Entérobactéries

1. Entérobactéries

2. 1 -Définition des entérobactéries La famille des entérobactéries se définit par les caractères suivants : 1- bacilles à Gram négatif (2 à 4 µm de long sur 0,4 à 0,6 µmde large), 2 - mobiles avec ciliature péritriche ou immobiles, 3 - poussant sur milieux de culture ordinaires, 4 - aérobies - anaérobies facultatifs ( AAF), 5 -fermentant le glucose avec ou sans production de gaz, 6 - réduisant les nitrates en nitrites, 7 - oxydase négatif.

3. 2 -Caractères bactériologiques 1 - Morphologie: habituellement typique : bacilles à Gram négatif de 2-4 µ X 0,4-0,6 µ, mobiles (péritriches) ou immobiles (Klebsiella), quelquefois capsulés (Klebsiella). 2 - Culture : poussent facilement sur les milieux usels en 24 h à 37 °C en aérobiose et en anaérobiose 3 – Biochimie caractères communs : glucose +, oxydase -, nitrates → nitrites sinon : gde diversité enzymatique → identification biochimique.

4. 4 - Structure antigénique Antigènes O = Ag de paroi toujours présentsAntigènes H = Ag flagellairesAntigènes K = Ag de capsule ou d'enveloppe Localisation des antigènes H, 0 et K dans une entérobactérie Professeur A. PHILIPPON -Faculté de Médecine COCHIN-PORT-ROYAL, Université PARIS V

5. * Antigènes O = antigènes de la paroi des entérobactéries sont : - thermostables (résistants 2 heures à un chauffage à 100°C); - une fraction protéinique rend le complexe antigénique; - une fraction polyosidique détermine la spécificité de l'antigène; - très toxiques (1/20 de mg suffit pour tuer la souris en 24 h): une fraction lipidique liée au polyoside, est responsable de la toxicité (endotoxine): Injecté à l'homme ou à l'animal, l'antigène 0 provoque de la fièvre, une leucopénie suivie de leucocytose avec lymphopénie et éosinopénie (cf fièvre typhoïde et choc endotoxinique). - peuvent permettre l'agglutination en présence d'un immunsérum spécifique. L'étude de ces antigènes permet de classer en sérotype ou sérovar, les bactéries appartenant à une espèce. Elle revêt une grande signification clinique et épidémiologique

6. * Antigènes H = Antigènes flagellaires  - de nature protéique - thermolabiles, détruit par l'alcool à 50 % et par les enzymes protéolytiques ; - agglutination en présence d'un immunsérum spécifique L'étude des différents antigènes permet d'établir la fiche d'identité antigénique de certains germes dont les Salmonellaintérêt épidémiologique +++

7. 3– Classification GenreEspèces EscherichiaE. coli Shigella S. dysenteriae, S. sonnei, S. boydii, S.flexneri Salmonella S. enterica sérotype Typhi….. > 2000 sérotypes Klebsiella K. pneumoniae, K. oxytoca…. Enterobacter E. cloacae, E. aerogenes…. Serratia S. marcescens… Proteus P. mirabilis, P. vulgaris Providencia P. rettgeri, P. stuartii. Morganella M. morganii Citrobacter C. freundii.. Hafnia H. alvei Yersinia Y.pestis, Y. enterocolitica, Y.pseudotuberculosis

8. 4 –Habitat - Pouvoir pathogène → largement retrouvés sur les plantes,dans le sol,l’eau et le TD de l’homme et des animaux d’où leur nom (exception :S.Typhi :que chez l’homme) → constituent 1 part prépondérante de la flore intestinale de l’homme → st retouvées ds ~ts les pts rôle majeur ds infections nosocomiales (40%),prédominance d’ E. coli → 50% septicémies ; 70% IU → critère de gravité : svt R multiple aux ATB 1 –Pathogènes opportunistes Beaucoup peuvent à des degrés divers, être agressives pour l'homme = "pathogènes opportunistes".

9. 2 - Pathogenes spécifiques Ce sont les Salmonella, les Shigella, certains pathovars d’ Escherichia coli et les Yersinia (yersiniose, peste). 5 -Diagnostic 1 - Direct = recherche de la bactérie à partir d'un produit pathologique 1-1- Prélèvements Urines, Sang, Selles, LCR, Expectoration ................... 1-2 - examen macroscopique 1-3 - examen microscopique 1-4 - isolement 1-5 - identification biochimique, quelquefois antigénique 2 - Indirect = Sérodiagnostic

10. ESCHERICHIA COLI I – Taxonomie Famille : Enterobacteriaceae Genre Escherichia Espèce type : E .coli Autres espèces (incidence faible 1%) : * E. hermanii * E. vulneris * E. fergusonii

11. II – Habitat – Pouvoir pathogène → commensale TD espèce dominante flore aérobie : 107–108/g de selles chez l’adulte. → bon indicateur de pollution fécale → pouvoir patho. important et varié : infections intestinales et extra- intestinales : IU , suppurations diverses, méningites et septicémies… → les souches pathogènes ont des ptés spécifiques (toxines, facteurs de colonisation….) qui permettent de les regrouper dans des « pathovars » (= variétés pathogènes). Chaque pathovar est associé à 1 syndrome infectieux spécifique  identifier les pathovars

12. II-1 - E. coli responsables d’infections intestinales 6 pathovars a - EPEC = E.COLI entéropathogènes Autrefois → infections intestinales infantiles graves ds le monde Maintenant → cause importante de diarrhées infantiles ds les gdes villes des pays en voie de dvpt Clinique Apparition brutale Emission de selles aqueuses contenant du mucus ; pas de leucos ni de GR + fréquemment fièvre, malaise, vomissements ( 6 à 18 mois)

13. Pouvoir pathogène *adhésion aux entérocytes de l’ I grêle par fimbriae (= pili) (sous la dépendance d’ 1 gène chromosomique appelé eaf) * puis destruction des microvillosités de la bordure en brosse de l’ entérocyte (lésion sous la dépendance d’ 1 gène chromosomique appelé eae) *12 sérotypes d’ EPEC * il est nécessaire de mettre en évidence les facteurs de pathogénicité (= détection des gènes eae et eaf)

14. b - ETEC = E.COLI entérotoxinogènes → principale cause de diarrhées infantiles ds pays en voie de dvpt → fréquemment resp. de la «diarrhée» du voyageur ( « turista ») Clinique Diarrhée liquidienne aiguë ; crampes abdo ; nausée ; fièvre légère Contamination par ingestion de nourriture ou d’eau contaminée. Pouvoir pathogène → adhésion, colonisation des entérocytes → sécrétion de 2 types d’ entérotoxines : * 1 toxine LT, thermolabile ( structure cplexe et ptés très voisines de la toxine cholérique) * 1 toxine ST Recheche des entérotox. par réaction immunologique

15. c- EIEC = E.COLI entéroinvasifs → pathogènes pr enfants et adultes → syndrome dysentérique identique à celui ← Shigelles fièvre, diarrhée sanglante et purulente → dose minima infectante = 108 bies ( 102 à 103 pr Sh. dysenteriae) → incidence faible ( diff. à identifier ; confusion possible avec Shigella) Pouvoir pathogène *Invasion et multiplication ds cellules épithéliales du colon *Avant l’ invasion : action d’ 1 entérotoxine et/ou 1 cytotoxine qui → diarrhée

16. d - EHEC = E.COLI entérohémorragiques → colites hémorragiques sporadiques ou épidémiques pvt se compliquer (surtt chez l’enfant) d’un syndrome hémolytique urémique (SHU) → IRA → 1ers cas USA (1982) dûs à E. coli O157 : H7 ds viande de hamburgers → actuellement, majorité des souches appartiennent au sérogroupe O157 + rarement O111, O26, O103, O55 et O128.

17. Clinique → symptômes principaux : diarrhée aqueuse suivie d’ 1 colite hémorragique ( crampes abdo + diarrhées sanglantes) ; surtt jeune enfant et vieillard → pas de fièvre → pas de leucocytes ds les selles ( ≠ EIEC ou Shigella) → ds – de 10% des cas : aggravation EG et évolution vers SHU où IRA± purpura thrombocytopénique. → taux de mortalité peut → 35% → séquelles rénales fréquentes et durables.

18. Pouvoir pathogène Adhérence des bies aux CE humaines + synthèse d’ exotoxines → les exotoxines st appelées «  Shiga like toxins I et II » SLT-I et SLT-II ou Stx1 et Stx appelées aussi Vérotoxines – VT I et VT II – car action sur les cellules Véro elles pvt diffuser par voie systémique à partir de l’ intestin et ont une affinité particulière pour les cellules du parenchyme rénal. e - E. coli entéroaggrégatifs → diarrhées nourrisson et jeune enfant ds les pays émergents troubles intestinaux identiques EPEC ms plus persistants. f - E. coli à adhésion diffuse

19. II-2 - E. coli responsables d’infections urinaires → E.coli responsables de la majorité des IU sur 1 arbre urinaire anatomiquement normal (cystites,pyélites, pyélonéphrites) → appartiennent à cert. sérogpes et ont en majorité des spécificités de l’Ag K (K1, K2, K3, K5 et K12) → pouvoir pathogène : * adhérence aux cellules uroépithéliales grâce à des adhésines * autres facteurs : hémolysines, sidérophores.

20. II- 3 – Autres * septicémies 50% * méningites 4% ( n.nés ; neurochir.) E. coli K1 (= possède l’Ag capsulaire K1) ↔ 80% méningites néonatales et 40% septicémies Ag K1 = polymère d’acide N acétyl neuraminique ayant 1 activité antiphagocytaire importante et 1 communauté Ag avec le polysaccharide B du Méningo (agglutination croisée) contient des facteurs cytotoxiques et nécrotiques. * suppurations abdo. qd appendicites, cholécystites et péritonites. * prostatites * infections ostéoarticulaires * infections nosocomiales (IU, plaies chir, bactériémies)

21. III – Diagnostic biologique. uniquement direct 1- Prélèvements urines, hémocultures, LCR,selles, suppurations….. 2- Isolement *facile *milieux ordinaires : gélose nutritive, BCP …. *Incubation 18 heures à 37°C E.coli sur GS *Col. Rondes, 2 à 3 mm de diamètre *Autres milieux : Mac Conkey, Drigalski, CLED *Milieux chromogènes E.coli sur BCPE.coli sur mil. chromogène

22. 3- Identification * espèce : caractères biochimiques Exemple de galerie Api20E, appliquée sur Escherichia coli ou spectrométrie de masse * sérotypes,sérogroupes pas indispensable par agglutination sur lame ( antisérums pr EPEC, EHEC) * recherche de facteurs de pathogénicité

23. IV – Sensibilité aux ATB. Traitement * Gpe 1 des Entérobactéries * R acquise stable 30 à 50% R Ampi par production d’une βlactamase plasmidique. * Traitement fonction de la localisation : -IU : ATB à bonne diffusion urinaire,dose et durée suffisante. Cystite : ttt court,dose unique - Infections extra-intestinales localisées : en général monothérapie Si méningite ou septicémie : βlactamine+ aminoside - Infections intestinales : base du ttt= réhydratation

24. SALMONELLA I - Considerations taxonomiques * Genre Salmonella phylogénétiquement proche des Escherichia et des Citrobacter. * Hybridations ADN – ADN 2 espèces génomiques ds le genre Salmonella : Salmonella enterica, espèce habituelle. * Salmonella typhi devient Salmonella enterica sous espèce enterica sérotype Typhi ou + simplement Salmonella sérotype Typhi.

25. II - Habitat – Pouvoir pathogène II- 1 – Habitat * st essentiellement des parasites intestinaux des vertébrés. * Sous espèce enterica adaptée aux animaux à sang chaud et à l’ homme * sérotypes strictement humains : ex : Typhi, Paratyphi A, Sendai. L’ homme se contamine par ingestion d’ eau ou d’ aliments contaminés ( contamination fécale d’ origine humaine) Paratyphi A : bactérie importée, non implantée en France. Foyers français de Typhi st de – en – nombreux ; la plupart des cas st importés du Magreb en Sept – Oct. * sérotypes strictement animaux : ex : Abortus-ovis ( ovins) et Gallinarum – Pullorum ( volaille) * sérotypes ubiquistes : ex type = Typhimurium certains ont 1 prédilection : Hadar, Heidelberg : volailles et homme Dublin : bovins, homme….. Tous st retrouvés ds eaux d’égoût et de S.

26. II- 2 – Pouvoir pathogène. II-2-1 – la fièvre typhoïde * S. Typhi entre par le tractus digestif. * La +part des bies st inactivées par l’ acidité gastrique. * S. Typhi franchit la barrière épith rapidement (15mn) et massivement.  dégénérescence de qq cellules  trous ds l’épith.  contact avec Ly et macrophages de la sous muqueuse  grossissement plaques de Peyer  douleurs abdo. *Phagocytées par cellules du SRE où × longtemps. *S’ accumulent ds gg lymphatiques, rate, foie, MO. *Qq bies → vésicule biliaire où échappent à tt méca immunitaire *Bile infectée = cause de réinfection continue de l’intestin. *Les Salmonelles survivent ds les macrophages = pal moyen de dissémination extradigestive ( tuées facilement par polys neutros) *incubation : 1 à 2 semaines puis bactériémie et symptômes cliniques *maladie fonction de l’ inoculum *50 à 80 % des cas : excrétion ds selles *il existe des porteurs chroniques (1 an ou +) SEUL L’ HOMME EST INFECTE ( AUCUN ANIMAL )

27. II-2-2 – les autres salmonelloses = entérocolites *pathogénie mal connue *1 entérotoxine est produite ms n’ explique pas tout. II- 2- 3 – Gènes de pathogénicité III - DIAGNOSTIC III-1 – Diagnostic direct III-1-1 - Prélèvements A – typhoïde - sang ( hémocultures ) = pt essentiel - selles ( coprocultures) - occasionnellement ≠ liq. biologiques ( pus, LCR, urine, liq. d’ épanchement)

28. → hémoc POS. 75% des malades 1ère semaine surtt. il faut faire 3 hémocs à 1 ou 2 jours bies en faible nb ( 1 à 10 /ml)  prélever 10 ml et les diluer au 1/5 ou au 1/10ème. → copro NEG.début 1ère semaine peut rester lgtps POS. ( convalescents, porteurs sains) → ttt ATB ↓ les chances d’ isolement → hémoc + copro = diagnostic ds 90% des cas. B – Salmonelles ubiquistes - selles et autres pts selon le type d’ infection. • - si épidémies : recherche ds les aliments

29. III -1- 2 – Isolement la +part des Salmonelles ne st pas exigeantes. → si prélèvement monomicrobien : (sg, LCR) : milieux ordinaires → pts polymicrobiens ( selles) : milieux sélectifs obligatoires ( ex : SMID) III -1-3 – Identification de l’espèce biochimie, spectro. de masse…. III – 1-4 – Identification du sérotype = déterminations des Ag O et H. = étape indispensable après 1 identification bioch précise ( Ag somatiques communs à plusieurs germes) = réaction d’ agglutination sur lame avec 1 culture humide ( surtt pr AgH)

30. III-2 – Serodiagnostic = WIDAL ET FELIX * que pr la fièvre typhoïde. *Suspensions standardisées O et H - suspension O et H de S. Typhi TO TH. - suspension O et H de S. para A AO AH. - suspension O et H de S. para B BO BH. * Réactions d’ agglutination en tubes Négatif 1ère semaine de la maladie apparition des Ac antiO → 800 à 1600 puis anti H → 3200 O disparaissent ; H persistent

31. IV - Resistance aux antibiotiques – Traitement *ATB utilisés ds la fièvre typhoïde : Ampi, Chloramphénicol, Sxt * R au C ( plasmidique) apparue en Inde (1970) * Puis souches R au C et Ampi (Mexique 1972)  utilisation du Sxt * Et souches R C et Sxt (1981) = R plasmidique * 1984 : souches R Ampi, C et Sxt * alternative = fluoroquinolones ms onéreuses pr pays en voie de dvpt et pas utilisables chez les enfants. * S. Typhi reste très sensible aux autres ATB actifs sur les bg- * Les autres Salmonelles : résistance ↑ Ampi, AMC, Sxt, cyclines. * BLSE exceptionnelle * Pb du portage ( enfants, cuisine) . Faut-il traiter ?

32. V - Prophylaxie La prévention repose sur : - surveillance épidémio nationale - réduction de la dissémination - vaccination : obligatoire pr personnes exposées * injection parentérale de bies tuées → TAB : mal toléré, efficacité discutée → nouveau vaccin à base de polysaccharide Vi = Typhim Vi effet protecteur 3 ans,> TAB, uniquement pour Typhi tx de protection = 60% en zone d’ endémie tolérance très bonne * VO vaccin vivant → résultats satisfaisants (Egypte) surtt efficace en zone d’ endémie

33. SHIGELLA I – TAXONOMIE Famille des Enterobactéries Genre Shigella 4 espèces : * Sh. dysenteriae → 13 sérotypes ou sérovars désignés par des chiffres * Sh. flexneri → 8 sérotypes * Sh. boydii → 18 sérotypes * Sh. sonnei → 1 sérotype Hybridation ADN  espèces des genres Shigella et Escherichia appartiennent au même gpe génomique ⇒ Caractères ≠ Shigella / Escherichia peu nbx ;

34. II - POUVOIR PATHOGENE * biesstrictement humaines * Pouvoir invasif caractéristique niveau épithélium colique et rectal = rectocolite inflammatoire aigüe fébrile pvt → syndrome dysentériforme * dose minima infectante = 10 à 100 bies * Invasion et multiplication restent localisées à la couche sup. de l’épithélium  nécrose inflammatoire du colon  formation d’ ulcérations et de micro abcès avec élimination ds les selles de mucus, granulocytes, GR et débris cellulaires. * Pouvoir pathogène= essentiellement pouvoir invasif ± toxine dysentérique ( = cytotoxine)  phénomènes ischémiques et hémorragiques.

35. CLINIQUE → Dysenterie bacillaire = shigellose ← Shigella dysenteriae → entérites infectieuses ← autres espèces *ds les 2 cas : incubation = 1 à 3 jours * début brutal = diarrhée cholériforme , brève en général puis ± syndrome dysentérique. * forme typique : émission quotidienne fréquentes de selles glairo sanglantes + crampes intestinales et ténesmes rectaux. * hyperthermie constante, svt > 39°C. * le + svt : ATB  diarrhée cède en 2-3 jours et peut → constipation sévère * Complications possibles : * digestives ( perforation + péritonite, prolapsus rectal…..) * extradigestives : bactériémies ( 4 à 5 % des cas ), neurologiques ( convulsions chez l’ enfant), SHU.

36. EPIDEMIOLOGIE → Contamination orofécale  enfants < 5 ans surtt atteints (plusieurs millions de cas /an ; mortalité = 10% ) → Endémique ds le monde → Liées aux conditions d’ hygiène III – DIAGNOSTIC III - 1 – Prelevements → pendant la phase aiguë → tjrs ds les selles où glaires, mucus et / ou sang → écouvillonnage rectal possible ( jeune enfant, épidémio ) → transport rapide (Shigella S à l’ acidification) R qq heures à +4°C → Hémoc et urocultures pvt être utiles

37. III - 2 – Culture – Isolement * ED selles → nbx polys neutros Ф invasif et diagnostic ≠ dysenterie amibienne. Svt : flore déséquilibrée avec de très nbx bg- * Géloses sélectives III - 3 – Identification * genre : biochimique (ID32E, API20E, …..), spectro de masse. * espèce par agglutination sur lame avec antisérums puis envoi au CNR.

38. III - 4 – Serodiagnostic * peu de valeur car nbses réactions croisées et  des Ac tardive. * Peut être intéressant pr troubles rhumatismaux sur 2 sérums à 15 jours. IV – Résistance aux ATB – Traitement * En Europe : restent assez S aux ATB des BGN * Ds pays où endémo épidémies : R plasmidique sulfamides, Strepto, cyclines, Chloramphénicol, Ampi. * Ttt = rééquilibration hydroélectrique ± ATB * Si ATB : Sxt, fluoroquinolones ou bétalactamines. * Prophylaxie = hygiène ; il n’ existe pas de vaccin.

39. Klebsiella, Enterobacter, Serratia ont en commun les caractères suivants : - sont des BPO - st svt multiR aux ATB - production d’acétoïne ( réaction de Voges Proskauer = VP : +) 1 – Genre Klebsiella *6 espèces 4 ont 1 pr patho. pr l’H. : K pneumoniae, K oxytoca, K ozenae, k rhinoscleromatis. * pouvoir pathogène K pneumoniae, K oxytoca → bronchopneumopathies aiguës ou sub aiguës, IU, inf. hépato biliaires, pus divers.. * sensiblité aux ATB : cf cours ATB

40. 2 – Genre Enterobacter * espèces les + fréquentes : E. cloacae, E. aerogenes. * pouvoir pathogène: IU, suppurations diverses, septicémies… * sensiblité aux ATB : cf cours ATB 3– Genre Serratia * espèces les + fréquentes : S. marcescens, S. liquefaciens *pouvoir pathogène : → infections hospitalières parfois épidémiques. ( IU, inf. respiratoires…) * sensiblité aux ATB : cf cours ATB

41. Proteus, Providencia, Morganella ont en commun de posséder des enzymes permettant la désamination oxydative des AA en corps cétoniques (TDA, PDA) = Entérobactéries TDA + * espèces les + fréquentes : ** Genre Proteus : P. mirabilis, P. vulgaris ** GenreProvidencia : P. rettgeri, P. stuartii. ** Genre Morganella : 1 sele espèce : M. morganii * pouvoir pathogène : IU +++ surtt P. mirabilis. isolées de produits pathologiques divers. * sensiblité aux ATB : cf cours ATB