Streptococcus pyogenes (A) Facteurs de virulence

1. Streptococcus pyogenes (A)Facteurs de virulence XVème Journée Régionale de Pathologie Infectieuse 16 septembre 2008 Dr. Caroline Loïez

2. Streptococcus pyogenes • Espèce strictement humaine +++ Aucun réservoir animal connu Pas de modèle expérimental animal, jusque très récemment Transmission d’individu en individu • Tropisme Oropharyngé : angine érythémato-pultacée Cutané : impétigo, érysipèle, scarlatine Espèce responsable de la grande majorité des infections streptococciques chez l‘Homme (90%)

3. Large variété d’infections • Infections non invasives +++ Infections cutanées : impétigo Infections ORL : angine érythémato-pultacéepouvant se compliquer : - Abcès péri-amygdalien, adénites cervicales - Otite, Sinusite, mastoïdite, méningite - Endocardite - Scarlatine Autres : vulvovagnites, conjonctivites… • Infections invasives Erysipèle Cellulite, fasciite, myosite Syndrome de choc toxique streptococcique (SCTC) Autres : pneumonie, fièvre puerpérale • Complications post-infectieuses non suppuratives Rhumatisme Articulaire Aigu (RAA) GloméruloNéphrite Aiguë (GNA) Chorée de Sydenham (danse de Saint-Guy)

4. Situation préoccupante • Augmentation de l’incidence des septicémies à SGA en France 2000 : 1,6 / 100 000 habitants 2004 : 2,7 / 100 000 habitants • Recrudescence des infections invasives dues au S. pyogenes 2006 : 210 cas d’infections invasives en France 26 % septicémies 21 % DHN 11 % érysipèle 19 % infections gynéco-obstétricales 9 % infections pleuro-pulmonaires 6 % infections ostéo-articulaires 8 % autres : méningites, péritonites, infections ORL, scarlatines septicémiques → SCTS dans 24% des cas → Décès dans 13% des infections invasives (42 % des SCTS) • Cas groupés environ 50%

5. SGA : à la Une de la presse

6. Facteurs de virulence : Adhésines 1.Colonisation : adhésion à l’épithélium : Invasines 2.Invasion : pénétration des barrières physiologiques : Produits extrac. facilitant la diffusion : Résistance à la phagocytose 3. Echappement au système immunitaire : Production de toxines 4.Activation de la réponse inflammatoire → sepsis Bisno AL, Brito MO, Collins CM – Molecular basis of group A streptococcal virulence – Lancet Infect Dis 2003;3:191-200.

7. Facteurs de colonisation et invasion • Acides lipoteichoïques Adhésines fixant le récepteur de la fibronectine, associées à la protéine M • Polyoside A(non toxique), définissant les groupes selon Lancefield rôle dans le processus infectieux non connu • Peptidoglycane polyoside complexe avec une rôle inflammatoire et dermonécrotique • Capsule(constituée d’acide hyaluronique) rôle dans l’adhérence bactérienne, dans l’invasion et rôle antiphagocytaire parfois secrétée en quantité + importante → souche muqueuse, + virulente à l’origine de réactions antigéniques croisées avec les Ag du t. conjonctif (sérotypes M1 et M18) • Protéine M +++ (principal antigène de paroi)

8. Protéine M • Rôle majeur dans la virulence des SGA rôle dans l’adhérence bactérienne aux cellules • rôle antiphagocytaire • rôle dans les complications post-streptococciques • Polymorphisme antigénique • plus de 100 sérotypes différents, codés par les gènes emm • typage M = base de l’épidémiologie des SGA (35-45% souches non typables) • souches les plus fréquentes en France : M1, M3, M4, M12, M28, M89 • Association de certains sérotypes • Angines : M1, M3, M5, M16, M18 • Infections cutanées : M49, M52, M55, M59, M61 • RAA : M12, M18 (épidémie de RAA à Salt Lake City depuis le milieu des années 80) • GNA : M12, M49 • Fasciites et SCTS : M1, M3, (M28, M89)

9. Toxines et enzymes secrétées par SGA • Toxines cytolytiques : hémolysines (Streptolysines SLO,SLS) Formation de pores → nécrose tissulaire  hémolyse autour des colonies sur gélose • Exoenzymes : streptokinases A, B, C Rôle dans la diffusion tissulaire streptokinases A, B, C : fibrinolytique en activant le plasminogène hyaluronidase : détruisant l’acide hyaluronique streptodornases : DNases C5a peptidase : activateur du complément • Exotoxines : Streptococcal Pyrogenic Exotoxin (SpeA, SpeB, SpeC)

10. ExotoxinesStreptococcal Pyrogenic Exotoxin (SpeA, B, C, D, F, G, H, I, J)Streptococcal SuperAntigen (Ssa)Streptococcal Mitogenic Exotoxin (SMEZ) • SpeB : toxine érythrogène B (cystéine protéase) présente sur le chromosome de toutes les souches de SGA produite de façon importante dans les cas d’infections sévères activité cytotoxique • Spe A et Spe C : exotoxines pyrogènes secrétées par certaines souches de SGA, et codées par des gènes phagiques souvent exprimées par les souches responsables d’infections sévères activité superantigénique stimulation d’une pop. très importante de LcT d’où libération massive de cytokines TNFα, interleukines impliquées dans la réaction fébrile et nécrotique, et dans le processus inflammatoire SpeA = TSST-I de S. aureus • Autres toxines superantigéniques Spe F d’origine chromosomique Ssa = entérotoxines staphylococciques B et C

11. Toxines Des souches produisant l’une ou l’autre de ces toxines sont fréquemment isolées lors de fasciite ou de choc toxique. Par contre, les souches produisant l’une ou l’autre de ces toxines ne provoquent pas systématiquement des cas de lésions nécrotiques ou de syndrome de choc toxique... →Rôle essentiel de l’hôte

12. Facteurs de susceptibilité liés à l’hôte • Existence de facteurs de risque : diabète, prise d’AINS ? • Mais pas de loi générale • Notion d’une porte d’entrée cutanée dans environ 80% des cas (parfois minime) • Polymorphisme génétique responsable d’une concentration variable de plasminogène = facteurs de susceptibilité • Terrain HLA : sévérité des infections invasives fonction des allèles HLA-II • Kotb et al. Nat Med. 2002;8:1398-404. • Abdeltawab et al. PLoS Pathog. 2008;18:4:e1000042 DR14 / DQ5 = sensibilité accrue DR15 / DQ6 = protection

13. Autres bactéries retrouvées dans les fasciites • Streptocoque A : 50% des hémocultures avec DHN-FN et/ou choc toxique • Autres streptocoques : G, C, plus rarement B • S. aureus, parfois • Association plurimicrobienne, souvent : Flore aérobie et anaérobie (40-90% des fasciites) • Exhaustivité souvent difficile • Fonction de la porte d’entrée et de la localisation : anaérobies, entérobactéries, streptocoques, staphylocoques.... • Plus rarement : P. aeruginosa, Aeromonas, Vibrio (contact avec l‘eau), Eikenella (notion de morsure)

14. Fasciites et facteurs de virulence du SGA • Prédominance de certains clones : M1 et M3, mais aussi M28, M89 • Variations antigéniques par recombinaison intra-génique des gènes emm, produisant des structures mosaïques des protéines M • Association de plusieurs facteurs de virulence • Facteurs de virulence communs à toutes les souches : protéine M, SLO, SLS, streptokinase, SpeB, hyaluronidase, C5 peptidase • Facteurs de virulence phagiques : exotoxines superantigéniques (< 60% des souches responsables de choc toxique) • → rôle de la plasticité du génome lié aux gènes portés par des éléments génétiques mobiles (échappement au syst. immmunitaire) • Rôle majeur mais encore mal connu de l’hôte Paradoxe : Fasciite et choc toxique plus fréquent chez les sujets de 30-50 ans, ayant pourtant déjà développé une immunité vis-à-vis des SGA (le plus souvent dans l’enfance)

15. SGA et avenir • Pas de possibilité de typage de la protéine M en routine... • Pas de vaccin disponible actuellement • Importance d’une prise en charge rapide et efficace • ayant une action sur la bactérie mais également sur les toxines, en particulier superantigéniques Diminution de la virulence du SGA par délétion d’un régulateur transcriptionnel Mga (conduisant à une diminution de plus de 100 fois du nombre de transcrits de protéine M)