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

algi

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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-

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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)