après une infection antérieure. Nous devons distinguer les anticorps produits en réponse à une infection aigüe de ceux qui restent après une infection antérieure. Le taux (titre) d’anticorps est l’inverse de la dilution maximale du sérum du patient qui donne un résultat positif avec une quantité connue et constante de l’antigène. Les critères de signification clinique d’anticorps isolés:  sur deux prélèvements espacés de 10 à 14 jours (sérum aigu et convalescent): - la séroconversion: l’absence d’anticorps dans le premier échantillon et leur présence dans le deuxième échantillon; - la dynamique significative: le titre d’anticorps dans le deuxième échantillon est quatre fois plus élevé que dans le premier test.  sur un seul échantillon de sérum: - le titre significatif: un titre d’anticorps suffisamment élevé et qui ne se confond pas avec des anticorps résiduels; - la détermination des anticorps IgM (les anticorps de réponse primaire immunitaire) pour le diagnostic des infections aigües et le diagnostic précoce des infections congénitales (les anticorps IgM ne passent pas à travers le placenta). B. Les intradermoréactions: on injecte par voie intradermique une quantité fixe d’antigène et on suit, selon le cas, la réaction de sensibilisation ou la réaction de neutralisation apparaissant. 81

7.2.3. Les réaction antigène-anticorps utiles dans les laboratoires de microbiologie L’antigène (Ag) est une substance normalement étrangère à l’organisme qui provoque une réponse immunitaire spécifique quand elle est introduite dans un organisme et qui est capable de se lier spécifiquement à un anticorps. L’anticorps (Ac) est une protéine produite par un lymphocyte B en réponse à une stimulation par un antigène et capable de se combiner avec cet antigène pour former un complexe antigène-anticorps. Caractéristiques de la liaison antigène-anticorps: - cette association nécessite une bonne complémentarité stérique entre les 2 sites réactifs; - c’est une réaction spécifique et réversible. Il y a trois zones:  la prozone signifie excès d’anticorps et les complexes immuns sont de petite taille. Il faut faire attention pour éviter les faux négatifs.  la zone d’équivalence. Tous les anticorps spécifiques sont attachés à l’antigène. Il n’existe pas d’anticorps libres ou d’antigènes libres.  la zone d’excès d’antigène. La taille des complexes immuns diminue. I. Les réactions de précipitation (immunoprécipitation) en milieu liquide ou en milieu gélifié. Ce sont des réactions qui apparaissent entre un antigène soluble et 1’anticorps précipitant. Le précipité est dû à la formation d’un réseau macromoléculaire tridimensionnel. Peu sensibles. A. Précipitation en milieu liquide Test de l’anneau (ring test) est un test qualitatif. On introduit dans un tube des antigènes et des anticorps; lorsqu’ils sont à l’équivalence, ils forment des complexes et précipitent en formant un anneau à la limite de séparation entre les deux réactifs. B. Précipitation en milieu gélifié Les molécules peuvent diffuser dans toutes les directions, formant un gradient de concentration. On observe un arc de précipitation à l’endroit où il y a l’équivalence. 1. Technique de Mancini. On remplit des puits avec un antigène de concentrations différentes, dans une gélose remplie d’anticorps contre cet antigène. On observe des cercles de précipitation dont le diamètre est proportionnel à la concentration d’antigène. On peut alors doser l’antigène. 2. Immunoélectrophorèse. Cette technique permet d’analyser des mélanges complexes d’antigène. On effectue une électrophorèse de ce mélange afin de séparer les antigènes. On peut ainsi analyser jusqu’à une trentaine de protéines. II. Les réactions d’agglutination (immunoagglutination) Après l’interaction entre un anticorps agglutinant spécifique (IgM, IgG) et un antigène particulaire, on obtient des agglutinats visibles à l’oeil nu. Réactions sensibles. - Agglutination directe: l’anticorps est directement agglutinant (IgM). P. ex., dans le diagnostic des fièvres entériques (test Widal) ou de la brucellose (test Wright). 82

-

-

Agglutination indirecte: l’anticorps n’est pas agglutinant (certaines IgG). On utilise alors un 2ème réactif qui est un anticorps anti-globulines qui provoque l’agglutination. Agglutination passive: on fixe des antigènes sur des billes de plastique (latex ou polystyrène), parfois des cellules. Ces billes étant volumineuses, on observe mieux la formation d’un réseau. Il est aussi possible de faire l’inverse, c’est-àdire d’attacher des anticorps sur des billes afin de tester la présence des antigènes compatibles avec certains anticorps.

III. Réaction de fixation du complément (RFC) La RFC est une technique qui utilise la propriété que possèdent certains composants du complément de se fixer sur les complexes antigène-anticorps. Cette technique, permet de mettre en évidence aussi bien les antigènes que les anticorps. Elle est à l’heure actuelle de moins en moins utilisée, en raison de ses difficultés de réalisation et de son manque de sensibilité. Certains laboratoires utilisent encore la réaction de fixation du complément pour effectuer quelques sérologies virales (p. ex., recherche des anticorps antiadénovirus, antigrippaux) ou bactériennes (p. ex., recherche des anticorps antimycoplasmes). Principe. Un antigène spécifique est ajouté au sérum de test. Si des anticorps spécifiques de l’antigène sont présents, des complexes immunitaires se forment. Un complément est ajouté. Il est alors activé par ces complexes immunitaires, et ainsi consommé. Des érythrocytes sensibilisés sont alors ajoutés. Une lyse des érythrocytes se produit lorsqu’il reste suffisamment de complément (c’est-à-dire lorsque aucun complexe immunitaire n’a été formé). Si le complément a été consommé, les érythrocytes restent intacts et donnent après centrifugation un petit bouton (inhibition d’hémolyse) sur la surface de la plaque de microtitrage. Une détermination quantitative est rendue possible. IV. Neutralisation (d’une propriété de l’antigène) La neutralisation d’une activité de l’antigène par les anticorps spécifiques est la conséquence de la formation d’un complexe immune. Inhibition de l’hémagglutination. Principe: certains virus ont la capacité d’agglutiner les globules rouges (RH). La réaction est inhibée par des anticorps présents dans le sérum (après l’infection ou post-vaccination) en présence d’un antigène homologue. Réaction positive: les globules rouges se déposent sur le bouton. Réaction négative: les globules rouges sont agglutinés. V. Réactions utilisant des réactifs marqués A. Réactions utilisant des réactifs marqués par des fluorochromes (Immunofluorescence) Testes sensibles. Les fluorochromes sont utilisés pour marquer des anticorps: fluorescéine (fluo verte), rhodamine (fluo orangée). Pour l’analyse de la fluorescence on utilise un microscope optique équipé d’un système UV. Immunofluorescence directe. On utilise un Ac spécifique fluorescent pour mettre en évidence la présence d’antigène à la surface des bactéries. P. ex., l’identification de Treponema pallidum dans les lésions de syphilis primaire. Immunofluorescence indirecte. On met en évidence soit d’un antigène porté par une particule, soit d’un anticorps spécifique dans un sérum. Dans cette technique le 83

premier Ac spécifique de l’Ag n’est pas fluorescent. On utilise un 2ème Ac anti-isotype marqué par le fluorochrome. B. Réactions utilisant des réactifs marqués par une enzyme  ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay). Haute sensibilité. L’enzyme (péroxydase, phosphatase alcaline) est fixée sur l’anticorps, en obtenant des anticorps marqués ou conjugués (l’enzyme est fixée au niveau du Fc). L’anticorps marqué est détecté par addition du substrat de l’enzyme. On obtient un produit coloré et on mesure la coloration. Applications très nombreuses: dosage qualitatif ou quantitatif d’un antigène ou d’un anticorps spécifique en solution. ELISA direct pour la détection de l’antigène. ELISA indirect: recherche ou dosage d’un anticorps spécifique. ELISA en sandwich d’anticorps: recherche ou dosage de l’antigène en solution. ELISA par compétition de liaison. Elle permet le dosage d’un antigène. La compétition joue donc entre les antigènes marqués et non marqués pour leur liaison aux anticorps, qui sont en défaut.

84



Western blot est utile pour confirmer l’infection à VIH ou la maladie de Lyme. Très spécifique.



RIBA (Recombinant immunobinding assay) est utile pour confirmer l’infection à virus de l’hépatite C.

Tableau 6. Propriétés des bactéries importantes en médecine Systématisation

Propriétés de l’agent infectieux et infections provoquées 1. Cocci à Gram positif

Staphylococcus

Catalase positif; cocci en amas; immobiles; anaérobies facultatifs. Coagulase positif. Abcès, furoncle, infections du site opératoire, septicémie. Coagulase négatif. Flore normale de la peau et des muqueuses. Souvent infections associées à un corps étranger. Coagulase négatif. Flore normale de la peau et des muqueuses. Infections des voies urinaires chez la femme jeune. Catalase négatif; cocci en chaînettes et diplocoques; α/β/γ hémolytique; antigènes des groupes Lancefield (A à V); anaérobies facultatifs. Cocci en chaînettes. Antigène du groupe A. β-hémolytique Scarlatine, angine, infections cutanées, syndrome poststreptococciques. Diplocoques, pas d’antigène de groupe, α-hemolytique. Pneumonie, méningite, otite moyenne aigüe. Cocci en chaînettes. Antigène du groupe B. β-hémolytique. Méningite/pneumonie du nouveau-né. Cocci en chaînettes. Antigène du groupe D. α/γ-hémolytique. Sepsis (rare); dans ce cas, souvent corrélé à une tumeur maligne du côlon. Nombreuses espèces; cocci en chaînettes; la plupart α(streptocoques viridans) hémolytiques; pas d’antigène de groupe; flore normale. Catalase négatif; cocci en chaînettes et diplocoques; α/β/γ hémolytique; antigène du groupe D; esculine positif; croissance dans du NaCl à 6,5% et à pH 9,6; anaérobie facultatif; présence ubiquitaire. Flore intestinale normale. E. faecium fréquemment résistant aux antibiotiques. Infections nosocomiales. Endocardite; infection des voies urinaires. Flore normale. Occasionnellement partie d’une flore polymicrobienne streptococcus dans des infections à anaérobies.

• S. aureus • S. epidermidis • S. saprophyticus

Streptococcus • S. pyogenes • S. pneumoniae (pneumocoques) • S. agalactiae • S. bovis • Streptocoques oraux (streptocoques viridans)

Enterococcus

• E. faecalis (~90%) • E. faecium (~10%)

Cocci anaérobies • Peptococcus, Pepto-streptococcus

2. Cocci à Gram négatif et bacilles courts, aérobies Immobile, oxydase positif. Neisseriaceae • Neisseria gonorrhoeae (gonocoques) • N. meningitidis (méningocoques) • Eikenella corrodens • Kingella kingae

Moraxellaceae • Moraxella catarrhalis • Acinetobacter baumannii, A. calcoaceticus

Diplocoque. Gonorrhée. Diplocoque. Sérovars capsulaires. Méningite, sepsis. Groupe HACEK. Flore des muqueuses. Bacilles courts. Groupe HACEK. Flore des muqueuses. Bacilles courts.

Cocci et bacilles courts coccoïdes. Flore normale des voies respiratoires. Sinusite, otite moyenne (enfant), bronchite. Bacille court. Ubiquitaire. Infections nosocomiales. Multirésistant.

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Systématisation Propriétés de l’agent infectieux et infections provoquées 3. Bacilles à Gram positif, formant des spores, aérobies et anaérobies Aérobie. Spore non déformante. Environnement (sol). Bacillaceae • Bacillus anthracis Clostridiaceae • Clostridium perfringens • C. tetani • C. botulinum • C. difficile

Immobile; capsule; exotoxine. Charbon (charbon cutané, charbon des poumons, charbon intestinal). Anaérobie stricte. Spore déformante. Environnement (sol) Non sporulé. Nombreuses exotoxines et exoenzymes. 1. cellulite anaérobie; 2. gangrène gazeuse (myonécrose). Spore terminale (image en baguette de tambour). Toxine du tétanos (tétanospasmine). Tétanos (contamination de plaie). Toxine botulique (neurotoxines A-G). Botulisme (intoxication alimentaire). Colite pseudomembraneuse. Souvent associée aux antibiotiques.

4. Bacilles à Gram positif, ne formant pas de spores, de forme régulière • Listeria monocytogenes

• Erysipelothrix rhusiopathiae • Gardnerella vaginalis

Environnement (sol). Mobile; β-hémolyse; croissance même à moins de 10°C. Méningite/sepsis (nouveau-né, immunodéprimé, sujet âgé), entérite (alimentation). Chez l’homme, érysipéloïde. Chez l’animal, rouget du rhusiopathiae porc. Souvent Gram variable. Microaérophile. Flore normale de la muqueuse vaginale. Lors de vaginites: «clue-cells» dans les préparations Gram. Vaginose.

5. Bacilles à Gram positif, ne formant pas de spores, de forme irrégulière Anaérobie facultatif. Le plus souvent flore normal. Corynebacteriaceae • Corynebacterium diphtheriae

• C. ulcerans • Autres corynébactéries

Actinomycetaceae • Actinomyces israelii • Mobiluncus spp.

Eubacteriaceae • Eubacterium spp.

Propionibacteriaceae • Propionibacterium spp. Nocardiaceae • Nocardia asteroides, N. brasiliensis • Rhodococcus equi Tropheryma whipplei 86

Pléomorphisme. Disposition particulière en lettres chinoises, en palissades, formes X, V ou Y. Toxine diphtérique (exotoxine). Diphtérie (gorge, nez, plaie). Certaines souches produisent une toxine. Rarement endocardite ou diverses infections chez les immunodéprimés. Anaérobie stricte. Flore normale de la muqueuse. Filaments. Actinomycose. Flore normale du vagin. Part de responsabilité dans la vaginose. Flore intestinale normale. Associé à des infections anaérobies. Microaérophile ou anaérobie strict. Endocardite (rare). Acné. Aérobie strict. Ubiquitaire. Plèiomorphe, parfois bacilles ramifiés. Souvent acido - alcoolorésistant. Croissance favorisée à 30°C. Nocardioses chez les immunodéprimés. Pneumonie (SIDA) Non cultivable sur les milieux de culture classique. Maladie de Whipple.

Systématisation Propriétés de l’agent infectieux et infections provoquées 6. Bacilles à Gram négatif, anaérobies facultatifs 41 genres, centaines d’espèces. Enterobacteriaceae • Escherichia coli

• Salmonella enterica • Shigella dysenteriae, S. boydii, S. flexneri S. sonnei • Yersinia pestis • Y. enterocolitica • Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Proteus, Serratia, Morganella, Providencia etc.

Vibrionaceae • Vibrio cholerae • V. parahaemolyticus

Pasteurellaceae • Pasteurella multocida • Haemophilus influenzae • H. aphrophilus • Actinobacillus actinomycetemcomitans

Habitat: intestin de l’homme et des animaux. Lactose positif. Agent infectieux le plus souvent mis en cause dans les maladies infectieuses. Germe indicateur de contamination fécale (eau potable, eau de baignade). Infections par différents pathovars. Infections nosocomiales. Lactose négatif. Mobile. Plus de 2000 sérovars (antigènes O et H). Gastroentérite, fièvre typhoïde. Lactose négatif (S. sonnei souvent lactose positif). Immobile. Uniquement sérovars O. Dysenterie bactérienne. Coloration bipolaire. Mobile. Peste bubonique, peste pulmonaire primaire. Réservoirs: animaux sauvages, d’élevage et domestiques. Entérite, lymphadenite mésentérique. Opportunistes. Souvent résistants aux antibiotiques. Flore hospitalière. Infections nosocomiales. Biotope aquatique. Oxydase positif. En forme de virgule. Tolérance alcaline. Altération de la fonction des entérocytes par une exotoxine. Cholera (diarrhée massive). En forme de virgule. Tolérance alcaline. Altération de la fonction des entérocytes par une exotoxine. Cholera (diarrhée massive). Flore normale chez l’homme et l’animal Pathogène chez différentes espèces animales (sepsis). Infection après morsure de l’animal. Facteurs X et V pour la culture. Sérovar capsulaire «b» (Hib) - le plus important. Méningite, infections des voies respiratoires, otite moyenne aigüe. Groupe HACEK. Endocardite. Groupe HACEK. Flore normale de la cavité buccale. Germe d’accompagnement dans l’actinomycose cervicofaciale. Endocardite.

Cardiobacteriaceae • Cardiobacterium hominis

Aeromonadaceae • Aeromonas salmonicida

Groupe HACEK. Pléiomorphisme, immobile, flore normale des voies aériennes. Endocardite. Biotope aquatique. Pathogène chez les poissons. Gastroentérite, infections nosocomiales.

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Systématisation Pseudomonadaceae • Pseudomonas aeruginosa

Burkholderiaceae • Burkholderia cepacia • B. mallei • B. pseudomallei • B. pseudomallei

Xanthomonadaceae

Propriétés de l’agent infectieux et infections provoquées 7. Bacilles à Gram négatif, aérobies Mobile, oxydase positif, ubiquitaire, sans exigences particulières. Infections nosocomiales. Non fermentant, oxydase positif, ubiquitaire. Germe hospitalier souvent multirésistant aux antibiotiques. Abcès de la peau après contact avec des animaux atteints par la morve. Abcès de la peau après contact avec des animaux atteints par la morve. Habitat: sol et biotope humide. Mélioïdose. Infections nosocomiales. Multirésistant.

• Stenotrophomonas maltophilia

Brucellaceae • Brucella abortus, B. melitensis, B. suis, B. canis

Alcaligenaceae • Alcaligenes faecalis • Bordetella pertussis

Francisellaceae • Francisella tularensis

Legionellaceae • Legionella pneumophila

Bartonellaceae • Bartonella bacilliformis • B. henselae • B. quintana

Petits bacilles coccoïdes, immobiles, aérobies Transmission par contact direct ou aliments (lait). Brucellose. Non fermentant, oxydase positive Opportunistes. Le plus souvent, élément d’une polymicrobienne. Bacille coccoïde, immobile. Pertussis (coqueluche). Petits bacilles coccoïdes immobiles. Infection au contact d’animaux malades Mobiles, milieux de culture spéciaux. Espèce la plus fréquente. Habitat: sol et biotope aquatique. Légionellose (pneumonie), fièvre de Pontiac. Pléiomorphes, petits bacilles, culture difficile. Fièvre d’Oroya et Verruga peruana. Maladie des griffes du chat. Endocardite rare. Chez les immunodéprimés, sepsis, angiomatose et péliose. Fièvre des tranchées. Rarement endocardite. Chez l’immunodéprimé, angiomatose.

flore

8. Bacilles à Gram négatif, anaérobies Pléiomorphisme marqué. Flore normale des muqueuses chez (Bacteroides) l’homme Fusobacteriaceae Bactéries les plus fréquentes du tractus intestinal (Fusobacterium) Infections nécropurulentes subaigües du SNC, faciales, Porphyromonadaceae abdominales, génitales, éventuellement pulmonaires (Porphyromonas) Presque toujours éléments d’une flore polymicrobienne Prevotellaceae Bacteroidacea

(Prevotella)

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Systématisation Propriétés de l’agent infectieux et infections provoquées 9. Bacilles à Gram négatif, spiralés, mobiles, aérobies ou microaérophiles Fin, spiralé. Campylobacteriaceae • Campylobacter jejuni • C. fetus

Milieux de culture spéciaux (48h, 42°C). Gastroentérite (aliments). Sepsis, endocardite (rares).

Helicobacteriaceae • Helicobacter pylori

Hélicoïdal. Produit une uréase. Gastrite de type B, ulcère gastroduodénal. Eventuellement adénocarcinome gastrique.

10. Bacilles acido-alcoolo-résistants Mycobacteriaceae • Mycobacterium tuberculosis • M. leprae • Mycobactéries non tuberculeuses (MNT)

Coloration seulement avec Ziehl-Neelsen, Kinyoun, auramine. Paroi cellulaire riche en lipides. Croissance lente (culture 4-6 semaines). Tuberculose. Non cultivable. Lèpre tuberculoïde et lépromateuse. Survenue ubiquitaire. Infections de différents organes. Infections disséminées chez les immunodéprimés (p. ex., SIDA).

11. Bactéries spiralées à Gram négatif: spirochètes, leptospires Spirochaetaceae • Treponema pallidum, subsp. pallidum • T. pallidum, subsp. endemicum • T. pallidum, subsp. pertenue • T. carateum • Borrelia burgdorferi et autres espèces • B. duttonii • B. hermsii et autres • B. recurrentis

Leptospiraceae • Leptospira interrogans

Non cultivable. Sérodiagnostic. Syphilis. Non cultivable. Sérodiagnostic comme la syphilis. Syphilis non vénérienne. Non cultivable. Sérodiagnostic comme la syphilis. Pian. Non cultivable. Pinta (caraté). Transmission par les tiques. Culture difficile. Sérodiagnostic. Maladie de Lyme, borréliose. Transmission par les tiques. Variation antigénique. Fièvre récurrente endémique. Transmission par les poux. Variation antigénique. Fièvre récurrente épidémique. Spiralée, mobile, culture possible. Groupes sériques et sérovars (p. ex., icterohaemorragiae, pomona, grippotyphosa, etc.). Leptospirose. Maladie de Weil (fréquente par icterohaemorragiae).

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Systématisation

Propriétés de l’agent infectieux et infections provoquées 12. Bactéries intracellulaires obligatoires

Chlamydiaceae

Cycle de développement dans les cellules: corpuscule élémentaire et réticulé. Biovar «trachoma» et «lymphogranuloma venereum». Trachome, conjonctivite, infections urogénitales, lymphogranulome. Réservoir: oiseaux infectés (perroquet). Psittacose (ornithose): pneumonie atypique. Infections des voies respiratoires. Athérosclérose coronarienne? Bacilles courts coccoïdes. Paroi cellulaire Gram négatif. Transmission par les poux.

• Chlamydia trachomatis • Chlamydophila psittaci • C. pneumoniae

Rickettsiaceae

• Groupe typhus épidémique p. ex., Rickettsia prowazekii • Groupe fièvre par morsure de Transmission par les tiques. tique p. ex., R. rickettsii • Orientia tsutsugamushi Transmission par les larves des acariens.

13. Mycoplasmes (bactéries sans paroi cellulaire) Pas de peptidoglycane dans la paroi cellulaire. Résistance Mycoplasmataceae

• Mycoplasma pneumoniae • M. hominis • Ureaplasma urealyticum

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naturelle contre les antibiotiques actifs sur la paroi cellulaire (p. ex., bêtalactamines). Coloration Gram impossible. Culture in vitro difficile.. Pneumonie atypique, essentiellement chez les enfants et les adolescents. Flore normale du tractus urogénital. Rôle étiologique discuté dans les urétrites non spécifiques.

8. Staphylococcus Olivia S. Dorneanu, Teodora Vremeră

Minidéfinition. Les staphylocoques sont des cocci à Gram positif groupés en amas ou en grappe de raisin (DVD 5.02), immobiles, catalase positifs (DVD 5.01), oxydase négatifs, anaérobies facultatifs, non exigeants (cultivés sur des milieux de cultures ordinaires) et qui tolèrent de fortes concentrations (>7,5%) de NaCl. Classification. Le test de la coagulase (DVD 5.10) classe les staphylocoques en: - staphylocoques à coagulase positive: S. aureus; - staphylocoques à coagulase negative: plusieurs espèces isolées de l’homme, dont S. epidermidis, S. saprophyticus, S. haemolyticus, S. warneri, S. hominis, S. lugdunensis. 8.1. Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus (plus communément appelé staphylocoque doré) est l’espèce la plus pathogène du genre Staphylococcus. Il provoque des infections nosocomiales ou communautaires qui sont caractérisées par la fréquence et la diversité, certaines ayant un développement très grave (bactériémie avec des localisations secondaires, choc septique, choc toxique staphylococcique). S. aureus possède une grande capacité d’engendrer des mutants résistants aux antibiotiques. Jusqu’à présent, il a été capable de développer une résistance à tous les antibiotiques utilisés en thérapie. Habitat. L’espèce S. aureus est commensale de l’homme. Il colonise la peau et les muqueuses (les fosses nasales et la gorge et/ou l’intestin et le périnée) chez 15 à 30% des individus normaux (porteurs sains). À partir du rhinopharynx, la bactérie est disséminée sur la peau du visage et des mains par aérosols. Résistance dans l’environnement. S. aureus est très résistant aux: dessiccation, lysozyme, action bactéricide non spécifique du sérum, acides gras de la peau. Caractères microscopiques. Ce sont des cocci à gram positif arrondis, d’environ 1 µm de diamètre, immobile, dépourvus de spores et de capsules. Le plus souvent en amas dit «grappes de raisin». Cependant ils peuvent également être isolés, par paires ou en très courte chaîne (DVD 5.02, 5.03). Caractères culturaux. Le staphylocoque doré se développe bien sur les milieux minimum (milieux de bases). Ils forment en aérobiose des colonies crémeuses, pigmentées (typiquement jaune d’or) (DVD 5.07), qui tournent autour de 4 mm de diamètre et opaques (DVD 5.06). Sur agar sang, on retrouve souvent des zones d’hémolyse autour des colonies (DVD 5.08). Sur agar Chapman (milieu avec forte concentration de NaCl (7,5%), rouge de phénol et mannitol) se développe des colonies mannitol positives (DVD 5.09). Facteurs de virulence. S. aureus possède des pouvoirs pathogènes, notamment un pouvoir invasif, capacité à se multiplier et à se disséminer dans l’organisme et un pouvoir toxique, capacité d’élaboration d’une toxine par la bactérie. 91

Les facteurs de pathogénie sont: 1. des composants structuraux: peptidoglycane, acide ribitol téichoïque, glycocalix (capsule), «clumping factor», protéine A; 2. des toxines: hémolysines (α, β, γ, δ), leucocidines, toxines exfoliatives A et B, entérotoxines (sérotypes A-E, H, G, I), toxine du syndrome de choc toxique 1 (TSST-1); 3. des enzymes extracellulaires: coagulase, hyaluronidases, fibrinolysine, lipases, désoxyribonucléase. La virulence de S. aureus est le résultat de l’effet combiné de plusieurs facteurs de pathogénie. Le «clumping factor», la protéine liant la fibronectine et celle liant le collagène, sont responsables de l’adhésion aux tissus, cellules et corps étrangers. À la protéine A, associée à la paroi, se fixent de manière non spécifique les immunoglobulines (IgG) avec leurs partie Fc. Cette propriété est utilisée pour le diagnostic (co-agglutination). Les hyaluronidases, lipases, désoxyribonucléases et autres enzymes agissent localement et facilitent l’extension tissulaire. La coagulase a une fonction thrombotique, elle transforme le fibrinogène en fibrine. Des bactéries entourées par un rempart de fibrine dans un tissu rendent la phagocytose plus difficile. La coagulase forme des thrombi impliqués dans la pathogénie de la thrombophlébite septique. L’hémolysine α (toxine α) détériore les membranes de plusieurs espèces de cellules hôtes par intégration et formation des pores. C’est ainsi, p. ex., que se produit l’hémolyse. Les leucocidines (p. ex., leucocidine Panton-Valentine) détruisent des granulocytes neutrophiles et éosinophiles, et des macrophages, par formation de pores. Les toxines exfoliatives A et B provoquent des bulles intra-épidermiques (épidermolyse) en brisant des desmosomes de la couche granuleuse. Elles sont responsables de la production de la dermatite exfoliante. La toxine du syndrome de choc toxique 1 (TSST-1) est un superantigène. Elle stimule non spécifiquement les lymphocytes T en résultant la libération de cytokines en grande quantité. Les entérotoxines sont responsables d’intoxication alimentaire. Ces protéines ne sont pas inactivées par la chaleur (15-30 min à 100°C). Les entérotoxines sont des superantigènes. Pathogénie et infections Les facteurs qui favorisent les infections à staphylocoques dorés sont: - des déficits de la chimiotaxie des leucocytes:  congénitals, p. ex. le syndrome Down;  acquis, p. ex. le diabète, la polyarthrite rhumatoïde; - des déficits de l’opsonisation par les anticorps, p. ex. l’hypogammaglobulinémie; - des déficits de la destruction intracellulaire des bactéries après la phagocytose, p. ex. la maladie granulomateuse chronique; - des lésions cutanées, p. ex. des brûlures, des incisions chirurgicales, de l’eczéma; 92

-

des corps étrangers, p. ex. sutures, prothèses dans les tissus; des maladies chroniques, p. ex. cancer, cardiopathies, alcoolisme; l’administration préventive ou thérapeutique des antibiotiques.

Les infections à S. aureus sont: A. Les infections localisées suppurées a. Les infections cutanées de S. aureus s’accompagnent d’une production abondante et localisée de pus résultant de la destruction des cellules phagocytaires et des cellules environnantes.  folliculite (une inflammation «bénigne» du follicule pileux) (DVD 5.14);  furoncle (inflammation du follicule pileux et de sa glande sébacée) (DVD 5.15);  anthrax (infection staphylococcique de l’appareil glandulaire pilosébacé, caractérisée par l’agglomération de plusieurs furoncles à tendance nécrosante) (DVD 5.16);  hidrosadénite (inflammation des glandes sudoripares) (DVD 5.17);  panaris (inflammation autour de l’ongle) (DVD 5.18);  suppurations de plaies;  impétigo (en association avec des streptocoques) (DVD 5.19);  impétigo bulleux (DVD 5.20) et dermatite exfoliante (maladie de Ritter) (DVD 5.21) sont provoqués par des souches produisant des exfoliatines;  cellulite (DVD 5.22). b. Des otites moyennes aigües et sinusites; c. Des infections de différents viscères: mastite puerpérale, pneumonie (surtout comme complications de grippe), endocardite (en particulier chez les patients porteurs de prothèses cardiaques), infection urinaire, phlébite, entérite, méningite; d. Infection des os: ostéomyélite (90 % des cas) postopératoire ou posttraumatique. B. Les infections généralisées: septicémie. S. aureus et E. coli sont à l’origine, à peu près à part égale, du tiers de tous les septicémies chez les patients hospitalises. C. Les intoxications alimentaires surviennent après ingestion d’aliments ayant été contaminés par des entérotoxines. D. Le syndrome du choc toxique (TSS) est causé par des souches produisant TSST-1. Celles-ci provoquent des infections invasives ou restent cantonnées aux muqueuses. La majorité des personnes atteintes sont les jeunes, hommes et femmes. Les manifestations ont été fréquemment associées à l’utilisation de tampons intravaginaux hyperabsorbants. Immunité. La phagocytose est le mécanisme de défense majeur. L’immunité anti-staphylococcique est liée à la présence d’anticorps opsonisants qui favorisent la phagocytose par les polynucléaires et les macrophages, et est associée à la production d’anticorps neutralisant antitoxines et antienzymes. Il n’y a pas de corrélation entre le titre d’anticorps et la réceptivité/résistance à l’infection à S. aureus. Diagnostic. Le diagnostic est basé sur l’examen bactériologique. Les prélèvements pathologiques varient en fonction de l’emplacement de l’infection. L’examen direct microscopique est particulièrement utile pour les prélèvements des zones normalement stériles (DVD 5.04, 5.05). La culture de S. aureus est réalisée par inoculation sur gélose au sang (DVD 5.08); pour les prélèvements contaminés sur gélose sélective Chapman (DVD 5.09). 93

L’identification repose sur les caractères de la culture, la microscopie, le test de la catalase positif (DVD 5.01) et le test de la coagulase positif (DVD 5.10, 5.11). Les entérotoxines et la TSST-1 sont mises en évidence par des méthodes immunologiques et de biologie moléculaire (laboratoires spécialisés). Traitement Les infections mineures sont guéries par un drainage chirurgical accompagné d’un antibiotique topique (bacitracine, acide fusidique, mupirocine). Pour les infections graves, outre les mesures chirurgicales, le traitement repose sur l’administration de pénicillines résistantes aux pénicillinases (oxacilline) car plus de 90% des souches produisent une pénicillinase. Ces pénicillines n’agissent cependant pas sur les souches méthicilline-résistantes (SARM, Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline), dont la résistance s’étend à toutes les bêtalactamines. La résistance à la méthicilline repose sur la synthèse d’une protéine fixant la pénicilline (PBP-2a) codée par le gène mecA. Le traitement pour SARM est la vancomycine. Plus récemment, le SARV (souche de S. aureus résistant à vancomycine) a été décrit. Le traitement est l’association quinupristine-dalfopristine. Alternatives: érythromycine, clindamycine (infection de l’os), aminosides, cotrimoxazole (triméthoprime & sulfaméthoxazole). Épidémiologie. Les patients atteints d’infections à S. aureus et les porteurs sains sont le réservoir de l’infection. Des portages importants (jusqu’à 70%) chez les patients des hôpitaux et chez le personnel hospitalier est la règle. C’est essentiellement la muqueuse nasale qui est colonisée. L’infection est transmise directement ou indirectement, par air, poussière, objets, mains, aliments, insectes. S. aureus est un agent infectieux fréquent dans les infections nosocomiales. À l’hôpital, certaines souches (clones) surviennent de façon épidémique. Pour confirmer une épidémie, des méthodes moléculaires sont actuellement utilisées. Prophylaxie Mesures de prophylaxie générale: Le lavage soigneux des mains avant toute intervention médicale et de soins. Nettoyage et désinfection des plaies. Mesures de prophylaxie spéciale: Un traitement des porteurs sains par application intranasale d’antibiotique (mupirocine). Les porteurs sains de S. aureus doivent être mis en quarantaine pour patients à haut risque jusqu’à l’élimination du portage. Mesures de prophylaxie spécifique: L’efficacité de la vaccinothérapie est discutée, mais on constate souvent l’interruption d’une succession de furoncles par l’application de la vaccination (de préférence avec un autovaccin, vu la multiplicité des souches). 8.2. Staphylocoques coagulase-négatifs (SCN) Les SCN appartiennent à la flore normale de la peau et des muqueuses. Ils sont classiquement opportunistes et ne provoquent des maladies que lors de dispositions particulières. Exemples: S. epidermidis, S. saprophyticus, S. haemolyticus, S. warneri, S. hominis, S. lugdunensis etc. S. epidermidis et d’autres espèces provoquent, du fait de leur capacité à former un biofilm, des infections associées à des corps étrangers. Les SCN sont souvent résistants à la méthicilline. 94

8.2.1. Staphylococcus epidermidis Il s’agit de l’espèce la plus fréquemment impliquée en cas d’infection à SCN (7080%). S. epidermidis se retrouve fréquemment sur la peau et les muqueuses des humains et des animaux. Bien que S. epidermidis soit habituellement non pathogène, c’est une cause importante d’infections chez les patients dont le système immunitaire est compromis ou des patients qui ont des cathéters, des prothèses. Ces bactéries ont la capacité de produire des biofilms qui leurs permettent d’adhérer aux surfaces des prothèses médicales. Dans ce biofilm, les staphylocoques sont en grande partie protégés contre les antibiotiques et le système immunitaire. Les biofilms représentent des foyers à partir desquels les SCN sont déversés dans le sang et provoquent des tableaux cliniques de sepsis subaigu. Ce microbe est responsable d’infections du cathéter, infection du stimulateur cardiaque, endocardite subaigüe de prothèses valvulaires, infections du greffon vasculaire, infections associées aux shunts LCR, prothèses articulaires, appareils orthopédiques, dialyse péritonéale continue ambulatoire, d’infections urinaires chez la femme et l’homme. Les colonies de S. epidermidis sont, en général, petites, blanches ou beiges, et ont un diamètre d’environ 1-2 mm après une incubation d’une nuit (DVD 5.07). Cette espèce est positive à la catalase (DVD 5.01), négative pour la coagulase (DVD 5.10, 5.11) et sensible à la novobiocine (DVD 5.12). 50% souches sont résistantes à l’oxacilline. 8.2.2. Staphylococcus saprophyticus S. saprophyticus est responsable de 10-20% des infections aigües des voies urinaires chez la femme jeune et, pour une petite part, des urétrites non spécifiques chez les hommes sexuellement actifs. S. saprophyticus ne possède pas de coagulase et présente une résistance naturelle à la novobiocine (DVD 5.12). Il est sensible à la plupart des antibiotiques, y compris la pénicilline. Cocci à Gram positif anaérobies facultatives catalase

–

+ Staphylococcus

Streptococcus

coagulase

–

+ S. aureus

Staphylocoques coagulase négatifs sensibilité à la novobiocine

R S. saprophyticus

S Autres staphylocoques coagulase négatifs

Tableau 7. L’identification des staphylocoques 95

9. Streptococcus et Enterococcus Olivia S. Dorneanu, Eduard V. Nastase

Minidéfinitions. (1) Les bactéries du genre Streptococcus sont cocci à Gram positif, ronds ou ovales, organisés en chaînes sinueuses ou en paires (diplocoques) (DVD 5.25), immobiles, dépourvus de spores. Elles sont exigeantes (en général cultivés sur gélose au sang), aéro-anaérobie facultatifs, catalase négatifs (DVD 5.01), oxydase négatifs. Les colonies sont habituellement hémolytiques (DVD 5.26). (2) Le genre Enterococcus a été distingué du genre Streptococcus contre lequel se personnalise par mobilité, capacité de se multiplier à 10°C et 45°C, au pH 9,6 et dans des milieux avec 6,5% NaCl ou d’hydrolyser l’esculine dans des milieux avec 40% de bile. 9.1. Genre Streptococcus 9.1.1. Classification A. Selon leur capacité d’hémolyse:  hémolyse α (hémolyse incomplète, verdâtre). La couleur verte provient de H2O2, qui transforme l’hémoglobine en méthémoglobine;  hémolyse β (hémolyse complète, dans lequel on ne retrouve pas d’érythrocytes intacts) (DVD 5.26);  hémolyse γ (absence d’hémolyse). Terme illogique. B. Selon l’antigénicité d’un de leurs hydrocarbures de paroi cellulaire (substance C, antigène Lancefield):  Les streptocoques groupables sont classés en 20 groupes antigéniques désignés par des lettres majuscules: de A à H et de K à W (certains groupes comportent une seule espèce).  Les streptocoques non groupables sont principalement: - Les streptocoques viridans (= streptocoque alpha hémolytique), streptocoques commensaux de la flore oro-pharyngée. - Les pneumocoques: Streptococcus pneumoniae. C. Selon les caractères biochimiques on distingue les espèces du même groupe sérologique et les streptocoques non groupés. D. Selon la pathogénicité:  streptocoques pathogènes pour l’homme ou des animaux;  streptocoques opportunistes.

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Tableau 8. Vue d’ensemble des principaux streptocoques S. pyogenes S. agalactiae S. equi subsp. equi, S. equi subsp. zooepidemicus, S. dysgalactiae S. canis S. bovis Streptocoques oraux (viridans) S. pneumoniae

Antigène de groupe A B C G D non groupable non groupable

Hémolyse β β β β α, γ α α

9.1.2. Streptococcus pyogenes (streptocoque de groupe A) S. pyogenes est un pathogène strictement humain. Il est l’agent le plus commun des angines bactériennes et produit de diverses infections de la peau; les complications post-streptococciques retardées sont produites par un mécanisme immunopathologique. Les infections systémiques sont rares, mais certaines sont très graves. Habitat. S. pyogenes peut être présent dans l’oro/nasopharynx, la peau, le vagin, le rectum. La fréquence de portage oro/nasopharyngée chez l’enfant est de 10-20% mais peut se situer nettement plus haut suivant les situations épidémiologiques. Caractères microscopiques. Cocci en chaînettes à Gram positif, d’un diamètre de 1μm (DVD 5.23). La morphologie est caractéristique dans les milieux liquides (DVD 5.25). Caractères culturaux. Les colonies sur milieu gélose au sang montrent une βhémolyse (DVD 5.27), initiée par les streptolysines O et S. Les souches capsulées forment des colonies muqueuses. Résistance dans l’environnement. Les streptocoques perdent leur virulence par dessiccation. Ils peuvent survivre sur des surfaces sèches pendant une longue période dans l’obscurité, à la température ambiante. Sensibles aux désinfectants usuels et antiseptiques. Antigènes de spécificité Antigènes spécifiques d’espèce:  Le hydrate de carbone composant la substance C du sérotype A, lié par liaison covalente à la muréine (peptidoglycane).  Protéine associée à la protéine M. Antigènes spécifiques de type (marqueurs épidémiologiques):  La protéine M, des fils protéiques longs pointant vers l’extérieur, subdivise les streptocoques A en sérovars.  Facteur de trouble de sérum.  La protéine T. Facteurs de virulence A. Facteurs de colonisation - La protéine M et les acides lipotéichoïques font des projections filamenteuses par la surface des cellules bactériennes qui se fixent aux cellules de l’hôte. 97

- La protéine F s’attache à la fibronectine (matrice protéique sur la surface des cellules hôtes). B. Facteurs anti-phagocytaires - La protéine M et la capsule de l’acide hyaluronique empêchent l’interaction des bactéries avec les cellules phagocytaires. - La C5a-peptidase inhibe la phagocytose en éliminant l’effet chimiotactique du C5a. C. Facteurs d’invasion - Streptokinase (fibrinolysine). Transforme le plasminogène en plasmine (avec la dissolution de la fibrine) et entraîne la propagation des streptocoques dans les tissus par empêchant la formation d'une barrière de fibrine autour du foyer infectieux. - Hyaluronidase. Protéine antigénique qui dépolymérise la substance fondamentale du tissu conjonctif. Dégradation de l’acide hyaluronique présent dans les matrices intercellulaires. - Streptodornase. Destruction de l’ADN provenant de la désintégration des leucocytes. À l’origine de la formation d’un pus fluide. D. Toxines cytolytiques. Les streptolysines O et S détruisent la membrane des érythrocytes et d’autres cellules. - La streptolysine O est labile en présence de l’oxygène. Elle agit comme un antigène. Les infections déjà en phase de déclin sont mises en évidence par la mesure d’anticorps dirigés contre la streptolysine O (titre d’antistreptolysine O, ASLO). - La streptolysine S est non antigénique, oxygène stable et responsable de la nature hémolytique des colonies développées dans des conditions aérobies. E. Exotoxines pyrogènes des streptocoques (EPS) A, B, C - La toxine érythrogène est responsable de la fièvre, de l’exanthème et énanthème de la scarlatine, du sepsis, du choc septique. Ces toxines sont codées par des prophages. Ce sont des superantigènes et induisent la formation de grandes quantités de cytokines. La protéine M, le peptidoglycane, l’hydrate de carbone C ont des déterminants antigéniques communs avec des épitopes présents dans le tissu conjonctif et les muscles. Maladies A. Infections aigües, invasives Non spécifiques: angine (DVD 3.03), otite moyenne aigüe, sinusite, phlegmons, impétigo (DVD 5.36), vulvo-vaginite chez les filles, cellulite, fasciite nécrosante, bactériémie, pneumonie, endocardite aigüe, méningite, péritonite. Spécifiques: scarlatine (l’exanthème et l’enathème de la scarlatine sont dus aux EPS) (DVD 5.37, 5.38); érysipèle (DVD 5.35); choc septique. B. Syndromes post-streptococciques Le rhumatisme articulaire aigü est une maladie autoimmune, dans la pathogénie de laquelle sont fortement impliqués des anticorps contre un collagène type IV agrégé. Une autre hypothèse pathogénique est l’hypersensibilité à des produits d’origine streptococcique, antigènes de leur membrane cytoplasmique. 98

La glomérulonéphrite est une maladie à complexes immuns de type III. Immunité. Les anticorps anti-protéine M (spécifique de type) sont protecteurs; ils sont des anticorps opsonisants. Les anticorps anti-EPS protège contre l’exanthème érythémateux de la scarlatine. Les anticorps antistreptolysine O (ASLO) et les anticorps anti-streptodornase sont cliniquement importants; ils sont des marqueurs d’une infection récente à streptocoques chez les patients avec rhumatisme articulaire aigu ou glomérulonéphrite. Diagnostic. Il comprend la mise en évidence de l’agent infectieux (diagnostic direct). L’examen microscopique est important seulement dans les prélèvements des zones normalement stériles (DVD 5.24). On peut détecter rapidement l’antigène de groupe A dans le exsudat pharyngien lors d’angine. La sensibilité de cette détection n’atteint pas celle de la culture. La culture sur gélose au sang de bélier met en évidence de colonies petites entourées par une grande zone d’hémolyse β (DVD 5.27, 3.08). L’hémolyse s’exprime de façon optimale dans une atmosphère à 5% CO2. L’identification du S. pyogenes:  Test de sensibilité bacitracine (S. pyogenes est sensible à la bacitracine) (DVD 3.09, 5.30),  Test de sensibilité au cotrimoxazole (S. pyogenes est résistant au cotrimoxazole) (DVD 5.30),  Mise en évidence de l’antigène de groupe A par agglutination au latex (polysaccharide C spécifique du groupe A dans la paroi cellulaire) (DVD 5.32). Traitement. L’antibiotique de choix est la pénicilline G. Il n’y a pas de résistance, donc on n’a pas besoin d’un antibiogramme. Les alternatives pour les patients allergiques à la pénicilline sont les macrolides, mais avec lesquels il existe une possibilité de résistance. Autres antibiotiques: clindamycine, céphalosporines orales. Les streptocoques présentent une résistance naturelle aux basses concentrations d'aminoglycosides. Les causes de l’échec du traitement à la pénicilline: - administration incorrecte de la pénicilline; - recontamination de l’entourage; - inactivation de la pénicilline par β-lactamases produites par les bactéries de la flore normale de la gorge; - souches tolérantes à la pénicilline. Épidémiologie. L’homme est le seul réservoir du germe: le patient avec infection aigüe ou le porteur sain, nasal ou pharyngien. Les porteurs de germes et les malades ne sont plus infectants 24 heures après le début de l’antibiothérapie. La transmission est réalisée par contact direct (infection par souillures) ou par gouttelettes. La réceptivité est générale et est conditionnée par l’absence des anticorps anti-protéine M spécifique de type. Prophylaxie La prévention primaire des syndromes post-streptococciques consiste dans le traitement antibiotique correct des amygdalites à S. pyogenes. 99

Chez les patients ayant présenté un rhumatisme articulaire aigu, une prévention secondaire d’au moins 5 ans, le cas échéant à vie, avec une pénicilline retard (p. ex., benzathine pénicilline) est conseillée. La glomérulonéphrite n’exige pas une chimioprophylaxie. 9.1.3. Streptocoques des groupes C et G Exemples: streptocoques de groupe C - S. equi subsp. equi, S. equi subsp. zooepidemicus, S. dysgalactiae; streptocoques de groupe G - S. canis. Habitat: l’homme/l’animal. Les streptocoques des groupes C et G sont retrouvés occasionnellement dans des infections typiques évoquant plutôt des streptocoques A. Ils ne provoquent pas de syndromes post-streptococciques, sauf S. zooepidemicus qui peut engendrer une glomérulonéphrite. Identification. Ils sont résistants à la bacitracine et sensibles au cotrimoxazole (DVD 5.30). Mise en évidence de l’antigène de groupe C/G par agglutination au latex (DVD 5.33). Traitement. Ils sont sensibles à la pénicilline. 9.1.4. Streptococcus agalactiae (streptocoque de groupe B) Habitat. Colonisation asymptomatique (vagin, intestin, oropharynx) Caractères microscopiques. Cocci à Gram positif en chaîne longues. Caractères culturaux. Colonies grandes, β hémolytiques (hémolyse discrète) (DVD 5.29). Identification par le test CAMP (DVD 5.31) ou la mise en evidence de l’antigene de groupe B (agglutination au latex). Structure antigénique. Ils ont un antigène polysaccharidique spécifique au groupe B dans la paroi cellulaire. L’antigène capsulaire est spécifique de type; les types Ia, Ib, II-VIII sont impliqués dans les infections précoces du nouveau-né. Facteurs de virulence. La capsule est anti-phagocytaire. Le facteur CAMP a un rôle anti-phagocytaire (lie Fc IgG). Autres facteurs de pathogénie: hémolysine, hyaluronidase, C5a peptidase. Infections A. Chez le nouveau-né Infections précoces (début dans les premiers jours, 0-5 jours): pneumonie sévère. Infections tardives (début dans les premières semaines, première semaine troisième mois): méningite. B. Les streptocoques B provoquent occasionnellement, chez les patients immunodéprimés (p. ex., avec diabète, des personnes âgées), des infections de la peau et du tissu conjonctif, des sepsis, des infections des voies urinaires, des méningites, des pneumonies et des péritonites. C. Infections vaginales, endométrites du post-partum. Traitement. Le traitement des infections sévères est une association d’ampicilline avec un aminoglycoside (synergie de l’action bactéricide). Aux patients allergiques à la pénicilline on administre de la vancomycine. Épidémiologie. Le réservoir d’infection est l’homme (porteur sain). Transmission: dans les manifestations précoces, l’infection est liée aux streptocoques B résidant dans le vagin et inocules en per partum. Les complications de 100

l’accouchement, l’accouchement prématuré et l’absence d’anticorps dirigés contre la capsule, chez la mère et le nouveau-né, sont des facteurs favorisants. Prophylaxie. Le dépistage systématique du portage de S. agalactiae est recommandé en fin de grossesse. Antibioprophylaxie per partum avec pénicilline ou ampicilline. 9.1.5. Streptocoques de groupe D Exemples: S. bovis, S. suis. Habitat: l’intestin des animaux. S. bovis produit une septicémie/ endocardite chez les patients avec des lésions du côlon (p. ex., cancer). S. suis produit des maladies professionnelles: septicémie, méningite. Le traitement est une association d’ampicilline avec un aminoglycoside (synergie de l’action bactéricide). 9.1.6. Streptococcus pneumoniae Habitat. L’habitat naturel des pneumocoques est la muqueuse du tractus respiratoire supérieur. Environ 5-10% des sujets adultes sains, et 20-40% des enfants, sont porteurs du germe. Les caractères microscopiques. Les pneumocoques sont des cocci à Gram positif, de forme ovale ou en flamme de bougie ou lancéolé, qui se présentent en pairs. Les cellules sont le plus souvent entourées d’une capsule épaisse (DVD 5.39-5.41). Les caractères culturaux. Les pneumocoques sont exigeants et capnophiles. Lors de la culture sur gélose au sang se développent des colonies α-hémolytiques, S (DVD 5.42), ayant l’aspect de glaires (colonies mucoïdes). Une autolyse centrale donne à la colonie une apparence cratériforme (DVD 5.43). Résistance dans l’environnement. Bactéries extrêmement fragiles, survivent peu de temps hors de l'organisme, très sensible aux températures inférieures à 37°C, à la dessiccation et à la lumière. Structure antigénique. Du fait de l’ultrastructure chimique des polysaccharides capsulaires, qui agissent comme antigènes, les pneumocoques sont subdivisés en 90 sérovars. L’antigène capsulaire est déterminé à l’aide d’antisérums spécifiques par le test de “gonflement de la capsule”. Facteurs de virulence. Le déterminant principal de la virulence des pneumocoques est la capsule, qui protège le germe de la phagocytose. Les variétés sans capsule n’entraînent pas de maladie. D’autres facteurs de virulence sont la pneumolysine, qui détruit les membranes, et la protéase IgA1. Infections. Le pneumocoque est une bactérie opportuniste. Les infections débutent, en règle générale, à partir des pneumocoques colonisants (infections endogènes). Les facteurs prédisposants de l’hôte sont l’age (personnes âgées), des affections cardio-pulmonaires, des infections antérieures (p. ex., influenza), la splénectomie, le diabète, les déficits en complément, l’alcoolisme. Les infections à pneumocoques les plus importantes sont la pneumonie franche lobaires aigüe et la bronchopneumonie. D’autres infections sont les surinfections aigües des bronchites chroniques, l’otite moyenne aigüe, les sinusites, la méningite, la conjonctivite. Les infections sévères à pneumocoques s’accompagnent fréquemment d’un sepsis. 101

Immunité. Les anticorps anticapsulaires sont spécifiques de type. Diagnostic. Prélèvements adéquats: crachats, LCR, sang, pus. Le pneumocoque est mis en évidence par l’examen microscopique (diplocoques ovales à Gram positif, capsulées) et culture sur gélose au sang, en 5-10% CO2. La distinction entre les pneumocoques et d’autres streptocoques α-hémolytiques se fait au regard de • leur sensibilité à l’optochine (DVD 5.44); • leur solubilité dans la bile. Les sels biliaires augmentent l’autolyse des pneumocoques. La présence d'antigènes capsulaires solubles dans le sang circulant, les urines et le LCR sont mis en évidence, dans l’urine ou LCR, par des anticorps fixés sur des particules de latex. Ça permet d'établir très rapidement le diagnostic étiologique d'une méningite (DVD 5.45). Traitement. L’antibiotique de choix est la pénicilline. On observe de plus en plus fréquemment des clones résistants aux pénicillines. La résistance aux pénicillines repose sur des protéines de fixations de la pénicilline (PBP) modifiées, pour lesquelles les pénicillines ont moins d’affinité. Les PBP sont nécessaires pour la formation de muréine. Une alternative aux pénicillines est représentée par les macrolides, mais contre lesquels peuvent aussi exister des résistances. Épidémiologie. Les porteurs sains des souches capsulées sont réservoir d’infection. La plupart des infections sont endogènes. Dans les communautés fermées la pneumonie à pneumocoques peut évoluer épidémiquement en parallèle avec une épidémie de grippe. Les infections à pneumocoques surviennent à tous les ages mais plus fréquemment chez les sujets âgés. Prophylaxie. On dispose d’un vaccin contenant des polysaccharides capsulaires purifiés des 23 sérovars les plus fréquemment rencontrés. La vaccination est indiquée chez les sujets à risque: splénectomisés, sujets de plus de 65 ans, bronchopathies chroniques. Un vaccin septavalent est recommandé pour tous les enfants dès l’âge de 2 mois. 9.1.7. Les streptocoques viridans (oraux) Groupes: anginosus, mitis, mutans, salivarius. Ne possèdent en majorité d’antigènes de groupe. Provoquent le plus souvent une α-hémolyse (DVD 5.28). Colonisent l’oropharynx (l’intestin, l’appareil génito-urinaire, la conjonctive, la peau). Les streptocoques oraux sont des agents infectieux importants dans l’endocardite bactérienne. Ils jouent aussi un rôle dans la pathogénie des caries dentaires. Les streptocoques “cariogènes” se fixent aux protéines recouvrant l’email dentaire et fabriquent, à partir de saccharose, des polysaccharides extracellulaires (mutane, dextran, levane). Ces substances collantes, dans lesquelles sont insérées une couche bactérienne initiale puis, secondairement, d’autres espèces bactériennes colonisantes, forment la plaque dentaire. Les produits finaux du métabolisme des nombreuses bactéries de la plaque dentaire sont des acides organiques qui détériorent l’email dentaire. La destruction de la dentine par les différentes bactéries de la carie peut alors débuter. Pour le traitement on indique une association de pénicilline et un aminoglycoside. 102

Les streptocoques oraux sont habituellement résistants à la pénicilline. Il est utile de déterminer sur la souche isolée la CMI (concentration minimale inhibitrice). 9.2. Genre Enterococcus Les deux espèces principales sont E. faecalis et E. faecium. Habitat. Ils colonisent les tractus intestinal et génito-urinaire. On les retrouve aussi partout dans l’environnement. Ils sont recherchés comme témoins d’une contamination fécale éventuelle de l’eau et/ou des aliments. Résistance dans l’environnement. Ils survivent de longues périodes sur des surfaces. Caractères microscopiques. Cocci à Gram positif en paires/chaînettes courtes Caractères culturaux. Anaérobies facultatifs. α/β/γ hémolytique. Capables de pousser dans des milieux contenant 6,5% de NaCl, à un pH de 9,6 et à des températures de 10 à 45°C. Catalase négatifs (DVD 5.01). Ils peuvent pousser en bouillon additionné de 40 % de bile. Ils sont résistants à l’optochine et hydrolysent l’esculine (DVD 5.46, 5.47). Ils possèdent l’antigène Lancefield de groupe D. Infections. Infections des voies urinaires, endocardite, méningite (seul). Péritonite, infections des voies biliaires, abcès du foie, infections de site opératoire (en liaison avec Enterobacteriaceae / anaérobies). Ils sont souvent isolés dans des infections nosocomiales, comme élément d’une flore multimicrobienne. Traitement. Les pénicillines sont bactériostatiques. Résistance de niveau bas aux aminoglycosides. Naturellement résistants aux céphalosporines, sulfamides, lincosamides. E. faecium est plus résistant qu’E. faecalis.  Endocardites: aminoglycoside & ampicilline /vancomycine (synergie de l’action bactéricide).  Infections des voies urinaires: nitrofurantoïne, fluoroquinolones.

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10. Neisseria et Moraxella Olivia S. Dorneanu

Minidéfinition. Les Neisseria sont des cocci à Gram négatif le plus souvent agencés en paires (diplocoques) ressemblant à des grains de café, associés par leur côté aplati (DVD 6.02, 6.03, 6.07, 6.08), immobiles, aérobies stricts, oxydase positifs (DVD 6.01), catalase positifs (DVD 5.01). Les différentes espèces peuvent être différenciables entre elles par des tests d’utilisation des sucres (selon leur capacité à utiliser le glucose, le maltose, le lactose et le sucrose) 10.1. Classification A. Selon la pathogénicité Espèces pathogènes strictement humains - disposition principalement intracellulaire  Neisseria meningitidis (méningocoque).  Neisseria gonorrhoeae (gonocoque). Espèces opportunistes  Elles appartiennent à la flore normale des muqueuses oropharyngée, urogénitale, de la conjonctive.  Leur virulence est limitée.  Les infections se produisent seulement chez les hôtes immunodéprimés. B. Selon les besoins nutritionnels Espèces exigeantes  N. meningitidis et N. gonorrhoeae.  Milieux enrichis (Thayer-Martin pour gonocoques; gélose au sang pour les méningocoques), 5 - 10% CO2. Espèces non exigeantes  Milieu minimum (gélose nutritive).  N. lactamica, N. flavescens, N. subflava, N. mucosa, N. sicca. 10.2. Neisseria gonorrhoeae Habitat. Parasite strict de l'organisme humain, sur les muqueuses: urétrale, de l’endocol de l’utérus, vulvo-vaginale (chez les filles), pharyngienne, la conjonctive. Il n’existe pas de porteurs sains, il y a seulement des infections asymptomatiques. Caractères microscopiques. Diplocoques accolés par une face aplatie (grain de café), Gram négatif intra et/ou extracellulaire (dans les produits pathologiques) (DVD 6.07, 6.08). Caractères culturaux. L’isolement des gonocoques se fait par culture sur milieu enrichi (gélose chocolat polyvitaminée). Pour la culture primaire, une atmosphère de 510% CO2 est avantageuse. Des colonies petites, S, brillantes, translucides résultent. 104

Pour la détection en culture, il faut tenir compte de la fragilité du germe. On doit ensemencer des milieux préchauffés, immédiatement après la récolte, ou employer des milieux de transport. Résistance dans l’environnement. Bactérie fragile (à la température basse, dessiccation, rayons lumineux). Bactérie sensible aux acides gras libres qui peuvent être trouvés dans des tiges en coton. Par conséquent, l’échantillonnage est fait avec des tiges en synthétique (Dacron). Structure antigénique. Il y a 16 sérotypes concernant les porines de la membrane externe, qui varient antigéniquement. Facteurs de virulence  Les pili d’adhésion et la protéine de la membrane externe Opa, sont responsables de l’adhérence aux cellules de la muqueuse urogénitale.  Opa induit aussi la trancytose des gonocoques dans les cellules épithéliales. Cette fonction este également attribuée à la porine Por qui, de plus, inhibe la fusion du phagosome avec les lysosomes dans les phagocytes professionnels, ce qui permet la survie des gonocoques dans les granulocytes et même leur multiplication.  Le lipoolygosaccharide (LOS) de la membrane externe est à l’origine d’une résistance au complément (résistance sérique) étant aussi responsable du déclenchement de la réaction inflammatoire.  Les gonocoques sont capables, grâce à leur protéines de liaison de lactoferrine et transferrine, d’extraire du fer et l’incorporer dans la cellule bactérienne pour l’enrichir, ce qui permet leur rapide multiplication.  La protéase IgA1, produite par les gonocoques, hydrolyse les anticorps sécrétés dans les muqueuses. Granulocyte Prise ferme Pénétration cellulaire

Attachement

Phagocytose Cellules épithéliales Infection systémique

Monocyte Lymphocyte

Cellules endothéliales

Figure 44. La pathogénèse de la gonorrhée.

Infections. La gonorrhée (ou blennorragie) fait partie des infections sexuellement transmissibles. 105

Les infections génitales:  Chez l’homme - urétrite aigüe (DVD 6.06); en l’absence de traitement, l’urétrite devient chronique et peut se compliquer d’épididymite, prostatite et abcès périuretral;  Chez la femme - cervicite, infection des glandes de Skene ou des glandes de Bartholin (souvent asymptomatiques) → salpingite, abcès tubo-ovariens et maladie inflammatoire pelvienne → grossesse extra-utérine ou stérilité;  Chez les petites filles - vulvo-vaginite. Lors de la dissémination hématogène (beaucoup plus fréquente chez la femme, que chez l’homme), ils peuvent provoquer des arthrites et une localisation cutanée, plus rare des endocardites ou méningites. D’autres sites d’infection:  Quand les germes sont transmis à l’oeil, il se produit une conjonctivite purulente qui apparaît essentiellement chez le nouveau-né infecté lors de l’accouchement naturel (ophtalmia neonatorum).  Les gonocoques peuvent aussi attaquer la muqueuse rectale et pharyngée.  La péritonite accompagnée par péri-hépatite (le syndrome Fitz-Hugh et Curtis). Immunité. La blennorragie naturelle n’indui guère d’immunité. Les anticorps formés en réponse à l’infection gonococcique sont principalement IgG3. Des anticorps contre les pili d’adhésion, protéines Opa et LOS apparaissent. Les anticorps anti-LOS peuvent activer le complément libérant C5a, qui a de l’effet chimiotactique pour les neutrophiles. Une variation antigénique marquée des pili d’adhésion et de la protéine Opa permet aux gonocoques de se soustraire régulièrement à la défense immunitaire humorale. Les patients ayant déficits en complément ont un risque plus grand de développer une maladie systémique. Diagnostic. Les méthodes de choix de mise en évidence de l’agent infectieux sont la coloration de Gram et au bleu de méthylène, et la culture. Microscopie. En particulier sur le frottis coloré au bleu de méthylène (DVD 6.07). Les polynucléaires sont remplis de gonocoques (DVD 3.31, 3.32). Les gonocoques en extra cellulaire ne donnent pas de certitude, vu l’existence de neisserias non pathogènes. Test sensible et spécifique chez les hommes atteints d’urétrite purulente (examen de la «goutte matinale» prélevée avant miction) (DVD 3.30). La spécificité et la sensibilité sont faibles dans le diagnostic de la cervicite gonococcique chez les femmes symptomatiques et asymptomatiques parce que les voies génitales féminines peuvent contenir des espèces commensales de Neisseria. Culture. Pour la détection en culture, il faut tenir compte de la fragilité du germe. On doit ensemencer des milieux préchauffés, immédiatement après la récolte. Le matériel de prélèvement doit être ensemencé rapidement sur un milieu de Thayer-Martin (agar au sang cuit, avec antibiotiques pour éliminer la flore associée) et transporté sur ce milieu au laboratoire. Des milieux non sélectifs doivent être ensemencés en parallèle. La recherche du N. gonorrhoeae par culture est la méthode de choix car elle permet d’établir un antibiogramme. 106

Identification. L’identification prend en compte la morphologie et les caractéristiques biochimiques. L’identification définitive est effectuée par l’acidification oxydative du glucose, mais pas d’autres sucres. Autres méthodes. Une mise en évidence directe dans les échantillons de pus et de secrétions est possible par immunofluorescence directe et par détection de séquences d’ADN spécifiques aux gonocoques, par amplification. Méthodes sensibles, spécifiques et rapides (2-4 heures), mais elles ne peuvent pas fournir des données sur la résistance aux antibiotiques. Traitement. Autrefois, la pénicilline constituait l’antibiotique de choix, mais le pourcentage de souches productrices de pénicillinases a fortement augmenté dans le monde entier.  La résistance élevée à la pénicilline est déterminée par la production d’une bêta-lactamase codée par des plasmides non-conjugatifs, mobilises avec l’aide de plasmides conjugatifs permettant une transmission entre les gonocoques.  Le niveau de résistance faible à la pénicilline repose sur une protéine de liaison de la pénicilline (PBP) ayant une affinité diminuée pour la pénicilline. Le traitement de choix pour le traitement des gonorrhées non compliquées est la ceftriaxone en dose unique, intramusculaire. De bons résultats sont également obtenus avec une dose unique orale de fluoroquinolone (ciprofloxacine ou ofloxacine). On y associe de la doxycycline ou de l’azithromycine pour la prophylaxie des urétrites post-gonococciques produites par Chlamydia trachomatis. L’antibiogramme n’est nécessaire que dans des cas ne répondant pas au traitement. Épidémiologie. La gonorrhée est une maladie universellement répandue, transmise sexuellement, survenant uniquement chez l’homme. Réservoir de l’infection: les personnes présentant une infection asymptomatique ou les patients symptomatiques. Le portage est plus fréquent chez les femmes que chez les hommes. Les infections rectales et pharyngiennes sont plus souvent asymptomatiques que les infections génitales. La transmission est principalement sexuelle. Les nouveau-nés sont infectés pendant l’accouchement naturel. Le risque d’infection augmente avec le nombre de contacts sexuels avec des partenaires infectés. Prophylaxie. Un vaccin n’existe pas, essentiellement à cause de la variation des gènes (pilE, opa) codant des antigènes immunitaires. La lutte contre la gonorrhée comprend principalement la reconnaissance rapide des personnes infectées, leur traitement adéquat et le suivi des contacts. Le traitement doit se faire pour les deux partenaires. On doit rechercher d’autres infections sexuellement transmissibles, car elles sont souvent associées à la gonococcie. La conjonctivite gonococcique du nouveau-né est prévenue à 100% par une dose unique de ceftriaxone parentérale. Cette prophylaxie est absolument nécessaire en cas de gonorrhée prouvée chez la parturiente. Sinon, une prophylaxie locale avec une solution aqueuse de nitrate d’argent à 1% ou une pommade de tétracycline à 1% ou d’érythromycine à 0,5%, est indiquée. 107

10.3. Neisseria meningitidis Habitat. Les méningocoques sont des parasites strictement humains du nasopharynx. 5-10% de la population sont des porteurs sains. Caractères microscopiques. Typiques (DVD 6.02, 6.03). Caractères culturaux. Pour les cultiver, il faut utiliser des milieux contenant du sang. 5-10% de CO2 favorisent la croissance. Les colonies sont transparentes, non pigmentées. Les isolats encapsulés forment des colonies mucoïdes. Résistance dans l’environnement. Bactéries fragiles, sensibles aux températures basses et la sécheresse. Structure antigénique Du fait de la composition chimique de la capsule polysaccharidique, on distingue 13 sérogroupes. Les plus fréquentes sont A, B, C, Y, W135. L’antigène polyosidique du groupe B est identique à l’antigène capsulaire d’Escherichia coli K1. Du fait des différences antigéniques des protéines membranaires, on peut encore subdiviser les sérogroupes en sérotypes ou sérovars. Facteurs de virulence - Les pili permettent la colonisation du nasopharynx. - La capsule polysaccharidique a un rôle antiphagocytaire. - L’endotoxine LOS est responsable pour la majorité des manifestations cliniques (p. ex., des lésions vasculaires épithéliales, une coagulation intravasculaire disséminée). - La protéase IgA hydrolyse les anticorps sécrétés dans les muqueuses. - Les méningocoques peuvent survivre intracellulairement en l’absence de l’immunité humorale. Pathogénie. La porte d’entrée est le rhinopharynx. La plupart des infections sont asymptomatiques. Seulement 1%o des personnes infectées développent une infection méningococcique grave. Les méningocoques sont fixés par pili à cellules non-ciliées du nasopharynx. Si des clones hyperinvasifs colonisent la muqueuse nasopharyngée, et si les anticorps bactéricides IgM et IgG sont absents chez l’hôte, les germes induisent une transcytose à travers les cellules muqueuses et pénètrent en sous muqueux. La capsule polysaccharidique protège les méningocoques contre la phagocytose. Le méningocoque dans le nasopharynx peut atteindre les méninges en suivant le trajet des nerfs olfactifs. Le plus souvent cependant, ce serait par voie sanguine que le méningocoque atteindrait le système nerveux central. Les déficits congénitaux dans la synthèse des facteurs de C5, C6, C7 et C8 du complément prédisposent à la récurrence de la méningite à méningocoque. Le site de prédilection pour une localisation secondaire est le SNC. Les germes se disséminent aussi par voie hématogène et atteignent le poumon, l’endocarde ou les grosses articulations. L’endotoxine LOS est responsable de la destruction vasculaire diffuse (p. ex., lésions endothéliales, inflammation de la paroi vasculaire, thrombose, coagulation intravasculaire disséminée). Infections. L’infection se présente comme une septicémie isolée ou une méningite avec ou sans septicémie. Les lésions emboliques et pétéchiales de la peau sont fréquentes (DVD 6.04). Parfois, on aboutit à une septicémie sévère ou à un choc septique 108

avec hémorragies aigües et la destruction bilatérale des glandes surrénales (syndrome de Waterhouse-Friderichsen = purpura fulminans). Immunité. L’infection à méningocoque se produit en l’absence d’anticorps spécifiques contre les polysaccharides capsulaires et d’autres antigènes bactériens. Les nourrissons jusqu’à l’âge de 6 mois sont protégés par les anticorps maternels. L’immunité peut être stimulée par la colonisation avec N. meningitidis ou d’autres bactéries (p. ex., la colonisation avec des espèces de Neisseria non encapsulées, l’exposition à l’antigène E. coli K1, qui donne des réactions croisées avec le polysaccharide capsulaire du groupe B). L’immunité est principalement médiée par la réponse immunitaire humorale. L’activité bactéricide nécessite l’action du complément, en conséquence, les patients présentant des déficits du C5, C6, C7 et C8 sont à haut risque. Diagnostic. Le diagnostic des infections à N. meningitidis est important pour l’initiation du traitement spécifique des patients et la prophylaxie aux contacts. Il comprend la mise en évidence du germe, dans le sang (hémoculture) ou le LCR (par examen microscopique du culot de centrifugation ou en culture) (DVD 3.29, 6.02, 6.03). Pour la culture, le matériel de prélèvement doit être ensemencé le plus rapidement possible sur un milieu gélose au sang. L’identification repose alors sur la mise en évidence des propriétés métaboliques. Les sérogroupes sont déterminés par des méthodes d’agglutination. Pour la détection directe des antigènes capsulaires A, B, C, Y et W135 dans le LCR, le sérum ou l’urine, on utilise l’agglutination sur latex (DVD 5.45). Traitement. L’antibiotique de choix de la méningite méningococcique est la pénicilline G. L’instauration la plus précoce possible du traitement est importante pour prévenir des séquelles touchant essentiellement le cerveau et les nerfs crâniens. L’avantage d’une céphalosporine groupe 3 (p. ex., ceftriaxone ou cefotaxime) réside dans le fait que son large spectre d’action la rend aussi efficace contre d’autres agents infectieux des méningites (à l’exception de Listeria monocytogenes). Épidémiologie. Les infections à méningocoques surviennent plus fréquemment en hiver et au printemps. L’homme est le seul réservoir du germe. Les sources d’infection sont principalement les malades mais aussi les porteurs sains du germe. Le portage à méningocoque est habituellement transitoire. La transmission des méningocoques se fait par les gouttelettes, dans des conditions de cohabitation étroite (des bactéries sensibles à l’environnement externe). La plus forte incidence d’infection à méningocoques est observée chez les enfants de moins de 5 ans, les personnes institutionnalisées et les patients présentant des anomalies des derniers facteurs du complément. Dans les pays développés, la maladie survient de façon sporadique ou sous forme de petite épidémie dans des collectivités plus ou moins closes (p. ex., école). Dans les pays de tiers monde, la maladie peut survenir plus fréquemment. Sans traitement, la mortalité est 50-80%. En cas de traitement instauré précocement, elle est située en dessous de 1%. Prophylaxie La chimioprophylaxie post-exposition, après contact avec un malade, est indiquée. La chimioprophylaxie comprend aussi la négativation du porteur sain dans des 109

communautés fermées, quand il y a des cas de méningite. Elle n’est pas possible avec de la pénicilline G, mais doit être réalisée avec de la rifampicine ou ciprofloxacine. La vaccination des sujets de plus de 2 ans est possible avec un vaccin combinant les polysaccharides capsulaires purifiés A, C, Y, W135. Pour les enfants de moins de 2 ans il existe un vaccin conjugué. Il n’existe pas de vaccin pour le sérogroupe B parce que la capsule de ce sérogroupe n’a qu’une faible action immunogène. 10.4. Genre Moraxella Minidéfinition. Le genre Moraxella comprend des cocci à Gram négatif ou des bacilles courts, coccoïdes, parfois agencés en pairs (DVD 6.09), immobiles, strictement aérobies, catalase positifs (DVD 5.01), oxydase positifs (DVD 6.01). Leur habitat naturel est la muqueuse de l’homme, notamment des voies respiratoires supérieures. Ce sont des bactéries opportunistes. Ce genre est subdivise en deux sous-genres: - Sous-genre Branhamella, p. ex., B. catarrhalis. - Sous-genre Moraxella, p. ex. M. lacunata. 10.4.1. Moraxella catarrhalis Élément de la flore normale des voies respiratoires supérieures. Peut être responsable de: pneumonie, exacerbation aigüe de la bronchite chronique, otite moyenne aigüe, sinusite. Environ 90% des souches produisent une pénicillinase, le traitement par une bêtalactamine résistante aux pénicillinases ou l’association amoxycilline - acide clavulanique est donc indiquée. 10.4.2. Moraxella lacunata Peut être à l’origine de conjonctivite et de kératite. Rarement retrouvée de nos jours dans ces affections oculaires; la raison en est inconnue.

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11. Coccobacilles à Gram négatif Olivia S. Dorneanu

11.1. Genre Haemophilus Minidéfinition. Petits bacilles (coccobacilles) à Gram-négatif, polymorphes, immobiles, souvent capsulés, non sporulés (DVD 8.01-8.03). Anaérobies facultatifs, capnophiles; ils nécessitent, pour leur multiplication, des facteurs de croissance présents dans le sang: les facteurs X (hémine) et/ou V (NAD) (DVD 8.05). Catalase positifs (DVD 5.01), oxydase positifs (DVD 6.01). Les espèces n’exigeant que le facteur V reçoivent le préfixe “para-”. L’espèce la plus importante est Haemophilus influenzae. 11.1.1. Haemophilus influenzae Habitat. H. influenzae ne survient que chez l’homme. Il est présent sur la muqueuse des voies respiratoires supérieures de l’enfant et de l’adulte, retrouvé chez 3050% des sujets sains. Le plus souvent, il s’agit de souches non capsulées et de ce fait peu virulentes. Le portage de souches capsulées, de type b ou d’autres sérotypes est peu fréquent, concernant moins de 5% des sujets, adultes ou enfants. Caractères microscopiques. Petit bacille (1,0-1,5 μm/0,3 μm) à Gram négatif, souvent capsulé (DVD 8.01-8.03), immobile. Il existe aussi des formes longues, traduisant un polymorphisme qui peut être observé dans certains produits pathologiques (liquide céphalo-rachidien) (DVD 8.03). Caractères culturaux. Il faut recourir à des milieux contenant les facteurs de croissance X (= hémine) et V (= NAD). Incubation à 37°C, 5-10% CO2. Une gélose au sang usuelle ne contient pas assez de facteur V libre. Certaines bactéries, principalement Staphylococcus aureus produisent NAD en excès et secrètent ce coenzyme dans le milieu. Pour cette raison, H. influenzae peut se multiplier au voisinage immédiat des colonies de S. aureus, ce qui est décrit comme phénomène de “satellitisme“ (DVD 8.04). Le milieu usuel de culture d’H. influenzae est la gélose chocolat (gélose au sang cuit). Le chauffage du sang libère le facteur V et inactive les inhibiteurs de ce dernier. Résistance dans l’environnement. Très sensible: séchage, désinfectants usuels. Meilleure viabilité à température ambiante que réfrigéré. Structure antigénique. Les souches capsulées sont subdivisées selon le polysaccharide capsulaire en sérovars a-f. Le type b est le plus fréquent dont le polysaccharidique capsulaire est le polyribitol phosphate (PRP). Les souches non capsulées sont nommées nontypables. Facteurs de virulence. La virulence la plus forte est observée pour le type b. Le facteur de virulence le plus important du germe est la capsule qui confère une protection contre la phagocytose et l’action lytique du complément. La capsule est aussi un facteur d’adhésion. Un autre facteur de virulence notable est la protéase IgA1. 111

Pathogénie et infections Les souches non capsulées colonisent les voies respiratoires supérieures. H. influenzae, intervenant comme bactérie opportuniste, est avant tout responsable d’infections communautaires de la sphère ORL de l’enfant et de l’adulte (otite moyenne aigüe, sinusite), conjonctivite et de surinfections broncho-pulmonaires de l’adulte (surinfection de bronchite chronique, pneumonie). Les souches capsulées ayant des propriétés invasives peuvent être responsables:  Des infections invasives, comme une méningite et une septicémie, chez les enfants jusqu’à l’âge de 4-5 ans.  D’autres infections sont représentées par l’épiglottite, la cellulite, la pneumonie, les arthrites septiques, l’ostéomyélite.  Le sérovar b (= Hib) provoque la majorité des infections humaines. Immunité. Les anticorps dirigés contre le polysaccharide de capsule (PRP du type b) sont protecteurs. Ils expliquent l’activité bactéricide du sérum. Ils apparaissent progressivement chez l’enfant. Ils surviennent après une infection naturelle, après la vaccination ou ils sont des anticorps maternels transmis à travers le placenta. Diagnostic. Le diagnostic biologique va reposer sur le diagnostic direct par mise en évidence de la bactérie après examen microscopique et après mise en culture dans le LCR, le sang, le pus ou des crachats. Il n’y a pas de diagnostic indirect, par sérologie, des infections à H. influenzae. La coloration de Gram permet de reconnaître de petits bacilles à Gram négatif, parfois polymorphes, associés à des formes longues (situation parfois retrouvée dans le LCR). L’existence d’un phénomène de “satellitisme“ sur une gélose au sang démontre le besoin en facteur V; cela fait la distinction entre H. influenzae et H. parainfluenzae. Le diagnostic est considéré comme confirmé lorsque l’organisme est isolé à partir d’un site corporel stérile. Le test d’agglutination au latex met rapidement en évidence les antigènes capsulaires dans le LCR des patients atteints de méningite. PCR est plus sensible que le test d’agglutination au latex ou la culture, et très spécifique. Traitement. Il faut utiliser une bêta-lactamine résistante aux bêta-lactamases, car les souches produisant des bêta-lactamases sont de plus en plus nombreuses. La résistance à l’ampicilline est produite par production du bêta-lactamases ou par des protéines de liaison à la pénicilline modifiées, avec affinité diminuée pour les bêta-lactamines. La ceftriaxone ou le cefotaxime est le traitement de choix en cas de méningite et de septicémie. Pour les cas moins graves, une association d’ampicilline et sulbactam est indiquée. En alternative aux bêtalactamines on peut utiliser les fluoroquinolones. Les antibiotiques macrolides (p. ex., la clarithromycine) peuvent être utilisés chez les patients ayant des antécédents d’allergie aux bêta-lactamines. Épidémiologie. Réservoir de l’infection sont les malades ou les porteurs sains de H. influenzae de type b. Transmission par des gouttelettes Flügge. Le scénario épidémiologique classique, disparu depuis la vaccination, correspondait à une survenue plus fréquente des infections sévères invasives (méningite, septicémie, épiglottite) entre 2 mois et 5 ans, période située entre la fin de la protection 112

passive conférée par les anticorps d’origine maternelle et l’acquisition d’anticorps à un titre suffisant et protecteur (à partir de 5 ans). L’incidence des infections sévères invasives (méningite, septicémie, épiglottite) chez l’enfant a sérieusement chuté depuis l’introduction de la vaccination. Prophylaxie. La vaccination est réalisée avec un vaccin conjugué Hib, dès le 2e mois de la vie. L’épitope responsable de l’immunisation, le polysaccharide capsulaire b, est conjugué à une protéine, l’anatoxine tétanique ou diphtérique. Comme chimioprophylaxie après une exposition, chez les enfants en bas âge à partir du 2eme mois, on recommande rifampicine. 11.1.2. H. ducreyi H. ducreyi est un bacille court, immobile, à Gram négatif, dans des chaînes, dont la culture est très difficile et exige des milieux spéciaux. Il est responsable du chancre mou, maladie vénérienne survenant principalement sous les tropiques. L’infection se présente comme une ulcération douloureuse légèrement sanguinolente des organes génitaux. Les ganglions lymphatiques régionaux sont fortement oedématiés. Immunité à court terme. Le diagnostic repose sur la mise en évidence du germe à l’examen microscopique et en culture. Le traitement consiste en une prise unique d’azithromycine ou de ceftriaxone. 11.1.3. H. influenzae du biogroupe aegyptius C’est une variante métabolique de H. influenzae. Le germe produit une conjonctivite purulente, qui survient principalement en Afrique du Nord et en Égypte. Au Brésil, on a observé des infections systématiques chez les enfants en bas âge, décrites comme la fièvre purpurique brésilienne. L’antibiothérapie est la même que pour H. influenzae. 11.1.4. D’autres espèces d’Haemophilus sont retrouvées comme éléments de la flore muqueuse chez l’homme: H. parainfluenzae, H. haemolyticus, H. segnis, H. aphrophilus et H. paraphrophilus. Ils sont occasionnellement impliqués dans des infections. 11.2. Groupe HACEK HACEK est l’acronime des noms de 5 bacteries (Haemophilus aphrophilus, Actinobacillus actinomycetemcomitans, Cardiobacterium hominis, Eikenella corrodens, Kingella kingae) ayant des caractéristiques communes: - bacilles ou coccobacilles à Gram négatifs; - anaérobies facultatives et capnophiles; - exigeants, à croissance relativement lente; - engendrant des endocardites infectieuses des valves cardiaques natives ou prothétiques; - l’isolement des patients atteints d’endocardite signifie une infection; - traitement: ceftriaxone ou ampicilline & gentamicine.

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11.3. Genre Bordetella Minidéfinition. Petits bacilles coccoïdes à Gram négatifs, non sporulés, aérobies stricts, exigeants, catalase positifs (DVD 5.01), oxydase positifs (DVD 6.01). Le genre Bordetella comprend B. pertussis, B. parapertussis et B. bronchiseptica. La plus importante espèce d’un point de vue médical est B. pertussis, l’agent de la coqueluche. Les autres espèces ne sont retrouvées que rarement comme agents infectieux des voies respiratoires profondes chez l’homme. 11.3.1. Bordetella pertussis Habitat. Pathogène strict des muqueuses respiratoires, présent uniquement chez l’homme. Caractères microscopiques. Petits bacilles coccoïdes à Gram négatifs, à coloration bipolaire, immobiles. Caractères culturaux. B. pertussis cultive sur des milieux spéciaux pendant 3-4 jours à 37°C, dans une atmosphère aérobie. Sur le milieu de Bordet et Gengou (gélose à base de pomme de terre au sang fibriné de mouton) - prix Nobel de Médecine et de Physiologie en 1919 - l’aspect des colonies est caractéristique, en gouttelette de mercure et hémolytique. Résistance dans l’environnement. Faible (température ambiante, la lumière du soleil). Facteurs de virulence (Bordetella virulence genes, 37°C) A. Facteurs d’adhérence - L’hémagglutinine filamenteuse est le facteur d’adhérence principal. L’adhérence se fait sur les cils de l’épithélium. - Les fimbriae. - La toxine pertussis. B. Toxines - La toxine pertussis est l’exotoxine la plus importante. Celle-ci est une toxine AB. Mécanisme d’action: augmentation de l’AMPc dans la cellule. - La cytotoxine trachéale est un fragment de muréine qui présente une action létale sur les cellules épithéliales ciliaires et stimule la production d’IL-1. - B. pertussis possède dans sa paroi cellulaire un lipopolysaccharide (LPS) qui induit la production de cytokines et active le complément par voie alterne. - L’adényl cyclase-hémolysine augmente la sécrétion de l’épithélium respiratoire, fait perméable l’épithélium respiratoire pour la toxine pertussis et inhibe la phagocytose. - La toxine dermo-nécrotique. Pathogénie. Les bactéries de la coqueluche sont transmises par voie aérogène. Elles sont capables d’adhérer aux cellules de l’épithélium ciliaire bronchique. L’infection est localisée. Les diverses toxines entraînent l’élimination des cellules ciliées, l’accumulation de mucus par paralysie du système d’épuration ciliaire et une réaction inflammatoire. La lymphocytose est un effet systémique. La maladie est une pneumonie interstitielle. Infection. La coqueluche est une maladie respiratoire de l’enfance très contagieuse. La coqueluche débute, après une phase d’incubation d’environ 10-14 jours, 114

par un stade catarrhal peu caractéristique qui dure environ 1-2 semaines. Les patients sont très contagieux. Il se développe ensuite un stade paroxystique, persistant 2-3 semaines, avec des quintes de toux caractéristiques. Ensuite, il y a un stade de convalescence qui s’étend sur plusieurs semaines. Les complications fréquentes sont les pneumonies à pneumocoques ou Haemophilus, qui pénètrent par la muqueuse lésée, et l’otite moyenne aigüe. La complication tardive, rare, est l’encéphalopathie, dont le mécanisme physiopathologique n’est pas connu. Immunité. La maladie laisse une immunité (anticorps contre l’hémagglutinine filamenteuse et la toxine pertussis) qui ne perdure cependant pas toute la vie. Dans les populations vaccinées, l’immunité est évaluée à une dizaine d’années sans rappel vaccinal ou naturel et pour cette raison on peut avoir la coqueluche plusieurs fois dans sa vie. Diagnostic. La mise en évidence du germe n’est pas possible que pendant la phase catarrhale ou au stade paroxystique précoce. Avec un écouvillon en dacron, on prélève du matériel du nasopharynx. Puis un ensemencement immédiat sur un milieu spécial, ou un transport vers le laboratoire dans un milieu de transport sont nécessaires. Les cultures doivent incuber 3-4 jours en aérobiose. La culture reste le diagnostic de référence mais peu sensible. Dans les secrétions du nasopharynx, B. pertussis peut être mis en évidence directement par immunofluorescence; la technique est rapide, mais peu sensible. PCR est la technique la plus sensible. Les anticorps ne sont recherchés que deux semaines après le début de l’affection avec un EIA. Seule une séroconversion est probante. Traitement. Les antibiotiques ne sont efficaces qu’au stade catarrhal et éventuellement paroxystique précoce, quand les facteurs de virulence ne sont pas encore fixés aux récepteurs cellulaires correspondants. Les substances de choix sont les macrolides (p. ex., érythromycine). Lors d’allergie, le cotrimoxazole peut être utilisé. Épidémiologie. La coqueluche a une répartition mondiale. L’homme est le seul hôte. La source d’infection est le malade pendant le stade catarrhal où le germe est expulsé par la toux. Il n’existe pas de porteur sain. Les bactéries de la coqueluche sont transmis par voie aérogène (par gouttelettes). Prophylaxie. La mesure prophylactique la plus importante est l’immunisation de l’enfant avec un vaccin combiné DTaP. Les composés Pertussis acellulaire aP contiennent l’hémagglutinine filamenteuse et la toxine pertussis, inactivées. Un rappel avec un vaccin acellulaire à l’adolescent est indiqué. 11.4. Genre Brucella Minidéfinition. Les brucelles sont des bacilles coccoïdes fins (0,5-0,7 x 0,6 à 1,5 µm), à Gram négatif, sans flagelles, non capsulés, non sporulés, catalase positifs (DVD 5.01), oxydase positifs (DVD 6.01). Ils ne se multiplient qu’en aérobiose. Seules 4 espèces sont pathogènes pour l’homme: B. abortus, B. melitensis, B. suis et B. canis. Habitat. Pathogènes primaire d’animaux. Les brucelles provoquent, chez les animaux sauvages et d’élevage, des zoonoses principalement chez les bovins (B. abortus), les ovins (B. melitensis), les porcins (B. suis) et les chiens (B. canis). 115

Caractères microscopiques. Coccobacilles à Gram-négatif. Caractères culturaux. Les brucelles poussent pauvrement et lentement sur les milieux habituels. On doit utiliser des milieux enrichis (gélose au sang), à incuber à 37°C, au moins 15 jours. B. abortus doit être incubé sous CO2. Résistance dans l’environnement. Relativement élevée. Pathogénie et infection. La brucellose animale est essentiellement une maladie de la reproduction: chez le mâle; épididymites, orchites, stérilité; chez la femelle: atteinte de l’utérus, infection du foetus et avortement. En-dehors de la gestation, l’infection peut être asymptomatique. Les brucelles sont transmises des animaux malades à l’homme et entraînent un tableau clinique uniforme, la fièvre ondulante (fièvre méditerranéenne, fièvre de Malte). Les infections à B. melitensis sont cliniquement plus sévères que les autres brucelloses. Le temps d’incubation est de 1-4 semaines. Les Brucella pénètrent l’organisme par plusieurs voies: cutanée, digestive ou respiratoire, puis gagnent par voie lymphatique le premier relais ganglionnaire. À partir des ganglions envahis, ces germes sont disséminés par voie lymphatique puis hématogène (bactériémie) et arrivent dans le foie, la rate, la moelle osseuse et d’autres organes du système réticulo-histocytaire. Ces germes sont phagocytés plus ou moins rapidement par les macrophages ensuite détruits avec libération d’antigène et d’endotoxine. Ce sont des parasites intracellulaires facultatifs du système réticulo-histocytaire (splénomégalie, hépatomégalie). Dans les cellules du système réticulo-histocytaire, ils survivent et se multiplient. Il se constitue des granulomes typiques des bactéries intracellulaires. Plusieurs phases sont individualisées:  Primo-invasion aigüe (brucellose aigüe septicémique) fièvre ondulante associée à des myalgies, arthralgies.  Phase secondaire (brucellose subaigüe focalisée) avec constitution de foyers isolés ou multiples tels ostéo-articulaire hépatosplénique, méningite, endocardite, ou encore orchi-épididymite.  Phase tertiaire (brucellose chronique ou état d’hypersensibilité). Immunité. Immunité d’infection. L’immunité à médiation cellulaire est essentielle pour la défense de l’organisme contre l’infection. Les lymphocytes T renforcent l’activité bactéricide des macrophages qui détruisent les Brucella au sein d’un granulome spécifique. Leur persistance intramacrophagique entretient un état d’hypersensibilité retardée participant aux effets de la brucellose tertiaire ou chronique. Il y a réponse immunitaire par production d’anticorps permettant le sérodiagnostic de la maladie. Leur rôle protecteur semble réel mais secondaire par rapport à l’immunité cellulaire. Diagnostic. Prélèvements:  brucellose aigüe septicémique: hémoculture (la bactériémie est continue);  brucellose subaigüe focalisée: matériel de biopsie ganglionnaire, LCR, pus, liquide articulaire.

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Le diagnostic se fait au mieux par la culture du germe. Comme les cultures doivent incuber jusqu’à 4 semaines, il faut transmettre au laboratoire le diagnostic de présomption. Une identification préalable fait appel à un test d’agglutination avec un antisérum polyvalent (B. canis n’agglutine pas). La différenciation précise entre les quatre espèces est réalisée dans des laboratoires spécialisés. Pour la détection d’anticorps on utilise une réaction d’agglutination (le test de Wright). Les agglutinines apparaissent dès le 10e jour, puis suivent une cinétique jusqu’au 5-6e mois. Dans les cas douteux, une réaction de fixation du complément et un test de Coombs direct permettent un diagnostic sérologique (brucellose subaigüe et chronique). L’intradermo-réaction à la mélitine est peu utilisée. Traitement. Le traitement antibiotique est actif dans les formes aigües et subaigües. Au stade aigu, une association doxycycline-rifampicine est indiquée. Des alternatives sont les associations doxycycline-gentamicine ou cotrimoxazolegentamicine. La durée du traitement est de 6 semaines. Épidémiologie. La brucellose est une zoonose de répartition mondiale. Les infections à B. melitensis surviennent plus fréquemment dans les pays méditerranéens, en Amérique latine et en Asie. En Europe, les brucelloses à B. melitensis peuvent survenir du fait de produits laitiers importés de ces pays ou chez des voyageurs. Les animaux malades sont le réservoir de l’infection. Les brucelles sont transmises à l’homme:  directement par contact avec des animaux malades (pénétration du germe par voie cutanée ou muqueuse favorisée par des blessures ou des excoriations);  ou indirectement par: - ingestion des produits alimentaires contaminés, principalement du lait et des produits laitiers non pasteurisés; - ou inhalation de poussière de litière, d’aérosol contaminé dans un laboratoire. Il s’agit d’une maladie professionnelle: agriculteurs, bergers, personnel des abattoirs, bouchers, vétérinaires. Prophylaxie. La lutte contre la brucellose comprend d’abord des mesures prophylactiques d’exposition:  l’abattage des animaux dans un cheptel infecté;  des mesures hygiéniques comme la protection par gants et lunettes de certaines professions exposées;  la pasteurisation du lait. Un isolement des malades n’est pas nécessaire, car le germe n’est pas transmis de l’homme à l’homme. La prophylaxie immunitaire n’existe pas. 11.5. Pasteurella multocida Minidéfinition. Le genre Pasteurella comprend des coccobacilles à Gramnégatif, à coloration bipolaire, polymorphes, non sporulés, immobiles, anaérobies 117

facultatifs, non exigeants, catalase positifs (DVD 5.01), oxydase positifs (DVD 6.01); bactéries intracellulaires facultatives. Ils provoquent des infections chez l’animal et jouent qu’un rôle mineur comme agent infectieux chez l’homme. L’espèce prédominante est P. multocida. Habitat. Éléments de la flore normale des muqueuses du rhinopharynx et de l’animal (chat, chien). L’homme est hôte accidentel. Caractères microscopiques. Coccobacilles à Gram-négatif, parfois capsulés. Caractères culturaux. La culture est obtenue en 24 à 48 h à 37°C sur des milieux enrichis tels gélose au sang. Les colonies sont quelquefois muqueuses (souches capsulées). Résistance dans l’environnement. Bactérie très sensible. Pathogénie et infections. Les sources d’infection sont les animaux domestiques (chien, chat, oiseau) ou les animaux d’élevage (bovin, mouton, chèvre, porc). Les germes pénètrent dans l’organisme par des morsures, des griffures ou par la salive au contact d’animaux porteurs sains ou malades. Le plus souvent se développent:  des infections de plaies avec lymphadenite,  des infections subaigües et chroniques des voies respiratoires profondes, ou.  des infections du SNC, surtout après traumatisme crânien ou intervention neurochirurgicale. Diagnostic. Le diagnostic repose sur la mise en évidence du germe, par culture dans la sérosité des plaies ou dans les expectorations ou par hémoculture. L’examen microscopique direct est rarement positif. Traitement. Le traitement fait appel à une pénicilline ou à une céphalosporine. Alternatives: tétracyclines, fluoroquinolones. 11.6. Francisella tularensis Minidéfinition. Le genre Francisella comprend des bacilles à Gram négatif, coccoïde, polymorphes, immobiles, aérobies strictes. Ce sont des bactéries intracellulaires facultatives avec une capsule lipidique mince. Habitat. Ce germe entraîne, chez de nombreuses espèces animales, principalement chez les rongeurs (lièvre), une maladie mortelle (pseudo-peste). Caractères microscopiques. Coccobacille à Gram négatif, polymorphe, immobile, visible en immunofluorescence. Caractères culturaux. On utilise des milieux enrichis, incubés en aérobiose. La croissance est faible et lente (6 jours) sur la gélose au sang frais. Résistance dans l’environnement. F. tularensis persiste pendant plusieurs semaines en nature. Pathogénie et infection. La tularémie est une zoonose. La période d’incubation est 3-5 jours. Les germes pénètrent par des microtraumatismes de la peau et des muqueuses (conjonctive, oropharynx, voies aériennes supérieures). Au niveau de la porte d’entre se constitue une lésion ulcéreuse accompagnée d’une lésion ganglionnaire locale (= forme ulcéro-ganglionnaire). Puis, par voies lymphatique et hématogène, les germes arrivent 118

dans les organes du système réticulo-histocytaire comme le fois et la rate, y constituant de petits granulomes. Son nouveau passage dans le sang provoque une septicémie. Pour la tularémie pulmonaire, 10-50 bactéries inhalées sont suffisantes pour provoquer une infection pulmonaire manifeste cliniquement. Les formes cliniques observées sont:  Forme ulcéro-ganglionnaire (après contact cutané direct),  Forme cutanée érythémateuse,  Forme oculo-ganglionnaire (après contact oculaire ou projection),  Forme oropharyngée (après ingestion d’eau ou d’aliment contaminés, ou après inhalation d’aérosols),  Forme pleuro-pulmonaire (primaire après inhalation d’un aérosol contaminé ou secondaire après dissémination),  Forme typhoïdique ou forme septicémique. Immunité. Cellulaire, de longue durée, très protectrice. Diagnostic. Le diagnostic repose sur la mise en évidence de l’agent infectieux par examen microscopique et en culture de la sérosité au point d’inoculation, ponction d’une adénopathie ou hémoculture. L’examen microscopique est rarement positif à partir de la ponction ganglionnaire. La culture est lente (48 h à 5 jours au moins) et difficile à 37°C en aérobiose. L’amplification génique (PCR) est possible mais encore peu utilisée directement sur produit pathologique (p. ex., ganglion). Le diagnostic sérologique est la méthode la plus fréquemment positive faisant appel à la réaction classique d’agglutination en tube soit encore à une réaction d’immunofluorescence indirecte (IFI) ou ELISA. Ces réactions ont une spécificité médiocre, en particulier à la phase initiale. Des anticorps agglutinants sont détectés à partir de la deuxième semaine d’évolution de la maladie. Une séroconversion prouve l’infection. Traitement. Pour l’antibiothérapie on utilise la streptomycine ou la gentamicine, pendant 14-21 jours. L’alternative est la doxycycline ou le ciprofloxacin. Épidémiologie. La tularémie se rencontre principalement dans les zones boisées de l’hémisphère Nord. Réservoir d’infection: animaux malades (lièvre). F. tularensis est transmis directement par contact avec des animaux malades ou morts de tularémie, par vecteurs (tiques) ou de la poussière contenant l’agent infectieux. La tularémie est souvent une maladie professionnelle chez les chasseurs ou leurs femmes, bouchers, éleveurs, vétérinaires etc. Pouvoir pathogène important (agent biologique de la classe 3) susceptible d’être exploité lors d’une attaque bioterroriste. Prophylaxie (i) Mesures non spécifiques:  Emploi d’insecticides. Usage de vêtements de protection contre les arthropodes.  Emploi de masques, de gants et de lunettes pour manipuler et dépouiller les animaux sauvages.  Ne pas boire d’eau non traitée en zone suspecte. (ii) Vaccination. 119

12. La famille Enterobacteriaceae Olivia S. Dorneanu, Cristina G. Tuchiluş

En médecine humaine, la famille bactérienne la plus importante est Enterobacteriaceae. Elle comprend des genres pathogènes (Shigella, Salmonella, Yersinia) et beaucoup d’opportunistes qui produisent principalement des infections endogènes (infections des voies urinaires, pneumonies, infection de site opératoire, septicémies). Minidéfinition. Bacilles à Gram négatif (DVD 8.07), le plus souvent mobiles, anaérobies facultatifs, non-exigeants, catalase positifs (DVD 5.01), oxydase négatifs; fermentent le glucose avec ou sans production de gaz et réduisent les nitrates en nitrites. Habitat. Leur habitat naturel est le tractus intestinal de l’homme et de l’animal. Quelques-uns provoquent des maladies caractéristiques. D’autres ont un pouvoir pathogène facultatif, mais appartient aujourd’hui aux bactéries les plus fréquemment isolés dans les infections nosocomiales (p. ex., E. coli). Taxonomie. La famille comprend 41 genres avec des centaines d’espèces. Une des propriétés importantes de cette famille des bactéries est la dégradation du lactose.  Les Enterobactericeae lactose positifs sont regroupés dans le groupe des Enterobacteriaceae coliformes.  Salmonella, Shigella et Yersinia (entérobactéries pathogènes) sont lactose négatives. Résistance dans l’environnement. Escherichia coli ne peut pas survivre longtemps; pour cette raison, sa présence indique une contamination fécale récente. Les entérobactéries sont généralement sensibles aux désinfectants usuels. Elles sont détruites dans 5 minutes à 100°C. Caractères microscopiques. Les Enterobacteriaceae sont des bacilles à Gram négatif, peu mobiles, avec des extrémités arrondies (DVD 8.07, 8.08), de 0,5-1,5 μm/2-4 μm. Beaucoup possèdent une ciliature péritriche. Certaines espèces possèdent une capsule (p. ex., Klebsiella) (DVD 8.09). Caractères culturaux. Toutes les bactéries de cette famille se cultivent facilement sur des milieux de culture simples (DVD 8.10). Ce sont des anaérobies facultatifs à croissance rapide. Elles résistent à divers composés chimiques (p. ex., sels biliaires), ce qui est utilisé pour leur culture sélective. Un milieu de culture sélectif et différentiel est la gélose de Mac Conkey (DVD 8.12), qui ne permet que la croissance des bacilles à Gram négatifs et indique la dégradation du lactose. Caractères biochimiques. Les Enterobacteriaceae présentent une grande activité métabolique, utilisée pour leur identification (DVD 8.30. 8.31). Structure antigénique. Les antigènes les plus importants des Enterobacteriaceae sont:  L’antigène O. Chaînes polysaccharidiques spécifiques du complexe lipopolysaccharidique (LPS) de la membrane externe. 120

 



L’antigène H. Antigène protidique des flagelles. L’antigène K (antigène de capsule ou antigène Vi). Il forme une couche compacte sur la membrane externe et est responsable d’une impossibilité d’agglutination O, en empêchant les anticorps d’atteindre cet antigène. L’antigène F. Antigène des protéines des fimbriae d’adhésion.

Du fait de la présence d’antigènes O, H et K, les espèces sont subdivisées en sérovars qui ont une importance épidémiologique. Antigène H: flagelles Antigène K: capsule Antigène O: LPS

Figure 45. La structure antigénique des Enterobacteriaceae

a

b

Figure 46. L’étude des caractères antigéniques par une réaction d’agglutination. a. agglutination présente; b. agglutination absente

12.1. Genre Salmonella Lactose négatifs, produisant H2S. Pathogènes intestinaux. Taxonomie. Toutes les salmonelles importantes pour l’homme appartiennent à l’espèce Salmonella enterica, sous-espèce enterica. Celle-ci comprend plus de 2000 sérovars. On écrit la première lettre du nom de sérovar avec une majuscule. Les sérovars sont déterminés par les antigènes O et H. Ils sont classés selon Kauffmann-White. Le typage a une importance épidémiologique et clinique du fait que certains sérovars sont responsables de salmonelloses typhiques, et d’autres de salmonelloses entériques. 121

Tableau 9. Classification de Kauffmann-White (extrait). () signifie que l’antigène n’est pas souvent présent. L’antigène Vi est un antigène K Groupe

Sérovar

Antigène O

A B

Paratyphi A Schottmuelleri (Paratyphi B) Typhimurium Hirschfeldii (Paratyphi C) Choleraesuis Newport Typhi Enteritidis Dublin Gallinarum Panama Oxford

1, 2, 12 1, 4, (5), 12 1, 4, (5), 12 6, 7, (Vi) 6, 7 6, 8 9, 12, (Vi) 1, 9, 12 1, 9, 12, (Vi) 1, 9, 12 1, 9, 12 3, 10

C1 C2 D1

E1

Antigène H Phase 1 Phase 2 a b 1, 2 i 1, 2 c 1, 5 (c) 1, 5 e, h 1, 2 d g, m (1, 7) g, p l, v 1, 5 a 1, 7

Habitat. Les salmonelles typhiques n’entraînent des maladies systémiques que chez l’homme. Les salmonelles entériques peuvent apparaître chez l’homme, l’animal (p. ex., S. Typhisuis, S. Abortusovis) et les oiseaux (p. ex., S. Gallinarum), tout en restant limitées à l’intestin chez l’homme. Facteurs de virulence. Les salmonelles présentent de nombreux déterminants de pathogénicité. - Les fimbriae d’adhésion permettent l’adhérence aux entérocytes. - Plusieurs “îles de pathogénicité” comportent des gènes pour l’adhérence, l’invasion, des systèmes de sécrétion et des protéines toxiques qui sont inoculées dans les cellules cible par sécrétion. Ces gènes sont fréquemment localisés sur des plasmides. - L’endotoxine est responsable de manifestations systémiques. - Des bactéries facultativement intracellulaires, les salmonelles parviennent à survivre dans les cellules phagocytaires en neutralisant les radicaux toxiques d’oxygène et résistance à pH acide de phagolysosomes. - L’antigène Vi, qui est présent aux S. Typhi et S. Paratyphi C, antiphagocitaire. 12.1.1. Salmonelloses typhiques Pathogénie et infection. Etapes: adhésion de salmonelles typhiques de préférence aux cellules M de l’intestin grêle et transcytose, phagocytose par des macrophages et translocation dans le tissu lymphoïde gastro-intestinal où se multiplient, dissémination lymphatique (par le canal thoracique) et hématogène, colonisation secondaire dans la rate, le foie, la moelle osseuse, les voies biliaires, la peau (roséole), éventuellement nécroses des plaques de Peyer. Les bacilles sont éliminés par voie biliaire (selles) et l’urine. Le malade guéri peut rester porteur de germes pendant des mois ou des années, les bactéries persistant surtout dans les voies biliaires. La maladie (fièvre typhoïde ou paratyphoïde) débute par de la fièvre, qui augmente par paliers dans la première semaine. Autres symptômes: torpeur (typhos en 122

grec signifie brumes des sens), leucopénie, bradycardie, splénomégalie, roséole au niveau abdominal; à partir de la troisième semaine, diarrhée avec éventuellement hémorragie intestinale liée à l’ulcération de la muqueuse. Diagnostic. La mise en évidence des salmonelles typhiques se fait primitivement dans le sang. L’hémoculture est positive durant la première semaine de la maladie. Dès la deuxième semaine de la maladie on fait des coprocultures sur des milieux d’enrichissement ou des milieux sélectifs et, depuis la troisième semaine, urocultures sur les mêmes milieux. En convalescence, le portage peut être surveillé par coproculture, uroculture, culture de la bile. Le sérodiagnostic est fait par la détermination du titre d’anticorps agglutinant visà-vis des antigènes O et H de S. Typhi et S. Paratyphi (test Widal) (DVD 8.34, 8.35). Seule une ascension du titre d’anticorps d’au moins 4 fois, en espace de 2 semaines ou plus, est probante. La réaction devient positive après environ une semaine d’évolution. Les anticorps anti-O apparaissent les premiers mais disparaissent peu de temps après la guérison. Les anticorps anti-H apparaissent quelques jours plus tard, atteignent des taux plus élevés et peuvent persister plusieurs mois après la maladie. À la période d’état, les deux anticorps, anti-O et anti-H sont présents. La recherche des anticorps anti-Vi pourrait avoir de l’intérêt chez les porteurs de germes. Traitement. Dans les salmonelloses typhiques, il faut instaurer une antibiothérapie. On utilise des antibiotiques actifs, avec une bonne pénétration intracellulaire: fluoroquinolones, aminopénicillines, ceftriaxone. Épidémiologie. Le réservoir d’infection est toujours l’homme: les malades et les porteurs sains fécale/urinaire. La transmission se fait par l’eau ou d’aliments contaminés. Les salmonelloses typhiques de l’Europe du nord et centrale sont importées par des voyageurs et n’apparaissent que de façon sporadique ou de façon épidémique, par l’enchaînement de circonstances malheureuses. Prophylaxie. On dispose de trois vaccins contre la fièvre typhoïde: un vaccin tué, un vaccin atténué, un vaccin polysaccharidique. 12.1.2. Salmonelloses entériques Pathogénie et infections. A. Gastroentérite ou intoxication alimentaire Pathogénie. Adhésion aux entérocytes de l’iléon et du colon et aux cellules M, transcytose induite par des invasines, injection de protéines toxiques dans les cellules de la muqueuse, inflammation locale de la sous-séreuse, production accrue d’AMPc dans les entérocytes et, de ce fait, sécrétion accrue d’ions chlorure, diarrhée liquide. La maladie débute le plus souvent brutalement avec des vomissements en jet, pouvant être accompagnes de la fièvre. Les symptômes s’estompent spontanément sans traitement spécifique après quelques jours. B. Bactériémie/septicémie avec localisations secondaires Les nourrissons, les personnes âgées, les immunodéprimés en sont atteints. Localisations secondaires: méninges, articulations, os.

123

Entrée

Lumen Pénétration

Multiplication

Diarrhée Sécrétion d'eau et d'électrolytes

Adhésion

Cellules épithéliales de l'intestin grêle

Lamina propria

Diffusion systémique

Digestion lysosomiale Invasion des Phagocytose par des tissus profonds neutrophiles et des macrophages

Figure 47. Invasion de la muqueuse intestinale par Salmonella

Diagnostic. La mise en évidence des salmonelles entériques se fait dans les selles. On utilise des milieux sélectifs (DVD 2.25, 3.26). Les colonies suspectes sont identifiées par mise en évidence des caractéristiques biochimiques (DVD 8.24-8.29). La variété de sérovars est déterminée par la mise en évidence de la structure antigénique par des tests d’agglutination (8.32, 8.33). La détection en culture demande au minimum deux jours. Traitement. Dans les salmonelloses entériques, le traitement symptomatique est suffisant (exception: tableau clinique de septicémie). L’antibiothérapie ne réduit pas la durée de la maladie et prolonge l’état de porteur sain. Épidémiologie. Les salmonelloses entériques surviennent sous forme endémique ou épidémique. Le réservoir d’infection le plus important est l’animal d’élevage. Le germe est transmis à l’homme par les aliments. Prophylaxie. Prophylaxie d’exposition: un système d’approvisionnement en eau potable sans failles, la lutte contre la contamination des aliments etc. 12.2. Genre Shigella Classification. Le genre se compose des espèces S. dysenteriae (10 sérovars), S. flexneri (6 sérovars), S. boydii (15 sérovars), S. sonnei (1 sérovar). Selon leurs antigènes O, les shigelles sont subdivisées en sérovars. L’antigène H n’existe pas car les shigelles sont immobiles. Les shigelles sont lactose négatifs et ne produisent pas H2S ou uréase. Ce sont des bactéries sensibles à la dessiccation. Pathogénie et infection. Les shigelles sont les agents de la dysenterie bactérienne. La dose infectante se situe seulement à moins d’une centaine de bactéries. 124

Deux mécanismes pathogéniques sont importants dans la constitution de la maladie:  Invasion. Les shigelles adhèrent aux cellules M de l’iléon terminal et du colon et arrivent, par transcytose, dans la sous-séreuse. Après phagocytose, les shigelles lysent le phagosome et induisent l’apoptose des macrophages. Les shigelles libérées par les macrophages tués sont alors prises en charge par les entérocytes. Cette invasion est induite par les invasines. Les entérocytes voisins sont envahis par transfert horizontal. La multiplication des shigelles dans les cellules envahies conduit à leur destruction (nécrose).  Production de toxine. S. dysenteriae produit une toxine Shiga. Cette toxine inhibe la synthèse protéique des cellules eucaryotes. Après une période d’incubation de 2-5 jours, la maladie débute par des diarrhées aqueuses. Après envahissement du colon apparaissent des glaires, du pus et du sang dans les selles. Des crampes intestinales, des évacuations douloureuses du rectum (ténesme) et une fièvre sont observées ensuite. Les complications sont des hémorragies intestinales et une péritonite par perforation. Les tableaux sévères sont principalement dus à S. dysenteriae, alors que les infections à S. sonnei se limitent à une diarrhée. Lumen Invasion

Invasion

Cellule M

Cellules épithéliales du gros intestin

Nécrose

Macrophage

Complexe jonctionnel (actine)

Multiplication Polymérisation Propagation de l'actine F intercellulaire Lyse de la vacuole

Lyse du phagosome Macrophage IL-1

Apoptose

IL-1 IL-1 Diapédèse

Transmigration des PMN

PMN

Capillaire

Figure 48. La pathogénie de la dysenterie

Immunité. Après la maladie apparaît une résistance à la réinfection (des anticorps IgA), pour quelques années, contre le même sérotype. Diagnostic. L’examen microscopique des selles met en évidence des leucocytes fécaux dans un grand nombre (DVD 3.25). Les shigelles sont mises en évidence en coproculture. Il faut utiliser des milieux sélectifs (DVD 2.23, 2.26). Les colonies suspectes sont identifiées par la mise en 125

évidence des caractéristiques biochimiques (DVD 8.24-8.29). Le sérovar est déterminé avec des antisérums spécifiques, par agglutination (DVD 8.32, 8.33). Traitement. Dans les formes moyennes et graves l’antibiothérapie raccourcit la durée de la maladie et le portage fécal. On utilise aminopénicillines, fluoroquinolones, cotrimoxazole, céphalosporines. Une équilibration hydroélectrolytique est associée. Épidémiologie. La dysenterie bactérienne est universelle. Dans les pays industrialisés, elle survient de manière sporadique. Dans les pays sous-développés, elle est endémique et aussi épidémique. Le réservoir d’infection est toujours l’homme, le malade ou le porteur convalescent qui excrète le germe jusqu’ à six semaines après la maladie. La transmission est fécale-orale: directe par contact (souillures) ou indirecte par des aliments, des eaux de surface, des mouches. Prophylaxie. Elle comprend des mesures prophylactiques qui doivent empêcher le contact avec la bactérie. 12.3. Genre Yersinia Du genre Yersinia, Y. pestis, Y. enterocolitica et Y. pseudotuberculosis ont une importance en pathologie humaine. Les Yersinia sont lactose négatifs; elles produisent de l’uréase. Ces bactéries sont sensibles à sec. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis sont immobiles à 37°C, mais mobiles audessus de 30°C. Elles se multiplient à la température du réfrigérateur. Ces bactéries provoquent des infections chez les animaux et sont transmises de l’animal à l’homme. Toutes les Yersinia ont une affinité pour les cellules du système lymphatique. Les déterminants importants de la pathogénicité sont:  la protéine P1 est impliquée dans l’adhésion aux cellules eucaryotes;  les protéines Yops (gènes plasmidiques) qui bloquent la phagocytose, inhibent la production de cytokines pro-inflammatoires des macrophages ou déclenchent l’apoptose;  un siderophore (yersiniabactine);  Y. enterocolitica et Y. pseudotuberculosis possèdent des gènes chromosomiques codant l’adhésion et l’invasion;  Y. pestis possède une capsule glycoprotéique, l’antigène F1, exprimée seulement à une température de 37°C, à effet antiphagocitaire et immunogène. 12.3.1. Yersinis pestis Caractères microscopiques. Bacille à Gram négatif, non flagelle, court, encapsulé, se colorant souvent bipolaire. Caractères culturaux. Y. pestis se cultive sans difficultés sur des milieux ordinaires à 35°C. Pathogénie et infection. La peste est primitivement une maladie des rongeurs (rats). La bactérie se transmet entre ces animaux par contact direct ou par la puce des rats. La peste humaine débute par les mêmes modes de transmission. À partir du point d’entrée (microtraumatismes de la peau), les germes arrivent aux ganglions régionaux 126

dans lesquels ils se multiplient. Deux à cinq jours après l’infection apparaissent des ganglions inflammatoires remaniés par des hémorragies, d’où leur coloration bleutée (bubons). La majorité des cas se déroulent selon le tableau de peste bubonique. Dans plus que demi des cas non traités se produit un passage dans le sang, ce qui aboutit à un tableau clinique de septicémie. Pendant cette septicémie, un envahissement de multiples organes par le germe est possible. Une peste pulmonaire secondaire peut apparaître, avec des expectorations sanglantes riches en germes, fortement infectieuses. Le contact avec ces patients conduit, par infection directe aérogène, à une peste pulmonaire primaire qui présente une mortalité de presque 100% sans traitement. La peste bubonique

La peste pneumonique

4. Sortie (très contagieux) 3. Maladie Bubons (ganglions lymphatiques

1. Entrée) 3. Sortie (très contagieux)

noirs hémorragiques)

Pneumonie Hémorragies des organes internes

2. Maladie Pneumonie (généralement 100% de mortalité)

2. Propagation Lymphatique et systémique 1. Entrée - piqûre de puce du rat infecté

Figure 49. La pathogénie de la peste

Diagnostic. On met en évidence l’agent infectieux dans la ponction d’un bubon, les crachats ou le sang. Traitement. L’antibiotique de choix est la streptomycine; alternatives: gentamycine, doxycycline. L’incision des bubons est contre-indiquée. Épidémiologie. La peste humaine n’apparaît de nos jours que sporadiquement. Les réservoirs d’infection sont les rongeurs malades (zoonose). La transmission suit un contact direct avec les animaux. Prophylaxie. Les malades, principalement les patients atteints de peste pulmonaire, doivent être isolés. Les personnes contact doivent être mises en quarantaine pendant 6 jours (= temps d’incubation). 12.3.2. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis Ces germes sont transmis de l’animal à l’homme. Y. enterocolitica est responsable des entérites aigües. Y. pseudotuberculosis n’a qu’une importance mineure en médecine. Caractères microscopiques. Bacilles à Gram négatif court, pléiomorphes, avec des flagelles péritriches.

127

Caractères culturaux. La culture réussit sur tous les milieux usuels. À des températures de 25-30°C, les Yersinia poussent mieux qu’à 37°C. Après 24 h à 37°C, les Yersinia forment des colonies d’un diamètre inférieur à 1 mm. Structure antigénique. Les infections à Y. enterocolitica sont principalement provoquées par les sérotypes O:3, O:8 et O:9. Pathogénie et infection. Les germes sont habituellement absorbés avec des aliments. Les germes (> 108) arrivent dans le tractus intestinal terminal, sont incorporés par les cellules M et transportés avec les macrophages dans les plaques de Peyer et les ganglions mésentériques. On peut distinguer: - Yersinioses intestinales. L’entérite accompagnée d’une lymphadénite mésentérique est fréquemment observée chez l’enfant et l’adolescent. D’autres formes entériques sont la pseudo-appendicite de l’adolescent, l’iléite (= pseudo-Crohn) et la colite chez l’adulte. - Yersinioses extra-intestinales, p. ex., la septicémie chez l’immunodéprimé. - Maladies post-infectieuses. Les complications immunopathologiques apparaissent 1-6 semaines après le début de la symptomatologie intestinale et comprennent l’arthrite réactive et l’érythème noueux. Diagnostic. Le diagnostic de certitude est fourni par la mise en évidence du germe en culture. Pour l’isolement dans les selles, on a recours à des milieux sélectifs. On fait appel à des réactions d’agglutination, EIA ou immunoblot pour la mise en évidence des anticorps dans le diagnostic de l’arthrite réactive. Traitement. Les évolutions simples ne nécessitent pas d’antibiotiques. Dans les formes sévères, on peut utiliser le cotrimoxazole, les céphalosporines groupe 2 ou 3 ou les fluoroquinolones. Y. enterocolitica est naturellement résistante aux aminopénicillines et céphalosporines de groupe 1. Épidémiologie. Y. enterocolitica et Y. pseudotuberculosis se rencontrent largement chez les animaux. Les réservoirs les plus importants sont les animaux à sang chaud malades ou présentant une infection latente (zoonoses). Les animaux malades contaminent l’environnement. La transmission a lieu par voie orale par les aliments. La conservation par réfrigération prolongée des aliments contaminés est un facteur de risque. Prophylaxie. Des mesures prophylactiques spécifiques n’existent pas. 12.4. Escherichia coli E. coli est le germe le plus fréquent des infections bactériennes humaines. Les différentes manifestations cliniques d’E. coli reposent sur des facteurs de pathogénicité différents. Ceux-ci sont fréquemment déterminés par des gènes localisés sur des plasmides ou faisant partie de prophages. Habitat. Le tractus intestinal de l’homme et de l’animal. Les E. coli prédominent dans la flore intestinale anaérobie facultative. Pour cette raison, E. coli est un germe indicateur des souillures fécales de l’eau et des aliments. Caractères microscopiques. Bacilles droits, à Gram négatif, avec des flagelles péritriches. Caractères culturaux. Ils dégradent le lactose (DVD 8.15). 128

Structure antigénique. La structure antigénique complexe repose sur des antigènes O, K et H. Des antigènes fimbriae ont aussi été rapportés. Les antigènes sont qualifiés par des nombres, p. ex., sérovar O18:K1:H7. Infections  Infections opportunistes extra intestinales: infections des voies urinaires, infections des plaies, infections de la vésicule biliaire et des voies biliaires, appendicite, péritonite, pneumonie, méningites, septicémie. E. coli est à l’origine de 20% des bactériémies nosocomiales.  Quand il reçoit des gènes codant des facteurs de pathogénicité supplémentaires, E. coli est la cause d’une gastro-entérite, des infections des voies urinaires, des méningites néonatales/septicémie. 12.4.1. Entéropathovars d’E. coli E. coli entérotoxigènes (ETEC). Sa pathogénicité repose sur les entérotoxines LT, thermolabiles et sur les toxines STa et STb, thermostables. Les souches produisent une ou plusieurs toxines. LT est une toxine très proche de la toxine cholérique. Elle stimule l’activité de l’adénylate cyclase. STa stimule l’activité de la guanylate cyclase. Du fait de l’augmentation des taux d’AMPc et de GMPc, s’installent une inhibition de l’absorption de Na+ et une augmentation de la sécrétion de Cl- par les entérocytes. La pathogénicité des ETEC repose d’autre part sur des fimbriae spécifiques, appelés facteurs de colonisation (CFA) grâce auxquels les bactéries s’amarrent aux entérocytes de l’intestin grêle. Cela empêche leur élimination rapide par le péristaltisme. Les entérotoxines et le CFA sont déterminés par des gènes de localisation plasmidique. La maladie apparaît à tous les âges et est caractérisé par des diarrhées aqueuses. E. coli entéropathogènes (EPEC). Ils provoquent des diarrhées de façon sporadique ou épidémique chez le nourrisson dans les pays sous-développés. Les EPEC se fixent aux cellules épithéliales de l’intestin grêle par le facteur d’adhésion des EPEC et injectent dans l’entérocytes des molécules toxiques. E. coli entéro-invasifs (EIEC). Ils pénètrent dans la muqueuse colique et provoquent des inflammations abcédées. La pathogénie et le tableau clinique des infections à EIEC correspondent à la dysenterie bactérienne. Les souches EIEC sont souvent lactose négatives et peuvent être confondues avec Shigella. E. coli entéro-hémorragiques (EHEC). Ils sont la cause de la colite hémorragique et du syndrome hémolytique et urémique (SHU), qui survient dans environ 5% des infections à EHEC, avec insuffisance rénale aigüe, hémolyse intravasculaire et thrombopénie. Les EHEC produisent une toxine similaire à la toxine Shiga. Le sérovar le plus fréquent dans le SHU est O157:H7. E. coli entéroagrégants (EAggEC). Moins importants. L’intestin grêle. La diarrhée infantile dans les pays sous-développés. Adhérence agrégatif de bacilles, médiée par des plasmides ("briques empilées") avec un raccourcissement des microvili, infiltrations mononucléaires, et l’hémorragie; une diminution de l’absorption des liquides. L’épidémie de maladie diarrhéique aiguë en Allemagne en Mai-Juin 2011 a été causée par une souche EAggEC (O104:H4) qui avais acquis le gène pour produire la toxine Shiga et s’avait accompagné fréquemment de syndrome hémolytique et urémique. E. coli diffuse adhésifs (DAEC). Controversés. L’intestin grêle. La diarrhée aqueuse chez les enfants de 1 à 3 ans, stimulant l’allongement de microvili. 129

adhérence agrégative

biofilm de mucus

attachement intime des bactéries

livraison des entérotoxines thermolabiles ou thermostables

ETEC

condensation d'actine et effacement des microvillis

livraison de cytotoxine

livraison de la toxine Shiga

EHEC

EAggEC

microvilli allongés adhérence initiale par des pili attachement intime cytoplasme normal

invasion condensation de l'actine et effacement des microvilli

rupture du phagosome mouvement intracellulaire

DAEC

propagation latérale à la cellule adjacente

EPEC de la gastro-entérite EIEC Figure 50. Pathogenèse à E. coli

Figure 50. Phénotypes diarrhéogènes d’E. coli Diagnostic. Des techniques moléculaires pour identifier les gènes codant pour facteurs de pathogènicité ont été mises au point. Les entérotoxines produites par l’ETEC sont mises en évidence par des méthodes immunologiques: ELISA, agglutination au latex. L’isolement et l’identification des EHEC O157:H7 dans les selles sont faits sur milieu différentiel avec du sorbitol, étant sorbitol négatif. Les souches EIEC isolées de coprocultures utilisant les méthodes usuelles peuvent être confondues avec celles de Shigella; le traitement aux fluoroquinolones résout cliniquement les deux étiologies. Les souches EPEC isolées sur des milieux différentiels peuvent être identifiées par agglutination avec des sérums spécifiques anti-O et anti-H. Traitement. Compensation hydroélectrolytique orale ou en perfusion. Le traitement antibiotique n’est généralement pas nécessaire. Le traitement par antibiotique induit un risque de syndrome hémolytique et urémique chez les enfants présentant des infections gastro-intestinales secondaires à E. coli O157:H7. Épidémiologie. Le réservoir de l’infection est l’homme, à l’exception de l’EHEC (bovins). La transmission des infections intestinales se fait en règle générale par les aliments, l’eau potable, l’eau de baignade, des mains contaminées avec fécales (à 130

l’exception du ETEC). La diarrhée du touriste est due, dans près de 50% des cas, à E. coli, le plus souvent ETEC. Prophylaxie. La prophylaxie contre les infections intestinales est non spécifique. L’allaitement peut prévenir ces infections chez les nouveau-nés et les nourrissons. 12.4.2. E. coli uropathogène/ uropathovar Dans les infections aigües des voies urinaires, E. coli est retrouvé dans 70-80% des cas. La majorité des infections sont ascendantes et plus fréquentes chez les femmes. Les infections des voies urinaires se constituent par ascension des germes à partir de l’ostium urétral. Des anomalies obstructives, une vessie neurologique et un reflux vésicourétéral favorisent leur apparition. Les infections des voies urinaires sont souvent causées par la variété pathogène (E. coli uropathogène). Les souches E. coli uropathogène adhèrent spécifiquement à des récepteurs de la muqueuse des bassinets par des fimbriae P ou par des adhésins non fimbriae (NFA). Diagnostic. Pour le diagnostic des infections des voies urinaires, il faut déterminer le nombre des germes du milieu de jet de l’urine pour différencier une contamination d’une infection. Des chiffres ≥ 105 UFC/ml (DVD 3.20) ou ≥ 1 bacille/champ microscopique signifient une bactériurie significative (DVD 3.19). Le nombre de leucocytes dans l’urine homogénéisé est augmenté de plus de 10 leucocytes/μL (pyurie). Traitement. L’antibiothérapie doit être adaptée à un antibiogramme. On peut utiliser la nitrofurantoïne, les aminopénicillines, les céphalosporines 2/3, les fluoroquinolones 2, le cotrimoxazole. 12.4.3. E. coli bactériémique E. coli possédant l’antigène capsulaire produit des méningites des nouveau-nés. L’antigène capsulaire est similaire à l’antigène capsulaire du groupe B de N. meningitidis. La colonisation intestinale du nouveau-né immédiatement après la naissance avec ces souches présentes dans le vagin de la mère est suivie d’une bactériémie avec localisation secondaire aux méninges. Cette évolution s’explique par l’absence d’anticorps IgM spécifiques maternels, qui ne traversent pas le placenta, et reconnaissance comme self de l’antigène K1, présentant des déterminants antigéniques communs avec les glycopeptides cérébrales. La diminution progressive de ces structures tissulaires en postnatal conduit à l’élaboration de la réponse immunitaire contre cet antigène K1. 12.5. Entérobactéries opportunistes 12.5.1. Klebsiella pneumoniae Lactose positifs, immobiles. Beaucoup de souches possèdent une capsule polysaccharidique (DVD 8.09) et produissent des colonies mucoides (DVD 8.16-8.18). Parfois présente dans la flore fécale; elle peut coloniser l’oropharynx en particulier à ceux qui sont hospitalisés ou traités avec des antibiotiques à spectre élargi. Les infections opportunistes les plus fréquentes qu’elles induisent sont: les infections des voies urinaires, les infections de plaies, les infections des voies 131

respiratoires (pneumonie), les infections cutanées et sous-cutanées, les infections du cathéter, les méningites, les septicémies. Ces infections surviennent de manière plus fréquente chez les patients hospitalisés avec des pathologies de base sévères. K. pneumoniae est à l’origine d’environ 10% des infections nosocomiales. Résistance naturelle aux aminopénicillines. Les souches hospitalières sont fréquemment multirésistantes. La résistance aux céphalosporines est due à la production des bêta-lactamases à spectre étendu. 12.5.2. Proteus Lactose négatifs, produisant de l’uréase, très mobiles Les espèces de Proteus sont capables de se mouvoir sur la surface des milieux agar, formant ce qui est décrit comme des halos en ondes concentriques du point d’inoculation (phénomène d’essaimage, swarming) (DVD 8.19, 8.20, 8.23). Sur des milieux sélectifs produisent des colonies similaires à Salmonella. Ces bactéries sont incluses dans le microbiote intestinal chez les humains et les animaux et peuvent également être présents dans l’environnement. Elles causent notamment des infections urinaires. La production d’uréase favorise la production de calculs par l’alcalinisation de l’urine. Elles sont naturellement résistantes aux polymyxines et aux tétracyclines. Tableau 10. Enterobacteriaceae provoquant les infections opportunistes les plus importantes Espèce bactérienne Escherichia coli Citrobacter freundii, C. diversus Klebsiella pneumoniae, K. oxytoca

Enterobacter cloacae, E. aerogenes, E. agglomerans, E. sakazakii et autres Serratia marcescens et autres Proteus mirabilis, P. vulgaris Morganella morganii Providencia rettgeri, P. stuartii

132

Propriétés et infections Lactose positif. Infections nosocomiales Utilise le citrate comme seule source de C, dégradation ralentie du lactose, immobiles Lactose positifs, immobiles, beaucoup de souches possèdent une capsule polysaccharidique. A l’origine d’environ 10% des infections nosocomiales. En cas de prédisposition, essentiellement en présence d’une affection pulmonaire chronique, pneumonie Lactose positifs, mobiles, souvent multirésistants aux antibiotiques

Lactose positif, mobile, souvent multirésistants aux antibiotiques; quelques souches forment des pigments rouges à 20°C Lactose négatifs, très mobiles, déplacement à la surface du milieu agar (phénomène d’essaimage, swarming) Lactose négatif, souvent multirésistant Lactose négatifs, souvent multirésistants

13. Le genre Vibrio Olivia S. Dorneanu

Minidéfinition. Bacilles à Gram négatif, incurvés «en virgule», extrêmement mobiles, avec un flagelle monotriche. Ils tolèrent très bien la salinité (2-3% NaCl) et sont non-exigeants; catalase positif (DVD 5.01), oxydase positif (DVD 6.01). Ils fermentent le glucose sans production de gaz. 13.1. Vibrio cholerae Habitat. V. cholerae est une bactérie saprophyte retrouvée dans l’environnement, particulièrement dans les eaux saumâtres des estuaires et des rivières et au contact du zooplancton dans des régions tempérées ou tropicales du monde. La bactérie peut contaminer les fruits de mer (notamment les crevettes) et l’intestin des poissons, qui jouent un rôle de vecteur. Caractères microscopiques. Les vibrions cholériques sont des bacilles à Gram négatif, légèrement incurvés (forme d’accent), 1,5-2 μm/0,3-0,5 μm. Les germes ont un flagelle monotriche. Caractères culturaux. V. cholerae est cultivé sur des milieux usuels à 37°C et en atmosphère normale. Du fait de la tolérance alcaline marquée, l’eau peptonée alcaline (pH 9) et hypersalée (NaCl 3 %) (halotolérance) permet l’enrichissement du germe à partir des selles et inhibe la plupart des autres bactéries non-halotolérantes. Le milieu TCBS (thiosulfate, citrate, sels biliaires, saccharose) est sélectif. Les colonies apparaissent en 8h à 10h, de 2-3 mm, transparentes («comme du verre»). Résistance dans l’environnement. V. cholerae a une grande capacité de survie environnementale. Il est halotolérant et résiste bien aux pH alcalins. Il est sensible à la lumière du soleil (il mort en 10-12 h), un pH acide (5,8) et l’ébullition. Antigènes et classification. V. cholerae est subdivisé en sérovars selon les antigènes O. L’agent de cholera est en règle générale du sérogroupe O:1. Les vibrions O:1 sont subdivisés en biovars cholerae et eltor sur des caractéristiques physiologiques. La variété eltor possède une virulence moindre. Les souches qui ne réagissent pas avec un antisérum O:1 sont regroupées dans le groupe des vibrions non O:1. Récemment, des souches non O:1 (O:139) ont provoqué le tableau clinique typique du cholera. Facteurs de virulence. La virulence et le caractère épidémique des souches pathogènes proviendraient de l’acquisition séquentielle par une souche O1 de gènes de virulence portées par des phages, des transposons ou des plasmides, et codant des toxines et des pili. La toxine cholérique et les pili corégulés avec la production de toxine sont les facteurs de virulence les plus importants des vibrions cholériques. La toxine cholérique, thermolabile, entraîne, dans les entérocytes, l’inhibition de la résorption de Na+ et la sécrétion accrue de Cl- avec sortie passive d’eau. La toxine appartient aux toxines AB. Grâce à B (5 sous-unités), elle se fixe à des récepteurs des entérocytes. La composante active A (2 sous-unités) est responsable de la production 133

permanente et en grande quantité d’AMPc par des adénylate cyclases dans les entérocytes. La conséquence de l’augmentation de l’AMPc est une sécrétion massive d’électrolytes, principalement de chlorures. La production de toxine cholérique est un phénomène de conversion lysogène. V. cholerae Toxine cholérique

Diarrhée

Perte de nutriments cellulaires Récepteur ganglioside

Membrane cellulaire

Augmentation de l'activité de l'adénylate cyclase

cAMP

Figure 51. Le mécanisme d’action de la toxine cholérique

Les pili corégulés avec la production de toxine sont responsables de l’adhérence spécifique des vibrions cholériques aux cellules muqueuses de l’intestin grêle proximal. Le LPS jouerait aussi un rôle dans la colonisation de l’épithélium intestinal et dans la pathogénie de la maladie, peut-être par production de cytokines par l’épithélium. Le mucus intestinal est détruit par une mucinase. La possibilité d’un transfert horizontal des déterminants génétiques de la virulence est la condition de l’évolution de variantes pathogènes humaines de V. cholerae (biovar cholerae, biovar eltor, sérovar O:139) à partir de clones non virulents. Pathogénie et infection. Le choléra est une maladie diarrhéique exclusivement humaine et très contagieuse. Le choléra est provoqué en première par le sérogroupe O:1. Rarement, certains sérogroupes non O:1 (p. ex., O:139) induisent un tableau clinique typique. Les vibrions sont absorbés par voie orale avec l’eau de boisson ou les aliments après contact direct avec des patients ou des porteurs sains. La dose infectante est élevée chez les personnes sans facteur de risque, notamment à cause de l’acidité gastrique (>108 bactéries). En présence de bicarbonate de soude ou absorbées avec des aliments, des doses de 103-104 suffisent à déclencher la diarrhée. Du fait de leur alcalo-résistance, les germes se multiplient dans le duodénum et l’intestin grêle et traversent la couche de mucus tapissant la muqueuse intestinale. Les bactéries adhèrent intimement à la bordure en brosse des entérocytes par des pili corégulés avec la production de toxine dans l’intestine proximale et secrètent la toxine cholérique. Le syndrome diarrhéique est dû à 134

la sécrétion in situ de l’exotoxine protéique qui entraîne une fuite d’eau et d’électrolytes. Il n’y a pas d’invasion de la muqueuse par le germe. Le temps d’incubation est de 2-5 jours. Le tableau clinique est marqué par une diarrhée aqueuse intense, légèrement turbide, dite en "eau de riz", et des vomissements. Jusqu’ à 20 litres de liquides sont perdus par jour conduisant à une déshydratation aigüe et des troubles électrolytiques majeurs (fuite de chlore et une inhibition de l’absorption du sodium). D’autres symptômes sont à rapporter à la déshydratation intense: hypotension, tachycardie, anurie, hypothermie. En absence de traitement, la mortalité atteint 50%. Cependant, l’infection par V. cholerae est souvent asymptomatique (90% des cas), avec élimination des bactéries dans les selles pendant plusieurs jours. Le spectre de la maladie va de la diarrhée banale (10% des sujets infectés) et au choléra sévère (1% des infectés). Immunité. L’immunité contre V. cholerae est essentiellement humorale et de courte durée (2 à 3 ans). Les lymphocytes B des plaques de Peyer et de la lamina propria sécrètent dans la lumière intestinale des immunoglobulines, notamment de type IgA et IgG, qui sont des anticorps opsonisants et vibriocides anti-pili et anti-LPS et des anticorps neutralisant la toxine cholérique. Diagnostic. Il comprend la mise en évidence du germe dans les selles ou les vomissements. Au cours du choléra dans les formes sévères, de nombreux bacilles incurvés à Gram négatif et très mobiles sont visibles à l’état frais dans les selles aqueuses. Chez les patients cholériques, V. cholerae est facilement isolé en coproculture sur TCBS. Chez les sujets porteurs sains ou avec simple diarrhée, il convient d’utiliser des milieux d’enrichissement comme l’eau peptonée alcaline pour isoler les germes souvent en faibles quantités. Les colonies suspectes sont identifiées biochimiquement et par mise en évidence de l’antigène O:1 par une réaction d’agglutination. Traitement. L’essentiel est la réhydratation et le rétablissement de l’équilibre électrolytique. Ensuite on peut discuter l’administration de tétracyclines, de cotrimoxazole ou de fluoroquinolones 2, principalement pour réduire le temps d’excrétion. Épidémiologie. Le cholera est apparu au XIXe siècle de façon pandémique en Europe. Depuis le début du XIXème siècle, sept pandémies se sont succédées jusqu’à nos jours. Les six premières pandémies étaient provoquées par le biovar classique cholerae. Depuis 1961, on observe une augmentation des cas liés au biovar eltor, qui montre une virulence plus faible. À l’exception de quelques petits épisodes en Italie et Espagne, des maladies de masse n’ont plus été observées en Europe depuis longtemps. Le choléra s’est installé à l’état endémique en Afrique, Asie et Amérique latine. En 1992, une nouvelle souche épidémique inconnue jusque-là fut responsable d’une grave épidémie de choléra en Inde et au Bangladesh. Cette souche était apparentée au biovar eltor et présentait un nouveau sérovar dit O139. On peut redouter que cette nouvelle souche, implantée à l’état endémique en Inde et au Bangladesh soit à l’origine d’une 8ème pandémie. L’unique réservoir d’infection est l’homme. Le patient malade est l’excréteur principal, et en grande quantité, du germe. V. cholerae est éliminé pendant 5-10 jours en très fortes quantités (108 bactéries/ml) dans les selles aqueuses des patients (parfois 10-20 135

l/ jour). Mais les patients convalescents peuvent être des excréteurs des semaines, voire des mois, après l’infection. De vrais excréteurs chroniques, comme pour la fièvre typhoïde, sont extrêmement rares. La transmission se fait par voie orale à partir d’eau de boisson ou d’aliments contaminés. Les mouches jouent également un rôle considérable dans la dissémination des vibrions. Ces éléments expliquent pourquoi le cholera s’étend de manière épidémique surtout dans les pays ou l’hygiène est mauvaise. Le cholera touche les zones surpeuplées et défavorisées car l’absence d’hygiène hydrique et la dénutrition favorise la contraction de la maladie. Il touche les âges extrêmes de la vie et en particulier les enfants. Prophylaxie. La lutte contre le cholera demande une hygiène alimentaire et d’eau adéquate et une élimination correcte des eaux usées. La cuisson de l’eau et des aliments est une protection simple et efficace de la propagation de la maladie. Il est important que les malades soient isolés et que leur déchets infectieux, ainsi que les objets contaminés, soient désinfectés. Pour l’immunisation, on dispose actuellement de deux vaccins sous forme orale. Le vaccin utilisé en Europe contient des V. cholerae O:1 tués qui ne possèdent pas la sous-unité A de la toxine. La vaccination assure une protection moyenne qui ne persiste que 6 mois, donc un rappel est conseillé en période endémique. La chimioprophylaxie cible des contacts qui ne peuvent pas être protégés par le vaccin: sulfamides non-absorbables, nitrofuranes, tétracycline. Le cholera est une maladie infectieuse à déclaration obligatoire. 13.2. Espèces halophiles D’autres espèces de Vibrio, halophiles (exige d’ions Na+) sont isolées chez l’animal, poissons ou crustacés par exemple, telles V. parahaemolyticus, responsable de toxi-infections alimentaires après la consommation de fruits de mer, des poissons. D’autres espèces telles V. alginolyticus ou encore V. vulnificus ont été observées dans des suppurations.

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14. Bacilles à Gram négatif incurvés Olivia S. Dorneanu

14.1. Campylobacter Minidéfinition. Bacilles à Gram négatif de forme légèrement incurvée voire spiralée (DVD 8.36), mobiles, aérobies/microaérophiles, ayant une croissance lente, à 3742°C; oxydase positifs (DVD 6.01). Classification. Le genre Campylobacter se compose d’un grand nombre d’espèces parmi lesquelles C. jejuni et C. fetus, qui sont le plus souvent rencontrés comme pathogènes chez l’homme. Caractères microscopiques. Il s’agit de bacilles fins, spiralés, incurvés ou de forme d’«ailes de mouette en vol» (DVD 8.36), 0,2-0,5 μm/0,5-5 μm. Les bactéries présentent une ou plusieurs courbures. Ils ont, à l’une ou aux deux extrémités, un flagelle. Les deux flagelles polaires de C. jejuni lui confèrent une grande mobilité. Caractères culturaux. Campylobacter est cultivé dans des conditions microaérophiles et capnophiles dans une atmosphère contenant 5% d’O2 et 10% de CO2, sur des milieux enrichis contenant du sang. Pour C. jejuni, la température optimale de croissance se situe à 42°C; pour C. fetus à 25°C. Pathogénie et infection. On ne sait rien de précise sur les mécanismes pathogéniques moléculaires. C. jejuni entraîne une entérocolite s’accompagnant d’une diarrhée aqueuse, parfois sanglante, accompagnée de fièvre et de douleurs abdominales. Le temps d’incubation se situe entre 2 et 5 jours. L’affection guérit en moins d’une semaine, même sans antibiothérapie. Plus rarement, des complications post-infectieuses peuvent se produire: arthrite réactionnelle, syndrome de Guillain-Barré etc. C. fetus provoque rarement une entérocolite, bien que le germe pénètre par le tractus intestinal. Chez le patient immunocompétent on observe fréquemment, après la phase d’invasion, une bactériémie transitoire. Chez les patients aux défenses immunitaires abaissées peuvent survenir une septicémie, une méningite, une péritonite, une arthrite, une cholécystite, une salpingite et occasionnellement aussi une endocardite. Diagnostic. Le diagnostic est le plus souvent direct (coproculture) et repose sur l’isolement de la souche dans les selles, sur milieux sélectifs (p. ex., contenant divers antibiotiques). L’incubation dure 48 h à 42°C dans une atmosphère microaérophiles. L’identification se fait sur les besoins pour la croissance et les caractères biochimiques. La détection de Campylobacter par examen microscopique de frottis de fèces coloré en bleu de méthylène est difficile. C. fetus est en général isolé sans difficulté, car le germe se présente en règle générale comme agent infectieux unique dans des matériels de prélèvement comme le sang, le LCR, les ponctions articulaires, le pus, etc. Traitement. Les infections sévères à Campylobacter sont traitées par des macrolides ou des fluoroquinolones. L’apparition de résistance est possible. 137

Épidémiologie. C. jejuni compte parmi les agents infectieux les plus fréquentes dans les entérites partout dans le monde avec une incidence croissante dans les pays développés. Le réservoir est surtout animal: les Campylobacter sont des bactéries commensales du tube digestif de volaille et mammifères. La transmission est majoritairement féco-orale après consommation d’aliments contaminés, consommés pas ou insuffisamment cuits ou d’eau de boisson. Une transmission directe par des souillures d’homme à homme survient principalement chez les enfants dans les crèches, ou à l’intérieur d’une famille. Les infections à Campylobacter sont observées plus fréquemment en été et en automne. Prophylaxie. Les mesures préventives (C. jejuni) concernent la prophylaxie d’exposition et comprennent essentiellement la prévention de la contamination des aliments. 14.2. Helicobacter pylori Cette bactérie fut redécouverte en 1982 par deux chercheurs australiens, J. Robin Warren (pathologiste) et Barry J. Marshall (gastroentérologue), qui isolaient et cultivaient des organismes à partir d’estomacs humains. Cette découverte leur valut le prix Nobel de physiologie et de médecine 2005. Habitat. H. pylori vit exclusivement dans l’estomac humain. C’est la seule bactérie connue pouvant survivre dans un environnement aussi acide. Caractères microscopiques. Bacille spiralé, 3 μm/0,5 μm incurvé ou hélicoïdale, à Gram négatif, avec des flagelles lofotriches. Caractères culturaux. H. pylori est cultivé sur un milieu de gélose au sang, sans ou avec addition d’antibiotiques sélectifs, dans des conditions microaérophiles (90% N2, 5% CO2, 5% O2) pendant 3-4 jours, à 30-37°C. Son identification se fait sur la détection d’oxydase, de catalase et d’uréase. Facteurs de virulence. Les facteurs de virulence d’H. pylori sont: - la grande mobilité (grâce à sa forme hélicoïdale et à ses flagelles) qui, après que le germe ait pu pénétrer dans l’estomac, permet la pénétration et la colonisation rapide du mucus gastrique; - les uréases, qui libèrent de l’ammoniaque à partir de l’urée et neutralisent ainsi partiellement l’acidité gastrique. Malheureusement, l’ammoniac est toxique pour les cellules épithéliales, et va, de concert avec d’autres produits sécrétés par H. pylori (protéases, catalases, phospholipases, etc.) endommager la surface des cellules épithéliales, enclenchant de ce fait le processus de formation d’ulcères; - les adhésines (des protéines de la membrane externe) se fixent spécifiquement aux cellules épithéliales; - une cytokine vacuolisante qui détruit les cellules muqueuses; - la protéine CagA produit une modification du cytosquelette des cellules épithéliales et induit la formation de cytokines; - certaines souches de cette bactérie possèderaient un mécanisme particulier d’injection d’agents inflammatoires dans les cellules stomacales. 138

Pathogénie et infection. 80 % des ulcères gastro-duodénaux sont engendrés par des infections de H. pylori, même si, chez la plupart des humains infectés, la maladie reste asymptomatique. Le germe colonise principalement la couche superficielle de la muqueuse gastrique. La fréquence de colonisation de la population est élevée (50-100%). Dans les couches profondes du mucus, directement au-dessus de la muqueuse, ces bactéries sont cependant rarement retrouvées. On a montré que la raison en est la présence de mucopolysaccharides dans le mucus profond, qui inhibent la biosynthèse de la paroi cellulaire de H. pylori. Ce mécanisme de défense naturel explique la rareté des infections cliniques manifestes par rapport à la fréquence de colonisation. Une infection de la muqueuse se produit uniquement lorsque H. pylori franchit cette barrière naturelle. Les maladies de l’estomac/du duodénum suivantes sont associées à H. pylori:  La gastrite de type B, qui se manifeste par des symptômes cliniques mineurs ou absents;  Les ulcères gastriques et/ou duodénaux;  La gastrite chronique atrophique le plus souvent localisée au niveau de l’antre;  L’adénocarcinome gastrique, rare, développé à partir d’une gastrite chronique atrophique;  Le lymphome B de la muqueuse gastrique, rare. L’Helicobacter serait l’un des facteurs de risque principal du cancer gastrique. Par contre, la présence de l’Helicobacter serait protectrice contre le cancer de l’oesophage. Diagnostic  Mise en évidence de H. pylori par examen histopathologique, en culture, par détection de la présence d’uréase ou par génétique moléculaire dans des biopsies gastriques. Les biopsies réalisées lors de la gastroscopie permettent aussi de constater d’éventuelles lésions atrophiques au niveau de l’antre et du fundus.  Détection de l’antigène Helicobacter dans les selles. 13  Le test respiratoire non invasif à l’urée marquée au C pour la détection de H. pylori. Dans ce test, on ingère un échantillon test contenant de l’urée marquée au 13C ou au 14C et on mesure le 13CO2 ou 14CO2 expiré. Si le patient est infecté, cette urée est métabolisée par H. pylori, produisant ainsi du CO2 marqué, qui est ensuite expulsé hors du corps via les poumons, et peut donc être détecté par analyse du gaz expiré.  Le test sérologique est fiable pour détecter une infection mais il ne l’est pas pour vérifier le succès d’un traitement anti-Helicobacter car les anticorps subsistent plusieurs mois après une éventuelle éradication. Traitement. Chez les patients présentant un ulcère ou gastrite chronique atrophique confirmée histologiquement, une trithérapie avec des inhibiteurs de la pompe à protons (oméprazole) et deux antibiotiques (clarithromycine, amoxycilline, métronidazole) pendant 7 jours s’avère efficace dans 90% des cas. Le traitement diminue sensiblement le risque de récidive d’un ulcère gastrique et en améliore la cicatrisation. La mise en évidence d’H. pylori sans symptomatologie clinique ne nécessite pas de traitement. 139

Épidémiologie. Des études épidémiologiques ont montré qu’H. pylori existe partout dans le monde. Le taux d’infection est essentiellement en fonction des conditions d’hygiène. Le taux le plus élevé est dans les pays du Tiers-Monde. H. pylori ne se rencontre que chez l’homme. La colonisation débute dès l’enfance. Elle est particulièrement élevée dans les groupes vivant dans de mauvaises conditions d’hygiène, où elle peut atteindre 100% chez les adultes. Dans les populations âgées des pays développés, la fréquence est d’ordre de 50%. Les infections se transmettent par voie féco-orale par des souillures ou par des produits alimentaires contaminés. Prophylaxie. En 2002 un essai vaccinal avait été tenté mais celui-ci a été abandonné parce que les effets secondaires étaient trop importants. Seule une réduction de la concentration bactérienne a été observée.

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15. Bacilles à Gram-négatif non fermentaires aérobies stricts Olivia S. Dorneanu, Cristina G. Tuchiluş

15.1. Genre Pseudomonas Minidéfinition. Bacilles à Gram négatif, mobiles, aérobies, non-exigeants, ayant un métabolisme oxydatif; catalase positifs, oxydase positifs (DVD 8.43). L’espèce la plus importante pour la médecine est Pseudomonas aeruginosa. De nombreux autres Pseudomonas peuvent provoquer des infections chez l’immunodéprimé: bactériémie, septicémie, infection du cathéter intraveineux, méningite, infection broncho-pulmonaire. 15.1.1. Pseudomonas aeruginosa Autrement connu sous le nom de bacille pyocyanique. Habitat. Germe ubiquitaire, vivant dans les sols et en milieu humide, fréquent en milieu hospitalier. On en retrouve régulièrement dans le sol, dans les eaux de surface y compris dans les océans, sur les plantes et en petit nombre aussi dans l’intestin de l’homme et de l’animal. On pense que cette bactérie se renouvelle dans les hôpitaux via les fruits, plantes et légumes qui y entrent, c’est pourquoi fleurs et plantes vertes sont interdites dans les chambres d’hôpitaux. Ils sont capables de se multiplier dans les milieux humides, même dans des conditions nutritives restreintes. Caractères microscopiques. Bacille fin, droit, à Gram négatif, de 2-4 μm de longueur, très mobiles grâce à un ou plusieurs flagelles polaires. Certaines souches produisent une couche de mucus extracellulaire constituée du polysaccharide alginate. Ces souches mucoïdes sont fréquemment isolées dans les secrétions bronchiques en cas de fibrose kystique. P. aeruginosa possède, comme élément de paroi cellulaire, une membrane externe dont l’architecture est responsable de la résistance naturelle à de nombreux antibiotiques. Caractères culturaux. La culture de P. aeruginosa n’aboutit que dans l’aérobiose stricte. Dans un bouillon de culture, le germe pousse pour cette raison à la surface en formant une pellicule (DVD 8.37). P. aeruginosa est non-exigeant (DVD 8.38-8.40); il pousse à 5-42°C. Il produit une saveur caractéristique (odeur de jasmin). Les colonies sur milieu agar présentent souvent un éclat métallique et sont hémolytiques sur gélose au sang (DVD 8.41). Dans des conditions adéquates, le germe forme des pigments diffusibles, principalement de la pyoverdine jaune-vert et de la pyocyanine bleu-vert (DVD 8.38-8.40). Résistance dans l’environnement. Très résistant (résistance naturelle ou acquise) à de nombreux antiseptiques et antibiotiques. Cette bactérie se développe même dans de l’eau distillée ou salée, voire dans certaines solutions antiseptiques ou antibiotiques. 141

Sensible à un pH acide et aux sels d’argent. Facteurs de virulence. Bien que P. aeruginosa soit un germe opportuniste, qui n’occasionne que rarement une maladie chez le sujet sain, le germe présente des mécanismes pathogènes complexes expliquant la diversité des infections qu’il est capable de causer. - P. aeruginosa adhère spécifiquement à des cellules tissulaires par des fimbriae d’adhésion et des adhésines non fimbriae. - Par un système de sécrétion, des cytotoxines sont injectées dans les granulocytes et les macrophages. - L’endotoxine A bloque la synthèse protéique. - De diverses métalloprotéases hydrolysent l’élastine, le collagène ou la laminine. - Une phospholipase C et le rhamnolipide détruisent les membranes cellulaires et, au niveau des alvéoles, le surfactant. - P. aeruginosa produit l’exopolysaccharide mucoïde alginate formant un biofilm. Cette matrice entraîne l’accolement des cellules sur des éléments tissulaires et protége contre les phagocytes, les anticorps, le complément et le transport vers l’extérieur par les cils de l’épithélium des voies respiratoires. Les infections surviennent rarement chez les sujets immunocompétents. Les infections ne surviennent pratiquement qu’en cas de prédisposition particulière du patient: - Les pneumonies chez les patients atteints de fibrose kystique ou ventilés. - Les infections de brûlures, les infections de plaies postopératoires. - Les infections des voies urinaires (surtout après sondages). - Les endocardites chez les toxicomanes. - Les septicémies. P. aeruginosa induit facilement des infections systémiques chez les immunodéprimés (par une chimiothérapie ou par le SIDA) et chez les victimes de brûlures et de fibrose kystique. - L’otite moyenne maligne. P. aeruginosa est un agent fréquent d’infections nosocomiales. Une infection non hospitalière survenant chez des sujets immunocompétents est représentée par la folliculite diffuse après baignade dans des bains bouillonnants, car les Pseudomonas se multiplient dans les eaux aérées. Diagnostic. Le diagnostic de laboratoire comprend l’isolement du germe dans des prélèvements adaptes et son identification au regard d’un modèle spécifique de propriétés métaboliques. On utilise pour l’isolement la gélose au sang ou l’agar Mac Conkey (DVD 8.41-8.42). Identification: lactose négative, production de l’odeur et des pigments caractéristiques (DVD 8.38-8.40), test de l’oxydase positif (DVD 8.43). Traitement. P. aeruginosa est naturellement résistant à certains antibiotiques. Les antibiotiques à considérer sont les carboxipénicillines (ticarcilline), ureidopénicillines (pipéracilline), ceftazidime, les céphalosporines groupe 4 (céfépime, cefpirome), les carbapénèmes (imipénèm, meropénèm), les aminoglycosides (gentamicine, tobramycine, amikacine) et les fluoroquinolones 2 (ciprofloxacine). Du fait de l’émergence fréquente de résistances (DVD 4.16), il faut faire des tests de sensibilité. 142

Dans les infections sévères, une association aminoglycoside-bêtalactamine est indiquée. Épidémiologie. Cette bactérie semble pouvoir être facilement véhiculée par l’eau, par l’air et par des particules (poussières) ou surfaces contaminées (fomites). P. aeruginosa est de plus en plus souvent responsable d’infections nosocomiales. Comme ce germe ubiquitaire se multiplie dans les milieux humides sous des conditions simples, de nombreux réservoirs d’infection sont possibles: lavabos, toilettes, cosmétiques, aérosol, inhalateur, appareil de ventilation, appareil d’anesthésie, appareil de dialyse, etc. Les sources primaires peuvent être les patients infectés et les porteurs de germes parmi le personnel hospitalier. Prophylaxie. Pour la prévention, la prophylaxie d’exposition et les mesures d’hygiène hospitalière sont importantes. 15.2. Genres Burkholderia, Stenotrophomonas 15.2.1. Burkholderia mallei Cette espèce est l’agent de la morve, une épidémie des équidés. Par des microtraumatismes de la peau ou des muqueuses, les germes pénètrent dans l’organisme de l’homme et provoquent des œdèmes locaux. À partir de ces foyers infectieux primaires, la dissémination lymphogène ou hématogène dans d’autres organes y provoque des abcès secondaires. La morve n’apparaît plus en Europe. 15.2.2. Burkholderia pseudomallei Cette espèce est l’agent de la mélioïdose, une infection similaire à la morve des animaux et de l’homme. Le réservoir naturel de ce germe est le sol et les eaux de surface. Les germes pénètrent à la faveur des blessures cutanées ou des muqueuses, et provoquent de multiples abcès et granulomes sous-cutanés et sous-sereux. À partir des foyers primaires se produit une dissémination et, ensuite, un envahissement de divers organes avec formation d’abcès. La maladie est observée essentiellement en Asie. 15.2.3. Burkholderia cepacia et Stenotrophomonas maltophilia Ces espèces sont à l’origine d’infections nosocomiales chez les patients présentant des déficits sévères des mécanismes de défense contre l’infection. Elles se rencontrent aussi chez les patients atteints d’une fibrose kystique. Le pronostic est alors particulièrement mauvais. Les espèces, le plus souvent hospitalières, se caractérisent par leur fréquente multirésistance aux antibiotiques. S. maltophilia présente une résistance naturelle à imipénèm. Une antibiothérapie doit, pour cette raison, toujours se baser sur l’antibiogramme. 15.3. Genre Acinetobacter Minidéfinition. Bacilles courts (coccoïdes) à Gram négatif, parfois capsulés (DVD 8.44-8.45), immobiles, aérobies stricts, catalase positifs et oxydase négatifs. Habitat. Germe ubiquitaire (sol, eaux de surface). Caractères microscopiques. Bacilles à Gram négatif courts, en général en paires (DVD 8.44-8.45). Caractères culturaux. Non exigeants (DVD 8.46). Colonies semblables à celles des Enterobacteriaceae (DVD 8.47). 143

Résistance dans l’environnement. Ces bactéries survivent longtemps dans le milieu hospitalier, sur surfaces humides ou en sécheresse. Résistantes à de nombreux agents antimicrobiens. Infections. Les infections se produisent principalement dans les services de soins intensifs. A. baumannii, A. calcoaceticus et d’autres espèces peuvent provoquer, chez les patients présentant un déficit immunitaire, des infections nosocomiales (infections des voies urinaires, pneumonies, infections de site opératoire, infections du cathéter, méningites, endocardites sur prothèses valvulaires, péritonites chez les patients en dialyse péritonéale, et septicémies). Diagnostic. L’isolement est facile, mais il est difficile de différencier les bactéries infectieuses des contaminants. Une souche d’Acinetobacter est considérée comme infectante lors de l’isolement répété et en corrélation avec la microscopie. Traitement. Le traitement de ces infections est parfois problématique, car les souches hospitalières présentent fréquemment une multirésistance. Le traitement de choix est une bêta-lactamine (ceftazidime, imipénème) en association avec un aminoglycoside (amikacine). Épidémiologie. Bactéries flottantes dans le microbiote de la peau. Présentes dans le milieu hospitalier (équipements de respiration assistée). Transmission interhumaine ou à travers des objets. Prophylaxie. Mesures d’hygiène hospitalière.

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16. Bacilles à Gram-positif non sporulés Olivia S. Dorneanu, Luminiţa S. Iancu

16.1. Genre Corynebacterium Minidéfinition. Bacilles à Gram positif, immobiles, pléiomorphes, droits ou incurvés, avec extrémités souvent renflées (en massue), présentant souvent des granulations métachromatiques, avec disposition particulière en "lettres chinoises", en palissade ou en forme de V, de Y (DVD 7.02). Aérobies facultatives ou strictes. Certaines espèces sont anaérobies strictes. Exigeants (gélose au sang). Certaines espèces sont lipophiles (nécessitent des lipides pour leur croissance). Ils possèdent une catalase. 16.1.1. Corynebacterium diphtheriae Habitat. C’est une bactérie pathogène strictement humaine responsable de la diphtérie. Il peut y en avoir 3 à 5 % porteurs de germes durant les périodes d’épidémie. Caractères microscopiques. Les bactéries de la diphtérie sont des bacilles à Gram positif à bouts arrondis ou renflés en massue, pléïomorphes, 1-8 μm/0,3-0,8 µm, immobiles, non capsulés, non sporulés. La disposition particulière en lettres chinoises, ou le regroupement en palissades des cellules sont typiques. Ils sont facilement décolorés, avec granulations métachromatiques de polyphosphate (DVD 7.02). La morphologie typique de ces bactéries est présente seulement dans les frottis du prélèvement du patient ou de la culture sur le milieu Loeffler. Caractères culturaux. C. diphtheriae est un organisme aérobie. Bactérie exigeante nutritive. Elle se cultive sur milieu contenant d’albumine. Pour la première culture on utilise le milieu de Loeffler (DVD 7.05). Des colonies blanches, S apparaissent après 10-18 heures d’incubation. Pour une culture sélective, on fait appel à des milieux sélectifs telluriques. Les colonies sont noires avec un halo brun (DVD 7.03, 7.04). Résistance dans l’environnement. Il est relativement résistant dans les milieux extérieurs (dessiccation, les rayonnements solaires). Facteurs de virulence. La toxine diphtérique comprend deux chaînes polypeptidiques A et B de fonction différente. La chaîne B est responsable de la fixation aux récepteurs des cellules cibles. Après la fixation, la chaîne active A (ADP-ribosyl transférase) est inoculée dans la cellule. Elle empêche, au niveau des ribosomes, l'ARN de transfert de passer d'un site donneur à un site receveur. La chaîne A bloque irréversiblement la traduction de la synthèse protéique des cellules cibles qui, de ce fait, meurent. Le gène de la toxine est un élément du génome du prophage β. Une souche ne devient toxinogène qu'après infection par ce phage (conversion lysogène). Les cellules du myocarde et des surrénales sont les plus sensibles.

145

C. diphtheriae Toxine diphtérique Membrane cellulaire

Mort cellulaire

Inactivation du facteur d'élongation 2

Empêche la synthèse protéique chez les ribosomes

Figure 52. La toxine diphtérique est une ADP-ribosyltransférase qui produit l’inactivation du facteur d’élongation 2 lors de la synthèse protéique. Le résultat est la mort cellulaire

Pathogénie et infection. L’infection produite par C. diphtheriae est la diphtérie. (i) Infection locale. Infection de la muqueuse des amygdales, du pharynx (angine pseudo-membraneuse), du nez et de la conjonctive. Les cicatrices et les lésions cutanées peuvent aussi être infectées. Les germes pénètrent, se multiplient et produisent de la toxine provoquant localement des lésions cellulaires. La réaction inflammatoire conduit à l’accumulation d’un exsudat blanc grisâtre qui représente la matrice de l’enduit en voie de formation. Cette pseudomembrane diphtérique est constituée de fibrine, de granulocytes tués, de cellules épithéliales nécrotiques et adhère aux tissus sous-jacents (DVD 7.01). Il peut s’étendre au larynx et ainsi conduire à une obstruction des voies aériennes (croup), d’où mort par étouffement. (ii) Intoxication systémique. Il n’y a pas de bactériémie, mais une toxinémie. La toxine diphtérique est élaborée in situ au niveau de la fausse membrane par le germe et diffuse seule par voie sanguine sur les principaux viscères vitaux. Elle atteint le coeur, les reins, les surrénales et le système nerveux central, entraînant la paralysie des nerfs moteurs crâniens. Les lésions toxiques surviennent souvent après le déclin de l’infection aigüe, comme lésions tardives. Des souches de C. diphtheriae toxine négatives sont observées occasionnellement et peuvent déterminer des angines, sinusites pouvant se compliquer en septicémies, arthrites, endocardites. Immunité. Anticorps anti-toxiques (une protection durable, aussi longtemps que le titre des anticorps est  1U/mL). Diagnostic. Rôle: la confirmation d’une suspicion clinique, des mesures épidémiologiques en éclosion. La méthode de choix est la mise en évidence du bacille dans le produit d’écouvillonnage de la gorge et/ou du nez (l’écouvillon nasal est surtout important pour 146

la recherche des porteurs de germes). On prélève 3 écouvillons de l’exsudat pharyngé de la limite de la fausse membrane et un écouvillon de l’exsudat nasal.  Première écouvillon: frottis Gram/bleu de méthylène; inefficace.  Deuxième écouvillon: sera ensemencé sur une gélose au sang pour la détection du streptocoque bêta-hémolytique. La détection du bacille diphtérique repose sur l’emploi des 2 milieux suivants: - Milieu de Loeffler (DVD 7.05). C. diphtheriae s’y développe beaucoup plus vite (12 à 18 h) que les autres germes et, en outre, c’est dans les préparations faites à partir de sérum coagulé que la morphologie du bacille diphtérique est la plus typique (DVD 7.02). - Milieux sélectifs avec tellurite. Le bacille diphtérique y donne des colonies noires (DVD 7.03, 7.04).  Troisième écouvillon: sera ensemencé sur milieu d’enrichissement OST (œuf-serum-tellurite).  L’écouvillon nasal sera ensemencé sur milieu d’enrichissement OST. L’identification comprend la mise en évidence des caractéristiques morphologiques et physiologiques. Du fait de l’existence de souches toxine négatives, la détection de la toxine est nécessaire pour le diagnostic de diphtérie. La formation de toxine peut être détectée par:  Une immunoprécipitation en milieu gélosé (test d’Elek) (DVD 7.06);  Inoculation au cobaye ou au lapin, un animal témoin étant protégé par du sérum antidiphtérique;  par PCR (la gene tox).

Du papier filtre imbibé d'antitoxine

C. diphtheriae C. diphtheriae toxigène non toxigène

Figure 53. Test d’immunodiffusion Elek. Du papier filtre stérile imprégné d’antitoxine diphtérique est intégrée dans un milieu de culture gélosé. Les isolats de C. diphtheriae sont ensuite striés à travers la plaque à un angle de 90° par rapport à la bande d’antitoxine. C. diphtheriae toxigène est détecté, car la toxine sécrétée diffuse de la zone de croissance et réagit avec l’antitoxine pour former des lignes de précipitation

Traitement. La mesure thérapeutique la plus importante est la sérothérapie antitoxique, qui doit être entreprise dès la suspicion du diagnostic. Les antibiotiques (pénicilline ou macrolide) ne jouent dans le traitement qu’un rôle accessoire. Épidémiologie. Le réservoir exclusif du germe est l’homme. La source d’infection est constituée par le malade et le porteur sain nasal ou nasopharyngé (rare). 147

La transmission se fait le plus souvent directement par gouttelettes, et plus rarement indirectement, par objets contaminés. L’épidémiologie est très nettement influencée par la vaccination. L’incidence en Europe centrale est très faible. Dans d’autres pays (Russie), elle peut être de 1000-10.000 plus élevée. Prophylaxie. La prophylaxie d’exposition comprend l’isolement des malades, jusqu’à la négativation de deux cultures successives réalisées au moins 24 h d’intervalle. La vaccination (anatoxine diphtérique) protège de la maladie mais pas de la colonisation. On peut faire la chimioprophylaxie des contacts de diphtérie avec de l’érythromycine ou de la pénicilline. 16.1.2. Bacilles corynéformes ou diphtéroïdes Ils appartiennent à différentes familles. Ils se trouvent dans la flore normale de la peau et des muqueuses et provoquent rarement des infections. Ils sont souvent plus courts et sans granulations (DVD 7.07). Il n’est pas rare de les retrouver dans les prélèvements, mai ne représentent souvent qu’une contamination. L’identification n’est alors pas poussée plus avant et on les décrit avec des termes généraux comme bacilles corynéformes ou diphtéroïdes. Ils peuvent causer des infections chez l’hôte immunodéprimé. C. ulcerans. Formation occasionnelle d’une toxine diphtérique à l’origine d’un tableau clinique analogue à la diphtérie. C. jeikeium. Germe de la peau; espèce lipophile. Isolé dans l’hémoculture, les plaies ou sur des cathéters intravasculaires. Souvent multirésistant. Sensible au vancomycin. C. xerosis. Rares endocardites. C. urealyticum. Infections des voies urinaires. 16.2. Genre Listeria Minidéfinition. Bacilles de petite taille à Gram positifs non sporulés (DVD 7.11), mobiles à 20°C (grâce à des flagelles péritriches). Non exigeants, aérobies/microaérophiles, se multiplient entre 0-45°C. Catalase positive, oxydase négative. Fermentent les sucres sans production de gaz. Parmi les Listeria, seules L. monocytogenes et, très rare, L. ivanovii, entraînent des maladies chez l’homme. 16.2.1. Listeria monocytogenes Habitat. Germes ubiquitaires du sol, de la surface des eaux, des plantes et des animaux. Il est répandu chez nombre d’espèces animales, soit comme commensal, soit comme agent de septicémies avec abcès multiples et monocytose ou encéphalites. 1 à 10 % des humains seraient porteurs sains de L. monocytogenes dans leur intestin. Caractères microscopiques. Bacilles à Gram positifs, 1-2 µm/0,5 µm. Ils s’en distinguent par leur mobilité (flagelles péritriches). Ils sont plus mobiles à 20°C qu’à 37°C. Dans le frottis du prélèvement du patient ils peuvent être trouvés intra- ou extracellulaire (DVD 7.11). 148

Caractères culturaux. La culture la plus facile se fait en aérobie sur milieu de gélose au sang. Après incubation de 18h se constituent de petites colonies grises, entourées d’une légère zone d’hémolyse (DVD 7.12). Celle-ci est due à la listériolysine O. Les Listeria sont encore capables de se multiplier à 5-10°C, ce qui est utilisé pour l’enrichissement sélectif (= enrichissement au froid). Résistance dans l’environnement. Ce germe est de plus très résistant dans les milieux extérieurs. Il résiste plusieurs mois dans le sol. Aux températures de réfrigération, il continue de se développer contrairement à la plupart des autres bactéries. La pasteurisation du lait peut être inefficace. Ce germe est sensible à la plupart des désinfectants. Il est détruit à un pH inférieur à 4. Pathogénie. Les Listeria sont absorbées avec des produits alimentaires contaminés. Elles peuvent traverser la paroi intestinale par entérocytes. Du fait de la dissémination hématogène, elles peuvent atteindre différents tissus: encéphale, méninges, endocarde, placenta. La pathogénie intracellulaire comprend l’adhésion à des cellules cibles et leur invasion par endocytose, induite par une protéine de surface: l’internaline. Puis suit une destruction de l’endosome par incorporation de la listériolysine O dans sa membrane et action de deux phospholipases. Les Listeria se multiplient dans le cytoplasme. Les germes se propagent de cellule à cellule.

Réplication dans le cytoplasme Pénétration dans la cellule voisine

Bactérie Phagocytose

Phagosome

Macrophage ou cellule du parenchyme Formation d’une queue longue d'actine

Lyse du phagosome Macrophage ou cellule du parenchyme Réplication dans le cytoplasme

Figure 54. Pathogénie de L. monocytogenes. La bactérie est repris (y compris par les cellules non phagocytaires) par phagocytose induite, que l’on pense d’être médiée par une protéine associée à la membrane, appelée internaline. Une fois ingérée, la bactérie produit listériolysine (LLO) pour échapper à la phagosome. La bactérie se multiplie alors rapidement dans le cytoplasme et se déplace dans le cytoplasme envahissant les cellules adjacentes par polymérisation de l’actine pour former une longue queue

Infections. Les Listeria sont des opportunistes. La plupart des infections restent cliniquement muettes. Ce n’est que dans le cas où un nombre important de germes 149

arrivent dans le tractus gastro-intestinal avec les aliments que l’on assiste, chez les sujets immunocompétents, à un tableau d’infection fébrile générale. En cas d’infection massive, une gastro-entérite peut aussi survenir. Chez les sujets avec déficits en lymphocytes T, cancéreux, éthyliques, sous corticothérapie, très âgés ou très jeunes (nourrisson) ou pendant la grossesse, une listériose invasive peut se manifester sous forme d’une septicémie et/ou d’une méningoencéphalite. La listériose survenant pendant une grossesse peut conduire à un avortement ou à une listériose néonatale, caractérisée par une méningite ou septicémie avec de multiples abcès et granulomes dans différents organes (= granulomatosis infantiseptica). Immunité. Cellulaire. Diagnostic. Il repose sur une mise en évidence du germe par examen microscopique et culture. On examine LCR, hémoculture, culture de méconium pour les septicémies néo-natales. Identification: test CAMP ou identification biochimique. Les obstétriciens demandent souvent des sérodiagnostics pour le dépistage de la listériose en cours de grossesse. Traitement. Ampicilline ou amoxycilline; leur association avec les aminoglycosides est fortement bactéricide. Pour les patients allergiques à la pénicilline on peut utilisée du cotrimoxazole ou des macrolides. Épidémiologie. La listériose est une anthropozoonose. Bien que le contact avec les Listeria soit le règle, la listériose reste une maladie rare. La maladie apparaît de manière sporadique. Des épidémies ont été décrites avec, comme point de départ, des aliments massivement contaminés par les Listeria: le lait, les produits laitiers (fromage), les viandes et autres (p. ex., salade). Le réservoir d’infection: les animaux malades ou porteurs sains. Transmission par voie digestive ou transmission par contact (contamination d’un fermier au cours d’un vêlage). Prophylaxie. Les mesures préventives comprennent la fabrication et le stockage rigoureux respectant scrupuleusement les règles d’hygiène alimentaire. Il n’existe pas de vaccination. 16.3. Genre Erysipelothrix Minidéfinition. Bacilles à Gram positifs, non sporulées, fins, immobiles, avec tendance à la croissance filamenteuse, exigeants nutritifs; catalase négatifs, oxydase négatifs. Représentants: E. rhusiopathiae, E. tonsillarum. 16.3.1. Erysipelothrix rhusiopathiae Habitat. Répandue dans le monde entier, ubiquiste, cette bactérie a d’abord été considérée comme un agent pathogène pour l’animal chez qui elle est responsable d’un érysipèle. Caractères microscopiques. Bacilles à Gram positifs immobiles et très fins (2 μm/0,2-0,4 μm). Caractères culturaux. E. rhusiopathiae se cultive sur gélose au sang, en aérobie. Les colonies sont très petites, transparentes, de 0,1 mm, alpha-hémolytiques, produisant H2S. 150

Pathogénie. Les dindes et les porcs sont les espèces les plus fréquemment atteintes. Chez l’homme il produit l’érysipeloïde Rosenbach (rouget du porc), considéré comme maladie professionnelle. Le germe pénètre par les plaies cutanées en contact avec le matériel animal infecté. Le plus souvent l’infection se présente sous une forme cutanée atténuée. E. rhusiopathiae peut provoquer une cellulite (phlegmon) indolore le plus souvent rencontrée chez les personnes qui manipulent du poisson ou de la viande crue. La bactériémie et l’endocardite sont des complications rares. Diagnostic. Le diagnostic de laboratoire repose sur la mise en évidence du germe dans les secrétions des plaies, à l’examen microscopique ou en culture. Il est assez difficile: la culture doit se faire à partir d’une petite biopsie pratiquée au bord de la lésion. Dans les formes systémiques les hémocultures sont souvent positives. Traitement. L’infection s’estompe souvent spontanément ou cède rapidement sous pénicilline G. Macrolides en cas d’allergie à la pénicilline. Ce germe n’est pas sensible à la vancomycine. Épidémiologie. Maladie professionnelle. Infection rare de nos jours. Réservoir d’infection: l’hôte naturel (zoonose). Transmission directe. Prophylaxie. Mesures non spécifiques. Vaccination des porcs. 16.4. Gardnerella vaginalis G. vaginalis est un bacille Gram positif non capsulé, immobile. L’habitat naturel du germe est le vagin des femmes en âge de procréer. Ce germe est responsable de vaginose. Chez 90% des femmes présentant les symptômes de cette maladie, on retrouve G. vaginalis. Le plus souvent, il est associé à d’autres bactéries, parmi lesquelles prédominent les anaérobies stricts (Mobiluncus, Bacteroides, Peptostreptococcus). L’examen microscopique du frottis Gram révèle un changement dans la flore vaginale: une baisse du nombre de lactobacilles (DVD 7.13) et une nette augmentation du nombre de coccobacilles à Gram variable. Les «clue cells» (cellules épithéliales recouvertes de nombreux coccobacilles Gram variable qui leur donne un aspect granuleux) peuvent également être présents (DVD 7.14). La culture est possible sur un milieu gélose enrichi en sang, dans une atmosphère contenant 5% de CO2. Le traitement de la vaginose bactérienne fait appel au métronidazole ou à la clindamycine, par voie orale ou locale.

151

17. Bacilles à Gram positif sporulés: Bacillus, Clostridium Olivia S. Dorneanu, Luminiţa S. Iancu

Ces bactéries sont capables de produire des endospores leur permettant de résister à des conditions environnementales défavorables. Celles-ci donneront naissance à de nouvelles bactéries en cas de conditions favorables. 17.1. Genre Bacillus Minidéfinition. Bacilles à Gram positif, formants des spores non-déformantes (DVD 7.15). La plupart sont mobiles (flagelles peritriches). Ils sont aérobies ou aéroanaérobies facultatifs, oxydase positifs (DVD 6.01), catalase positifs (DVD 5.01). Classification:  Bacillus anthracis est une espèce hautement pathogène pour les mammifères et les humains.  Opportunistes: B. cereus, B. subtilis, B. megatherium, B. thuringiensis, B. licheniformis. 17.1.1. Bacillus anthracis Habitat. Bactéries ubiquitaires. L’habitat naturel du genre Bacillus est le sol. Caractères microscopiques. Bacilles assez volumineux de 1/2-4 μm, à Gram positifs, avec extrêmes coupés franchement (DVD 7.15). Immobiles (ne possédant pas de flagelles). Entourés d’une capsule (DVD 7.17) de couleur métachromatique dans les produits pathologiques (DVD 7.16). Cette capsule est de nature polypeptidique (polymère d’acide glutamique). La spore est ovale, centrale et non-déformante: on ne la trouve pas dans les produits pathologiques car la sporulation ne se fait pas in vivo parce qu’elle exige la présence d’oxygène libre et une température comprise entre 16 et 40°C. Caractères culturaux. Croissance aisée sur les milieux usuels (DVD 7.18), en aérobie/anaérobie. Colonies grisâtres, grandes (de 4 à 5 mm), rugueuses, à bords festonnés ("tête de méduse"), non hémolytiques (DVD 7.20, 7.21). Le bouillon ensemencé avec B. anthracis reste clair, il y a des grumeaux qui sédimentent au fond du tube. Résistance dans l’environnement. Ses spores sont hautement résistantes. Lors de l’infection, elles germent et produisent des facteurs de virulence. Les spores ne se divisent pas, mais peuvent survivre des dizaines d’années dans le sol. Leur destruction est très difficile car elles résistent à la sécheresse, à la chaleur et à de nombreuses substances désinfectantes. Facteurs de virulence. La pathogénicité de B. anthracis repose sur deux facteurs de virulence:  la capsule, qui lui permet d’échapper à la phagocytose.

152



un complexe toxique d’anthrax se composant de trois protéines distinctes: l’antigène protecteur (PA), le facteur œdématogène (FO) et le facteur létal (FL). La symptomatologie et le tableau clinique sont causés en grande partie par le complexe toxique. Chacun de ces facteurs injectés pur n’est guère toxique alors que le mélange est létal.

Pathogénie. B. anthracis est l’agent du charbon (anthrax). Bien que le bacille soit nommé anthracis, et que la maladie du charbon soit nommée « anthrax » en anglais, la maladie du charbon ne doit pas être confondue avec l’anthrax (carbuncle en anglais). Le charbon est une affection surtout développée chez les herbivores: moutons, chèvres, bovidés, chevaux, chameaux. L’agent infectieux est ingéré par les animaux avec la nourriture et provoque un tableau clinique septique sévère, très souvent létal. L’homme s’infecte par les animaux malades ou par des produits d’origine animale contaminés par des spores. Le charbon est une zoonose classique. Suivant la porte d’entrée des spores d’anthrax, on distingue le charbon cutané, le charbon pulmonaire et le charbon intestinal. À partir du foyer infectieux initial peut se développer un sepsis.  Dans la forme cutanée (90-95% des infections humaines), les spores pénètrent par les petites blessures cutanées. Après 2-3 jours se forme une petite vésicule ("pustule maligne") qui s’entoure d’une zone œdématisée où peuvent apparaître des vésicules secondaires. Il n’y a guère de suppuration, mais les vésicules se transforment en escarres recouvertes d’une croûte noirâtre (DVD 7.23). Si l’antibioticothérapie est suffisamment précoce, le charbon cutané est de bon pronostic.  Après ingestion de produit alimentaire contaminé apparaît le charbon intestinal, avec vomissements et diarrhées sanglantes.  L’inhalation de poussières contenant des spores conduit à la forme pulmonaire («woolsorter’s disease»). À partir d’une colonie primaire (intestin, poumon, rarement peau), la généralisation par voie lymphatique survient après quelques jours et la septicémie devient rapidement mortelle. Le danger de l’utilisation des spores d’anthrax comme arme biologique réside dans l’apparition de la forme pulmonaire. Immunité. L’immunité est assurée par les anticorps contre l’antigène protecteur. Ils inhibent l’endocytose des FO et FL, supprimant ainsi l’activité toxique du complexe. La possession d’anticorps anticapsulaires ne confère pas de résistance à l’infection. Diagnostic de laboratoire. Le diagnostic de laboratoire comprend la mise en évidence par examen microscopique (DVD 7.16, 7.17) et la culture de l’agent dans les lésions cutanées ou les crachats, et dans les hémocultures (si menace de septicémie). Différenciation par rapport aux autres Bacillus spp.: B. anthracis est immobile, non hémolytique (DVD 7.21), pathogène pour la souris. Un diagnostic moléculaire est possible. Traitement. La benzylpénicilline est le premier choix pour le traitement du charbon cutané. Le CDC recommande comme antibiotique de premier choix dans l’anthrax cutané, la ciprofloxacine ou la doxycycline. 153

Dans les formes graves d’anthrax, il est conseillé d’utiliser une association comprenant ciprofloxacine et un ou deux autres antibiotiques (clindamycine, pénicilline, vancomycine, imipénème, clarithromycine) pendant 60 jours. Les interventions chirurgicales sont contre-indiquées. Épidémiologie. Le charbon est une zoonose. Il apparaît principalement en Europe du Sud et en Amérique du Sud. L’homme s’infecte au contact avec des animaux infectés ou par les produits d’origine animale contaminés. Au point de vue épidémiologique, deux groupes professionnels sont exposés:  Les personnes en contact avec les animaux atteints,  Les personnes manipulant des produits d’origine animale. Prophylaxie. La prévention consiste essentiellement en des mesures d’exposition, comme l’évitement de tout contact avec des animaux malades, ou la désinfection de produits contaminés. Les animaux morts doivent être manipulés avec précautions. Ils sont normalement incinérés. À défaut, on prescrit l’enfouissement profond (2 m) entre deux couches de chaux vive. Chez les personnes à risque, on peut utiliser un vaccin acellulaire élaboré à partir d’une culture de souches sans capsule non virulentes contenant la protéine PA. Pour la chimioprophylaxie des personnes contacts, on utilise la ciprofloxacine ou la doxycycline. Chez les enfants, les femmes enceintes ou allaitantes, l’amoxycilline peut être utilisée. La vaccination des animaux à l’aide de bacilles vivants atténués se pratique dans les régions où le charbon est encore abondant et cause d’importantes pertes économiques. 17.1.2. Autres Bacillus spp. Dans le genre Bacillus il y a des nombreuses espèces. B. cereus, B. subtilis et d’autres ne jouent qu’un rôle mineur en médecine humaine, comme agent occasionnel dans les entérites transmises par les produits alimentaires ou dans le sepsis. Bacillus cereus, retrouvé de manière ubiquitaire dans le sol, est fréquemment responsable d’intoxications alimentaires opportunistes. Il s’agit très souvent de l’ingestion d’aliments non réfrigérés après cuisson et après une première consommation (p. ex., riz cuit). Bacille large à Gram positif, sporulé, mobile, formant des colonies hémolytiques (DVD 7.19, 7.22). Il synthétise deux types de toxines: une toxine thermostable et une toxine thermolabile. L’intoxication alimentaire à B. cereus revêt deux formes:la forme émétique et la forme diarrhéique. Si l’intoxication survient chez un sujet immunodéprimé, il peut y avoir dissémination bactérienne avec un tableau de méningite, endocardite etc. Traitement avec vancomycine. 17.2. Genre Clostridium Minidéfinition. Les clostridies sont de grands bacilles à Gram positif, formant des spores. Elles sont mobiles en général par l’intermédiaire de flagelles péritriches, exception C. perfringens. La spore est ovale ou sphérique et déformante (DVD 7.27, 154

7.29). Les clostridies se cultivent seulement en anaérobiose (DVD 2.39). Ils ne possèdent pas de catalase. Ils fermentent ou non les sucres. Habitat. L’habitat naturel des clostridies formant des spores est le sol. Ils peuvent aussi se trouver en commensaux de la flore intestinale, surtout chez les herbivores mais également chez l’homme. De nombreuses espèces sont saprophytes non pathogènes. Caractères microscopiques. Toutes les clostridies sont des bacilles à Gram positif larges, de 1 μm/ 3-8 μm. Dans les cultures plus anciennes, beaucoup de cellules présentent une labilité Gram. À l’exception de C. perfringens, les clostridies possèdent des flagelles. Les clostridies forment des spores plus larges que le corps bacillaire, ovales (centrales/subterminales) (DVD 7.29) ou sphériques (terminales) (DVD 7.27). Caractères culturaux. Les clostridies sont non exigeantes; encore, elles se cultivent le mieux sur la gélose au sang, dans une atmosphère anaérobie à 37°C. Les colonies de C. perfringens sont voûtées de façon convexe, lisses et entourées d’une zone d’hémolyse. Les colonies de clostridies mobiles présentent un bord irrégulier à type de franges. Résistance dans l’environnement. Très résistant (pour décennies) dans l’environnement, à l’abri du rayonnement solaire direct et de l’humidité. Les spores résistent à ébullition pendant au moins 5 minutes, mais les spores de quelques espèces disparaissent au bout de 30 minutes ou plus à 105°C chaleur humide. Les plus importantes espèces sont C. perfringens, C. tetani, C. botulinum, C. difficile. 17.2.1. Clostridium perfringens et autres clostridies produisant une gangrène gazeuse et une cellulite anaérobie Plusieurs espèces de clostridies telluriques et fécales peuvent lorsqu’elles sont introduites dans des tissus où elles trouvent les conditions d’anaérobiose nécessaires à leur développement, déclencher la gangrène gazeuse: C. perfringens, C. novyi, C. septicum, C. histolyticum, C. sporogenes, C. sordellii et d’autres espèces, souvent associées. Le plus fréquent est C. perfringens. Caractères microscopiques. Bacille Gram positif, droit, aux extrémités arrondies. Non sporulé sur les milieux et dans les conditions d’incubation habituelles (DVD 7.24). C. perfringens se distingue des autres par son immobilité, la présence d’une capsule (peu visible dans les cultures), la très grande rareté de ses spores et un plus grand volume. Caractères culturaux. C. perfringens cultive en anaérobie, à 45°C. Les colonies sont rondes de plus ou moins 1 mm, fortement hémolytiques sur gélose au sang, lisses. La lécithinase est responsable d’un précipité autour des colonies productrices lorsqu’on les cultive sur une gélose additionnée de jaune d’œuf (DVD 7.25). Facteurs de virulence. C. perfringens secrète une douzaine d’enzymes et toxines, dont le principal est la toxine alpha caractéristique du type A (le plus fréquent et le plus important en médecine humaine). Cette toxine alpha est une lécithinase qui exerce les effets suivants:  hémolyse, aussi bien in vitro qu’in vivo; 155

 

nécrose tissulaire (décompose la lécithine, constituant des membranes cellulaires); action létale par inoculation au cobaye ou à la souris.

Les toxines produites par C. perfringens ont des propriétés nécrosantes, de lyse cellulaire et/ou létales. Des collagénases, protéinases, ADNases, lécithinases et hyaluronidases sont aussi produites. Les toxines et les enzymes détruisent les structures tissulaires. Pathogénie et infections. Comme les clostridies sont ubiquitaires, la contamination a lieu dès qu’il existe une blessure ouverte (p. ex., fracture ouverte, plaie utérine, escarre etc.). La mise en évidence des clostridies dans les plaies ne signifie donc pas forcement infection à clostridies. L’infection résulte de la possibilité d’une importante multiplication de ces anaérobies en cas de potentiel d’oxydoréduction tissulaire faible (plaies profondes), et lorsque se constituent des nécroses tissulaires. On distingue deux infections de sévérité différente:  Cellulite anaérobie. Infection sans atteinte musculaire. L’infection reste limitée par les loges aponévrotiques. La formation de gaz dans les tissus est révélée par la présence des crépitations. Il n’existe pas de toxémie.  Gangrène gazeuse. Infection agressive, dramatique, de la musculature avec nécrose musculaire et toxémie, fréquemment d’évolution fatale. Les toxines nécrosantes augmentent la quantité de tissus dévitalisés (myonécrose); les hyaluronidases et les collagénases favorisent la propagation des germes dans les tissus ; le dégagement de gaz, en comprimant les vaisseaux sanguins, augmente l’anoxie et l’anaérobiose et supprime l’apport par voie sanguine des substances de défense et des antibiotiques, ce qui peut entraîner la nécessité d’amputations importantes. À côté de ces infections classiques, C. perfringens peut aussi faire partie d’une flore plurimicrobienne dans des infections intra-abdominales et pleuropulmonaires, des infections des organes génitaux, du SNC et dans les cholécystites. C. perfringens peut provoquer une toxi-infection alimentaire d’évolution bénigne par des produits alimentaires fortement contaminés. Les septicémies surviennent surtout comme complications de manœuvres abortives ou de cancer intestinal. L’entérite nécrosante (gangrène intestinale) est très rare de nos jours. Diagnostic. Mise en évidence par examen microscopique et culture. L’identification des cultures anaérobies se fait sur la base de caractéristiques morphologiques et physiologiques. Microscopie: présence de bacilles Gram positif, assez gros avec capsule, rarement sporulés (DVD 7.24). Culture de l’exsudat de la plaie, les matières fécales après chauffage à 70°C pour éliminer les germes non sporulants ou sur des milieux sélectifs. Identification par le test de neutralisation de la lécithinase in vitro (DVD 7.26). Traitement. La toilette chirurgicale des plaies (débridement des plaies souillées, excision des tissus nécrosés) est au premier plan. Les antibiotiques (pénicilline et métronidazole) complètent le traitement. 156

L’oxygénothérapie hyperbare, réalisée dans des centres spécialisés, est un traitement bien valide dans la gangrène gazeuse. Prophylaxie. La gangrène gazeuse est une affection rare de nos jours. Le parage/nettoyage chirurgical rapide d’une plaie contaminée (exérèse des tissues nécrotiques, vérification de bonnes conditions de vascularisation de la plaie) est la mesure prophylactique principale. 17.2.2. Clostridium tetani Clostridium tetani est la bactérie responsable du tétanos chez l’homme. Habitat. Ce germe tellurique peut se retrouver dans l’intestin des herbivores (surtout le cheval) et parfois de l’homme (environ 5 %). Il peut contaminer bandages, catgut, lingerie, poudre de talc. Caractères microscopiques. Bacille large, mobile. La spore, nettement plus grosse que la largeur de la bactérie, est terminale: image en baguette de tambour (DVD 7.27). Caractères culturaux. Culture assez lente et fastidieuse, très strictement anaérobie. Colonies chevelues, hémolytiques, avec une odeur de "corne brûlée". Résistance dans l’environnement. Cent années dans des conditions sèches. Facteur de virulence. Une multiplication, même minime et discrète, dans une plaie entraîne la production d’une toxine neurotrope (tétanospasmine) qui, soit par voie nerveuse, soit par voie sanguine, se fixe au niveau des synapses centrales. La tétanospasmine inhibe l’acide gamma aminobutyrique (GABA), provoquant le blocage des synapses inhibitrices, d’où stimulation exacerbée des neurones moteurs, déclanchant des contractures spastiques des muscles squelettiques. La tétanospasmine est une toxine AB. La chaîne lourde B se fixe spécifiquement à des récepteurs des motoneurones, étant responsable de la translocation des chaînes légères A dans le neurone. La chaîne légère est une métalloprotéase à zinc. Après translocation, elle remonte le motoneurone jusqu’à la corne antérieure de la moelle où elle est prise en charge par les neurones inhibiteurs. Là, elle détruit, par protéolyse, les composes protéiques de l’appareil d’exocytose neuronal. De ce fait, les neurones inhibiteurs ne libèrent plus de neurotransmetteurs et les influx inhibiteurs sur les motoneurones terminaux sont abolis. C. tetani

Stimulation continue par le transmetteur excitateur

Transmetteur excitateur Tétanospasmine

Transmetteur inhibiteur

Bloquage de la libération du transmetteur inhibiteur

Figure 55. Toxine tétanique: il n’y a plus de transmission d’impulsion inhibitrice sur le neurone moteur terminal. La tétanospasmine empêche la libération d’un inhibiteur des synapses des neurones moteurs, entraînant une paralysie généralisée spastique 157

Pathogénie et infection. En principe, toute plaie peut être tétanigène. Les causes favorisantes sont celles qui assurent l’anaérobiose nécessaire: tissus mal irrigués dans des plaies irrégulières et déchiquetées, présence de corps étrangers (épines, échardes, etc.) ou présence d’une flore pyogène associée qui consomme l’oxygène. Après contamination à la faveur d'une effraction cutanée ou muqueuse, les spores tétaniques subissent une germination favorisée par l'anaérobiose. C. tetani reste localisé au niveau de la porte d'entrée et sécrète localement la tétanospasmine qui est une exotoxine protéique neurotrope. Celle-ci diffuse rapidement par voie sanguine, lymphatique axonale et se fixe au niveau des gangliosides des tissus cérébraux du système nerveux central. L’action de la toxine résulte en un tableau clinique caractérisé par une augmentation du tonus musculaire et la survenue de spasmes déclenchés par des stimuli visuels ou acoustiques. Les spasmes débutent souvent au niveau de la musculature du visage (rictus sardonicus) et s’étendent à la musculature de la nuque et du dos (opisthotonos) (DVD 7.28). La conscience n’est pas altérée.

Figure 56. Dessin d’un soldat mourant de tétanos. Les muscles du dos sont plus forts que les muscles d’avant causant à la victime de se plier vers l’arrière. Notez que tous les muscles, y compris les muscles du visage et les muscles des orteils sont contractés

Diagnostic. Le tableau clinique est pathognomonique. La mise en évidence de la toxine dans le prélèvement de plaie, par test de neutralisation chez l’animal (souris), est possible. La culture réussit rarement. Il est possible de rechercher la présence d’anticorps antitoxines afin de vérifier la vaccination. Traitement. Traitement antitoxique avec du sérum antitétanique, de l’antibiothérapie avec du métronidazole ou de la pénicilline G et des mesures non spécifiques (myorelaxants, sédatifs, respiration assistée). Vaccination des convalescents. Épidémiologie. Du fait des campagnes de vaccination de la population dans les pays industrialisés, le tétanos est devenu rare. 158

Transmission: traumatisme avec objets contaminés/chirurgie/coupe septique du cordon ombilical Réceptivité maximale: individus non immunisés ou partiellement immunisés. Prophylaxie. La mesure prophylactique importante contre le tétanos est l’immunisation active par vaccination avec l’anatoxine tétanique, possible à partir de l’âge de 2 mois. Pour réactiver la protection vaccinale, il faut renouveler l’administration d’une dose de dT tous les dix ans. Les sujets immunisés possèdent une antitoxine tétanique qui neutralise la toxine en se combinant spécifiquement avec elle. Dans les plaies sévères, il convient de «booster» la vaccination quand celle-ci remonte à plus de 5 ans, pour les plaies légers au-delà de 10 ans. En cas d’immunisation incomplète et de plaies sévères, ou en cas de statut immunitaire douteux, il faut administrer des immunoglobulines humaines anti-tétaniques. Comme autre mesure prophylactique, il ne faut pas oublier le nettoyage chirurgical de toute plaie contaminée. 17.2.3. Clostridium botulinum Habitat. Bactérie tellurique, rare (intestin des animaux) dont les spores contaminent les légumes et les fruits. Elle peut être présente dans les conserves familiales ou autres préparations (jambon, saucisson), en cas de mauvaise stérilisation. Caractères microscopiques. Bacilles à Gram positifs, mobiles; spores ovalaires subterminales (DVD 7.29). Caractères culturaux. Colonies chevelues, dégageant de gaz à odeur de beurre rance. Résistance dans l’environnement. Grande thermorésistance de la spore: des heures à 100°C. La toxine botulique résiste à l’acidité gastrique mais est relativement thermolabile (détruite à ébullition). La bactérie ne peut survivre dans un milieu ayant un pH inférieur à 4,6 (c’est pourquoi les aliments acides nécessitent seulement une pasteurisation). Facteurs de virulence. La toxine botulique est une neurotoxine, une protéine thermolabile. Elle est l’une des toxines les plus puissantes, codée par des prophages. La dose létale pour l’homme est 1-2 μg. Il y a 6 types antigéniques, A-F, mais surtout A, B, E chez l’homme. C. botulinum Vésicules contenant ACH

Plaque motrice Fibre musculaire La toxine bloque la libération de ACH à partir de vésicules

Stimulation bloquée

Figure 57. La toxine botulique est une toxine A-B qui inhibent la libération d’acétylcholine au niveau des plaques neuro-musculaires, bloquant la transmission neuromusculaire. Résultat: une paralysie généralisée flasque. Mort par paralysie des muscles respiratoires 159

Comme la tétanospasmine, la toxine est une métalloprotéase AB. La composante B se fixe à des récepteurs des motoneurones terminaux. La composante A est inoculée et entraîne une protéolyse de composants protéiques (synaptobrévine) de l’appareil d’exocytose neuronal dans les éléments présynaptiques de la plaque motrice. De ce fait, les neurotransmetteurs cholinergiques n’arrivent plus dans la fente synaptique. Cela entraîne l’apparition de paralysies flasques. La toxine botulique peut être utilisée comme arme biologique. La toxine (Botox®) est aussi utilisée à des fins thérapeutiques, p. ex. dans le torticolis spasmodique, l’hyperhydrose ou la chirurgie esthétique (réduire les rides de façon transitoire). Pathogénie et infection. Maladie rare à déclaration obligatoire. (i) Le botulisme alimentaire n’est pas une infection mais une intoxication alimentaire, car la toxine est préformée dans l’aliment après germination des spores. La toxine, résorbée par le tractus gastro-intestinal, est transportée par le sang vers le système nerveux périphérique. Après des heures, voire des jours, s’installent des paralysies essentiellement au niveau des nerfs crâniens. La paralysie se manifeste d’abord sur les muscles oculomoteurs et muscles pharyngés par des troubles de l’accommodation (diplopie, mydriase) et difficultés de déglutition et d’élocution, puis constipation et sécheresse des muqueuses, pour s’étendre ensuite aux muscles respiratoires. La mortalité dépend de la quantité de toxines étant comprise entre 25-70%. La mort survient le plus souvent du fait d’une paralysie respiratoire. (ii) Le botulisme des plaies résulte d’une infection de plaies par des spores de C. botulinum. Il est rare et apparaît chez les consommateurs de drogues intraveineuses. (iii) Le botulisme des nourrissons (colonisation de l’intestin par la bactérie) est une maladie infantile, décrite en 1976, qui est également consécutive à l’absorption de spores avec la nourriture (p. ex., miel). Vraisemblablement favorisées par les conditions particulières de l’intestin du nourrisson, les spores germent, se multiplient et produisent la toxine. La mortalité du botulisme du nourrisson est faible (1011/g de selles. Principalement péritonite, abcès intra-abdominaux, abcès du foie. Producteur de bêta-lactamase. Prevotella oralis Habitat: tractus urogénital et/ou oropharynx. Otite moyenne aigüe et sinusite chronique, abcès dentaires, gingivo-stomatite ulcérée, infections génitales chez la femme, abcès du cerveau. Prevotella Flore buccale normale, pigment hématique brun-noir. Pneumonie melaninogenica d’inhalation, abcès du poumon, empyème pleural, abcès du cerveau. Porphyromonas Flore buccale normale. Abcès dentaire, gingivo-stomatite, parodontite; impliqués aussi dans les infections des voies aériennes profondes; abcès du cerveau. Fusobacterium Bacilles à extrémités effilées, en forme de fuseau. Flores buccale et intestinale normales. Infections au niveau orofacial, abdominal, des voies respiratoires profondes; impliqués dans l’angine de Vincent. 164

Traitement. Une intervention chirurgicale est nécessaire pour nombre de lésions nécrotiques. Pour le traitement antibiotique on utilise: l’amoxycilline/acide clavulanique, la clindamycine, la céfoxitine, l’imipénème, métronidazole. Une vérification de la sensibilité n’est que rarement nécessaire. Épidémiologie. La plupart des infections relève de la flore propre. Les infections exogènes surviennent après morsures. Prophylaxie. Pour prévenir une infection postopératoire, lors d’une intervention chirurgicale digestive, une antibiothérapie prophylactique est souvent initiée. 18.2. Genre Actinomyces Le genre Actinomyces désigne des bactéries anaérobies strictes, à Gram positif, appartenant à la flore normale des muqueuses. Ils résident en majorité dans la cavité buccale. A. israelii est normalement présent comme commensal de la bouche (surtout tartre dentaire), au niveau des amygdales et dans l’intestin. L’actinomycose se constitue toujours à partir d’une infection endogène. Dans plus de 90% des cas, A. israelii provoque des infections chez l’homme, plus rarement d’autres espèces. Caractères microscopiques. Les actinomycètes sont des bacilles à Gram positif, pléiomorphes, présentant de vraies ramifications. Dans le pus d’actinomycètes, on peut observer macroscopiquement des granulations jaunâtres de 1-2 mm. Ces grains sont constitués de conglomérations de petites colonies qui sont entourées d’un rempart de leucocytes. Caractères de culture. La meilleure culture d’actinomycètes est obtenue sur milieu gélose au sang en condition anaérobie stricte. Pathogénie et infection. L’actinomycose est une infection endogène. Les germes pénètrent par les muqueuses (éventuellement par la peau) et se multiplient dans les tissus à la faveur d’un potentiel d’oxydoréduction faible. Ces conditions sont réunies en cas de déficit circulatoire mais aussi grâce à des bactéries d’accompagnement. Les actinomycoses vraies sont en fait toujours des infections plurimicrobiennes. Dans cette flore plurimicrobienne, on retrouve principalement des anaérobies de la cavité buccale. Fréquemment, on détecte Actinobacillus actinomycetemcomitans et d’autres espèces de bacilles anaérobies à Gram négatif. Mais on peut aussi retrouver, comme flore d’accompagnement, des anaérobies facultatifs comme les staphylocoques, les streptocoques et Enterobacteriaceae. A. israelii provoque des abcès indurés subaigus ou chroniques, dont le centre se nécrose et dont le pus ainsi formé finit par s’éliminer par une ou plusieurs fistules. La caractéristique principale de ces suppurations est la présence de petits grains jaunâtres. On distingue les actinomycoses suivantes:  Actinomycose cervico-faciale. C’est la forme la plus fréquente (> 90%). Elle se manifeste initialement comme une affection tumorale, nécrosante par suite. Les abcès peuvent percer la peau, ce qui aboutit à une fistulisation.  Actinomycose abdominale. Elle fait suite à une blessure des intestins ou des organes génitaux féminins. 165



 

Actinomycose pulmonaire. Cette forme rare se produit après inhalation de salive, parfois après propagation d’une actinomycose cervicale, ou du fait d’une dissémination hématogène. Actinomycose génitale. Elle peut résulter de l’utilisation de dispositif de contraception intra-utérin (stérilet). Dacryocystite. Inflammation du sac lacrymal et de son canal.

Diagnostic. Celui-ci repose sur la mise en évidence du germe dans le pus, les secrétions de fistules, les granulations tissulaires ou les secrétions bronchiques, à l’examen microscopique ou en culture. Les prélèvements ne doivent pas être contaminés par la flore normale, principalement de la cavité buccale. Microscopiquement, la détection de bacilles ramifiés permet de suspecter le diagnostic. Dans le produit pathologique, on ne trouve l’actinomyces que dans les granulations. La mise en évidence en culture, sur milieu gélose au sang, de colonies blanchâtres, rugueuses et avec des prolongements en pattes d’araignées, après 1 à 2 semaines, conforte le diagnostic. L’identification par immunofluorescence directe, l’analyse de la paroi cellulaire et la détermination des capacités métaboliques, demandent plusieurs semaines. Traitement. Il comprend le drainage chirurgical et une antibioticothérapie. L’antibiotique de choix est une aminopénicilline. Les sulfamides et les tétracyclines sont relativement actifs mais le traitement doit être prolongé. Il est important de cibler les bactéries d’accompagnement. Épidémiologie. Les actinomycoses surviennent de manière universelle. Les hommes sont deux fois plus touchés que les femmes. Prophylaxie. Comme l’actinomycose est une infection endogène, les mesures prophylactiques ne sont pas nécessaires.

166

19. Legionella Olivia S. Dorneanu

Minidéfinition. Bactéries intracellulaires facultatives. Bacilles difficilement colorés, appartenant aux bactéries à Gram négatif, mobiles (flagelles polaires), aérobies, exigeants nutritifs, à croissance lente. Les légionelles ont été découvertes en 1976 à l’occasion d’une épidémie lors d’un congres de légionnaires américains. La famille Legionellaceae ne comporte à ce jour que le genre Legionella. La plupart des infections sont causées par L. pneumophila. 19.1. Legionella pneumophila Habitat. Bactéries à tropisme hydrique, largement répandues dans la nature. Elles sont présentes à l’état naturel dans les eaux douces (lacs et rivières) et les sols humides. Parasite naturel de divers protozoaires de la microflore aquatique (p. ex., amibes libres). Elles colonisent fréquemment les réseaux d’eau, notamment les réseaux d’eau chaude sanitaire (température inférieure à 50°C), les installations de climatisation ainsi que les tours aéro-réfrigérantes. Autres sources sont les piscines, les fontaines etc. Caractères microscopiques. L. pneumophila est un bacille de 0,3-1 μm/2-20 μm qui, du fait de la constitution de sa paroi cellulaire, appartient aux bactéries à Gram négatif. Cependant, il prend mal ou pas du tout la coloration de Gram. Ces bacilles sont non sporulés, non acido-résistants, non capsulés. La représentation optique fait appel au mieux à l’immunofluorescence directe. Caractères culturaux. La culture nécessite des milieux spécialisés: BCYE (Buffered Charcoal Yeast Extract) contenant de la cystéine, du fer et du charbon. Ces bactéries aérobies strictes ont leur croissance favorisée par la présence de CO2 (2,5 %). La culture est lente de 3 à 10 jours. Résistance dans l’environnement. Les légionelles tolèrent des températures d’eau allant jusqu’à 50°C. Elles ne sont tuées que par des montées en températures brèves à 70°C. Dans les aérosols elles meurent rapidement (sécheresse). Elles sont sensibles aux désinfectants. Pathogénie et infections. Ces germes sont des bactéries intracellulaires facultatives. Les aérosols atteignent les alvéoles pulmonaires. Dans les alvéoles pulmonaires, ils sont phagocytés par des macrophages alvéolaires, empêchent la fusion du phagosome avec le lysosome, se multiplient dans le phagosome puis dans le cytoplasme, et détruisent les macrophages. Les protéases et les phospholipases sécrétées par les légionelles sont impliquées dans les lésions du tissu pulmonaire. Elles sont aussi responsables de la destruction du surfactant. Deux formes cliniques différentes de légionelloses sont décrites:  La maladie du légionnaire. La contamination vient d’une inhalation de gouttelettes porteuses du germe. Le temps d’incubation est de 2 à 10 jours. 167



Le tableau clinique est marqué par une pneumonie aigüe multifocale, nécrosante, qui survient principalement chez le patient avec pathologies cardio-pulmonaire, âgé, ou avec déficit de l’immunité cellulaire. Un facteur de risque important est le tabac. La mortalité est environ 10%. La fièvre de Pontiac. Dénommée d’après une épidémie survenue au Michigan. Temps d’incubation 1-2 jours. Maladie fébrile non pulmonaire, autolimitante, rare. Elle peut aussi être causée par d’autres espèces de légionelles.

Immunité. Cellulaire. Diagnostic. On utilise des méthodes directes ou indirectes. L’examen direct d’un prélèvement des voies aériennes profondes peut être réalisé par immunofluorescence directe (IFD) à l’aide d’anticorps monoclonaux reconnaissant tous les sérogroupes de L. pneumophila.  Avantage: Cette technique permet un diagnostic rapide (moins de 4 heures).  Inconvénients: Sensibilité et spécificité faible. Pour la culture du lavage broncho-alvéolaire il faut recourir à des milieux de culture spéciaux contenant des éléments sélectifs permettant d’éliminer la flore associée. Les milieux doivent être incubés pendant 3-5 jours. Un test rapide (2-3 h), qui a largement supplanté l’examen microscopique et la culture, difficiles, est la détection de l’antigène de la L. pneumophila dans les urines avec un EIA ou par une technique d’immunochromatographie sur membrane. Les antigènes apparaissent précocement, dans les 2 à 3 jours suivant les signes cliniques (88 % des patients).  Avantages: dépistage simple, rapide et précoce. Avec le PCR, on met en évidence l’ADN spécifique. Pour le sérodiagnostic, la technique d’immunofluorescence indirecte (IFI) reste la méthode de référence. Les immunoglobulines totales sont détectées (IgM, IgG et IgA). Seule la mise en évidence d’une augmentation du titre des anticorps (de 4 fois) permet de confirmer le diagnostic de légionellose. Traitement. Les macrolides (principalement l’azithromycine) sont les antibiotiques de choix. Les autres antibiotiques efficaces sont: fluoroquinolones, tétracyclines et rifampicine. Épidémiologie. La légionellose est une maladie à déclaration obligatoire. La légionellose se présente sous forme d’épidémie ou de maladie sporadique. Les sources d’infection recensées sont les systèmes d’alimentation en eau chaude et froide, les tours de réfrigération, les humidificateurs des systèmes de climatisation et les eaux de bains bouillonnants. L’homme se contamine par inhalation d’aérosols contaminés. Il n’y a pas de transmission interhumaine. Les facteurs de risque sont: âge (> 50 ans), sexe (masculin), tabagisme, éthylisme, immunosuppression cellulaire (p. ex., patients transplantés), maladies sous-jacentes, enfin exposition prolongée ou fréquente à des sources de contamination (voyages, hôtels, centres de loisirs ou de soins). Prophylaxie. Les risques de maladie sont réduits par diminution de l’exposition environnementale. Pour limiter le développement des légionelles, il est nécessaire de 168

maintenir l’eau à une température élevée dans les installations, la traiter par l’hyperchloration, ou l’ionisation cuivre-argent.

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20. Mycobacterium et Nocardia Olivia S. Dorneanu, Cătălina Luncă

Minidéfinition. Les mycobactéries sont des bacilles fins, qui doivent être colorés par des colorations spéciales (Ziehl-Neelsen). Une fois colorés, ils ne sont pas décolorés par un mélange d’alcool et d’acide, d’où leur description de bacilles acido-alcoolorésistants (b.a.a.r.) (DVD 9.01); parfois ramifiés, immobiles, non capsulés, non sporulés. Elles se développent lentement, très lentement ou ne sont pas cultivables in vitro et sont aérobies ou microaérophiles. Elles dégradent les sucres par oxydation et ont une composition particulière de la paroi cellulaire. Parmi les mycobactéries, on compte:  les bactéries de la tuberculose: M. tuberculosis (tuberculose humaine), M. bovis (tuberculose bovine), M. africanum (le plus souvent en Afrique noire) et M. canettii;  l’agent de la lèpre: M. leprae et  les mycobactéries non tuberculeuses. Les bactéries de la tuberculose ont été isolées pour la première fois en 1882 par R. Koch, à partir de lésions de patients décédés de la tuberculose. La relation de cause à effet entre l’agent infectieux et la maladie fut démontrée par R. Koch grâce à l’établissement des postulats de Koch. 20.1. Mycobacterium tuberculosis Paroi cellulaire. Les mycobactéries ont une forte teneur en lipides de la paroi cellulaire (jusqu’à 60% de son poids sec). Ils comportent des glycolipides (p. ex., lipoarabinomannane), des acides mycoliques, des mycosides et des substances cireuses. Les conséquences sont:  l’acido-alcoolo-résistance,  résistance au traitement avec NaOH,  résistance aux antiseptiques et désinfectants,  résistance à certains antibiotiques,  survie et multiplication dans les macrophages,  induction de la formation de granulome qui représente la lésion histopathologique pathognomonique de la tuberculose. Habitat. M. tuberculosis est un pathogène strictement humain. Caractères microscopiques. M. tuberculosis sont des b.a.a.r. fins, droits ou légèrement incurvés, granuleux (DVD 9.01), de 0,4/3-4 μm, non sporulés et immobiles. Ils sont colorés par des colorations spéciales (Ziehl-Neelsen, Kinyoun, fluorescence) (DVD 9.03). Dans les produits pathologiques, ils sont arrangés en petits amas ou lettres angulaire. 170

En milieu liquide, M. tuberculosis apparaît sous la forme de longues "cordes" (DVD 9.02). Ce mode de groupement des bacilles est attribué à la production d’une substance particulière appelée "cord factor". Caractères culturaux. M. tuberculosis cultive en aérobiose stricte, à 37°C. M. tuberculosis exige des milieux spéciaux. Le milieu solide le plus utilisé est celui de Löwenstein-Jensen à base d’œufs, additionnés d’asparagine, de glycérol, de vert de malachite (DVD 9.04). La culture est aussi possible en milieu liquide (p. ex., Middlebrook,) et en système automatisé. Comme le temps de génération de M. tuberculosis est de l’ordre de 12-18 heures, la croissance est très lente (3 à 8 semaines). Résistance dans l’environnement. M. tuberculosis a la particularité d’être très résistant dans l’air et les poussières ce qui fait de la tuberculose une maladie très contagieuse. M. tuberculosis peut persister assez longtemps dans les milieux extérieurs (crachats desséchés). Il est sensible aux agents physiques comme les rayonnements ionisants, les UV et la lumière. Sa sensibilité aux agents chimiques est variable: détruit par l’alcool à 70°, il résiste à de nombreux antiseptiques, aux bases et aux acides dilués. Survit au moins 15-30 minutes à NaOH 4%, utilisé pour la décontamination des prélèvements. Pathogénie et infection L’infection avec M. tuberculosis représente la réaction de l’organisme au premier contact avec M. tuberculosis; celle-ci reste le plus souvent asymptomatique et ne concerne pratiquement que le poumon, porte d’entrée principale du germe. Par opposition, la tuberculose signifie la maladie. Il convient de distinguer la tuberculose primaire et la tuberculose secondaire (tuberculose de réactivation ou de réinfection). Les symptômes cliniques sont essentiellement dus à la réponse immunitaire de l’hôte. (i) Tuberculose primaire. Mis à part quelques exceptions, les germes arrivent au niveau pulmonaire par des gouttelettes, où ils sont phagocytés par des macrophages alvéolaires et transportés dans le tissu pulmonaire. Dans les macrophages, M. tuberculosis peut survivre, vraisemblablement du fait qu’elles inhibent la fusion entre le phagosome et le lysosome et se multiplient. La réaction locale aboutit en un peu plus d’un mois à une lésion histologique caractéristique: le granulome qui est constitué de cellules épithélioïdes et de cellules géantes multinucléées entourées d’une couronne lymphocytaire et centrées par une zone de nécrose caséeuse. Tout peut s’arrêter à ce stade par un enkystement et une calcification des lésions suivis d’une auto-stérilisation spontanée du chancre d’inoculation. C’est la situation la plus fréquente. Parfois, certains macrophages infectés ont pu migrer jusqu’à un ganglion satellite qui empêchera la progression de l’infection et évoluera aussi vers l’auto-stérilisation. C’est le complexe primaire tuberculeux de Ghon (lésion d’inoculation dans le parenchyme pulmonaire et le ganglion satellite). La formation de granulome est une épée à double tranchant. D’une partie elle limite l’extension de la propagation des bactéries, d’autre part elle protége les bactéries contre leur élimination par le système immunitaire (bactéries dormantes). L’allergie tuberculinique se développe dans l’hôte. 171

Plus rarement, si la multiplication bactérienne est importante, le caséum se ramollit, les bacilles débordent les défenses ganglionnaires et disséminent dans l’organisme par voie lymphatique puis sanguine. Le sujet réceptif entre alors dans la tuberculose maladie avec une atteinte préférentielle du poumon isolée ou associée dans les formes graves d’emblée à une miliaire ou encore plus rarement à une méningoencéphalite. En dehors du poumon, la localisation sera plus souvent limitée à l’appareil génito-urinaire ou ostéo-articulaire par exemple. L’atteinte pleurale est produite par la propagation lymphatique rétrograde à la plèvre. (ii) La cicatrisation des lésions de la primo-infection ne coïncide pas toujours avec la guérison microbiologique. Des bactéries vivantes peuvent y persister des années, voire des décennies. Quand des M. tuberculosis sont présents dans ces lésions cicatricielles, on évoque le diagnostic d’une infection tuberculeuse latente. Lymphocytes

Cellules épithélioïdes et cellules géantes multinucléées de Langhans Nécrose caséeuse

Figure 59. Le granulome tuberculeux. Les macrophages se transforment dans des cellules épithélioïdes et des cellules géantes multinucléées de Langhans. Couronne lymphocytaire et zone de nécrose caséeuse centrale

(iii) Tuberculose secondaire (tuberculose de réactivation ou de réinfection). Chez certains patients on assiste après des années, voire des décennies, à une réactivation des mycobactéries dans les foyers latents, favorisée par la diminution des défenses immunitaires cellulaires. Une nouvelle infection exogène est rare dans les pays développés. La tuberculose secondaire se manifeste par des nécroses caséeuses qui débutent dans le centre des granulomes. Les destructions tissulaires sont dues aux enzymes et aux cytokines produites par des macrophages et des lymphocytes activés. Parmi les cytokines le facteur de nécrose tumorale joue un rôle important. Il est aussi responsable de la cachexie dans la tuberculose. Les réactivations ont souvent, comme point de départ, les anciens foyers des sommets pulmonaires. Les nécroses tissulaires immunopathogéniques du poumon, par fluidification enzymatique du pus caséeux, conduisent à la formation des cavernes, ventilées par le système bronchique. Dans celle-ci, les mycobactéries se multiplient particulièrement bien, avec la présence de grand nombre de bactéries par caverne (> 10 9 bactéries). 172

Les mycobactéries sont expulsées par la toux. On est alors en présence d’une tuberculose pulmonaire ouverte, première source d’infection dans cette maladie. La dissémination hématogène à partir des foyers infectieux peut conduire à un envahissement d’autres organes (p. ex., la méningo-encéphalite, les localisations génitourinaire, ostéoarticulaire). En pratique, il n’y a pas d’organes ou de tissus qui ne pourraient pas être infectés par les M. tuberculosis. Ces formes de tuberculose sont englobées sous le terme de «tuberculose d’organe extra-pulmonaire». Immunité et hypersensibilité. L’homme acquiert une immunité spécifique après l’infection primaire. L’immunité est exclusivement une fonction des lymphocytes T. Une immunité modérément marquée persiste aussi longtemps que des M. tuberculosis sont présentes dans l’organisme (= immunité d’infection). Cette immunité acquise agit par le ralentissement de la dispersion bacillaire de surinfection, la destruction accrue en l'enkystement de ceux-ci. Cette immunité antituberculeuse est donc partielle et imparfaite. Elle n'est qu'un appoint de résistance et peut se laisser déborder. La réaction tuberculinique est corrélée avec l’immunité. Une réaction d’hypersensibilité retardée à la tuberculine (protéine de M. tuberculosis) démontre la présence de lymphocytes T mémoires actives. Diagnostic. Le diagnostic est suggéré par les signes radiographiques. Le diagnostic de laboratoire repose exclusivement sur la détection du germe par examen microscopique, ou culture, ou mise en évidence de l’ADN spécifique du germe. Il n’existe pas de sérodiagnostic. Prélèvements: crachats (3 jours de suite), lavage broncho-alvéolaire, urine (3 jours de suite), liquide pleural, LCR etc. Les méthodes suivantes sont utilisées: Prétraitement du matériel de prélèvement, p. ex. avec N-acetyl-Lcystéine/NaOH et centrifugation. But: décontamination (élimination de la flore d’accompagnement de croissance rapide), fluidification du mucus épais, concentration par centrifugation. Les ponctions et les prélèvements a priori mono-microbiens peuvent être ensemencés tels quels. Microscopie. Coloration de Ziehl-Neelsen, Kinyoun ou au fluorochrome auramine (DVD 9.01, 9.03). Avantage: résultat rapide (1-2 heures); inconvénient: sensibilité insuffisante (positif seulement si >104-105/ml), spécificité limitée (un examen direct positif ne signifie pas forcément la présence de M. tuberculosis dans un produit pathologique car il détecte seulement la présence de b.a.a.r., pas l’espèce). La microscopie a une valeur diagnostique pour des crachats ou pour des prélèvements non contaminés. La positivité de l’examen direct est exprimée en nombre de b.a.a.r. par champ ou sur la lame. Dans la tuberculose pulmonaire, elle signe la plus grande contagiosité de la maladie. Culture. Traditionnelle sur des milieux solides ou liquides enrichis et sélectifs (DVD 9.04). Durée: 3-8 semaines. Ou détection de la croissance dans des milieux liquides, par la détermination de produits métaboliques de M. tuberculosis, avec des appareils de grande sensibilité semi-automatiques. Durée: 1-3 semaines. Une culture négative n’exclut pas le diagnostic de la tuberculose, car il y a des lésions fermées ou qui éliminent de façon intermittente de petites quantités de bactéries. Des examens répétés sont donc nécessaires. 173

Identification. Soit sur la morphologie des colonies et des tests biochimiques de culture pure; durée: >1-3 semaines. Soit utilisation de sondes géniques et analyse, par microprocesseur, de séquences par comparaison avec une base de données; durée: 1-2 jours, à partir d’une culture pure. Antibiogramme. Repose sur la méthode des proportions. Recherche de croissance dans des milieux contenant des antituberculeux; durée: 7-14 jours. Les méthodes moléculaires pour la mise en évidence de M. tuberculosis dans du matériel d’analyse améliorent le rendement et la précision du dépistage précoce, car, en cas de positivité, elles présentent l’avantage de permettre l’identification de M. tuberculosis. Ces méthodes sont couplées à une amplification des séquences recherchées. Réaction tuberculinique. Grâce à immunité spécifique se développe, dans un organisme infecté par M. tuberculosis, une situation de réaction modifiée, l’allergie tuberculinique, qui se constitue exclusivement par le versant cellulaire du système immunitaire. L’allergie est déterminée par la réaction tuberculinique qui devient positive 6-14 semaines après l’infection. La tuberculine purifiée (PPD, purified protein derivative) contient de la protéine tuberculeuse. Dans le test à la tuberculine, 10 unités de tuberculine sont administrées en souscutané. En cas de réaction positive on observe, après 48-72 heures, une réaction inflammatoire (induration) d’au moins 10 mm de diamètre au point d’injection (DVD 9.05). Une réaction positive témoigne l’infection aigüe ou latente d’une personne par M. tuberculosis, ou une vaccination par le BCG.  Faux-positifs - réactivité croisée avec d’autres mycobactéries.  Faux négatifs - anergie (p. ex., une infection généralisée par M. tuberculosis, immunosuppression). Quelques autres tests vont remplacer le test à la tuberculine. Ils permettent un dépistage de la tuberculose latente et s’avèrent positifs en cas de tuberculose active. Ils détectent l’interféron-γ produit par les lymphocytes sanguins quand elles sont stimulées par des antigènes présents dans les souches M. tuberculosis, mais non dans les souches vaccinales BCG. Traitement. Il y a 5 antituberculeux de première ligne: isoniazide (INH), streptomycine, ethambutol, rifampicine et pyrazinamide. Dans la phase initiale du traitement, 4 antituberculeux (IHN, rifampicine, pyrazinamide, ethambutol ou, en alternative, streptomycine) sont administrés. La résistance repose uniquement sur des mutations chromosomiques, le plus souvent dans les gènes qui codent les structures cibles des antituberculeux. En Europe occidentale et centrale, les résistances sont rares; en Europe de l’est et dans les pays en voie de développement, elles sont plus fréquentes. Les souches multirésistantes posent un problème thérapeutique (MDR, multiple drug resistance), surtout celles qui présentent une résistance vis-à-vis de 2 ou plus antituberculeux. La résistance envers IHN et rifampicine est fréquemment retrouvée chez les souches MDR. A cause de leur existence, mais aussi pour éviter l’émergence de nouvelles résistances, l’association médicamenteuse est indispensable. Le problème de cette association médicamenteuse durant au moins 6 mois est la compliance au traitement. 174

Épidémiologie. La tuberculose apparaît universellement de façon endémique. Dans les pays développés, sa fréquence a fortement diminué lors des dernières décennies. À l’échelle mondiale cependant, la tuberculose reste un problème important. On estime qu’environ un tiers de la population mondiale est infectée de manière latente, que 8-9 millions de nouveaux cas apparaissent par an et que le nombre de morts causés par cette maladie approche les 2 millions. Le réservoir d’infection le plus important est l’homme malade avec des lésions ouvertes. Seuls sont contagieux les patients excrétant leurs bacilles dans leurs expectorations, pas les personnes avec infection latente dont les bacilles sont enfermés dans des foyers et ne sont pas excrétés. Il n’existe pas de porteur sain. La transmission est en générale par voie aérienne (gouttelettes de Flügge, à partir des sécrétions bronchiques drainant les lésions pulmonaires cavitaires). La tuberculose pulmonaire résulte de l’inhalation de particules ("nuclei") suffisamment petites (égales ou inférieures à 8 microns) pour atteindre les alvéoles. Les autres localisations restent closes et ne participent à la transmission du bacille qu’au stade de fistulisation. La transmission alimentaire ne concerne que la tuberculose à M. bovis qui est pratiquement éradiquée dans les pays où le cheptel est contrôlé et le lait pasteurisé. Réceptivité générale influencée par l’âge et des facteurs environnementaux. Certains groupes à risque sont particulièrement touchés par la tuberculose, p. ex. les résidents de maison de retraite, les sans-abris, les immigrés de région endémique. Au XXème siècle, dans les pays développés, qui ont pu bénéficier de la mise en place de structures de lutte antituberculeuse, les taux d’incidence de tuberculose s’abaissent. Par contre, les pays pauvres, ceux où le SIDA se répand sans contrôle et ceux qui subissent de graves bouleversements sociaux tels certains pays d’Europe de l’Est, d’Afrique, d’Asie et d’Amérique du Sud atteignent des taux d’incidence compris entre 50 et 100 pour 100.000 habitants. Prophylaxie  Mesures non spécifiques. L’isolement des patients présentant une tuberculose ouverte pendant la phase d’excrétion, et la désinfection des secrétions (crachats) contenant M. tuberculosis.  Mesures spécifiques. La seule prophylaxie vaccinale éprouvée est représentée par le vaccin vivant BCG (une souche de M. bovis atténuée par un grand nombre de repiquages par Calmette et Guérin). Son emploi est contre-indiqué en cas de profonde immunodépression. La vaccination antituberculeuse dans certains pays est généralisée à tous les nouveau-nés. Le vaccin BCG réduit de 80% l’incidence globale de la tuberculose. La chimioprophylaxie des sujets contacts qui ont positivé leur test tuberculinique ou chez les personnes avec test tuberculinique positif présentant une augmentation de leur susceptibilité (traitement immunosuppresseur, infection VIH, corticothérapie, diabète, éthylisme) repose sur la bithérapie INH-rifampicine pour 3 à 6 mois. 20.2. Mycobactéries non tuberculeuses Les mycobactéries qui ne sont ni des bactéries tuberculeuses, ni de la lèpre, sont décrites comme mycobactéries atypiques ou mycobactéries non tuberculeuses (MNT). Beaucoup présentent une résistance contre les antituberculeux usuels. 175

Les MNT existent dans l’environnement (eau, sol). Quelques-unes des espèces de MNT sont non pathogènes, d’autres déclenchent des mycobactérioses d’évolution chronique chez l’homme, favorisées par une immunité cellulaire diminuée (p. ex., en cas de traitement immunosuppresseur, chez les malades du SIDA) (DVD 9.06). Les infections à MNT ne sont pas en règle générale différenciables des lésions tuberculeuses. Les infections à MNT chez les personnes immunoréactives sont localisées, chez les patients immunodéprimés des infections disséminées graves. Pour le diagnostic, des cultures et des identifications sont nécessaires. Pour la chimiothérapie, on emploie le plus souvent une association médicamenteuse (clarithromycine, rifampicine, ethambutol pendant 3-12 mois). Le traitement est difficile en cas de résistance aux macrolides. En présence d’une infection associée à un corps étranger, ce dernier doit être extirpé chirurgicalement. Tableau 13. Infections avec des mycobactéries non tuberculeuses. Maladie Infection pulmonaire chronique (adulte)

Lymphadénite locale (enfant, adolescent) Infections de la peau et des parties molles

Infections osseuses, articulaires, tendineuses

Infections associées à un corps étranger

Infections disséminées chez des patients immunodéprimés

Espèces fréquentes M. kansasii Complexe M. avium/intracellulare M. abscessus Complexe M. avium/intracellulare M. marinum M. fortuitum M. chelonae M. ulcerans M. kansasii Complexe M. avium/intracellulare M. fortuitum M. abscessus M. chelonae M. abscessus M. mucogenicum Complexe M. avium/intracellulare M. genavense

20.3. Mycobacterium leprae Habitat. L’homme et le tatou à neuf bandes (Dasypus novemcinctus). Caractères microscopiques. B.a.a.r. disposé caractéristiquement en «globes», le plus souvent intracellulaires dans les macrophages. Caractères culturaux. Les bactéries de la lèpre ne se cultivent, ni sur des milieux de culture, ni sur des cultures cellulaires. Pathogénie et infection. M. leprae est l’agent de la lèpre, une maladie infectieuse chronique touchant les nerfs périphériques, la peau et les muqueuses, et provoquant des infirmités sévères. Cliniquement, on distingue la lèpre lépromateuse et la lèpre tuberculoïde. Il existe une réaction immunologique différente entre les deux types.

176





La lèpre tuberculoïde est la forme bénigne non évolutive avec survenue de lésions cutanées à type de taches dépigmentées, insensibles au toucher, contenant peu ou pas de bacilles (DVD 9.07). La lèpre lépromateuse apparaît en cas de défaillance de l’immunité cellulaire, c’est une maladie généralisée, caractérisée par une évolution maligne progressive avec des lésions cutanées nodulaires et des épaississements des nerfs, qui aboutissent finalement à une paralysie (DVD 9.08). Dans les lésions inflammatoires, on retrouve des bactéries de la lèpre en grande quantité.

Diagnostic. Mise en évidence du germe par examen microscopique du suc dermique ou des produits de raclage de la muqueuse du nez, après coloration de ZiehlNeelsen. Détection moléculaire de séquences spécifiques d’ADN par PCR. Traitement. Dans les formes pauci bacillaires (peu de bactéries): dapsone associée à la rifampicine pendant 6 mois. Dans les formes multi bacillaires: dapsone, rifampicine et clofazimine pendant au moins 2 ans. Épidémiologie. Actuellement, la lèpre n’est fréquente que dans les pays du tiers monde. Le nombre de patients atteints de lèpre est estime à 12 millions. Le réservoir unique d’infection est l’homme malade avec forme lépromateuse. La lèpre tuberculoïde est généralement considérée comme non contagieuse. La lèpre est une maladie peu contagieuse. La transmission de M. leprae est mal connue. Elle est possible par inhalation de poussière contaminée ou par contact direct, via des blessures de la peau ou des muqueuses. Prophylaxie. Un isolement des malades traités n’est plus exigé. La reconnaissance précoce de la maladie chez les personnes contact, par des examens périodiques tous les 6-12 mois jusqu’à 5 ans après le contact, est importante epidemiologiquement. Le vaccin BCG a donné de bons résultats dans les zones à forte prévalence de la lèpre tuberculoïde. 20.4. Nocardia Le genre Nocardia réunit des espèces qui, d’un point de vue morphologique, ressemblent aux Actinomyces. Les agents les plus fréquents des très rares nocardioses humaines sont N. asteroides, N. brasiliensis, N. farcinica, N. nova et N. otitidiscaviarum. Habitat. Les germes font partie de l’environnement. L’habitat naturel de ces bactéries est le sol et les biotopes humides. Caractères microscopiques. Les Nocardia sont des filaments de longueur très variable, fins, partiellement ramifiés, à la fragmentation en formes courtes bacillaires, à Gram positif (DVD 9.09). Plusieurs espèces sont partiellement acido-résistants (difficulté du diagnostic différentiel de la tuberculose en cas de nocardiose pulmonaire) (DVD 9.10). La paroi cellulaire contient des acides mycoliques. Caractères culturaux. Elles se cultivent sur des milieux de culture enrichis. Elles poussent particulièrement bien à 30°C. Les Nocardia sont des aérobies stricts, avec développement lent (2 à 4 semaines) de colonies rugueuses, plissées, souvent pigmentées. 177

Pathogénie et infections. Les Nocardia pénètrent dans un macroorganisme par les voies respiratoires ou des plaies cutanées. Les Nocardia sont des opportunistes; une infection se développe seulement chez les patients ayant des affections prédisposantes, qui altèrent les mécanismes de défense contre l’infection. On a décrit: - Des nocardioses pulmonaires (bronchopneumonie, abcès pulmonaire), - Des nocardioses systémiques (septicémie, abcès du cerveau, abcès rénal et musculaire), - Des nocardioses superficielles (abcès cutané et sous-cutané, infiltrat lymphocytaire cutané). Les actinomycétomes sont des processus d’allure tumorale des extrémités, avec participation osseuse. Un exemple est le pied de Madura, provoqué par certaines espèces de Nocardia, l’espèce apparentée Actinomadura madurae et Streptomyces somaliensis. Mais les champignons sont aussi capables de produire ce tableau clinique. Diagnostic. Des échantillons multiples de crachats sont nécessaires. Le laboratoire devrait être informé en cas de nocardiose soupçonné. Méthodes:  Examen microscopique (recherche des formes bifurquées) (DVD 9.09, 9.10).  Culture: Du fait d’un temps de génération long, une incubation de culture de Nocardia d’au moins une semaine est nécessaire.  La détermination de l’espèce n’est pas simple à réaliser. L’identification moléculaire génétique est alors plus adaptée. Traitement. Les anti-infectieux de choix sont les sulfamides et le cotrimoxazole. Le traitement est à long terme. Selon les cas, des mesures chirurgicales peuvent être envisagées. Épidémiologie. Les nocardioses sont des infections rares. Prophylaxie. Il n’existe pas de mesures prophylactiques.

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21. Spirochètes Olivia S. Dorneanu

La famille Spirochaetaceae comprend les genres Treponema et Borrelia. La famille Leptospiraceae comprend le genre Leptospira. 21.1. Genre Treponema Minidéfinition. Les tréponèmes sont des spirochètes (bactéries spiralées) fines. La paroi est de type Gram négatif. Elles sont mobiles; se déplacent par ondulations du filament axial (composé de plusieurs flagelles) situé entre la membrane cytoplasmique et la paroi. Exigeantes (ne peuvent pas être cultivées in vitro). Espèces:  T. pallidum - 3 sous-espèces: - T. pallidum subsp. pallidum est l’agent de la syphilis. - T. pallidum subsp. endemicum est l’agent de la syphilis endémique non vénérienne ou «bejel». - T. pallidum subsp. pertenue est l’agent du pian.  T. carateum est l’agent de la pinta ou "caraté".  T. vincentii, T. denticola sont non pathogènes et sont représentés dans la flore humaine normale. 21.1.1. Treponema pallidum subsp. pallidum Habitat. Strictement humain. Caractères microscopiques. Bactérie très fine et longue, de 0,2/5-15 μm, hélicoïdale, présentant des spires serrées et régulières. Mobile. Ne peut pas être vu dans la coloration de Gram ou Giemsa. Une visualisation est possible en microscopie à fond noir (DVD 10.01) ou coloration argentique. Caractères culturaux. La culture in vitro du T. pallidum est impossible. Elle est entretenue sur testicules de lapin (souche Nichols). Résistance dans l’environnement. Extrêmement fragile (sécheresse, désinfectantes). Virulente 24h dans le sang à 4°C. Elle meure après 1h à 42°C. Sensible aux Hg2+, As3+, Bi3+. Antigènes - antigène cardio-lipidique. Très largement distribué: T. pallidum, autres tréponèmes pathogènes, tréponèmes saprophytes et de nombreux tissus animaux (dont le coeur, d’où son nom); - antigène protéique de groupe, commun aux tréponèmes; - antigènes protéiques spécifiques de T. pallidum. Pathogénie et infection. T. pallidum est l’agent de la syphilis (affection lutéique). L’infection se développe après contact direct avec une lésion contenant l’agent, par des microtraumatismes de la muqueuse et, éventuellement, de la peau. Le temps d’incubation est de 2-4 semaines. Sans traitement, la maladie évolue en plusieurs stades: 179

Syphilis primaire. Ulcération, généralement unique, indolore, à base indurée, siégeant au point d’inoculation (génital, anal, accessoirement buccal ou cutané), appelée chancre dur ou lésion primaire (DVD 10.02-10.04), et accompagnée d’une adénopathie satellite indolore. Les tréponèmes sont mis en évidence dans les lésions ulcérées. Les lésions de syphilis primaire sont localisées, superficielles, riches en tréponèmes et, non traitées, guérissent spontanément en 4-6 semaines, sans laisser de cicatrices. Syphilis secondaire. 4-8 semaines après la lésion primaire survient la généralisation par voie sanguine. Les symptômes cliniques sont représentés par des éruptions multiples sur la peau (même sur les paumes et les plantes) (DVD 10.05) et/ou sur les muqueuses (roséoles, plaques muqueuses) et des condylomes larges (DVD 10.06), qui peuvent s’accompagner de micro-polyadénopathies. La méningite, l’hépatite ou la néphrite sont possibles. Les lésions de la syphilis secondaire sont généralisées, riches en tréponèmes et guérissent spontanément sans laisser de cicatrices, mais la syphilis reste présente dans l’organisme et est transmissible. Les lésions de la syphilis secondaire peuvent être récurrentes. Syphilis latente. Il s’agit d’un stade de la maladie asymptomatique et non contagieuse, mais où les germes sont présents dans l’organisme et les tests sérologiques positifs. La latence est divisée en latence précoce (< 4 ans) et latence tardive (> 4 ans). Syphilis tertiaire. C’est une inflammation chronique d’évolution lente, qui n’apparaît qu’après des années de développement. Elle est caractérisée par des atteintes viscérales, cardio-vasculaires (aortite, anévrysme de l’aorte) ou neurologiques (destruction des cellules nerveuses du cortex, paralysie générale, ou de la moelle épinière, tabès), associées à des lésions osseuses ou cutanéo-muqueuses (gommes). Les lésions sont peu ou absolument pas contagieuses. Elles sont provoquées par une sensibilisation de type IV. Les lésions de la syphilis tertiaire sont localisées, destructives et à faible tréponèmes. Syphilis congénital. Par transmission du germe de la mère au fœtus pendant le 2e et 3e trimestre de la grossesse. Conséquences: l’avortement ou à la naissance d’un nouveau-né avec syphilis latente ou des malformations acquises congénitalement et après la naissance. Dans les organes du nouveau-né sont retrouvés de nombreux tréponèmes. La syphilis chez les sujets affectés par le VIH montre des chancres multiples et extensifs, avec une évolution plus rapide vers la neuro-syphilis. Immunité. Potentiel immunogène médiocre. Pas d’induction d’une réponse protectrice, mais une simple immunité de surinfection pendant la maladie ou l’infection latente. Cette immunité d’infection est assurée par les lymphocytes T. Diagnostic de laboratoire (i) Mise en évidence de l’agent infectieux. Uniquement par examen microscopique des exsudats des lésions primaires, dans les secrétions des efflorescences du stade secondaire ou dans les biopsies ganglionnaires, prélevés avant tout traitement antibiotique. Méthodes:  microscopie à fond noir (DVD 10.01). Risque de faux positif pour localisations buccales et anales. Très pratiquée dans les centres spécialisés, car elle est rapide et peu coûteuse.  immunofluorescence directe. Méthode sensible qui distingue T. pallidum des tréponèmes saprophytes. 180

(ii) Détection des anticorps. Il s’agit de la mise en évidence de deux groupes d’anticorps induits par l’infection, dans le sérum ou LCR: 1. Anticorps anti-tréponèmes non spécifiques (anticorps antiphospholipides, réagines). Probablement dirigés contre les phospholipides des mitochondries de cellules de l’organisme détruites.  VDRL (Venereal Disease Research Laboratory).  RPR (Rapid Plasma Reagin) (DVD 10.07). Tous les deux sont des tests de floculation avec un antigène cardio-lipidique d’origine animale et commun avec T. pallidum. On utilise comme antigène la cardiolipine, un extrait lipidique du myocarde de bœuf. Les faux positifs peuvent être vus dans les infections virales (virus d’EpsteinBarr, l’hépatite, la varicelle, la rougeole), le lymphome, la tuberculose, le paludisme, l’endocardite, maladie du tissu conjonctif, la grossesse, les maladies auto-immunes, l’abus de drogues par voie intraveineuse. 2. Anticorps anti-tréponèmes spécifiques. Dirigés contre les antigènes de T. pallidum.  Test d’agglutination particulaire-Treponema pallidum (TPPA). Les antigènes (suspension de T. pallidum souche Nichols cultivés chez le lapin, traitée par ultrasons) sont couplés à des particules de gélatine ou plastique servant de porte-objets (DVD 10.08). Ce test a largement remplacé le test d’hémagglutination TP (TPHA) du fait de meilleure stabilité et maniabilité. Sa sensibilité et sa spécificité sont équivalentes à celles du TPHA. Sa sensibilité est plus faible que celle du FTA abs. Des faux positifs sont possibles du fait de réactions croisées avec des antigènes dirigès contre des tréponèmes non pathogènes. Le TPHA se positive vers 3-4ème semaine après le début de l’infection (environ 1 semaine après l’apparition du chancre). Reste le plus souvent positif chez un malade guéri.  FTA-ABS. Principe: immunofluorescence de T. pallidum fixés sur lame. Anticorps détectés par antiglobuline marquée avec un fluorochrome. Dans le test d’absorption des anticorps anti-tréponèmes par immunofluorescence, l’antigène est représenté par des tréponèmes de la souche Nichols tués sur des porte-objets. Le sérum du patient, préalablement incubé avec des tréponèmes non pathogènes pour éliminer les anticorps à réaction croisée non spécifiques (d’où ABS), est alors étalé en une couche sur l’antigène. La mise en évidence des anticorps fixés se fait par un antisérum marqué à la fluorescéine. À l’aide d’anticorps anti-IgM on peut mesurer le taux d’anticorps sélectifs, anti-tréponèmes IgM.  Treponema pallidum-immunoblot (TPI). Mise en évidence des anticorps IgM et IgG dirigés spécifiquement contre T. pallidum avec la technique du Western blot. TPHA et FTA se positivent en général avant le VDRL et restent positifs même après traitement chez les personnes immunocompétentes. Les tests de détection des anticorps sont utilisés de la manière suivante:  Test de dépistage (screening): RPR, VDRL. 181

Test de confirmation: FTA-ABS (gold standard), TPPA, éventuellement TPI. Avec le VDRL (quantitatif) on peut juger de l’efficacité du traitement. Une diminution rapide des réagines est en faveur d’un succès thérapeutique. IgM-FTA-ABS et IgM-TPI sont utilisés pour répondre à des questions spécifiques (p. ex., syphilis congénitale?). 

FTA

TPHA

VDRL

A Incubation B Syphilis primaire C Syphilis secondaire D Latence 2 sem

3 sem

A

B

12 sem - 3 ans

C

D

Figure 60. Cinétique des anticorps: Le VDRL se positive après FTA et TPHA. C’est la première technique à se négativer après traitement: bon marqueur de suivi de l’efficacité thérapeutique. Faux positifs: grossesse, mononucléose infectieuse, collagénoses

Traitement. La pénicilline représente l’antibiotique de choix. La posologie et la durée du traitement sont fonction du stade de la maladie. Il n’y a pas de souches résistantes. Cette bactérie est aussi sensible aux tétracyclines, aux macrolides. Épidémiologie. La syphilis a une répartition mondiale. En France, depuis 2000, des cas de syphilis sont présents notamment chez les sujets infectés par le VIH. La syphilis n’est présente que chez l’homme. Le réservoir d’infection est le malade. La syphilis se transmet par des rapports sexuels non protégés (vaginal, anal et bucco génital), par voie sanguine (transfusion ou rarement usage de matériel souillé) et par voie transplacentaire pendant la grossesse, de la mère à l’enfant. Prophylaxie. Les mesures de prophylaxie primaire consistent en la prévention de tout contact avec des efflorescences syphilitiques (préservatif). La prophylaxie sociale repose sur le dépistage systématique (examens sérologiques prénuptiaux, prénataux, en cas de conduite à risque, etc.), le traitement précoce des sujets porteurs de lésions contagieuses, la recherche et le traitement du sujet contaminateur. Lorsqu’un cas est diagnostiqué par un médecin, il faut essayer d’identifier toutes les personnes contact de premier degré. Celles-ci devraient subir aussitôt des investigations et, en cas de résultats positifs, être soumises à un traitement par pénicilline. L’immunisation vaccinale n’existe pas. 21.1.2. Autres espèces de Treponema T. pallidum subsp. endemicum. Agent de syphilis endémique ou non vénérienne (bejel). Elle apparaît de façon endémique dans des régions précises bien circonscrites des 182

Balkans, des régions méditerranéennes orientales, d’Asie et d’Afrique. La maladie se manifeste par des lésions maculeuses à papuleuses, souvent hypertrophiques, de la peau et des muqueuses. Celles-ci ressemblent aux efflorescences de la syphilis secondaire. L’agent infectieux est transmis directement par contact, ou indirectement par objets de la vie courante (vêtements, vaisselle). Les tests sérologiques de la syphilis s’avèrent positifs. Le traitement fait appel à la pénicilline. T. pallidum subsp. pertenue. Agent du pian, une maladie chronique survenant de façon endémique dans les contrées à climat chaud et humide (Afrique, Amérique latine, Asie). Il se manifeste par des proliférations et des ulcérations épidermiques. La transmission est directe par contact. Pour confirmer le diagnostic, on a recours à la mise en évidence des tréponèmes dans les lésions précoces. Les tests sérologiques de la syphilis sont positifs. L’antibiotique de choix est la pénicilline. Treponema carateum. Agent de la pinta (carate), une tréponématose endémique rencontrée dans certaines régions d’Amérique Centrale et du Sud. Caractérisée par une dépigmentation de la peau. L’agent infectieux se transmet directement par contact. La maladie, souvent d’évolution chronique, peut perdurer plusieurs années. Le diagnostic repose sur la mise en évidence des tréponèmes dans les lésions cutanées à l’examen microscopique. Les tests sérologiques de la syphilis sont positifs. Pour le traitement, la pénicilline est indiquée. 21.2. Genre Borrelia Minidéfinition. Le genre Borrelia appartient à la famille des Spirochaetaceae. Spirochètes plutôt grandes (visibles au microscope optique, à fort grossissement), avec des spires amples, irréguliers. Mobiles (plusieurs filaments axiaux). Leur croissance est lente. Les Borrelia sont des parasites qui utilisent des arthropodes piqueurs (tiques et/ou poux) comme vecteurs, mais leurs réservoirs biologiques naturels semblent être des micromammifères forestiers, et de grands mammifères tels que les cervidés. 21.2.1. Borrelia des fièvres récurrentes B. recurrentis est l’agent des fièvres récurrentes épidémiques transmises par les poux Pediculus humanus corporis. Autres Borrelia spp. provoquent la fièvre récurrente endémique transmise par les tiques. Habitat. Tiques (Ornithodoros) ou poux. Caractères microscopiques. Les Borrelia sont des spirochètes de 0,3-0,6/8-18 μm, présentant 3-8 tours de spire, très mobiles. Elles font partie des bactéries les plus mobiles et rapides quand elles sont dans un milieu ayant la consistance d’un gel. Leur mobilité les aide à facilement distancer les macrophages phagocytaires qui devraient normalement les détruire. Elles sont colorées par une coloration de Giemsa (DVD 10.09). Leur observation est possible en microscopie à fond noire ou en contraste de phase. Caractère culturaux. Les Borrelia se cultivent dans des milieux spéciaux, mais la culture est difficile et pour cette raison peu fiable. In vitro, elle est optimale à 33-35°C, à condition d’être cultivée sur milieu de culture très riche, en atmosphère microaérophile. Résistance dans l’environnement. Fragiles, adaptées à la transmission par les arthropodes hématophages. Pathogénie et infection. B. recurrentis n’est pathogène que chez l’homme. Les germes sont transmis par les poux. D’autres espèces sont transmises par des tiques. 183

Les poux sont infectés par des bactéries qu’ils acquièrent en piquant des humains infectés pour se gorger de sang. Ces bactéries se multiplient ensuite dans l’intestin du pou, et réinfectent des humains via la salive du pou. Écraser un pou sur la peau alors qu’il se nourrit là où l’on s’est fortement gratté semble pouvoir faciliter la pénétration des borrélies dans l’organisme humain. Après une période d’incubation de 5-8 jours, la maladie débute par une fièvre élevée qui dure 3-7 jours et qui décroît brutalement. Après quelques jours, de nouveaux accès de fièvre surviennent qui seront à chaque fois moins sévères et de plus en plus espacés. Pendant les accès fébriles, les Borrelia sont détectables dans le sang. La maladie tire son nom de cette évolution périodique des accès de fièvre. Pendant les intervalles sans fièvre, les Borrelia se «cachent» et se multiplient dans de nombreux organes. Les récurrences sont dues à des Borrelia présentant une modification de la structure de la VMP (variable major protein) de leur membrane externe, à laquelle les anticorps formés lors de l’accès précèdent ne correspondent plus. Les Borrelia présentent en effet une variation marquée du gène codant la VMP de la membrane externe de la paroi cellulaire, une protéine d’adhésion. Le mécanisme complexe de la variation antigénique ressemble à celui de la variation de pili des gonocoques. Immunité. Dans le cours de la maladie, la variation antigénique est probablement à un seul type antigénique, qui favorise la guérison clinique (une infection latente peut persister). Diagnostic. Les Borrelia sont mises en évidence par examen microscopique dans le sang lors des accès fébriles (DVD 10.09). La culture n’est pas fiable. Dans tous les cas, du sang du patient peut être injecté à la souris en intrapéritoneal. Après 2-3 jours se développe une bactériémie chez la souris, qui permet la mise en évidence de l’agent infectieux dans le sang par examen microscopique. La sérologie est inutile (variation antigénique). Traitement. L’antibiotique de choix est la pénicilline G. Autres antibiotiques efficaces sont la doxycycline et l’érythromycine. Épidémiologie. Actuellement B. recurrentis a pratiquement disparu, car le vecteur, le pou de corps, n’existe plus. Le réservoir d’infection était seulement l’homme. La fièvre récurrente endémique se rencontre encore en Afrique, au Moyen-Orient et en Amérique centrale. La transmission se fait par piqûre de tiques. Réservoir d’infection sont les rongeurs, les micromammifères et les tiques Ornithodoros. Prophylaxie. Les mesures prophylactiques pour les fièvres récurrentes ont pour but d’éliminer les poux et les tiques avec des insecticides. Les vêtements de protection réduisent l’exposition cutanée aux insectes. 21.2.2. Borrelia burgdorferi Habitat. Les tiques du genre Ixodes qui se sont préalablement contaminées sur des animaux malades. Caractères microscopiques. Spirochètes hélicoïdaux, fins, flexibles, incurvés, très mobiles. Visualisation optique après coloration de Giemsa, ou en microscopie à fond noir, ou encore en contraste de phase. Caractères culturaux. Les Borrelia se cultivent en milieux spéciaux à 35°C pendant 5-10 jours. La culture est difficile et se solde fréquemment par un échec. Pathogénie et infection. B. burgdorferi est l’agent de la maladie de Lyme. 184

Le germe est transmis par différentes espèces de tique. Après la morsure (indolore) de la tique infectée, le spirochète va diffuser à travers la peau et quelquefois se retrouve dans le sang et les tissus, grâce la salive de la tique. Les Borrelia ont la capacité de pénétrer dans les cellules tissulaires et de persister en intracellulaire. Sur leur surface sont localisées les «outer surface proteins» Osp (A-E), dont la fonction dans la pathogénie n’est pas claire. La protéine de surface VlsE (VMPlike-sequence E) présente des similitudes structurelles avec la VMP des Borrelia de la fièvre récurrente et peut, comme cette dernière, modifier sa structure antigénique. Sur la surface de B. burgdorferi il y a une protéine fixant la décorine présente dans la peau, le tissu synovial, le myocarde et les nerfs. Cela pourrait expliquer l’affinité des Borrelia pour ces tissus. Le temps d’incubation varie entre 3 et 30 jours. La maladie évolue, non traitée, en 3 stades. Stade I (manifestation précoce, des jours). Le symptôme principal est l’erythema migrans, une tache rouge de taille croissante autour de la piqûre. La tâche forme un anneau à évolution centrifuge, dont le centre devient normal au fur et à mesure que celleci progresse (érythème migrant) (DVD 10.10). Stade II (généralisation, des semaines).  Symptômes neurologiques: méningoradiculite, paralysie faciale, méningite aseptique.  Dysfonction cardiaque: myocardite, bloc auriculo-ventriculaire. Stade III (stade tardif chronique, des années). Le tableau principal est celui de l’arthrite. Diagnostic. La mise en évidence directe du germe par microscopie et en culture est possible, mais incertaine. Le diagnostic direct est presque impossible en raison des difficultés de culture, même sur milieu spécifique. La PCR suivie ou non d’un séquençage, pour la mise en évidence directe d’ADN spécifique du germe, est possible mais encore peu appliquée. La méthode de choix est la détection d’anticorps (EIA ou IFI comme tests de dépistage, Western blot comme test de confirmation). Traitement. Stades I et II: amoxycilline, cefuroxime-axetil, doxycycline, éventuellement macrolides. Stade III: ceftriaxone. Épidémiologie. La maladie de Lyme se rencontre partout dans l’hémisphère Nord. Des foyers endémiques, où elle apparaît plus fréquemment, existent. Le réservoir naturel des Borrelia de la maladie Lyme est représenté par les animaux sauvages, des rongeurs aux grands cervidés, qui jouent un rôle dans le cycle de vie des tiques en tant qu’hôtes (dans le sang). Ces hôtes principaux ne sont en général pas atteints par la maladie. Les tiques s’infectent en se nourrissant du sang de ces hôtes. Une transmission transovarienne chez les tiques est possible. Les vecteurs sont différentes espèces de tiques; en Europe, ce sont principalement les Ixodes ricinus. Prophylaxie. Pour éviter les morsures de tiques: port de vêtements protecteurs, chaussures montantes, vaporisation d’un insectifuge. Un vaccin Osp apporte une bonne protection vaccinale mais fut retiré du marche du fait de ses effets secondaires. 185

21.3. Genre Leptospira Minidéfinition. Bactéries finement spiralées, flexibles, mobiles et avec un ou deux extrémités en crochet. Leur mobilité est liée à des mouvements de rotation du corps cellulaire (flagelles périplasmatiques). Classification. Les leptospires appartiennent à la famille des Leptospiraceae. Le genre Leptospira comprend 2 espèces. - L. biflexa englobe tous les leptospires non pathogènes. - L. interrogans représente les espèces pathogènes. L. interrogans est subdivisé, en fonction de ses antigènes de surface, en plus d’une centaine de sérovars regroupés en 19 sérogroupes. Les plus importants sérogroupes sont: icterohaemorrhagiae, canicola, pomona, autumnalis, australis, grippotyphosa, hyos, sejroe. Habitat. Les rongeurs (rats, souris) sont présumés en être un réservoir sauvage de Leptospira. Leur urine semble presque toujours la source directe ou indirecte des infections humaines. Caractères microscopiques. Bactéries fins de 10-20/0,1-0,2 m. Les leptospires sont visualisés au mieux en microscopie à fond noir ou en contraste de phase. Caractères culturaux. Les leptospires se cultivent dans des milieux enrichis, à pH 7,2-7,6, à des températures de 27-30°C dans des conditions d’aérobiose, en 7-10 jours. Résistance dans l’environnement. Pas de multiplication dans le milieu extérieur. Survie jusqu’à 6 mois dans l’eau, les sols boueux à pH légèrement alcalin, d’une salinité très faible et en l’absence de rayonnements ultraviolets. Elle survit très bien dans les milieux tels que la vase des égouts, caves humides ou dans les tranchées. La bactérie meurt rapidement quand elle est exposée au plein soleil (UV), à l’eau salée ou dans un milieu acide. Pathogénie et infection. Pénétration par les muqueuses intactes (conjonctives, muqueuse naso-pharyngée) et par des plaies ou excoriations cutanées. Il n’y a pas de signes d’inflammation au niveau de la porte d’entrée. Par voie hématogène, les germes accèdent à toutes les parties du corps, y compris le système nerveux central, ce qui explique la multitude des symptômes cliniques. La leptospirose est en fait une vascularite généralisée. Les germes affectent principalement les cellules endothéliales des capillaires, entraînant une augmentation de la perméabilité, une diathèse hémorragique et une altération de l’approvisionnement tissulaire en O2. L’ictère repose sur un dysfonctionnement hépatocellulaire sans nécrose. L’altération de la fonction rénale est liée à une atteinte tubulaire par hypoxie. Cliniquement, on distingue la leptospirose anictérique (forme pseudo grippale), d’évolution plus bénigne, et le tableau clinique sévère de la leptospirose ictérique (maladie de Weil). En principe, tous les sérovars sont capables de produire les deux tableaux cliniques. Le sérogroupe icterohaemorrhagiae est cependant plus fréquemment retrouvé dans la maladie de Weil. Dans toutes les formes cliniques s’installent, après un temps d’incubation de 7-12 jours, une fièvre avec frissons, des céphalées et des myalgies. Des lésions pétéchiales de la peau sont fréquentes. Ce premier stade septicémique de la maladie dure 3-7 jours puis laisse la place au stade II (également décrit comme phase immunitaire) qui persiste 4-30 jours. Dans la leptospirose anictérique, la manifestation clinique principale du stade II est 186

une méningite aseptique bénigne. Dans la maladie de Weil on peut voir, au stade II, une insuffisance hépatique et rénale, des hémorragies, des symptômes cardiovasculaires et des troubles de la conscience. Les anticorps apparaissent vers le 10ème jour. Immunité. La maladie, une fois surmontée, laisse une cicatrice immunitaire humorale efficace mais qui est uniquement dirigée contre la variété de sérovar correspondante. Diagnostic. Une mise en évidence des leptospires est possible en culture et/ou amplification génique (PCR). On utilise le sang ou le LCR comme prélèvement durant les 10 premiers jours suivant l’apparition de la fièvre, puis les urines en deuxième semaine.

Figure 61. Présence de leptospires dans l’organisme humaine

La culture est réalisée sur des milieux spéciaux à 27-30°C, avec une incubation de 3-4 semaines. Chaque semaine, il convient de contrôler en microscopie (en fond noire) l’apparition des leptospires. Le typage fait appel à des antisérums spécifiques par un test de micro-agglutination (MAT). L’examen sérologique devient positif vers les 8-10 ème jours après le début de la maladie. La cinétique des anticorps est indispensable (2 tests à 2 semaines d’intervalle). La méthode de référence pour le diagnostic de laboratoire est la mise en évidence d’anticorps par le MAT. Ce test est une évaluation au microscope à fond noir du degré d’agglutination de cultures de leptospires par le sérum du malade. Réaction de référence qui nécessite une batterie d’antigènes: souches vivantes représentatives des principaux sérogroupes (20-23 antigènes). Technique complexe réservée à un laboratoire de référence. Traitement. Pour le traitement, on aura recours à la pénicilline G. Alternatives: amoxycilline ou doxycycline. Épidémiologie. Les leptospiroses se rencontrent sur tous les continents chez l’homme et l’animal. Il s’agit des zoonoses. Les sources d’infections importantes sont les rongeurs malades et les animaux domestiques, parmi ceux-ci essentiellement le porc. Les animaux éliminent les germes avec l’urine. Comme les leptospires sont peu résistants à la sécheresse, les infections ne surviennent qu’au contact de milieux humides contaminés par des urines. 187

La transmission se fait dans la plupart des cas de façon indirecte par des eaux contaminées. La transmission entre humains est rare. Les personnes à risque sont principalement les personnes travaillant dans l’agriculture, un peu moins les bouchers, les employés de zoo ou de centrales d’épuration d’eaux usées. Prophylaxie. Mesures de luttes collectives: dératisation, drainage des zones inondées. Traitement des animaux domestiques. Mesures individuelles: port de tenues de travail adaptées (bottes, gants) pour les professionnels exposés. Antibioprophylaxie efficace (doxycycline) pour des expositions importantes sur de courtes périodes. Les patients malades et les personnes contact n’ont besoin d’être isolés. Il n’existe pas de vaccin humain commercialisé. Il y a des vaccins inactivés destinés aux bovins, porcs.

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22. Les mycoplasmes Olivia S. Dorneanu

Particularités Les mycoplasmes appartiennent à la classe des Mollicutes (de mollis cutis: peau molle). Ce sont des bactéries qui ne présentent pas de paroi cellulaire rigide, car la couche de peptidoglycane est absente. Elles ont perdu, au cours de l’évolution, la capacité de synthétiser une paroi. Flagelles, fimbriae, pili et capsules sont également absents. Comme la paroi cellulaire ne comporte pas de peptidoglycane, les mycoplasmes sont totalement insensibles aux antibiotiques inhibant la synthèse de peptidoglycane (p. ex., bêtalactamines). Ces bactéries sont polymorphes. Du fait de leur plasticité, les mycoplasmes traversent souvent les filtres bactériens. La culture est inhibée par des anticorps spécifiques. Leur ressemblance avec des formes L est source de confusion. Les espèces pathogènes chez l’homme sont des genres Mycoplasma ou Ureaplasma. - Les infections respiratoires sont dues à M. pneumoniae. - Les infections des voies urogénitales sont causées par les espèces pathogènes facultatives M. genitalium, M. hominis et Ureaplasma urealyticum. - D’autres espèces appartiennent à la flore normale non pathogène. Caractères microscopiques. La dénomination mycoplasme se rapporte à la grande diversité structurelle de ce germe. La forme de base la plus fréquente est coccoïde, d’un diamètre de 0,3-0,8 μm, mais on observe aussi des filaments longs. Elles ne peuvent être visualisées que sous forme native en microscopie à contraste de phase ou à fond noir. Ils sont détruits par la coloration. Caractères culturaux. Bactéries cultivables en milieu acellulaire, qui exigent des milieux enrichis en cholestérol pour leur croissance. Après 2-8 jours se développent de petites colonies ressemblant à des œufs sur le plat, et infiltrant en partie la gélose (DVD 10.11). Leur virage en milieux liquide se traduit par le virage d’un indicateur coloré (DVD 10.12-10.14). Résistance dans l’environnement. Bactérie très sensible (chaleur, dessiccation) Pathogénie. Les mycoplasmes sont capables d’interactions étroites avec le système immunitaire de l’hôte, les mycoplasmes peuvent subir des variations antigéniques leur permettant d’échapper aux défenses de celui-ci. 22.1. Mycoplasma pneumoniae Infections. M. pneumoniae est le seul mycoplasme dont la pathogénicité pour l’homme est bien établie. Il pénètre dans l’organisme par voie aérienne et adhère aux cellules épithéliales respiratoires par le biais de la protéine P1. Le résultat est l’altération du mouvement 189

ciliaire et des lésions cellulaires ainsi qu’une réaction inflammatoire locale. Des réactions immuno-pathologiques entraînent l’apparition d’infiltrats et parfois d’auto-anticorps. L’incubation est longue (jusqu’à 3 semaines). Cliniquement, l’infection se déroule selon un tableau de pneumonie atypique, d’évolution favorable, parfois associée à d’autres manifestations évocatrices (anémie hémolytique, myocardite, péricardite, pancréatite, arthrite, érythème noueux, polynévrites et d’autres), ou plus souvent de simples trachéobronchites. Le diagnostic différentiel se fait avec les pneumonies virales, l’ornithose et la fièvre Q. Diagnostic. Il est réservé aux formes sévères ou aux enquêtes épidémiologiques. Le mycoplasme peut être mis en évidence dans des prélèvements de gorge, des aspirations nasopharyngées chez l’enfant, des lavages bronchoalvéolaires (formes sévères). Les expectorations ne sont pas adaptées. La culture, longue (2 à 3 semaines) et difficile, est rarement pratiquée. Le germe exige un milieu spécial enrichi d’extrait de levure et de sérum. L’amplification génique par PCR donne d’excellents résultats mais n’est pas faite par tous les laboratoires. M. pneumoniae n’appartient pas à la flore commensale des voies aériennes. Les sérologies sont les méthodes les plus utilisées. Il faut rechercher des anticorps spécifiques sur deux sérums prélevés à 10-15 jours d’intervalle, pour mettre en évidence une séroconversion ou une dynamique significative. La réaction de fixation du complément est fiable à la condition d’obtenir un taux > 64. Les techniques ELISA ou immunofluorescence indirecte sont plus sensibles et permettent de séparer IgG et IgM. La présence d’IgM, très évocatrice chez l’enfant et l’adolescent, est plus rarement observée chez l’adulte. Traitement. Toutes les souches sont sensibles aux macrolides et aux tétracyclines. Les fluoroquinolones sont également utiles. Épidémiologie. M. pneumoniae est répandu partout dans le monde. La source exclusive d’infection est l’homme. Les germes sont transmis par gouttelettes lors d’un contact étroit. Les maladies se produisent fréquemment dans le cercle familial, les écoles, les foyers d’enfants, dans les collectivités de travail et les casernes. L’infection survient plus fréquemment dans la tranche d’âge de 5 à 15 ans. Environ 10 à 20% des pneumonies contractées en dehors de l’hôpital sont dues à ce germe. Prophylaxie. L’isolement des personnes infectées n’est pas pratique parce que les patients sont contagieux pendant une longue période, même lors de la réception d’une antibiothérapie appropriée. Il n’y a pas de vaccins. 22.2. Mycoplasmes génitaux Infections. Ureaplasma spp., M. hominis et M. genitalium sont des agents d’infections génitales. Leur responsabilité est souvent difficile à affirmer. En effet, Ureaplasma spp. et M. hominis peuvent être présents dans la flore muqueuse normale des voies génitales basses, ce qui rend difficile l’appréciation de leur pouvoir pathogène. U. urealyticum est responsable de 10-20% des urétrites et prostatites non gonococcique chez l’homme, et parfois de pyélonéphrites. 190

M. hominis est responsable d’infections génitales (urétrite, cervicite, vaginite, salpingite, problèmes de stérilité). C’est une infection sexuellement transmissible. Ureaplasma spp. et M. hominis provoquent des infections au cours de la grossesse (chorioamniotites, endométrites, poussées fébriles après accouchement). Elles peuvent se compliquer d’infections néonatales rares survenant chez des nouveau-nés prématurés fortement hypotrophiques. U. urealyticum est impliqué dans des infections respiratoires basses et dans des infections du système nerveux central des nourrissons, notamment chez les prématurés. Les deux espèces peuvent provoquer, dans des circonstances particulières, des infections extra-génitales (arthrites purulentes chez des immunodéprimés, infections de plaies après chirurgie thoracique). M. genitalium dont le rôle est encore mal connu, en raison de la très grande difficulté de sa détection, est responsable d’urétrites non gonococciques et probablement d’endométrites. Diagnostic. C’est exclusivement un diagnostic direct dans le cadre d’une infection gynécologique ou d’une maladie sexuellement transmissible. Il n’y a pas de diagnostic sérologique. Ureaplasma spp. et M. hominis peuvent être recherchés par culture en 2 à 4 jours (DVD 10.12). L’interprétation des résultats est délicate, faisant appel à des critères quantitatifs pour éliminer une simple présence à l’état commensal. Cette recherche ne doit pas être faite isolément mais être associée à celle d’autres agents pathogènes. La mise en évidence de M. genitalium ne peut se faire que par PCR et n’est pas réalisée en pratique courante. Traitement. Les principales familles d’antibiotiques actifs sont les tétracyclines, les macrolides et apparentés et les fluoroquinolones. M. hominis présente une résistance naturelle aux macrolides à 14 ou 15 chaînons (érythromycine, azithromycine) et aux kétolides, mais est sensible à la josamycine, macrolide à 16 chaînons. Ureaplasma spp. résiste aux lincosamides. Il faut tester la sensibilité d’Ureaplasma spp. et M. hominis en raison de l’existence de résistances acquises (DVD 10.13-10.14). Dans les infections urogénitales, un traitement du partenaire est conseillé. Épidémiologie. M. hominis et U. urealyticum sont transmis sexuellement ou, lors de l’accouchement, de la mère à l’enfant. Prophylaxie. Il n’existe pas de mesures prophylactiques spécifiques dans les infections à mycoplasmes génitaux. Il n’y a pas de vaccins.

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23. Bartonella Olivia S. Dorneanu

Minidéfinition. Petits bacilles pléiomorphes à Gram négatif, se colorant faiblement avec des colorants d’aniline, se cultivant sur des milieux enrichis (avec du sang), en aérobiose; la croissance est lente. Catalase négative (DVD 5.01), oxydase négative. Inactifs vis-à-vis des sucres. Les bartonelles produisant des infections chez l’homme sont: B. bacilliformis, B. quintana, B. henselae, B. elisabethae. Habitat. Les bartonelles se trouvent dans une variété de réservoirs animaux (aucun signe d’infection) (cf. tableau). Caractères microscopiques. Petits bacilles (0,6/1 μm) à Gram négatif, souvent pléiomorphes. Les bartonelles peuvent être vus sur les frottis colorés au Giemsa ou imprégnation à l’argent. Caractères culturaux. Toutes les bartonelles se cultivent sur des milieux spéciaux acellulaires, incubés à 35°C dans une atmosphère enrichie en CO2. Les cultures sont suivies 1 à 6 semaines. Pathogénie et infections. Toutes les bartonelles ont la possibilité de pénétrer à l’intérieur des hématies et des cellules endothéliales, mais selon des mécanismes différents. Ce n’est que B. bacilliformis qui est doué de pouvoir hémolytique. Il semble que ces bactéries puissent persister dans l’organisme et se manifester lors d’épisodes d’immunodépression profonde. Les bartonelles pathogènes chez l’homme présentent un potentiel angiogénique, et sont ainsi capables d’entraîner, chez les patients immunodéprimés, des tumeurs angiogéniques de la peau, du foie, de la rate par envahissement des cellules endothéliales. Les bartonelles sont à l’origine de: - L’infection à B. bacilliformis est observée exclusivement en Amérique du Sud dans les Cordillères occidentales et centrales, entre 1000 et 2500 mètres d’altitude, car ce n’est que là que l’on retrouve son vecteur, un insecte piqueur, la mouche des sables (Lutzomyia verrucarum).  La forme aigüe de la maladie ou fièvre de Oroya est une anémie hémolytique fébrile aigüe ou près de 80 % des hématies sont parasitées, puis lysées. La mort survient au décours de cet épisode ou à la suite de complications infectieuses (salmonellose, tuberculose).  Les survivants peuvent faire une forme chronique (Verruga peruana ou verruga du Pérou) qui se caractérise par des proliférations vasculaires de la peau. - La fièvre des tranchées (B. quintana) est caractérisée par des accès de fièvre survenant tous les 5 jours. Une infection par B. quintana chez les immunodéprimés peut donner un tableau clinique d’angiomatose bacillaire. Il n’a encore jamais été décrit de péliose due à B. quintana. L’homme est le seul réservoir connu et la transmission est assurée par les poux du corps. 192

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La maladie des griffes du chat (B. henselae) présente une répartition mondiale. Une ou plusieurs adénopathies se développent dans le territoire de drainage d’une griffure de chat; la lésion cutanée n’est pas toujours visible. Cette pathologie peut se compliquer chez les patients immunodéprimés (VIH, transplantation) d’atteinte cutanée (angiomatose bacillaire) ou viscérale (péliose hépatique, splénique ou autre) de septicémie voire d’endocardite. Cette maladie touche essentiellement les enfants. L’angiomatose bacillaire (B. henselae et B. quintana) est une prolifération endothéliale des vaisseaux de la peau ou des muqueuses (analogue à la verruga du Pérou). La péliose (B. henselae) se manifeste par les lésions kystiques hémorragiques dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques, qui sont aussi dues à une angiogenèse accrue. Tableau 14. Agents infectieux et tableau clinique des bartonelloses

Germe B. bacilliformis

Transmission Mouches des sables.

Hôte Homme.

B. quintana

Poux du corps.

Homme.

B. henselae

Directement du chat à Homme l’homme, indirectement et chat. par les puces du chat (chats le plus souvent non affectés).

B. elisabethae

?

Canidés.

Maladie Fièvre d’Oroya. Verruga du Pérou. Fièvre des tranchées. Rarement endocardite. Chez le patient immunodéprimé (SIDA): angiomatose bacillaire. Maladie des griffes du chat. Rarement endocardite. Chez l’immunodéprimé (SIDA): septicémie, angiomatose bacillaire, péliose bacillaire. Endocardite

Diagnostic. Pour le diagnostic de laboratoire des bartonelloses, les procédés suivants sont possibles:  Examen microscopique dans les prélèvements tissulaires après coloration de Wartin-Starry;  Culture au moins 7 jours sur des milieux enrichis avec du sang ou du sérum;  Amplification d’ADN spécifique sur des prélèvements tissulaires, dans des laboratoires spécialisés, permet le diagnostic d’espèce;  La détection des anticorps, réalisée avec des techniques IFI ou EIA, est la méthode diagnostique de choix. Traitement. Pour l’antibiothérapie on utilise les tétracyclines (doxycycline), les macrolides ou éventuellement le chloramphénicol. Épidémiologie. Voir le tableau. Prophylaxie. Il n’y a pas de vaccin. Déparasitage: puces du chat, poux de l’homme. 193

24. Les rickettsies Olivia S. Dorneanu

La famille de Rickettsiaceae comprend les genres Rickettsia et Orientia, celle des Coxiellaceae le genre Coxiella. Les Ehrlichia sont inclus dans la famille des Ehrlichiaceae. Minidéfinition. Les Rickettsia, Coxiella, Orientia et Ehrlichia sont de petits bacilles à Gram négatif, courts. Elles sont des bactéries à développement intracellulaire obligatoire car elles ne peuvent pas phosphoryler le glucose. À l’exception de Coxiella (transmission aérogène), ces bactéries sont transmises par des poux, des tiques, des puces ou des mites. Certaines n’entraînent chez l’homme que des maladies mineures autolimitantes, d’autres des maladies d’évolution sévère. Habitat. De nombreux animaux constituent le réservoir naturel de ces bactéries. L’homme ne représente qu’un hôte accidentel, à l’exception de R. prowazekii (agent du typhus exanthématique) qui est une espèce de réservoir essentiellement humain. Les rickettsies infectent également de nombreux arthropodes, qui interviennent dans leur cycle infectieux en assurant la transmission inter-humaine, inter-animale ou de l’animal à l’homme de ces bactéries. Il n’y a pas de transmission inter-humaine directe. Caractères microscopiques. Ces bactéries sont de petits bacilles intracellulaires (0,3 µm/1-2 µm), possédant une structure de paroi proche de celle des bactéries à Gram négatif, mais mal ou non colorées par cette technique. Des colorations spécifiques permettent de révéler ces bactéries, notamment la coloration de Gimenez. Ces germes sont des bacilles courts coccoïdes, de 0,5-1 μm, souvent pléiomorphes, qui prennent mal la coloration de Gram mais bien la coloration de Giemsa. Les Ehrlichia se trouvent souvent dans des inclusions intracellulaires de la cellule de l’hôte dénommées morulae. Caractères culturaux. Toutes ces bactéries ne se multiplient qu’en intracellulaire, par simple scissiparité. Leur culture est possible dans la cavité vitelline d’un œuf embryonné chez des animaux adaptés (souris, rat ou cobaye) ou dans des cultures cellulaires. L’isolement et la multiplication in vitro de ces bactéries intracellulaires obligatoires nécessitent l’utilisation de cultures cellulaires (eucaryotes). Elles se multiplient au niveau du cytosol des cellules infectées, avec possibilité d’infecter le noyau cellulaire pour les rickettsies du groupe des fièvres boutonneuses. In vivo, les cellules endothéliales sont les cellules cibles principales. Pathogénie et infection. À l’exception de C. burnetii, les autres espèces sont transmises par des arthropodes. Les germes pénètrent dans l’organisme de l’hôte par des lésions cutanées (piqûre d’arthropode, le plus souvent de tique ou des lésions cutanées contaminées par des excréments de puces/poux). C. burnetii est très résistante dans le milieu extérieur; elle est transmise par inhalation de poussières contaminées. Un cycle infectieux évoquant la possibilité d’une sporulation a été décrite et pourrait rendre compte de cette résistance. 194

Dans le corps humain, les Rickettsia se multiplient principalement dans les cellules endothéliales des capillaires, des artérioles et veinules. Cela aboutit à une vascularite avec infiltration perivasculaire. L’angéite se manifeste essentiellement au niveau de la peau, mais aussi au niveau du cœur, de la musculature striée, du système nerveux central et des reins. La multiplication des Rickettsia dans les cellules endothéliales conduit à une destruction des cellules vasculaires avec déversement continuel, par vagues, de nouveaux germes dans le torrent circulatoire. Les cellules cibles des Ehrlichia sont les monocytes et les granulocytes dans lesquels elles se multiplient.

Infection à Rickettsia d'une cellule endothéliale La phagocytose est induite

Infection à Rickettsia d'une cellule endothéliale

Lyse de cellule: R. prowazekii

Lyse focale: R. rickettsii

Bourgeonnement: R. tsutsugamushi

Figure 62. Pathogénie des infections à Rickettsia

L'infection à Coxiella d'un macrophage par phagocytose

Formation d'une vésicule phagocytaire

Fusion de phagosome et lysosome La bactérie survit et se multiplie

Lyse de la cellule et du phagolysosome

Figure 63. Pathogénie des infections à Coxiella burnetii. Cette bactérie à développement intracellulaire obligatoire nécessite pour sa multiplication in vitro l’utilisation de cultures cellulaires d’eucaryotes. Les bactéries se multiplient à l’intérieur d’une vacuole phagolysosomiale acide. In vivo, la cellule cible principale est le monocyte-macrophage. 195

Tableau 15. Rickettsioses, fièvre Q, erhrlichioses Germe Typhus Rickettsia prowazekii

Vecteur Pou du corps

Réservoir

Maladie

Tableau clinique

Homme

Typhus épidémique Maladie de Brill-Zinsser

Puce du rat Fièvres boutonneuses R. rickettsii Tiques

Rat

Typhus murin

Rongeurs, tiques

Exanthème maculopapuleux des extrémités

R. conori

Tiques

Rongeurs

R. sibirica

Tiques

Rongeurs

R. akari

Acariens

Rongeurs

Fièvre pourprée des montagnes rocheuses Fièvre boutonneuse méditerranéenne Fièvre de morsure de tique nordasiatique Fièvre vésiculeuse Typhus des broussailles

Symptômes du typhus épidémique

Fièvre Q

Pneumonie interstitielle, endocardite (infection chronique)

Ehrlichiose monocitique humaine

Maladies de système mineures

R. typhi

Typhus des broussailles Orientia Larves Rongeurs tsutsugamushi d’acariens Fièvre Q Coxiella Poussières Moutons, burnetti bovins, chèvres, rongeurs Erhrlichioses Ehrlichia Tiques Cervidés, chaffeensis chien

Exanthème maculeux, fièvre Réactivation de l’infection latente par des R. prowazekii persistantes dans le système réticuloendothéliale. Symptômes du typhus épidémique, moins sévères

Exanthème maculopapuleux des extrémités Exanthème maculopapuleux des extrémités

Fièvre, exanthème similaire à la varicelle

Immunité. Immunité cellulaire, maintenue par l’infection latente, à une réactivation occasionnelle. Diagnostic. La mise en évidence directe par culture, notamment à partir de sang ou de biopsies d’escarres cutanées, sur des cultures cellulaires, des œufs embryonnés ou chez l’animal expérimental n’est pas fiable et n’est pas conseillée du fait du risque d’infections au laboratoire. Des laboratoires spécialisés utilisent la PCR pour la mise en évidence de séquences d’ADN spécifiques de l’agent infectieux. PCR permet, p. ex., de confirmer un diagnostic d’endocardite à hémoculture négative en montrant la présence d’ADN de C. burnetti au niveau des valves cardiaques (exérèse chirurgicale). 196

Le diagnostic repose surtout sur la sérologie. La détection des anticorps spécifiques est possible en règle générale après 2 à 3 semaines d’évolution de la maladie. De différents tests sont utilisables, parmi lesquels l’immunofluorescence indirecte (IFI) est considérée comme le «gold standard». L’existence de réactions croisées en sérologie entre les différentes espèces de rickettsies empêche habituellement d’établir un diagnostic de l’espèce en cause avec certitude. La réaction d’agglutination de Weil-Felix n’est plus utilisée du fait de son manque de sensibilité et de spécificité. Traitement. Seuls les antibiotiques à bonne pénétration intracellulaire sont actifs vis-à-vis des rickettsies. Les tétracyclines (doxycycline) représentent l’antibiotique de référence. Alternatives: fluoroquinolones. Aucune résistance acquise à ces antibiotiques n’a été caractérisée à ce jour. Épidémiologie. Le typhus épidémique, qui était important principalement en Europe de l’Est et en Russie, a actuellement disparu en Europe et n’apparaît plus qu’occasionnellement dans d’autres contrées du monde. Par contre, le typhus murin est encore répandu dans les pays tropicaux et subtropicaux, principalement dans les zones portuaires. La fièvre des morsures de tiques survient dans des régions géographiques précises, le plus souvent au printemps. Le typhus des broussailles ne se rencontre qu’au Japon et en Asie du Sud-est. La fièvre Q présente une répartition mondiale. Les épidémies de fièvre Q apparaissent encore de temps à autre en Europe centrale. L’homme s’infecte habituellement à partir d’animaux d’élevage (ovins, caprins, bovins), ou plus rarement d’animaux familiers (chat en particulier). L’homme et l’animal s’infectent par inhalation de poussières contaminés. C. burnetii est excrétée dans le lait des animaux infectés et la contamination humaine est possible à partir de produits laitiers ou dérivés non ou mal pasteurisés. Enfin, le placenta des femelles infectées ou leurs produits d’avortement contiennent une grande quantité de germes. Les ehrlichioses humaines sont rares. Prophylaxie. Des mesures prophylactiques ciblées sont difficiles car des animaux asymptomatiques peuvent excréter le germe. La prophylaxie la plus efficace repose sur la lutte et la protection vis-à-vis des arthropodes vecteurs:  des mesures d’hygiène (lavage),  le changement fréquent des vêtements,  l’utilisation des insecticides. La prophylaxie de la fièvre Q chez l’homme correspond essentiellement à la pasteurisation des produits laitiers et dérivés d’une part, et à prévenir une contamination lors de contacts directs avec les animaux, en particulier au moment de la mise-bas. Il existe un vaccin efficace chez l’homme contre la fièvre Q, élaboré en Australie et non disponible en dehors de ce pays.

197

25. Chlamydia Olivia S. Dorneanu

Minidéfinition. Les bactéries de la famille Chlamydiaceae sont de petits parasites cellulaires obligatoires, car elles sont totalement dépendantes de l’énergie de la cellule hôte. Bactéries petites, coccoïdes, immobiles; elles ont une membrane externe semblable à celle des bactéries gram-négatives. Elles suivent pendant leur multiplication un cycle de développement dans les cellules envahies, au cours duquel elles se présentent sous deux formes: le corps élémentaire (CE) et le corps réticulé (CR). Trois espèces pathogènes sont connues chez l’homme: C. trachomatis, Chlamydophila pneumoniae et C. psittaci. Morphologie et cycle de développement. Deux formes fonctionnelles différentes des Chlamydiae sont connues, le corps élémentaire et le corps réticulé. Ni les CE ni les CR ne possèdent de peptidoglycane. (i) Les CE, avec un diamètre d’environ 300 nm, incapables de multiplication, représentent la forme infectieuse et sont spécialisés dans la survie en dehors de la cellule. Après leur fixation à des récepteurs spécifiques de la cellule hôte, ils sont incorporés par endocytose. Dans la cellule, ils sont englobés dans une vacuole (endosome). Dans celleci, ils se transforment en quelques heures en corps réticulés. (ii) Les CR, avec un diamètre de 1000 nm environ, sont intracellulaires et non infectieux. Les CR se multiplient par scissiparité. À la fin du cycle, les CR se transforment à nouveau en CE, la cellule éclate, et les CE libérés peuvent envahir de nouvelles cellules.

A

B

H

G

C

F

D

E

Figure 64. Cycle de développement des Chlamydiae: on distingue deux formes: corps élémentaire (CE) et corps réticulé (CR). A. Adhésion du CE à la membrane cellulaire. B. Endocytose. C. Le CE est dans l’endosome qui ne fusionne pas avec le lysosome. D. Transformation du CE en CR dans un endosome. E. Multiplication des CR par scissiparité. F. Nouvelle transformation du CR en CE. G. La vacuole contient des CR et CE. H. Lyse des vacuoles et des cellules et libération des CE 198

Culture. Les Chlamydiae présentent des déficits de leur métabolisme énergétique (absence de synthèse d’ATP), qu’elles compensent par les performances de leurs cellules hôtes. Aussi ne se cultivent-elles que sur des cultures cellulaires, des animaux de laboratoire ou dans la cavité vitelline d’un œuf embryonné. Résistance dans l’environnement. Les corps élémentaires séchés restent infectieux longtemps. 25.1. Chlamydia trachomatis C. trachomatis, agent bactérien responsable d’infections sexuellement transmissibles et d’environ 70% des stérilités tubaires. Habitat. C. trachomatis est une bactérie pathogène qui infecte uniquement l’homme. Structure antigénique. - Les sérovars A, B, Ba, C provoquent le trachome. - Les sérovars D-K provoquent des urétrites, des cervicites, des conjonctivites à inclusions. - Les sérovars L1-L3 provoquent la lymphogranulomatose vénérienne. Facteurs de virulence. C. trachomatis infecte des cellules épithéliales nonciliées cylindriques cuboïdes ou de transition. Cette bactérie se réplique intracellulairement et empêche la fusion du phagosome avec les lysosomes cellulaires. Immunité. L’infection à C. trachomatis induit des anticorps IgM, IgG, IgA, mais ils n’empêchent pas la réinfection. Pathogénie et infections 1. Trachome (C. trachomatis biovar trachoma, sérovars A, B, Ba, C). C’est une kératoconjonctivite chronique, contagieuse dont la complication majeure est la cécité (DVD 10.16). La maladie est plus fréquente dans les pays chauds, sous-développés. Le germe est transmis par contact direct ou indirectement par des objets de la vie courante. L’inflammation aboutit à la formation d’un pannus. Il s’ensuit une cornée cicatricielle qui peut avoir pour conséquence une cécité. 2. Conjonctivite à inclusions (C. trachomatis, biovar trachoma, sérovars D-K). Il s’agit d’une conjonctivite purulente qui touche le nouveau-né mais aussi l’enfant et l’adulte (conjonctivite des piscines). Les nouveau-nés s’infectent pendant l’accouchement, avec des germes infectant la filière génitale de la mère. Sans traitement, on peut assister, comme dans le trachome, à la formation d’un pannus avec cicatrisation ultérieure de la cornée. 3. Infections urogénitales (C. trachomatis, biovar trachoma, sérovars D-K).  Chez l’homme, C. trachomatis est responsable de 30-60% des cas d’urétrites non gonococciques (DVD 10.17). Comme complications, on peut voir des prostatites et des épididymites. Le germe est transmis sexuellement. La source d’infection est la partenaire sexuelle, qui le plus souvent ne présente pas de symptomatologie clinique.  Chez la femme, l’infection avec C. trachomatis est le plus souvent asymptomatique;elle peut être à l’origine d’une cervicite, d’urétrite, de rectite. La complication majeure chez la femme est la salpingite dont les conséquences sont la stérilité tubaire et les grossesses extra-utérines. 199



Cette espèce peut entraîner des infections néonatales par transmission verticale lors de l’accouchement. Le taux de transmission est élevé de 50 à 70%, les infections les plus communes étant la conjonctivite et la pneumonie interstitielle.

4. Lymphogranulomatose vénérienne (C. trachomatis, biovar lymphogranuloma venereum, sérovars L1, L2, L3). Cette maladie vénérienne survient plus fréquemment dans les populations de pays à climat chaud. Sur le site d’infection génital se constitue une ulcération accompagnée d’une lymphadénite. Diagnostic. Les possibilités diagnostiques sont: 1. La mise en évidence directe dans des frottis par immunofluorescence directe; 2. La mise en évidence directe par amplification d’une séquence ADN spécifique dans un frottis ou l’urine (1er jet) est la plus sensible et spécifique; 3. La détection de l’antigène (IF, ELISA) est relativement insensible; 4. La culture sur des cultures cellulaires spéciales, rarement pratiquée, est la méthode de référence; très spécifique, mais sa sensibilité est souvent en défaut; 5. La démonstration d’anticorps à chlamydia chez un individu a rarement une valeur diagnostique. Traitement. Les antibiotiques actifs sont ceux qui ont une bonne pénétration cellulaire tels les tétracyclines (doxycycline), les macrolides, les fluoroquinolones. Le traitement recommandé de l’infection génitale non compliquée à C. trachomatis est l’azithromycine en monodose. Les résistances acquises sont exceptionnelles. Épidémiologie. Le trachome est endémique en Asie, Afrique et le bassin méditerranéen. La lymphogranulomatose vénérienne répandue en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud. Les urétrites, cervicites, conjonctivites, infections néonatales sont endémiques dans les zones de la promiscuité sexuelle. C. trachomatis est une des plus courantes bactéries transmises sexuellement. Le réservoir de l’infection est constitué des gens ayant une infection génitale manifeste ou inapparente. L’infection est transmise sexuellement ou par les mains contaminées par les sécrétions génitales. D’autres agents infectieux (le gonocoque, Treponema pallidum, le virus herpès simplex, etc.) sont à la fois transmis par voie sexuelle. Prophylaxie. Lutte contre les maladies vénériennes par l’éducation, l’utilisation d’un préservatif et enfin le dépistage des gens infectés. Lors d’un diagnostic positif, traiter le ou les partenaires éventuels. Pour la prévention de la conjonctivite du nouveau-né on utilise des collyres à l’oxytétracycline ou rifampicine. 25.2. Chlamydophila pneumoniae C. pneumoniae est très largement répandue dans le monde entier. C. pneumoniae n’est pathogène que chez l’homme. Ces infections sont très fréquentes chez l’homme. Cette espèce, transmise par gouttelettes est à l’origine, chez l’homme, d’infections respiratoires le plus souvent d’évolution simple: infections pseudogrippales, 200

sinusites, pharyngites, bronchites, pneumonies atypiques, fréquentes infections cliniquement muettes. Son rôle dans la formation de la plaque athéromateuse des coronaires est envisagé. Un diagnostic de laboratoire est difficile. Une mise en évidence microscopique avec des anticorps marqués dirigés contre la LPS (mais positive pour toutes les Chlamydiae) est réalisée dans des laboratoires spécialisés. Les anticorps spécifiques antiC. pneumoniae sont recherchés par des techniques de micro-immunofluorescence. Lors d’une primo-infection, des titres mesurables n’apparaissent qu’après des semaines et sont, de plus, très bas. Les antibiotiques entrant en ligne de compte sont les tétracyclines (doxycycline), les macrolides et les fluoroquinolones. 25.3. Chlamydophila psittaci C. psittaci est une bactérie pathogène à tropisme animal, pouvant occasionnellement provoquer des pneumonies atypiques chez l’homme. Pathogénie et infection. L’hôte naturel de C. psittaci est l’oiseau. Chez les perroquets, mais aussi chez d’autres oiseaux, cette espèce entraîne des infections respiratoires, du tractus intestinal, du tractus génital et des conjonctivites. L’homme s’infecte par inhalation de poussière contenant le germe (fiente des oiseaux), rarement par inhalation d’aérosol infectant. Après une période d’incubation de 1-3 semaines débute l’ornithose (ou psittacose), une pneumonie atypique. Les bactéries peuvent être entraînées dans la circulation sanguine et causer des emplacements systémiques (p. ex., l’endocardite). L’infection peut aussi revêtir la symptomatologie d’un syndrome grippal ou rester muette. Les malades ne sont pas, en règle générale, source d’infection. Diagnostic. La mise en évidence directe en culture sur des cultures cellulaires est difficile. Des méthodes moléculaires de détection sont possibles. La réaction de fixation du complément témoigne de la présence d’anticorps contre un antigène présent chez tous les genre de Chlamydia. Elle peut donc aussi être positive pour d’autres infections à Chlamydia. Le test de référence de mise en évidence d’anticorps spécifiques de l’espèce est la micro-immunofluorescence indirecte. La dynamique significative des anticorps dans une paire de sérums met le diagnostic. Traitement. Tétracyclines (doxycycline), macrolides et fluoroquinolones. Épidémiologie. L’ornithose se rencontre partout dans le monde. C’est une maladie professionnelle chez les oiseleurs, les éleveurs de poulets, de canards et ceux qui travaillent à l’abattage. Prophylaxie. Si une ornithose est diagnostiquée chez l’homme, il faut retrouver la source et l’éliminer surtout s’il s’agit d’oiseaux domestiques.

201

26. Infections nosocomiales Olivia S. Dorneanu, Egidia G. Miftode

26.1. Définition. Les infections nosocomiales sont des infections localisées ou systémiques qui se produisent durant l’hospitalisation, consécutivement aux conditions de vie dans cet environnement et/ou aux actes médicaux ou chirurgicaux, thérapeutiques ou exploratoires. Elles sont des infections qui surviennent chez un patient au moins 48 h après son admission à l’hôpital, compliquant sa pathologie initiale. Parmi les infections nosocomiales prédominent les infections des voies urinaires, suivies par les pneumopathies et les infections du site opératoire. Les infections nosocomiales, avant l’ère des antibiotiques, étaient très fréquents et présentaient une létalité élevée. Avec l’instauration des mesures d’hygiène, leur nombre a diminué et, avec l’introduction des antibiotiques, leur létalité s’est fortement réduite. La faible réactivité anti-infectieuse des patients, vulnérables par la maladie qui a conduit à une hospitalisation ou par des traitements immunosuppresseurs, représente un facteur de risque supplémentaire. Les infections nosocomiales peuvent survenir comme des infections sporadiques ou sur un mode épidémique. Les infections nosocomiales peuvent se développer à partir de la flore d’un patient (infections endogènes) ou à partir de sources extérieures (infections exogènes).  Les infections endogènes sont les plus fréquentes. Dans cette situation, le patient peut apporter l’agent infectieux à l’hôpital. Mais le plus souvent, la peau et les muqueuses du patient sont colonisées en 1-3 jours par des bactéries hospitalières souvent multirésistantes, qui prennent la place de la flore propre du patient. Ainsi beaucoup d’infections endogènes sont causées par la flore spécifique hospitalière.  La source d’infection des infections exogènes est principalement le personnel soignant. La plupart du temps, les germes sont transmis par les mains lors des actes médicaux et de soins. Plus rarement, le soignant est luimême infecté ou colonisé par la flore hospitalière. Des causes importantes d’infection nosocomiale sont aussi représentées par l’environnement (eau, nutrition, poussière, air) et par les actes médicotechniques et de diagnostic invasifs qui permettent aux agents infectieux de trouver une porte d’entrée dans l’organisme. 26.2. La flore hospitalière (fond microbienne de l’hôpital) comprend: - Le microbiote des patients, du personnel médical, rongeurs, insectes; - Les organismes des installations hospitaliers; - Les organismes inoculés par transfusion sanguine/ dérivés du sang/ instruments contaminés par du sang; - Des organismes opportunistes de l’environnement, parfois présentes dans la microbiote flottante de la peau; 202

-

Des pathogènes classiques; Des prions.

A la suite de la pression de sélection des antimicrobiens utilisés de manière cohérente dans les hôpitaux (antibiotiques, antiseptiques, désinfectants) sur le fonds microbien de l’hôpital, des souches bactériennes «dangereuses» de l’hôpital ont été sélectionnées. Elles sont multirésistantes aux antibiotiques, ayant une capacité de colonisation accrue et une virulence augmentée. Les plus dangereuses souches d’hôpital sont:  Les bacilles à Gram-négatif (coliformes et les pseudomonades): survivent et se multiplient à la température ambiante et au réfrigérateur dans des milieux aqueux minimaux au point de vue nutritif, même en présence de substances antibactériennes;  Les staphylocoques et les entérocoques: multirésistantes aux antibiotiques, résistantes à la sécheresse. Si le nombre de souches bactériennes dangereuses de l’hôpital augmente, cela prouve la mauvaise utilisation des solutions de travail des désinfectants et antiseptiques. 26.3. La colonisation versus l’infection nosocomiale Les souches bactériennes dangereuses de l’hôpital effectuent primairement une colonisation nosocomiale. Les personnes colonisées ne deviennent pas forcément infectées, mais toutes sont un réservoir pour la colonisation et l’infection nosocomiale. L’infection à des souches bactériennes dangereuses de l’hôpital apparaît dans le contexte plus large de la colonisation nosocomiale. 26.4. L’infection nosocomiale est contractée au cours des actes exploratoires ou thérapeutiques Une investigation ou un traitement peuvent être invasifs en termes de pénétration des barrières naturelles anti-infectieuses. Les méthodes de la médecine et de la chirurgie sont devenus plus agressives: ponctions, injections, cathétérisme à demeure, chirurgie laborieuse, traitement immunosuppresseur. La susceptibilité à l’infection des patients est augmentée par la maladie principale. Dans la transmission, les mains des personnels soignants jouent un rôle important. 26.5. La lutte contre l’infection nosocomiale comprend - Des mesures professionnelles (mesures concernant le traitement et les soins au patient et le nettoyage):  La désinfection,  L’asepsie,  La stérilisation,  Le nettoyage,  L’antibioticothérapie rationnelle, ciblé,  L’isolement des patients qui sont des sources d’infection. 203

-

Des mesures organisationnelles (établir une commission d’hygiène et de lutte contre les infections nosocomiales). Missions:  Reconnaissance des épidémies,  Recommandations de prévention,  Formation du personnel.

Des pressions sélectives Agents antimicrobiens

FOND MICROBIENNE DE L'HOPITAL INFECTION NOSOCOMIALE

De la maison Réadmis Transférés

Des pressions sélectives Passage fréquent entre les hôtes Autres salons Patients

Patients

Personnel

ICEBERG

COLONISATION NOSOCOMIALE

Figure 65. L’infection nosocomiale: phénomène d’iceberg (la colonisation versus l’infection nosocomiale). Les pressions de sélection exercées sur le fond microbien de l’hôpital avec la sélection de souches bactériennes dangereuses de l’hôpital. Le rôle des mains dans la transmission des infections nosocomiales

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Bibliographie sélective American Society for Microbiology, www.asm.org Borriello SP, Murray PR, Funke G. Topley and Wilson’s Microbiology and Microbial Infections, 10th ed., Wiley-Blackwell, 2006. Brooks GF, Carroll CK, Butel JS, Morse SA, Mietzner T. Jawetz, Melnick, & Adelberg’s Medical Microbiology, 25th ed., McGraw Hill, 2010. Buiuc DT. Microbiologie medicală. Ghid pentru studiul şi practica medicinei, ed. a VI-a, Editura "Gr.T.Popa" Iaşi, 2003. Buiuc D, Neguţ M. Tratat de microbiologie clinică, ed. a II-a, Editura Medicală, Bucureşti, 2008. Campus de Microbiologie Médicale, www.microbe-edu.org/ Centers for Disease Control and Prevention, www.cdc.gov Denis F, Ploy MC, Martin C, Bingen Ė, Quentin R. Bactériologie médicale: Techniques usuelles, Elsevier Masson SAS, 2007. Engleberg NC, DiRita V, Dermody T. Schaechter’s Mechanisms of Microbial Disease. Lippincott, Williams & Wilkins, 4th ed., 2006. Fritz H. Kayser, Erik C. Bottger, Rolf M. Zinkernagel, Otto Haller, Johannes Eckert, Peter Deplazes. Manuel de Poche de Microbiologie Médicale, Editure Medicine-Sciences, Flammarion, Paris, 2008. Gladwin M, Trattler W. Clinical Microbiology Made Ridiculously Simple, 5th ed., MedMaster, 2011. Goering R, Dockrell H, Roitt I, Zuckerman M, Wakelin D. Mims’ Medical Microbiology, 4th ed., Mosby Ltd., 2008. Greenwood D, Slack RCB, Peutherer JF, Barer MR, Medical Microbiology: A Guide to Microbial Infections: Pathogenesis, Immunity, Laboratory Diagnosis and Control, 17th ed., Churchill Livingstone Elsevier, 2007. Mandell GL, Bennett JE, Dolin R. Principles and Practice of Infectious Diseases, 5th ed., Churchill Livingstone, 2000. Miftode EG, Leca D. Infecţii stafilococice. Diagnostic şi strategii terapeutice actuale, Editura Junimea, Iaşi, 2008. Mims CA, Nash A, Stephen J. Mims’ Pathogenesis of Infectious Diseases. Academic Press. A Harcourt Science and Technology Company, 2001. Murray PR. Pocket Guide to Clinical Microbiology, 2nd ed., ASM Press, Washington DC, 1998. Murray PR, Baron EJ, Jorgensen JH, Pfaller MA, Yolken RH. Manual of Clinical Microbiology, 8th ed., ASM Press, Washington DC, 2001. Murray PR, Rosenthal KS, Pfaller MA. Medical Microbiology, 6th ed., Mosby Elsevier, 2009. Organisation Mondiale de la Santé, www.who.int/fr/ Pubmed (US National Library of Medicine), www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/

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Atlas de Bactériologie Médicale Editée par

Olivia S. Dorneanu

Les auteurs (par ordre alphabétique) Dorneanu Olivia Simona Luncă Cătălina Nastase Eduard Vasile Tuchiluş Cristina Gabriela Vremeră Teodora

M.D., Ph.D., Maître de conférences, Discipline Microbiologie M.D., Doctorant, Assistant, Discipline Microbiologie M.D., Doctorant, Médecin résident, Spécialité Maladies Infectieuses M.D., Ph.D., Chef de travaux, Discipline Microbiologie M.D., Doctorant, Assistant, Discipline Microbiologie

Editura „Gr. T. Popa” Iaşi 2011

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CONTENU 1. La décontamination 2. La culture des bactéries 3. Prélèvements pathologiques 4. L’antibiogramme 5. Cocci à Gram positif 6. Cocci à Gram négatif 7. Bacilles à Gram positif 8. Bacilles à Gram négatif 9. Bacilles acido-alcoolo-résistants 10. Bactéries particulières

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Chapitre 1. La décontamination Figure 1.01. Autoclave moderne de laboratoire. L’agent stérilisant est la vapeur d’eau saturée sous pression. La stérilisation par la vapeur est le mode de stérilisation le plus utilisé en milieu hospitalier. Figure 1.02. Autoclave moderne de laboratoire. Le couvercle est ouvert, ce qui rend visible à l’intérieur. Figure 1.03. Autoclave moderne de laboratoire. Le panneau de contrôle: la température ambiante, la température de stérilisation, les programmes de stérilisation, le temps de stérilisation resté. Figure 1.04. Autoclave moderne de laboratoire. Un tube relié à la soupape d’échappement de l’autoclave est immergé dans de l’eau dans un bol. Quand il y a de l’air à l’intérieur de l’autoclave, il n’est plus du barbotage d’air dans le bol avec de l’eau. Figure 1.05. Les matériaux à stériliser sont placés dans des paniers avec des trous pour l’écoulement de vapeur. Figure 1.06. Le conteneur métallique contenant des matériaux chirurgicaux, avec les trous ouverts pour l’écoulement de vapeur. Figure 1.07. Après la stérilisation les trous du conteneur métallique doivent être fermés pour empêcher la pénétration des microorganismes. Figure 1.08. A l’autoclave on peut stériliser des solutions (milieux de culture, eau, solution saline) conditionnées dans des bouteilles bouchées. Figure 1.09. Les indicateurs chimiques de la stérilisation à l’autoclave sont des bandes dont leur couleur vire lorsque la température et le temps sont respectés. Figure 1.10. Indicateur biologique de la stérilisation à l’autoclave. Si la stérilisation est correcte, le milieu restera violet, signifiant que les spores ne germent pas parce qu’elles sont tuées. Figure 1.11. Étuve petite de laboratoire. La stérilisation dans l’étuve est faite avec de l’air chaud. Figure 1.12. Étuve à panneau de commande électronique. Figure 1.13. L’intérieur d’une étuve. Il y a de grilles métalliques amovibles pour les objets à stériliser. Figure 1.14. Dans l’étuve on peut stériliser des tubes de tailles différentes, recouverts des bouchons. Figure 1.15. Dans l’étuve on peut stériliser des bouteilles de tailles différentes, recouverts des bouchons. Figure 1.16. Dans l’étuve on peut stériliser des boîtes de Petri en verre, emballées dans du papier. Figure 1.17. Dans l’étuve on peut stériliser des pipettes en verre, emballées dans du papier. Figure 1.18. Dans l’étuve on peut stériliser le mortier et le pilon, en porcelaine, enveloppés séparément dans du papier.

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Figure 1.19. Dans l’étuve on peut stériliser d’huile de paraffine (huile minérale) ou du talc (poudre inerte), disposées en une couche mince dans les contenants en verre. Figure 1.20. Comme indicateur chimique de la stérilisation dans l’étuve on peut utiliser des bandes (y compris les bandes adhésives) dont leur couleur vire lorsque la température et le temps sont respectés. Figure 1.21. Indicateurs chimiques (des bandes dont leur couleur vire lorsque la température et le temps sont respectés, à gauche-top, ou des ampoules au sucre, à droite-top). Indicateurs biologiques (des bandes de papier imprégné avec les spores de Bacillus subtilis) Figure 1.22. Désinfectants et antiseptiques commerciaux. Figure 1.23. Des anses d’ensemencement en plastique, à usage unique par rapport à la boucle de fil métallique, réutilisable, qui peut être stérilisée par chauffage au rouge. Figure 1.24. Le brûleur à gaz (le bec) Bunsen. La technique aseptique consiste à travailler à la flamme dans le laboratoire de microbiologie. Figure 1.25. La technique aseptique. Le chauffage au rouge de la boucle de l’anse métallique. Figure 1.26. La technique aseptique. Le flambage de l’extrémité ouverte de l’éprouvette. Figure 1.27. Hotte à flux laminaire vertical. L’air est soufflé du « plafond » de la hotte par un filtre à haute efficacité (HEPA). Il ressort soit par la façade, soit il est repris par des perforations sur les parois latérales ou arrière, l’empêchant de ressortir vers le manipulateur et l’environnement. Ce type d’hotte protège l’opérateur, la manipulation et l’environnement. Figure 1.28. La technique aseptique. Le conteneur métallique et le forceps servant de matériaux stériles de son l’intérieur. Figure 1.29. Le lavage chirurgical des mains. Le robinet s’ouvre avec le coude. Figure 1.30. Le lavage chirurgical des mains. Le jet d’eau est pulvérisé au-dessus du lavabo recouvert de gaze. Figure 1.31. Le lavage chirurgical des mains. Le savon liquide antiseptique est distribué avec le coude. Figure 1.32. Le lavage chirurgical des mains. Les mains du chirurgien sont lavées jusqu’au coude. Figure 1.33. Le lavage chirurgical des mains. L’antisepsie finale complète le lavage. Figure 1.34. Le chirurgien habille robe, bonnet, masque stériles. Figure 1.35. Le chirurgien habille des gants stériles. Figure 1.36. Pour l’antisepsie de la peau, avant une intervention chirurgicale on utilise les composés iodés. La région de la plaie est délimitée par des champs opératoires stériles. Figure 1.37. Dans la salle d’opération, le forceps servant de matériaux stériles se trouve dans une solution désinfectante. Figure 1.38. Le lavage hygiénique des mains. 1_ Enlevez les bijoux. Figure 1.39. Le lavage hygiénique des mains. 2_ Humidifiez les mains. iii

Figure 1.40. Le lavage hygiénique des mains. 3_ Prenez une dose de savon liquide. Figure 1.41. Le lavage hygiénique des mains. 4_ Frottez les paumes, à la formation de mousse. Figure 1.42. Le lavage hygiénique des mains. 5_ Frottez le dos des mains. Figure 1.43. Le lavage hygiénique des mains. 6_ Frottez les plis interdigitaux. Figure 1.44. Le lavage hygiénique des mains. 7_ Frottez les pouces. Figure 1.45. Le lavage hygiénique des mains. 8_ Frottez les poignets. Figure 1.46. Le lavage hygiénique des mains. 9_ Rincez en laissant l’eau s’écouler du poinçon vers les doigts. Figure 1.47. Le lavage hygiénique des mains. 10_ Fermez le robinet en utilisant le coude. Figure 1.48. Le lavage hygiénique des mains. 11_ Séchez la peau en utilisant une serviette jetable.

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Chapitre 2. La culture des bactéries Figure 2.01. Thermostat. La majorité des bactéries sont incubées pour leur croissance au 37 ºC, pour 18-24 heures. Figure 2.02. L’intérieur du thermostat a des étagères en métal pour les récipients avec des milieux de culture. Figure 2.03. Des boîtes Petri en plastique, stériles, à usage unique, pour les milieux solides. Figure 2.04. Des tubes stériles pour les milieux liquides. Figure 2.05. Les milieux de culture sont achetés comme milieux déshydratés, qui sont reconstitués avec de l’eau distillée lors de l’utilisation. Figure 2.06. L’intérieur d’un flacon avec un milieu déshydraté. Figure 2.07. Les milieux solides (gélose: 10 à 15 g/L) peuvent être conditionnés dans des boîtes de Pétri ou en tubes (pente). Les milieux semi-solides (gélose: 4 à 6 g/L) peuvent être conditionnés en tubes (colonne). Les milieux liquides peuvent être conditionnés en tubes. Figure 2.08. Un milieu liquide est clair avant l’ensemencement. Il devient trouble après une ou plusieurs bactéries cultivent. Figure 2.09. Une bactérie S (Smooth = lisse) trouble de manière homogène le milieu liquide (à gauche). Une bactérie R (Rough = rugueuse) forme une culture en dépôt avec de surnageant clair (à droite). Figure 2.10. Une bactérie aérobie croît seulement dans la surface du milieu liquide (à gauche). Une bactérie aérobie facultative croît de manière homogène dans tout le milieu liquide (à droite). Figure 2.11. Milieu gélose nutritive ordinaire (GNO) non-ensemencé. Figure 2.12. Culture d’une bactérie S (en bas) et une bactérie R (en haut) sur GNO. La bactérie S forme des colonies humides, rondes, convexes, lisses, limitées par un bord circulaire, régulier. La bactérie R forme des colonies mates, plissées, granuleuses, limitées par un bord irrégulier. Figure 2.13. Des colonies S sur GNO. Figure 2.14. Des colonies S sur gélose au sang. Figure 2.15. Milieu gélose au sang non-ensemencé. Figure 2.16. Les types de hémolyse: colonies bêta-hémolytiques, entourées d’une zone d’hémolyse complète, transparente (en haut); colonies alpha-hémolytiques, entourées d’une zone d’hémolyse partielle, verte (en bas). Figure 2.17. Agar au sang cuit (agar chocolate). Figure 2.18. Agar CLED non-ensemencé. Le milieu CLED (Cystine Lactose Electrolyte Déficient) est un milieu différentiel non sélectif, très utilisé dans l’étude des bactéries contenues dans l’urine. Etant un milieu non sélectif de nombreuses bactéries, tant Gram-positives que Gramv

négatives, pourront se développer. L’absence d’électrolytes (pas de NaCl) limite le phénomène d’envahissement par Proteus spp. Figure 2.19. Sur agar CLED les bactéries sont différentiées en lactose-positives (métabolisent le lactose), formant des colonies jaunes, et lactose-négatives (ne métabolisent pas le lactose), formant des colonies vertes. Figure 2.20. Milieu ABTL (Agar-Bleu de Thymol-Lactose) non-ensemencé. Figure 2.21. Le milieu ABTL est différentiel. L’aspect différentiel du milieu permet de distinguer la fermentation du lactose par l’inclusion d’un indicateur de pH, le brome thymol bleu. Les bactéries sont différentiées en lactose-positives (métabolisent le lactose), formant des colonies jaunes, et lactose-négatives (ne métabolisent pas le lactose), formant des colonies vertes. Figure 2.22. Milieu MacConkey non-ensemencé. Figure 2.23. Le milieu MacConkey est un milieu sélectif et différentiel. La sélectivité baisse de ce milieu est attribuable à l’ajout du cristal violet qui inhibe la croissance d’organisme Gram positif et des levures. L’aspect différentiel du milieu permet de distinguer la fermentation du lactose par l’inclusion d’un indicateur de pH. Les bactéries qui fermentent le lactose sont roses, tandis que les non-fermenteurs sont beiges. Figure 2.24. Milieu ADCL (Agar-Désoxycholate-Citrate-Lactose), milieu avec sélectivité moyenne par les sels biliaires (inhibant la flore Gram-positive et certains coliformes) et différentiel. Les bactéries lactose-positives forment des colonies rouges. Figure 2.25. Milieu ADCL. Les bactéries lactose-négatives forment des colonies incolores avec ou sans centre noir (selon production de sulfure d’hydrogène). Figure 2.26. Milieu Hektoen (sélectivité moyenne). Colonies lactose-positives (bas-droite), lactosenégatives (haut-gauche) et lactose-négatives produisant de sulfure d’hydrogène (bas-gauche). Figure 2.27. Milieu Chapman non-ensemencé. Figure 2.28. Sur agar Chapman (milieu avec forte concentration de NaCl (7,5%), rouge de phénol et mannitol) Staphylococcus aureus forme des colonies mannitol positives (jaunes) et S. epidermidis forme des colonies mannitol négatives (rouges). Figure 2.29. Milieu Uriselect non-ensemencé. Milieu pour la différentiation des espèces bactériennes des echantions d’urine. Figure 2.30. Culture d’un échantillon d’urine contaminée. Chaque type de colonie a une couleur différente. Figure 2.31. Milieu Löwenstein-Jensen non-ensemencé. Figure 2.32. Des colonies de Mycobacterium tuberculosis sur milieu Löwenstein-Jensen. Figure 2.33. La technique des stries (méthode d’isolement en quadrant). Figure 2.34. La technique des stries permet d’obtenir des colonies isolées, donc une culture pure, ainsi permettant d’effectuer les tests d’identification ou d’étudier la sensibilité aux antibiotiques des bactéries. Figure 2.35. a. Des colonies muqueuses (Klebsiella pneumoniae). b. Colonies muqueuses de Klebsiella pneumoniae – détail. vi

Figure 2.36. Production d’un pigment diffusible dans le milieu (Pseudomonas aeruginosa). Figure 2.37. Le phénomène d’essaimage (Proteus spp.). Figure 2.38. Milieu agar Mueller-Hinton non-ensemencé. Ce milieu permet de tester l’action des antibiotiques sur les bactéries (antibiogramme). Figure 2.39. Jarre pour culture en anaérobiose. Figure 2.40. a. Manière simple de créer une atmosphère anaérobie dans une boîte Petri: une enveloppe contenant un mélange réducteur est collée au couvercle de la boîte de Petri; la chambre formée entre la boîte Petri inversée et son couvercle est scellé avec de la paraffine. b. Vue de dessus. Figure 2.41. Milieu TSI (Triple Sugar Iron). Ce milieu de croissance est couramment utilisé pour l’identification préliminaire de membres de la famille des Enterobacteriaceae. Il contient trois sucres: le glucose, le lactose, le sucrose, et un sel de fer et forme une colonne et une pente. Si le glucose est métabolisé, la colonne devient jaune. Si la lactose/sucrose est métabolisé, la pente devient jaune. Si la bactérie produit H2S, la colonne devient noire. Figure 2.42. Milieu MIU (Mobilité-production d’Indole-Urease). Si la bactérie produit urease, le milieu devient rose. La mobilité peut être observée parce que c’est un milieu semi-solide. Les bactéries non motiles croissent seulement dans la région qui est inoculée, tandis que les bactéries motiles démontrent une croissance qui s’étend au-delà de la région d’inoculation. Figure 2.43. Le milieu Simmons est utilisé pour déterminer si un microorganisme peut utiliser le citrate comme source unique de carbone. Si la bactérie utilise le citrate, le milieu devient bleu. Figure 2.44. Gélose Bile-Esculine utilisé pour l’identification des Enterococcus. Les colonies noires montrent l’hydrolyse de l’esculine révélée par les ions de fer III.

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Chapitre 3. Prélèvements pathologiques Figure 3.01. Microscope optique modern. L’objectif à immersion est marqué par un anneau noir. Figure 3.02. Angine érythémateuse, dite «angine rouge», avec une rougeur diffuse de l’arrière gorge. Figure 3.03. Angine érythémato-pultacée, avec des amygdales augmentées de volume, rouges et recouverte d’un enduit blanchâtre. Dans toutes les angines, pour connaître l’agent étiologique, on doit prélever l’exsudat pharyngé. Figure 3.04. Écouvillon stérile, à usage unique, pour le prélèvement des exsudats. Figure 3.05. Prélèvement de l’exsudat pharyngé. Figure 3.06. La culture sur gélose au sang d’un échantillon d’exsudat pharyngé. On n’observe pas de petites colonies entourées par une zone large d’hémolyse bêta. Les colonies alphahémolytiques appartiennent aux streptocoques viridans, qui se trouve normalement dans le microbiote du pharynx. Résultat: le streptocoque bêta-hémolytique absent. Figure 3.07. La culture sur gélose au sang de deux échantillons d’exsudat pharyngé. En haut: la flèche pointe vers une colonie petite entourée par une zone large d’hémolyse bêta. Résultat: le streptocoque bêta-hémolytique présent. En bas: On n’observe pas de petites colonies entourées par une zone large d’hémolyse bêta. Résultat: le streptocoque bêta-hémolytique absent. Figure 3.08. La culture sur gélose au sang d’un échantillon d’exsudat pharyngé. La flèche pointe vers une colonie petite entourée par une zone large d’hémolyse bêta. Résultat: streptocoque bêtahémolytique présent. Figure 3.09. Test de sensibilité à la bacitracine, pour l’identification des streptocoques bêta-hémolytiques. 33E: streptocoque bêta-hémolytique sensible à la bacitracine, donc streptocoque bêtahémolytique de groupe A (S. pyogenes); 27E: streptocoque bêta-hémolytique résistant à la bacitracine, donc streptocoque bêta-hémolytique non-groupe A (groupe B, C ou G). Figure 3.10. Échantillon de crachat. La décontamination mécanique de l’échantillon par lavage dans 3 bains salins stériles successifs. Figure 3.11. L’examen microscopique d’un échantillon de crachats, en utilisant une lentille sèche à faible grossissement (x10), pour évaluer la qualité de l’échantillon. Grossissement du microscope x100. On observe > 25 cellules inflammatoires, fibrine, aucune cellule épithéliale de desquamation, donc score Q (qualité) = 3 (voir TP). Les échantillons avec score Q ≥ 1 sont de bonne qualité et sont examinées plus en détail. Figure 3.12. L’examen microscopique d’un échantillon de crachats, en utilisant une lentille sèche à faible grossissement (x10), pour évaluer la qualité de l’échantillon. Grossissement du microscope x100. On observe > 25 cellules inflammatoires, fibrine absente, > 25 cellules épithéliales de desquamation, donc score Q (qualité) = 0 (voir TP). Les échantillons avec score Q < 1 sont de mauvaise qualité. Leur examen est arrêté. Figure 3.13. Système de transfert pour la collecte de sang pour hémoculture. Le sang veineux du patient est transféré directement dans les bouteilles d’hémoculture, en minimisant la contamination. viii

Figure 3.14. Ensemble de flacons d’hémoculture. Un flacon diphasique aérobie (capuchon vert) et un flacon anaérobie (capuchon rouge). Figure 3.15. Hémoculture négative. On observe les globules rouges sédimentés à la base de la bouteille. Le milieu de culture est resté transparente. Figure 3.16. Hémoculture positive. On observe des colonies sur la pente solide du milieu diphasique. Figure 3.17. Hémoculture positive. On observe des colonies sur la couche de globules rouges à la base de la bouteille. Figure 3.18. Bouteille en plastique, à ouverture large, capuchonné, stérile, à usage unique. Peut être utilisé pour recueillir des échantillons d’urine ou crachat. Figure 3.19. Frottis d’une goutte d’urine homogénéisée, coloration de Gram, examen à grossissement x1000. On observe >1 PMN par champ (pyurie) et > 1 bacille a gram-négatif par champ (bactériurie). Figure 3.20a. Uroculture positive sur le milieu CLED (Cystine Lactose Electrolyte Déficient). b. Uroculture positive sur le milieu gélose au sang. Après l’ensemencement de 0,1 ml d’urine diluée 1/100 ont résulté 200 colonies. Donc il y a 200 x (1/0,1) x (1/0,01) = 2 x 10 5 UFC/ml urine (> 105 UFC/ml urine). Figure 3.21. Uroculture positive sur le milieu CLED (Enterococcus spp.). Figure 3.22. Uroculture négative sur le milieu CLED. Après l’ensemencement de 0,1 ml d’urine diluée 1/100 9 colonies ont résulté. Donc il y a 9 x (1/0,1) x (1/0,01) = 9 x 10 3 UFC/ml urine (< 105 UFC/ml urine). Figure 3.23. Uroculture contaminée sur le milieu Uriselect. Chaque type de bactérie a une couleur différente. Il y a au minimum 3 types de colonies, en grande quantité. Figure 3.24. Récipient stérile à fermeture hermétique pour le prélèvement des selles: à gauche, sans milieu de transport – pour l’examen coproparasitologique; à droite, avec milieu de transport CarryBlair – pour la coproculture (culture des selles). Figure 3.25. Frottis fécal, coloration de Gram, examen à grossissement x1000. On observe la présence des PMN (leucocytes fécales). Les leucocytes fécaux sont présents dans un syndrome dysentériforme. Figure 3.26. Coproculture sur ADCL (Agar Deoxycholate Citrate). Salmonella spp. présente: colonies lactose-négatifs (jaunes), formant de H2S (top noir). Figure 3.27. Coproculture sur milieu Hektoen. Salmonella spp. présente: colonies lactose-négatifs (vertes). E. coli forme des colonies saumon. Figure 3.28. Frottis de LCR (liquide céphalo-rachidien), coloration au bleu de méthylène, examen à grossissement x1000. Réaction inflammatoire avec PMN (méningite bactérienne); bactérioscopie négative. Figure 3.29. Frottis de LCR (liquide céphalo-rachidien), coloration au bleu de méthylène, examen à grossissement x1000. Réaction inflammatoire avec PMN (méningite bactérienne); diplocoques en «grain de café» (Neisseria spp., probablement méningocoques). Figure 3.30. Pus urétral. Goutte du matin (le pus s’accumule au cours de la nuit). ix

Figure 3.31. Frottis de pus urétral, coloration au bleu de méthylène, examen à grossissement x1000. Présence de diplocoques en «grain de café» intracellulaires. Les polynucléaires sont remplis de gonocoques. A noter que peu de polynucléaires contiennent des gonocoques et c’est pour cette raison que la recherche se fera minutieusement et longtemps. Les gonocoques en extracellulaire ne donnent pas de certitude, vu l’existence de Neisseria non pathogènes. Figure 3.32. Frottis de pus urétral, coloration de Gram, examen à grossissement x1000. Présence de diplocoques Gram-négatifs, en «grain de café» intracellulaires ou extracellulaires. Catégorie microscopique: Neisseria spp.

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Chapitre 4. L’antibiogramme Figure 4.01. Modalité de mesurer le diamètre de la zone d’inhibition, exprimée en millimètres. Figure 4.02. Le distributeur de disques. Chaque fois que l’on presse il dispense un disque de chaque tube, à 3 cm de distance entre les disques. Figure 4.03. Antibiogramme de contrôle avec souche Escherichia coli ATCC 25922 pour vérifier la conformité à la norme des conditions de travail. Figure 4.04. Escherichia coli: antibiogramme par diffusion. Avec ce procédé, aussi appelé méthode des disques, on vérifie la sensibilité d’une culture bactérienne à différents antibiotiques. Cette méthode permet de classer les souches bactériennes en catégorie sensible, résistante ou intermédiaire, en fonction de la zone d’inhibition. Souche résistante à la triméthoprime (W). Figure 4.05. Le "bouchon de champagne" entre le disque d’amoxicilline + acide clavulanique (AMC) et le disque de céfotaxime (CTX) montre la synergie entre le CTX et l’acide clavulanique: il s’agit d’une souche possédant une bêtalactamase à spectre étendu (BLSE). Figure 4.06. E-test pour la détection de la production d’une bêta-lactamase à spectre étendu (BLSE). Si la concentration minimale inhibitrice (CMI) diminue d’au moins 8 fois dans la présence d’un inhibiteur de bêta-lactamase (p. ex., acide clavulanique), la souche testée produit une BLSE. CMI céfotaxime (CT) > 16 µg/ml; CMI céfotaxime & acide clavulanique = 0,064 µg/ml, donc cette souche produit BLSE. Figure 4.07. Antibiogramme miniaturisée d’une souche d’Escherichia coli. On teste dans le même temps, avec un minimum de matériaux, plusieurs antibiotiques. Si la souche est résistante à un antibiotique, la cupule este trouble, si la souche est sensible, la cupule est claire. Figure 4.08. Antibiogramme d’une souche de Staphylococcus aureus, méthode de diffusion en milieu agar. Avec ce procédé, aussi appelé méthode des disques, on vérifie la sensibilité d’une culture bactérienne à différents antibiotiques. Cette méthode permet de classer les souches bactériennes en catégorie sensible, résistante ou intermédiaire, en fonction de la zone d’inhibition. Souche résistante à la pénicilline (P), oxacilline (OX), érythromycine (E). La sensibilité à l’oxacilline est plus correctement détecter avec le disque de cefoxitine (FOX). Figure 4.09. S. aureus: antibiogramme par diffusion. Souche résistante à la kanamycine (K), mais sensible à la gentamicine (G) et à la tobramicine (TOB) (phénotype K, résistent aux kanamycine et amikacine). Figure 4.10. S. aureus: antibiogramme par diffusion. Souche résistante à l’érythromycine montrant une résistance inductible a la clindamycine (aplatissement de la zone d’inhibition autour le disque de clindamycine vers le disque d’érythromycine, comme la lettre «D»). Figure 4.11. S. aureus. Le test D: détail. Figure 4.12. S. aureus: antibiogramme par diffusion. Souche avec résistance multiple. Figure 4.13. Antibiogramme miniaturisée d’une souche de S. aureus. Cette souche est résistante seulement à la pénicilline. Notez la présence du contrôle de la croissance bactérienne dans les premières deux cupules à droite. xi

Figure 4.14. S. aureus. Antibiogramme par méthode E-test. Nous pouvons ainsi déterminer la concentration minimale inhibitrice (CMI). CMI oxacilline = 1 µg/ml; CMI vancomycine = 0,5 µg/ml. Figure 4.15. Antibiogramme d’une souche de Pseudomonas aeruginosa sensible aux tous les antibiotiques testés. Figure 4.16. Antibiogramme d’une souche de P. aeruginosa multi-résistante. Cette souche este sensible seulement à l’aztréonam (ATM).

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Chapitre 5. Cocci à Gram positif Figure 5.01. Le test de catalase. La présence de la catalase fait la différence entre les coques à Grampositif: les staphylocoques sont catalase positifs et les streptocoques sont catalase négatifs. Figure 5.02. Frottis de culture, coloré à Gram, grossissement x1000. Catégorie microscopique: staphylocoques (cocci à gram positif arrondis, le plus souvent en amas dit «grappes de raisin», mais aussi isolés, par paires ou en très courte chaînes). Figure 5.03. Frottis d’hémoculture, coloration de Gram, grossissement x1000. Nombreuses d’hématies. Catégorie microscopique: staphylocoques. Figure 5.04. Frottis de pus, coloration de Gram, grossissement x1000. Leucocytes présentes. Catégorie microscopique: staphylocoques. Figure 5.05. Frottis de l’urine d’une patiente avec infection de voie urinaire à Staphylococcus saprophyticus. Ces cocci Gram positif en grappes ressemblent à des staphylocoques. S. saprophyticus (staphylocoque à coagulase négative), peut causer des infections urinaires, particulièrement chez les jeunes femmes. Figure 5.06. a. Culture de S. aureus sur gélose nutritive ordinaire (milieu minimum). b. Notez les colonies S, crémeuses, pigmentées (typiquement jaune d’or), moyennes et opaques. Figure 5.07. Culture de S. aureus versus S. epidermidis sur gélose nutritive ordinaire. Notez les colonies jaunes de S. aureus (en haut) versus les colonies blanchâtres de S. epidermidis (en bas). Figure 5.08. a. Culture de S. aureus sur gélose au sang. Notez des zones d’hémolyse autour des colonies. b. Détail de culture de S. aureus sur gélose au sang. Notez les colonies S, crémeuses, pigmentées (typiquement en jaune d’or), moyennes, opaques et hémolytiques. Figure 5.09. Sur agar Chapman (milieu sélectif avec forte concentration de NaCl (7,5%), rouge de phénol et mannitol) S. aureus dégrade le mannitol et forme des colonies mannitol positives (jaunes) en opposition avec les autres staphylocoques qui forment des colonies mannitol négatives (rouges). Figure 5.10. Le test de coagulase pour l’identification des staphylocoques. Test positif en présence de S. aureus. On met en contact du plasma oxalatée, incapable de coaguler seul, avec le germe étudié. Si le fibrinogène, soluble dans le plasma, se transforme en fibrine solide, un caillot se formera au fond du tube. Du gauche à droite: contrôle positif, contrôle négatif, souche testée (coagulase-positive, donc S. aureus). Figure 5.11. Test d’agglutination au latex pour l’identification du S. aureus. Les particules bleues de latex, sensibilisées avec du fibrinogène humain et des anticorps monoclonaux, détectent simultanément le clumping factor (facteur d’affinité) et la protéine A du S. aureus. À gauche, un test positif (S. aureus), à droit un test négatif (staphylocoque à coagulase négative). Figure 5.12. Le test de sensibilité à la novobiocine pour l’identification des staphylocoques à coagulase négative. S. saprophyticus est résistant à la novobiocine (en haut). S. epidermidis est sensible à la novobiocine (en bas). Figure 5.13. Identification du S. aureus par des caractères biochimiques en utilisant une galerie ID32 STAPH (bio Mérieux, France). Mise en évidence des caractéristiques métaboliques dans des xiii

milieux avec indicateur coloré. Aujourd’hui, des systèmes miniaturisés disponibles dans le commerce sont souvent utilisés. Figure 5.14. S. aureus. Folliculite. Figure 5.15. S. aureus. Furoncle. Figure 5.16. S. aureus. Anthrax. Figure 5.17. S. aureus. Hidrosadénite. Figure 5.18. Forme typique d’un panaris à S. aureus. Figure 5.19. S. aureus. Impétigo. Figure 5.20. S. aureus. Impétigo bulleux. Figure 5.21. S. aureus. Dermatite exfoliante. Figure 5.22. S. aureus. Cellulite sur une épaule chez un enfant. Figure 5.23. Frottis de culture, coloré à Gram, examiné à grossissement x1000. Cocci à Gram positif, ronds ou ovales, organisés en chaînes sinueuses. Catégorie microscopique: streptocoques. Figure 5.24. Frottis de pus, coloration de Gram, grossissement x1000. Leucocytes présentes. Catégorie microscopique: streptocoques. Figure 5.25 Frottis d’hémoculture, coloration de Gram, grossissement x1000. Nombreuses d’hématies. Catégorie microscopique: streptocoques. Figure 5.26. Type d’hémolyse: Hémolyse α, incomplète, verte; Hémolyse β, complète, incolore. Figure 5.27. a. Culture de Streptococcus pyogenes sur gélose au sang. b. Détail: notez les colonies petites, entourées par une zone large de β-hémolyse. Figure 5.28. a. Culture des streptocoques viridans sur gélose au sang. b. Détail: notez les colonies petites, entourées par une zone d’hémolyse α. Figure 5.29. Culture des Streptococcus agalactiae sur gélose au sang. Colonies de taille moyenne, βhémolytiques. Figure 5.30. Test de sensibilité bacitracine (B) et test de sensibilité au cotrimoxazole (SXT). S. pyogenes est sensible à la B et résistent au SXT (en haut). Les streptocoques de groupes C et G sont résistants à la B et sensibles au SXT (en bas). Figure 5.31. Test CAMP (Christie, Atkins, Mundi-Petersen). L’activité hémolytique du B-lysine du staphylocoque sur les érythrocytes est renforcée par un facteur extracellulaire produite par S. agalactiae (groupe B), appelé le facteur CAMP. La plaque de gélose au sang contient une strie de S. aureus produisant B-lysine et une strie croisée pour chaque souche testée. Interprétation: Positive = présence d’une zone d’hémolyse flèche au point où les stries perpendiculaires rencontrent. Négative = pas de flèche. Figure 5.32. a. Kit d’identification des streptocoques par latex-agglutination, selon l’antigénicité d’un de leurs hydrocarbures de la paroi cellulaire (substance C, antigène Lancefield). b. Agglutination présente (test positif) dans la position 4. xiv

Figure 5.33. Mise en évidence de l’antigène de groupe C par agglutination au latex. Figure 5.34. Identification biochimique d’un streptocoque α-hémolytique, en system miniaturisé API20 STREP (bioMérieux, France). Identification: Streptococcus pneumoniae. Figure 5.35. S. pyogenes. Érysipèle. Figure 5.36. S. pyogenes. Impétigo. Figure 5.37. S. pyogenes. Scarlatine – l’éruption. L’éruption est plus rose que rouge, souvent localisée aux plis de flexion. Elle est suivie par une desquamation. Figure 5.38. S. pyogenes. Scarlatine – la langue a une couleur rouge vif, comme une framboise. Figure 5.39. Coloration de Gram d’un frottis de crachats d’un cas de pneumonie lobaire, grossissement x1000. Catégorie microscopique: pneumocoques (diplocoques à Gram positif, ronds-ovales). Dans un crachat, la présence de diplocoques allongés et capsulés en quantité abondante avec des polynucléaires et de la fibrine, permet d’affirmer le diagnostic de pneumopathie à pneumocoque. Figure 5.40. Coloration de Gram d’une préparation de sécrétion de l’oreille moyenne d’un patient avec otite moyenne aigue, grossissement x1000. Diplocoques à Gram positif, ronds-ovales, entourés d’une capsule (pneumocoques). Figure 5.41. Frottis de LCR, coloration de Gram, grossissement x1000. Cellules inflammatoires présentes. Catégorie microscopique: pneumocoques. Figure 5.42. Culture sur gélose au sang de pneumocoques: colonies α-hémolytiques, S. Figure 5.43. Culture de Streptococcus pneumoniae sur gélose au sang. Une autolyse centrale donne à la colonie une apparence cratériforme. Figure 5.44. Test de sensibilité à l’optochine. S. pneumoniae est sensible à l’optochine (en haut). Les streptocoques viridans sont résistants à l’optochine (en bas). Figure 5.45. Identification des antigènes capsulaires du pneumocoque dans le LCR (patient avec méningite à pneumocoque) par une réaction d’agglutination au latex. Le test est rapide, donc il peut être utilisé dans l’initiation correcte de l’antibiothérapie spécifique. Figure 5.46. Les entérocoques croissent dans la présence de la bile et noircissent l’esculine. Test en boîte de Petri. Figure 5.47. Les entérocoques tournent en noire la couleur du milieu contenant esculine. Test en tube.

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Chapitre 6. Cocci à Gram négatif Figure 6.01. Le test d’oxydase. Les bactéries possédant l’enzyme oxydase peuvent oxyder la Ntetraméthyl-paraphénylene diamine, ce qui donne des produits violacés. Sur une lame de microscope, on dépose un carré de papier buvard que l’on imbibe de substrat. On prélève des colonies avec un bâton et on les dépose en contact avec le réactif. Si le papier présente une tache violette, le substrat a été oxydé, la bactérie possède une oxydase. Si le papier reste incolore, il n’y a pas eu de réaction, la bactérie ne possède pas l’enzyme. Les bactéries des genres Neisseria et Moraxella produissent de l’oxydase. Figure 6.02. Frottis de LCR, coloration au bleu de méthylène, grossissement x1000. Très nombreuses PMN et des diplocoques “en grains de café”, intra- et extracellulaires. Catégorie microscopique: Neisseria (probablement N. meningitidis, agent étiologique fréquent des méningites). Figure 6.03. Frottis de LCR, coloration à Gram, grossissement x1000. Très nombreuses PMN et des diplocoques à Gram-négatif “en grains de café”, intra- et extracellulaires. Catégorie microscopique: Neisseria (probablement N. meningitidis, agent étiologique fréquent des méningites). Figure 6.04. Méningite à méningocoque. Eruption pétéchiale. Figure 6.05. Galerie API NH (bioMérieux, France) dans l’identification biochimique de N. meningitidis. Figure 6.06. Écoulement de pus à l’extrémité de l’urètre chez un homme avec gonorrhée urétrale. Figure 6.07. Frottis de pus urétral, coloration au bleu de méthylène, grossissement x1000. Catégorie microscopique: Neisseria spp. (probablement N. gonorrhoeae). Présence de diplocoques en «grain de café» intracellulaires. Les polynucléaires sont remplis de gonocoques. À noter que peu de polynucléaires contiennent des gonocoques et c’est pour cette raison que la recherche se fera minutieusement et longtemps. Les gonocoques en extracellulaire ne donnent pas de certitude, vu l’existence de Neisseria non pathogènes. Figure 6.08. Frottis de pus urétral, coloration de Gram, examen à grossissement x1000. Présence de diplocoques Gram-négatifs, en «grain de café» intracellulaires ou extracellulaires. Catégorie microscopique: Neisseria spp. Figure 6.09. Moraxella catarrhalis - frottis de crachat, coloration de Gram, grossissement x1000. Figure 6.10. M. catarrhalis - culture sur gélose au sang.

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Chapitre 7. Bacilles à Gram positif Figure 7.01. C. diphtheriae provoque la formation de fausses membranes grisâtres qui peuvent conduire à une obstruction des voies aériennes, nuisant ainsi à l’oxygénation au point de causer une asphyxie fatale. Figure 7.02. Frottis au Gram d’une culture de C. diphtheriae sur le milieu de Loeffler: bacilles à Gram positif, pléiomorphes, droits ou incurvés, avec extrémités gonflées (en massue), présentant des granulations, avec disposition particulière en "lettres chinoises", en palissade ou en forme de V, de Y. Figure 7.03. Culture sur un milieu sélectif de gélose au sang et tellurite. Le tellurite de potassium inhibe la flore associée. Les colonies sont noires parce que le tellurite de potassium est réduit en tellure. Figure 7.04. Milieu sélectif Tinsdale. Les colonies de C. diphtheriae sont noires avec un halo brun. Figure 7.05. Le milieu électif de Loeffler, contenant d’albumine bovine. Figure 7.06. Test d’immunodiffusion Elek. Du papier filtre stérile imprégné d’antitoxine diphtérique est intégrée dans un milieu de culture gélosé. Les isolats de C. diphtheriae sont ensuite striés à travers la plaque à un angle de 90° par rapport à la bande d’antitoxine. C. diphtheriae toxigène est détectée, car la toxine sécrétée diffuse de la zone de croissance et réagit avec l’antitoxine pour former des lignes de précipitation. Figure 7.07. Frottis Gram. Les bacilles corynéformes (ou diphtéroïdes) sont souvent plus courts (plus ou moins 1 à 2 μm) et trapus; leur coloration est non granuleuse. Figure 7.08. Arcanobacterium haemolyticum. L’inhibition de la zone hémolytique de S. aureus (test CAMP inversé) (en bas). Figure 7.09. Rhodococcus equi dans une culture de crachat. Figure 7.10. R. equi - culture sur gélose au sang. Figure 7.11. Listeria monocytogenes. Frottis Gram du LCR: bacilles à Gram positif intra-et extracellulaires. Figure 7.12. Listeria monocytogenes. Culture sur gélose au sang: colonies petites, entourées d’une zone légère d’hémolyse. Figure 7.13. Les lactobacilles. Ces longues, minces bacilles à Gram positif sont une partie de la flore vaginale normale. Figure 7.14. Vaginose: une baisse du nombre de lactobacilles et une nette augmentation du nombre de coccobacilles Gram variable. Les «clue cells» (cellules épithéliales recouvertes de nombreux coccobacilles Gram variable qui leur donne un aspect granuleux) sont présentes. Figure 7.15. Frottis de culture, coloration de Gram, grossissement x1000. Bacilles volumineux Grampositifs, avec extrêmes coupés franchement, arrangés en chaines, sporulés (la spore est ovale, centrale et non déformante). Catégorie microscopique: Bacillus spp. La flèche pointe vers un bacille sporulé. xvii

Figure 7.16. Empreinte de rate de souris, coloration au bleu de méthylène, grossissement x1000. Bacilles volumineux, avec extrêmes coupés franchement, arrangés en chaînes courts, capsulés; la capsule se colore métachromatiquement en rose. Catégorie microscopique: Bacillus anthracis (c’est la seule bactérie du genre Bacillus qui est pathogène pour la souris). Figure 7.17. Empreinte de rate de souris, coloration de Gram, grossissement x1000. Bacilles volumineux Gram-positifs, avec extrêmes coupés franchement, arrangés en chaînes courts, capsulés. Catégorie microscopique: Bacillus anthracis (c’est la seule bactérie du genre Bacillus qui est pathogène pour la souris). Figure 7.18. Bacillus spp. Colonies grandes, rugueuses sur gélose nutritive ordinaire. Figure 7.19. Bacillus spp., des colonies R, hémolytiques sur gélose au sang. Figure 7.20. Aspect de B. anthracis sur gélose au sang. Les colonies sont de 3-5 mm légèrement convexes, blanc grisâtre, avec une texture de verre écrasé. Notez l’absence d’hémolyse. Figure 7.21. Les colonies de Bacillus anthracis (à droite) et de Bacillus cereus (à gauche) sur une plaque de gélose au sang. Figure 7.22. Bacillus spp. sur gélose au sang. Colonies grisâtre, avec une texture de verre écrasé. Figure 7.23. Bacillus anthracis: charbon cutané. Figure 7.24. Frottis de culture, coloration de Gram, grossissement x1000. Bacilles Gram positifs, assez gros, non-sporulés. Catégorie microscopique: Clostridium perfringens. Figure 7.25. C. perfringens. Production de lécithinase sur un milieu contenant du jaune d’œuf. Notez le précipité présent dans le milieu, formé de la dégradation, sous l’action de la lécithinase de C. perfringens, de la lécithine de l’œuf. Figure 7.26. C. perfringens - test de neutralisation de la lécithinase in vitro. La toxine alpha est une lécithinase. Figure 7.27. Frottis de culture, coloration de Gram, grossissement x1000. Bacilles Gram positifs, sporulés (spore ronde, terminale, avec un diamètre plus grand que le diamètre du bacille). Image en baguette de tambour. Catégorie microscopique: Clostridium tetani. Figure 7.28. Opisthotonos et rictus sardonicus (dessin). Les muscles du dos sont plus forts que les muscles d’avant causant à la victime de se plier vers l’arrière. Notez que tous les muscles, y compris les muscles du visage et les muscles des orteils sont contractants. Figure 7.29. Frottis de culture, coloration de Gram, grossissement x1000. Bacilles Gram positifs, sporulés (spore ronde ou ovale, centrale ou subterminale, avec un diamètre plus grand que le diamètre du bacille). Catégorie microscopique: Clostridium spp.

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Chapitre 8. Bacilles à Gram négatif Figure 8.01. Haemophilus influenzae, dans un frottis de crachats, coloration de Gram, apparaissant comme des coccobacilles à Gram négatif (X1000). Figure 8.02. H. influenzae, frottis de LCR, coloration de Gram: coccobacilles à Gram négatif polymorphes (X1000). Figure 8.03. H. influenzae, dans un frottis de LCR, coloration de Gram, apparaissant comme des coccobacilles à Gram négatif polymorphes (X1000). Figure 8.04. H. influenzae. Le phénomène de satellitisme, H. influenzae pousse autour de la strie de Staphylococcus aureus. S. aureus produisent NAD (le facteur V) en excès et secrètent ce coenzyme dans le milieu. Figure 8.05. La croissance de H. influenzae est possible seulement dans la présence des facteurs de croissance X (= hémine) et V (= NAD). Figure 8.06. Galerie d’identification biochimique miniaturisée pour les genres Haemophilus et Neisseria (API NH): Haemophilus influenzae. Figure 8.07. Les caractères microscopiques des Enterobacteriaceae. Figure 8.08. Frottis d’urine, coloration de Gram, grossissement x1000. Neutrophiles et bacilles à Gramnégatif. Catégorie microscopique: Enterobacteriaceae. Figure 8.09. Klebsiella pneumoniae dans un frottis de pus, coloration de Gram, grossissement x1000. Neutrophiles et bacilles à Gram-négatif gros, capsulés. Figure 8.10. Les différentes genres/espèces de la famille Enterobacteriaceae forment des colonies similaires sur la gélose nutritive ordinaire (GNO). Figure 8.11. Sur le milieu CLED (Cystine Lactose Electrolyte Déficient) les genres de la famille Enterobacteriaceae peuvent être différenciés selon leur capacité de métaboliser la lactose. Les bactéries lactose-positives tournent le milieu en jaune; les bactéries lactose-négatives forment des colonies vertes. Figure 8.12. Le milieu MacConkey peut différentier les genres de la famille Enterobacteriaceae selon leur capacité de métaboliser le lactose. Les bactéries lactose-positives forment des colonies roses; les bactéries lactose-négatives forment des colonies beiges. Figure 8.13. a. Culture d’Escherichia coli sur GNO; b. Détail: notez les colonies S. Cette culture ne peut pas être différenciée des cultures des autres Enterobacteriaceae. Figure 8.14. a. Culture d’Escherichia coli sur gélose au sang; b. Détail: notez les colonies S. Cette culture ne peut pas être différenciée des cultures des autres Enterobacteriaceae. Figure 8.15. Les entérobactéries résistent à divers composes chimiques, ce qui est utilisé pour leur culture sélective. Un milieu de culture sélective et différentiel est la gélose de MacConkey, qui ne permet que la croissance des bacilles à Gram négatifs et indique la dégradation du lactose. Ici, culture d’Escherichia coli sur le milieu MacConkey. Notez les colonies lactose-positives. xix

Figure 8.16. Culture de Klebsiella pneumoniae sur GNO. Notez les colonies mucoides. Figure 8.17. Culture de K. pneumoniae sur gélose au sang. Notez les colonies mucoides. Figure 8.18. a. Culture de K. pneumoniae sur le milieu MacConkey; b. Détail: notez les colonies lactosepositives. Figure 8.19. Culture de Proteus spp. sur GNO. Les colonies de Proteus spp. envahisse le milieu de culture. Figure 8.20. Les espèces de Proteus sont capables de se mouvoir sur la surface des milieux agar, formant ce qui est décrit comme des halos en ondes concentriques du point d’inoculation (phénomène d’essaimage, swarming). Figure 8.21. Si les ondes appartiennent à des souches différentes de Proteus spp., la migration d’arrêt à une distance de 1-2 mm; c’est le "phénomène de Dienes". Figure 8.22. Le "phénomène de Dienes" est absent pour des souches identiques de Proteus spp. Figure 8.23. Culture de Proteus spp. sur gélose au sang. Phénomène d’essaimage. Figure 8.24. Etude des caractères biochimiques sur TSI. A gauche, une bactérie lactose-négative, productrice de H2S. A droite, une bactérie lactose-positive, productrice de gaz de la fermentation du glucose. Figure 8.25. Le milieu TSI inoculé avec une souche d’Escherichia coli. Figure 8.26. Le milieu TSI inoculé avec une souche de Salmonella spp. Figure 8.27. Production d’indole. Si la bactérie produit indole, il apparait un anneau rouge quand on ajoute le réactif Kovacs. À gauche, une bactérie indole-négative. À droite, une bactérie indolepositive. Figure 8.28. Le milieu Simmons est utilisé pour déterminer si un microorganisme peut utiliser le citrate comme source unique de carbone. Si la bactérie utilise le citrate, le milieu devient bleu. À gauche, une bactérie citrate-positive, à droite, une bactérie citrate-négative. Figure 8.29. Test de phénylalanine-désaminase. Le milieu contient phénylalanine qui, en la présence de l’enzyme phénylalanine désaminase, est réduite à un produit qui peut être détecté par l’ajout de FeCl3. Si la couleur tourne en vert, le test est positif (à gauche). A droite, le milieu nonensemencé. Figure 8.30. Galerie de testes biochimiques miniaturisés pour l’identification des entérobactéries, ID32E (bio Mérieux, France). Identification d’une souche d’Escherichia coli. Figure 8.31. Galerie de testes biochimiques miniaturisés pour l’identification des entérobactéries, ID32E (bio Mérieux, France). Identification d’une souche de Klebsiella pneumoniae. Figure 8.32. L’étude des caractères antigéniques par une réaction d’agglutination sur lame – test positif. On met une goutte de sérum immunitaire spécifique sur une lame de microscope propre. On mélange bien une boucle de bactéries à tester. Le test est positif si des touffes granulaires visibles apparaissent. Figure 8.33. L’étude des caractères antigéniques par une réaction d’agglutination sur lame – test négatif. On met une goutte de sérum immunitaire spécifique sur une lame de microscope propre. On

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mélange bien une boucle de bactéries à tester. Le test est négatif si la suspension reste homogène, sans touffes granulaires visibles. Figure 8.34. Test Widal (agglutination dans tubes) - test positif. Les particules agglutinées couvrent la surface entière du bas du tube, formant un bord ondulé. Figure 8.35. Test Widal (agglutination dans tubes) - test négatif. Pas d’agglutination, bouton compact. Figure 8.36. Campylobacter spp., frottis de culture, coloration de Gram, augmentation X1000. Bacilles à Gram-négatif, fins, spiralés, incurvés ou de forme d’«ailes de mouette en vol». Figure 8.37. Pseudomonas aeruginosa, culture en bullion. Parce que cette bactérie est aérobie stricte, il pousse à la surface en formant une pellicule. Notez le pigment vert formé par cette bactérie. Figure 8.38. P. aeruginosa, culture sur GNO. Notez le pigment jaune fluorescent diffusible (la pyoverdine jaune-vert). Figure 8.39. P. aeruginosa, culture sur GNO. Notez le pigment vert diffusible (la pyoverdine jaune-vert). Figure 8.40. P. aeruginosa, culture sur GNO. Notez le pigment jaune diffusible (la pyoverdine jaune-vert). Figure 8.41. P. aeruginosa, culture sur gélose au sang. Les colonies sont hémolytiques et ont un éclat métallique sur gélose au sang. Figure 8.42. P. aeruginosa, culture sur agar MacConkey. Figure 8.43. P. aeruginosa – test d’oxydase positif. Les bactéries possédant l’enzyme oxydase peuvent oxyder la N-tetraméthyl-paraphénylene diamine, ce qui donne des produits violacés. Sur une lame de microscope, on dépose un carré de papier buvard que l’on imbibe de substrat. On prélève des colonies avec un bâton et on les dépose en contact avec le réactif. Si le papier présente une tache violette, le substrat a été oxydé, la bactérie possède une oxydase. Figure 8.44. Acinetobacter baumanii. Frottis de culture, coloration de Gram, augmentation X1000. Bacilles à Gram-négatif, courts. Figure 8.45. Frottis de crachats à Acinetobacter spp., coloration de Gram, augmentation X1000. Bacilles à Gram-négatif, courts, pléomorphes, souvent en pairs. Figure 8.46. Acinetobacter baumanii. Culture sur GNO. Colonies semblables à celles des Enterobacteriaceae. Figure 8.47. Acinetobacter baumanii. Culture sur gélose au sang. Colonies semblables à celles des Enterobacteriaceae.

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Chapitre 9. Bacilles acido-alcoolo-résistants Figure 9.01. Coloration de Ziehl-Neelsen d’un prélèvement de crachats: b.a.a.r. fins, droits ou légèrement incurvés, granuleux. Catégorie microscopique: Mycobacterium spp. (par les caractères microscopiques on ne peut pas identifier l’espèce, mais seulement le genre). Figure 9.02. M. tuberculosis. Coloration de Ziehl-Neelsen d’un milieu liquide positif. Des longues cordes. Figure 9.03. M. tuberculosis colorées par fluorochrome auramine. Seules ces bactéries sont allumées alors que d’autres matériaux sont noircis. Figure 9.04. Culture de M. tuberculosis sur milieu Löwenstein-Jensen. Les composants principaux de ce milieu sont l’œuf, le glycérol et la fécule de pomme de terre. Du vert malachite est ajouté pour son action sélective (inhibition de la flore associée). Après 3 à 8 semaines d’incubation se développent des colonies jaunâtres, rugueuses, à l’aspect de chou-fleur. Figure 9.05. Réaction tuberculinique positive. Le diamètre est mesuré entre la 48e et la 72e heure après l’inoculation intradermique de la tuberculine. Une réaction positive signifie que le patient est infecté par M. tuberculosis ne veut pas dire que le patient est atteint de tuberculose. Figure 9.06. Infection par Mycobacterium avium-intracellulare des ganglions lymphatiques chez un patient avec le SIDA. Coloration de Ziehl-Neelsen. Figure 9.07. La lèpre tuberculoïde est la forme bénigne non évolutive qui se caractérise par des dépigmentations cutanées ayant l’aspect de taches. Figure 9.08. La lèpre lépromateuse évolue avec des lésions nodulaires de la peau et des muqueuses, une atteinte nerveuse avec paralysie et, comme conséquence, des mutilations. Figure 9.09. Nocardia spp. Frottis de crachats, coloration de Gram. Des filaments de longueur très variable, fins, partiellement ramifiés, à la fragmentation en formes courtes bacillaires, à Gram positif. Figure 9.10. Nocardia spp. Frottis de crachats, coloration de Ziehl-Neelsen. Des filaments de longueur très variable, fins, partiellement ramifiés, partiellement acido-résistants.

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Chapitre 10. Bactéries particulières Figure 10.01. Treponema pallidum en microscopie à fond noir. Figure 10.02. T. pallidum. Le chancre dur sur le gland. Figure 10.03. T. pallidum. Le chancre dur au niveau de la vulve. Figure 10.04. T. pallidum. Le chancre dur au niveau de la langue. Figure 10.05. Les roséoles peuvent se voir sur les paumes et les plantes des pieds (a), mais encore sur le torse ou le dos, ce qui est assez rare pour une éruption dermatologique (b). Figure 10.06. T. pallidum. Condyloma lata. Figure 10.07. RPR (Rapid Plasma Reagin) est un test de dépistage non spécifique de la syphilis utilisant comme antigène la cardiolipine. Figure 10.08. Test d’agglutination particulaire-Treponema pallidum (TPPA). Le TPPA est un test d’agglutination, proche du TPHA, mais les érythrocytes sont ici remplacés par des particules inertes. Les sérums de patients sont incubés avec les particules sensibilisées dans les puits de microtitration et des particules de gélatine non sensibilisées dans les puits de contrôle. Les sérums des patients contenant des anticorps spécifiques réagissent seulement avec les antigènes sensibilisés pour former un tapis lisse de particules agglutinées (réaction positive). Figure 10.09. Dans ce frottis de sang périphérique peut être vu plusieurs organismes tire-bouchon de Borrelia recurrentis. Coloration de Giemsa. Figure 10.10. Maladie de Lyme (Borrelia burgdorferi). Erythema migrans du stade I. Figure 10.11. Culture de Mycoplasma spp. Des petites colonies ressemblant à des œufs sur le plat, et infiltrant en partie la gélose. Figure 10.12. Test miniaturisé pour tester la présence et la sensibilité aux antibiotiques de Mycoplasma hominis et/ou Ureaplasma urelyticum dans des prélèvements génitaux. Mycoplasma hominis et Ureaplasma urealyticum absentes. Figure 10.13. Exemple d’une souche de Ureaplasma urealyticum (Uu) présente en concentration >104 UFC/mL et testée à deux concentrations d’antibiotique. Elle est résistante au CIP (ciprofloxacine) et intermédiaire à OFL (ofloxacine) et ERY (érythromycine). Elle reste sensible à DOT (doxycycline), JOS (josamycine), TET (tétracycline), AZI (azithromycine), CLA (clarithromycine), PRI (pristinamycine). Figure 10.14. Exemple d’une souche de Ureaplasma urealyticum (UR), ++, sensible a tous les antibiotiques testés. Figure 10.15. Fièvre pourprée des montagnes rocheuses. Figure 10.16. Le trachome, une kératoconjonctivite chronique, contagieuse. L’inflammation aboutit à la formation d’un pannus. Il s’ensuit une cornée cicatricielle qui peut avoir pour conséquence une cécité. xxiii

Figure 10.17. Urétrite à C. trachomatis. Chez l’homme, C. trachomatis est responsable de 30-60% des cas d’urétrites non gonococciques. Figure 10.18. Chlamydia trachomatis, coloration Giemsa. Chaque cellule contient deux inclusions contenant des corps élémentaires. Figure 10.19. Pendant de nombreuses années, la méthode optimale de confirmer la présence d’une infection à Chlamydia a été la croissance de la bactérie en culture cellulaire et la présence des inclusions iodophiles caractéristique à Chlamydia.

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