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Professeur Michel Simonet, année universitaire 2013-2014
§ des bacilles à Gram négatif incurvés
§ mobiles grâce à un flagelle polaire
Vibrio (Vibrionaceae)
§ poussant en aérobiose et anaérobiose et tolérant des concentrations variables de NaCl selon les espèces (halophilie)
§ possédant une cytochrome-oxydase
§ ayant un métabolisme de type respiratoire et fermentatif
Vibrio
Un genre regroupant une centaine d’espèces, dont au moins une douzaine peuvent causer chez l’Homme une infection (essentiellement) digestive
Vibrio cholerae, l’agent du choléra
1843-1910 Robert Koch
isole, en 1884, V. cholerae des selles de cholériques
1812-1883 Filippo Pacini
observe microscopiquement, en 1854, des bacilles incurvés en virgule dans les selles de cholériques
1813-1858 John Snow
établit, en 1854, que le choléra est transmis par l’eau
l une espèce de Vibrio comportant deux centaines de sérogroupes O
l une bactérie des estuaires, associée au phytoplancton et zooplancton
V. cholerae
Le groupe O1 est subdivisé en sérotypes Inaba, Ogawa et Hikojima
l seuls les sérogroupes O1 et O139 causent des formes graves de choléra et des pandémies
Le choléra, une maladie infectieuse pandémique
Pandémie
2000 1800 1850 1950 1900
8
2
1
3
4
5
6
7
?
?
?
?
sérogroupe O1, biotype Cholerae sérogroupe O1, biotype El Tor (résistance à la polymyxine; VP+)
Indonésie
Inde
Inde
Inde
Inde
Inde
Inde
Inde
sérogroupe O139, Bengale (capsulé)
Le choléra, une maladie infectieuse pandémique
nombre de cas déclarés
Le choléra, une maladie véhiculée par l’eau
q l’agent infectieux peut survivre dans l’eau des lagunes, et les fruits de mer sont une source de contamination potentielle
Le choléra
q la transmission du pathogène se fait par l’eau de boisson, les aliments ou les mains sales, souillés par des matières fécales
q l’homme est le réservoir et le disséminateur des vibrions cholériques
OMS, 2007-2009
Pays rapportant des cas importés
Pays rapportant des épidémies
12 janvier 2010, 16.53 magnitude 7.0-7.3
Haïti 10.413.211 hab. (2012)
Épidémie au Népal été 2010
≈ 8500 morts (12/2013)
≈ 700.000 cas
Début de l’épidémie 10/2010
Le choléra à Haïti (V. cholerae Eltor, O1, sérotype Ogawa)
§ une toxi-infection intestinale d’incubation courte (1 à 5 jours)
Le choléra, une maladie strictement humaine (à déclaration obligatoire)
§ débutant par une diarrhée fécaloïde qui devient rapidement aqueuse, associée à des douleurs abdominales et épigastriques et à des vomissements
§ se manifestant à la phase d’état par une diarrhée incoercible (10 à 20 l/ j !), d’aspect eau de riz qui est à l’origine d’une deshydratation aiguë avec cyanose (faciès cholérique), asthénie profonde, crampes, hypothermie (35-36°C)
§ le plus souvent le malade meurt de collapsus cardio-vasculaire, avec acidose métabolique et insuffisance rénale
mais, la plupart des malades infectés présentent souvent une diarrhée aqueuse banale, voire une forme inapparente (portage sain)
!
l Après ingestion, le vibrion cholérique s’implante plus facilement chez les sujets dénutris, ayant une hypoacidité gastrique
Pouvoir pathogène de V. cholerae
l Il se multiplie dans l’intestin grêle et adhère aux entérocytes
§ le flagelle polaire permet au vibrion d’atteindre la muqueuse intestinale § un pilus polaire de type IV (Tcp, toxin coregulated pili), permet aux bactéries de s’agglutiner entre elles. Codé par une quinzaine de gènes portés par un îlot de pathogénicité (VPI), cet appendice sert de récepteur au bactériophage ΦCTX
l Le syndrome diarrhéique cholériforme serait dû à la sécrétion in situ d’une exotoxine protéique formée de 5 sous-unités B et 1 sous-unité A, provoquant une fuite d’eau et d’électrolytes (la toxine cholérique)
Pouvoir pathogène de V. cholerae
§ les sous-unités B se fixent sur un ganglioside (GM1) présent à la surface des cellules intestinales § la sous-unité A assure le transfert d’ADP-ribose sur la protéine Gs qui régule l’adénylate cyclase de la membrane entérocytaire. L’inactivation de Gs accroît la concentration intracellulaire d’AMPc et de CFTR
des sous-unités codées par l’opéron ctxAB (plusieurs copies dans certaines souches)
porté par le phage ΦCTX
Ganglioside
5 sous-unités B
épithélium intestinal Récepteur GM1
sous-unité A (A1&A2)
Ganglioside GM1
les gangliosides, des glycolipides dont les chaînes oligosaccharidiques sont terminées par des résidus sialyl (N-acétyl neuraminyl,NANA)
GM1
1 seul résidu sialyl
4 oses (Glc, Gal, GalNac,Gal)
Adénylate cyclase
adénylate cyclase
GTP GDP
récepteur
la sous-unité Gα (GTP) se dissocie de la sous unité Gβ et se lie à l’adénylate cyclase, activant la synthèse d’AMPc
la faible activité GTPase de la sous-unité Gα assure l’hydrolyse du GTP en GDP la sous-unité Gα (GDP) se dissocie de l’adénylate cyclase et se réassocie aux sous-
unités Gβγ
AMP cyclique ATP
α β γ
β γ
protéine G
α GTP ATP AMPc
adénylate cyclase inactive
P
γ β
α GDP
α GDP γ β
γ
effecteur
l’adénylate cyclase, une protéine membranaire dont l’activité enzymatique est contrôlée par des protéines G
La toxine cholérique (sous-unité A1): une NADase et ADP-ribosyltransférase
qui modifie un résidu aminoacyl important pour l’activité GTPasique de la sous-unité Gα
Cl-
Gs
AC
CFTR
ATP
AMPc
Protéine kinase A
CFTR,cystic fibrosis transmembrane conductance AC,adénylate cyclase
Toxine cholérique
Pouvoir pathogène de V. cholerae
l Deux autres exotoxines, codées par deux gènes immédiatement en amont de ctxAB, contribuent à la virulence bactérienne, mais à un moindre degré que la toxine cholérique
§ Zot (zonula occludens toxin), qui altère les jonctions serrées entre les cellules épithéliales de la muqueuse intestinale
§ Ace (accessory cholera enterotoxin), une entérotoxine au mode d’action inconnu
ctxAB zot ace
Prophage CTXΦ (7 kb)
Les souches de V. cholerae responsables de choléra dérivent de souches environnementales dénuées de pouvoir pathogène et qui sont devenues toxinogènes après transduction
souche O1, environnementale non pathogène
phage tempéré
souche hébergeant l’îlot de pathogénicité VPI
qui code le pilus Tcp, le récepteur du phage CTXΦ
phage CTXΦ
souche toxinogène pathogène
Diagnostic bactériologique du choléra
gélose nutritive alcaline (pH 9)
= la coproculture
§ examen à l’état frais (mobilité) et après coloration de Gram (bacilles à Gram négatif en virgule) § test oxydase § test d’agglutination bactérienne (sérum anti-O1 et anti-O139)
la culture est possible sur gélose TCBS (thiosulfate-citrate-bile-saccharose)
l chez les malades, le nombre de vibrions atteint 107 à 109 bactéries/ml l chez les porteurs sains, le nombre de vibrions est de 102 à 105 bactéries/ml
l’enrichissement des selles en vibrions, par culture dans une eau peptonée alcaline (pH9) et hypersalée (1 à 3% de NaCl) est impératif
§ sensible au vibriostatique O/129 ! les souches résistantes au triméthoprime
sont résistantes au composé O/129
V. cholerae biotype Eltor
Le traitement curatif du choléra
lit de cholérique
l’urgence est la réhydratation et la correction des troubles hydro-électrolytiques
administration i.v d’une solution de Ringer-lactate
l’antibiothérapie est secondaire (instaurée lorsque les vomissements cessent, elle réduit l’intensité et la durée de la diarrhée)
la doxycycline (prise unique) est l’antibiotique de choix (cotrimoxazole chez l’enfant et furazolidone chez la femme enceinte)
! des souches multi-résistantes aux antibiotiques ont été décrites
administration orale de SRO (sels pour réhydratation orale) (en absence de vomissements)
q Le vaccin (anti-O1) oral inactivé (Dukoral)
souches de vibrions cholériques (biotypes cholerae & eltor, sérotypes Ogawa & Inaba) inactivées par le formol (1011 bactéries)
deux doses de vaccin (per os) à 8 jours d’intervalle
sous-unité B de la toxine (1 mg)
q Le vaccin oral atténué (Orochol)
+
La prévention du choléra (en dehors des mesures générales de lutte contre le péril fécal:
éducation sanitaire, amélioration de la qualité de l’eau et de l’assainissement, formation des professionnels de santé)
Les autres Vibrio d’intérêt médical
V. parahaemolyticus, V. vulnificus
V. mimicus, V. fluvialis, V. furnissii, V. hollisae, V.alginolyticus
des agents responsables essentiellement de gastro-entérite (parfois grave) après consommation de produits de la mer (coquillages et crustacés, poissons) insufisamment cuits ou crus
Clef d’identification des 12 espèces de Vibrio responsables d’infections humaines
Croissance sans NaCl avec NaCl (1%)
Oxydase
Lysine décarboxylase
Ornithine décarboxylase
Arginine dihydrolase
Fermentation de l’inositol
Nitrate nitrite
chol
erae
mim
icus
met
schn
ikov
ii
cinc
inna
tiens
is
holli
sae
dam
sela
fluvi
alis
furn
issi
i
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noly
ticus
para
haem
olyt
icus
vuln
ificu
s
carc
haria
e
+ + + + +
-
-
-
-
-
-
d’après McLaughlin, Manual of Clinical Microbiology, 6th ed.,1995, ASM Press, Washington +, positif pour > 90% des souches; -, négatif pour > 90% des souches
- + +
+
+
- + +
+
- -
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+
- - - - -
-
+ + + +
Aeromonas (Aeromonadaceae)
q des bacilles droits à Gram négatif
q mobiles (sauf exception) grâce à un flagelle polaire
q poussant en aérobiose et anaérobiose (sur des milieux usuels)
q possédant une cytochrome-oxydase
q ayant un métabolisme de type respiratoire et fermentatif
q résistant au vibriostatique O/129
q ne croissant pas sur milieu TCBS, ni sur un milieu hypersalé (6.5% NaCl)
Un genre regroupant une trentaine d’espèces, dont trois sont communément isolées d’infections humaines
A. hydrophila A. veronii biovar sobria A. caviae
A. hydrophila A. veronii biovar sobria
A. caviae
Voges Proskauer
Lysine décarboxylase
Arginine dihydrolase
Ornithine décarboxylase
Gaz en glucose
Production d’acides à partir de L-arabinose
D-rhamnose
Lactose
Saccharose
Mannitol
D-sorbitol
Janda & Abbott, Clincal Microbiology Reviews (2010)
+ - + + - + + + + - - -
+ - +
v + + - - - v v v
+ + + + + + - - -
Hydrolyse de l’esculine + - - +, ≥ 90% des souches -, ≤10% des souches v, 11-89% des souches
q des microorganismes présents chez de nombreux animaux (sangsues, grenouilles, poissons, reptiles, oiseaux) susceptibles de souiller l’eau et les aliments
q des bactéries dont le réservoir naturel est dulçaquicole et qui peuvent persister longtemps dans cet habitat
q une gastro-entérite résultant de l’ingestion d’eau ou d’aliments contaminés (huîtres, moules, coquillages, crevettes,volailles, lait cru, crudités, crèmes glacées)
q une infection systémique chez les sujets débilités par une maladie sous-jacente (maladie hépatique, biliaire ou pancréatique; hémopathies, tumeurs solides)
q une infection de plaies ou brûlures ( abcès sous-cutané, cellulite) secondaire à une exposition à de l’eau souillée
Infections humaines induites par Aeromonas spp.
Infections humaines induites par Aeromonas spp. le diagnostic bactériologique
gélose au sang
gélose au sang + ampicilline [20-30 µg/ml ] (coproculture)
hémolyse de type bêta (aérolysine)
avec A. hydrophila et A. veronii des bacilles droits, mobiles, à Gram négatif possédant une cytochrome-oxydase résistant au vibriostatique O/129
Aeromonas spp. & antibiotiques
des microorganismes habituellement sensibles aux aminosides, au chloramphénicol, aux cyclines et au triméthoprime-sulfamide
les fluoroquinolones (ciprofloxacine, lévofloxacine), très actives in vitro, sont les antibiotiques de premier choix
des microorganismes résistant naturellement aux bêta-lactamines par production de 1 à 3 bêta-lactamases
(céphalosporinase, pénicillinase, oxacillinase, carbapénémase)