Agents enteropathogenes Responsables de
diarrhees aigues

Bactéries responsables de la dysenterie

Shigella

Classification

Les shigelles appartiennent à la famille des Enterobacteriaceae, au genre Shigella. Quatre espèces sont décrites : – Shigella dysenteriae : 13 sérotypes dont Shigella dysenteriae sérotype 1 – Shigella flexneri : 8 sérotypes – Shigella boydii : 18 sérotypes – Shigella sonnei : 1 sérotype 2.1.2 Caractères bactériologiques ■ Caractères morphologiques Les shigelles sont des bacilles à Gram négatif (BGN), immobiles. Elles mesurent 1 à 3 micromètres de longueur sur 0,2 à 0,3 micromètres de largeur. ■ Caractères culturaux Elles croissent sur géloses et bouillons ordinaires, sur géloses sélectives : Hektoen, Salmonella Shigella (SS), Eosin Methylen Blue (EMB). Leur pH est neutre (7 à 7,6). 40 L’incubation se fait en atmosphère aérobie (bactéries aérobie anaérobie facultatives), à +37°C. Les colonies qui apparaissent en 18-24h sur gélose ordinaire, sont rondes, à contours réguliers, convexes, lisses et transparentes. La croissance en bouillon se traduit par un aspect trouble homogène de celui-ci ; l’agitation du tube provoque des ondes moirées. La culture sur gélose citrate de Simmons (CS), citrate de Christensen (CC), malonate, mucate ou cyanure de potassium (KCN) est négative. ■ Caractères biochimiques Les shigelles ont de nombreux caractères négatifs : lactose, oxydase, réaction de Voges-Proskaeur (VP), tryptophane désaminase (TDA), uréase, indole, hydrogène sulfuré (SH2), lysine décarboxylase (LDC) et arginine déhydrolase (ADH). De rares caractères sont positifs : fermentation du glucose, production de catalase. ■ Caractères antigéniques L’antigène O (AgO) du Lipopolysaccharide (LPS) sert à la classification des Shigella en espèces et en sérotypes. Le sérotype 1 de S. dysenteriae est la shigelle la plus virulente à cause de son exotoxine (toxine de Shiga ou Shiga toxine). Il ne produit pas de catalase, ne fermente pas le mannitol, mais sécrète une bêta-galactosidase (β gal) très active hydrolysant rapidement (en 1 heure) l’ortho-nitro-pyro-galactoside (ONPG). Le lipide A du LPS (endotoxine) est responsable des lésions de la muqueuse intestinale, des perturbations neurologiques et de la conscience, de la fièvre. ■ Substances élaborées – Toxines La mieux connue à ce jour est la Shiga toxine. Elle est produite en grande quantité par S. dysenteriae sérotype 1. C’est une protéine constituée d’un fragment B comportant 5 sous-unités de 7 Kda liées entre elles et d’un fragment A de 32 Kda qui représente la fraction toxique. Le pouvoir enzymatique (toxique) de A n’est acquis qu’après son clivage protéolytique en 2 sous-unités A1 (27 Kda) et A2 (4 Kda). 41 C’est une molécule thermolabile, très antigénique, entérotoxique, neurotoxique et toxique pour les cellules endothéliales vasculaires (troubles vasculaires cérébraux). Les shigelles produisent une autre cytotoxine : la Vero toxine. – Invasines Ce sont des protéines indispensables à l’invasion de la cellule épithéliale intestinale. En l’absence de l’une d’elles (IpaB, IpaC ou IpaD), l’adhésion des shigelles se fait mais sans polymérisation de l’actine au site de contact et sans leur phagocytose (internalisation) par les cellules phagocytaires (cellules M) de la muqueuse digestive. Les invasines concourent également à la lyse des vacuoles formées après la phagocytose, donc à la libération intra cytoplasmique des shigelles. Elles induisent aussi chez l’hôte la sécrétion d’anticorps de type IgA sécrétoires anti Ipa. – Aérobactine C’est une protéine de type hydroxamate produite par S. flexneri et S. sonnei. Elle permet une croissance rapide des shigelles dans les tissus en entrant en compétition avec la transferrine pour la chélation du fer ferrique au profit de la bactérie. 

Epidémiologie

■ Réservoir de germes Les shigelles sont strictement adaptées à l’homme chez qui elles végètent au niveau du colon et pullulent dans les matières fécales. Leur disparition rapide des selles après les premiers jours de la maladie est liée d’une part à la régénération de la flore normale et, d’autre part, à l’action des bactériophages. Cela explique le fait que le portage soit peu fréquent et de courte durée après l’épisode aigu. Les selles souillent l’environnement du malade : sol, eaux, aliments, fruits et légumes. La diffusion des shigelles sera d’autant plus importante que les conditions d’hygiène et de promiscuité sont détériorées dans la collectivité où vit le malade. 42 La courte survie des shigelles dans le milieu extérieur est compensée par leur apport régulier à partir du tube digestif. ■ Transmission Elle se fait par voie orale directement par les mains (maladie des mains sales) ou par l’intermédiaire de l’eau (maladie hydrique), des aliments, des fruits et légumes etc. La transmission est possible aussi par les vecteurs animés comme les mouches. ■ Répartition géographique La dysenterie bacillaire est une affection ubiquitaire. Les zones d’élection sont les pays tropicaux chauds et humides d’Asie, d’Afrique et d’Amérique. Plusieurs millions de cas sont recensés par an, avec une mortalité supérieure à 10% [25]. La shigellose représente 1% des infections intestinales en Europe et 25% en Asie [29]. Une recrudescence saisonnière a été notée : saison chaude et pluvieuse dans les zones tropicales, l’été dans les pays tempérés. Dans les PED, S. flexneri et S. sonnei sont responsables des formes endémiques. S. dysenteriae sérotype 1 et dans une moindre mesure S. boydii provoquent des épidémies brutales et graves [25]. ■ Facteurs favorisants Il n’existe pas d’immunité naturelle et celle acquise après la maladie dure environ un mois. L’apparition de la maladie et son extension sont liées au terrain sous-jacent (jeune âge, malnutrition, maladies chroniques), à la qualité de l’hygiène générale et individuelle, aux conditions climatiques, à la misère, à la promiscuité. 

Dysenterie bacillaire

■ Physiopathologie Les stratégies utilisées par les bactéries intracellulaires dont les shigelles pour infecter et coloniser les cellules avec lesquelles elles entrent en contact sont : l’adhésion, l’internalisation, le transport intracellulaire de certaines bactéries et enfin l’interférence avec le trafic intracellulaire. Les shigelles se fixent sur les cellules M au niveau de récepteurs classiques (CR1, CR3, CR4) [Figure 2]. Le rôle de celles-ci est de les transférer de la lumière intestinale vers les cellules lymphoïdes. Les shigelles entraînent des changements du cytosquelette d’actine grâce à la sécrétion de protéines (IpaA, IpaB…) qui facilitent leur internalisation [Figure 1 A]. Elles se retrouvent alors dans le cytoplasme de l’entérocyte, au sein de vacuoles d’endocytose [Figure 1 D]. Les bacilles lysent ces vacuoles grâce à des enzymes propres (listériolysines O, protéine IpaB) et se déplacent dans le cytoplasme en utilisant la polymérisation de l’actine comme force de propulsion [45]. Ainsi, les shigelles disséminent rapidement à travers le tissu épithélial intestinal, en passant de cellules en cellules, tout en restant à l’abri du système immunitaire. Arrivées au contact des follicules lymphoïdes, les shigelles pénètrent dans les macrophages qui s’y trouvent et entraînent leur apoptose suivie de la libération d’interleukines dont IL-1β qui est une cytokine pro-inflammatoire. Des polynucléaires sont recrutés; ils migrent entre les entérocytes et facilitent l’entrée des bacilles dans ceux-ci. Ces polynucléaires participent également à la mise en place de la réaction inflammatoire responsable en partie des lésions de la muqueuse intestinale [40, 41]. Figure 1 : Internalisation induite par les bactéries du genre Shigella [53] Figure 2 : Adhésion et invasion des entérocytes par les Shigella [53] 45 En l’absence de septicémie, le pouvoir invasif des shigelles est renforcé par la Shiga toxine dont l’effet s’exerce au niveau de la vascularisation capillaire intestinale. Elle entraîne des phénomènes ischémiques, hémorragiques (hémolyse aiguë), des troubles neurovégétatifs (obnubilation voire coma, syndrome infectieux sévère) et une néphrotoxité (syndrome urémique avec insuffisance rénale aiguë) [29]. En résumé, la physiopathologie est caractérisée par des foyers de nécrose de la muqueuse colique d’abord superficiels, ensuite confluents dans les cas sévères. Les lésions muqueuses sont dues en premier lieu à l’invasion bactérienne, mais des entérotoxines et des cytotoxines interviendraient par la suite. Les lésions sont polymorphes : œdème muqueux, ulcères, exsudat à polynucléaires neutrophiles, destruction des cryptes, abcès cryptiques, diminution de la production de mucine intracellulaire et augmentation de la cellularité de la lamina propria. Des aspects similaires ont été notés dans les infections à Salmonella et Yersinia. ■ Symptomatologie Les shigelles sont douées d’un pouvoir invasif caractéristique de l’épithélium colique et rectal. Ce processus déclenche une recto-colite inflammatoire aiguë fébrile pouvant évoluer jusqu’à un syndrome dysentériforme [23]. La dose minimale infectante est très faible (10 à 100 bacilles) [25]. – Forme de description : dysenterie à Shigella dysenteriae sérotype 1. L’incubation est brève 4-6 jours en moyenne, sans signe particulier. Le début est brutal marqué d’emblée par une association de signes où domine cependant la symptomatologie intestinale. La période d’état s’installe rapidement. Les principaux signes sont : fièvre à 39-40°, douleurs coliques (épreintes) et anales (ténesmes), émission fréquente de selles glaireuses, sanglantes, purulentes ou « crachat rectal ». Une déshydratation peut apparaître et se manifester par une peau sèche et fripée gardant le pli après le pincement, une soif intense et une langue sèche. 46 Enfin un syndrome toxique marqué par des troubles des fonctions respiratoire, cardiovasculaire et psychique complète le tableau (asthénie, agitation, obnubilation, etc. etc.) – Formes cliniques Elles se manifestent sous la forme de colites fébriles simples, de diarrhées aiguës « banales ». Leur symptomatologie n’est pas évocatrice ; seule la coproculture permet le diagnostic de shigellose. Les complications surviennent parfois. Il s’agit de déshydratation sévère, de coma urémique avec insuffisance rénale aiguë, de collapsus cardiovasculaire, d’anémie aiguë fébrile. 

Diagnostic bactériologique

Il repose sur l’isolement des shigelles dans les selles. On ne dispose pas de test performant pour un diagnostic sérologique de la dysenterie bacillaire. ■ Recueil des selles La collecte des matières fécales peut se faire à tout moment, à la condition qu’elles soient fraîchement émises et que le malade ne soit pas sous antibiotique. Il faut disposer d’un pot stérile, à col large dont le couvercle est muni d’une cuillère. Un écouvillonnage rectal est aussi possible, surtout chez le nouveau-né ou le nourrisson. L’échantillon doit être reçu en moins de 30 minutes au laboratoire, au cas où il n’aurait pas été recueilli sur place. L’acheminement se fera dans une glacière. Si le transport doit se faire sur une longue distance et/ou durant un délai long, il faut ensemencer les selles dans une gélose molle de type Cary Blair. Les shigelles survivent au moins 72 heures dans ce milieu.  ■ Technologie au laboratoire L’échantillon de selles doit être manipulé sans délai d’attente. Dans le cas contraire, le biologiste peut le conserver durant 1 heure sur la paillasse, dans une salle climatisée. La conservation de longue durée (12 heures) nécessite une réfrigération à plus +4°C. – Examen macroscopique des selles Typiquement, les selles sont glairo-sanguinolentes ou glaireuses ou muco-purulentes. Elles peuvent cependant être pâteuses ou liquides. – Examen microscopique des selles A l’observation entre lame et lamelle, on recherche des leucocytes et des hématies dont la présence signifie infection invasive de la muqueuse intestinale. Cet examen microscopique sert aussi à la recherche de kystes, d’adultes, d’œufs et de larves de parasites (KAOP). On apprécie également la qualité de la flore bactérienne grâce à la coloration de Gram. Une flore équilibrée comporte 70% de bactéries Gram négatif. – Ensemencement des selles Deux types de géloses lactosées d’isolement sont utilisés au choix : Hektoen et Salmonella Shigella (SS). Les alternatives sont : Mac Conkey, Drygalski, Eosine Methylen Bleu (EMB). Après ensemencement, l’incubation se fait à +37°C, pendant 18 à 24 heures. Les colonies suspectes c’est-à-dire lactose (-) sont repiquées sur une galerie d’identification dont la lecture est effectuée au bout de 18 heures. – Identification – Antibiogramme L’identification repose sur les caractères culturaux et biochimiques. Une confirmation antigénique est indispensable grâce à des immuns sérums commercialisés. Ainsi, le diagnostic d’espèce et de sérotype est établi. On réalise alors un antibiogramme lors duquel les antibiotiques à bonne diffusion intracellulaire seront testés. 48 2.1.6 Eléments thérapeutiques [29] Le traitement symptomatique repose sur l’emploi d’anti-diarrhéiques, d’antiémétiques et au besoin la réhydratation par voie orale ou veineuse. L’antibiothérapie peut se limiter à la prescription de cotrimoxazole. D’autres molécules sont aussi actives sur les shigelles : pénicillines A, céphalosporines de troisième génération (C3G), chloramphénicol, fluoroquinolones. Cependant, vu l’émergence et la diffusion des bactéries résistantes voire multi résistantes (BMR), le recours aux données d’un antibiogramme s’impose. La prévention sera axée sur les mesures d’hygiène générale et collective comme la mise à disposition d’eau potable, le lavage des mains, le lavage des fruits et légumes, le contrôle sanitaire des aliments, l’entretien des toilettes, l’information, l’éducation et la communication. Le traitement des porteurs sains est recommandé, surtout lorsqu’ils travaillent dans l’industrie alimentaire ou à la cuisine.

Escherichia coli entéroinvasif

Classification Escherichia coli (E. coli) appartient à la famille des Enterobacteriaceae, au genre Escherichia. Plusieurs espèces sont décrites : Escherichia coli, Escherichia hermanii, Escherichia fergusonii, E. albertii, E. vulneris

Caractères bactériologiques

■ Caractères morphologiques E. coli est un bacille Gram (-), mobile péritriche qui mesure 1 à 3 micromètres de longueur sur 0,2 à 0,3 micromètres de largeur. 49 ■ Caractères culturaux La culture est réalisée sur milieux ordinaires et sélectifs : EMB, Drigalski, Hektoen, SS. Leur pH optimum est de 7- 7,6. Elle cultive mieux à +37°C. Les colonies, qui sont de type S (smooth), apparaissent après 18-24h d’incubation en atmosphère aérobie ou anaérobie. La culture sur gélose citrate de Simmons (CS), citrate de Christensen, malonate, mucate ou cyanure de potassium est négative. ■ Caractères biochimiques Les principaux sont : fermentation du glucose (avec production de gaz) et du lactose, oxydase négative, VP (-), CS (-), uréase (-), SH2 (-), indole (+), LDC (+) et catalase positive (+). Les souches du sérotype O157:H7 d’E. coli entérohémorragique (ECEH) ne fermentent pas le plus souvent le sorbitol. ■ Caractères antigéniques Les antigènes AgO, H (AgH) et K (AgK) sont les supports du sérotypage. Il existe environ 160 AgO utilisés en routine pour reconnaître les souches d’E. coli entéropathogène (ECEP). Soixante dix AgK sont reconnus, dont les souches K1 responsables de la majorité des méningites néonatales dues à E. coli. L’endotoxine est responsable de lésions cellulaires et histologiques. Certaines protéines de la membrane externe ou Outer Membrane Protein protègent E. coli contre le pouvoir bactéricide du sérum. La capsule empêche la phagocytose. Les pili fixent E. coli aux entérocytes et aux cellules des voies urinaires. ■ Substances élaborées – Toxines Les entérotoxines Cholera like thermostable (ST) et thermolabile (LT) ont des propriétés et des activités identiques à celle de la toxine cholérique. L’entérotoxine Shiga like est sécrétée surtout par d’E. coli O157: H7. 50 – Enzymes ou colicines Plusieurs variétés sont produites dont certaines possèdent une activité antibiotique. Et d’autres une activité bêtalactamase. – Sidérophores : aérobactine, entérobactine Ce sont des protéines intervenant dans la captation du fer par E. coli ; cela facilite l’invasion des cellules par la bactérie. 2.2.3 Epidémiologie ■ Réservoir de germes Les colibacilles sont commensaux de la flore digestive de l’homme et des animaux. Ils représentent environ 108 bacilles par gramme de selles. Les selles souillent l’environnement du malade : sol, eaux, aliments, fruits et légumes. La survie d’E. coli en dehors du tube digestif est courte ; sa présence dans le milieu extérieur signifie contamination fécale récente. ■ Transmission Elle se fait par voie orale directement par les mains ou par l’intermédiaire de l’eau, et des aliments. La transmission iatrogène est à la base des infections nosocomiales. La plupart des épidémies à E. coli O157: H7 ont été rapportées après consommation d’hamburgers contaminés, de lait non pasteurisé ou d’eau ingérée. ■ Répartition géographique E. coli est l’une des principales bactéries responsables de diarrhée. La majorité des cas survient dans les zones tropicales et intertropicales chaudes et humides, 51 particulièrement chez les enfants autochtones mais aussi chez les touristes. Une recrudescence est notée durant l’hivernage ou l’été selon les continents. ■ Incidence d’E. coli entéroinvasif (ECEI) Son incidence paraît faible, peut être en raison des difficultés rencontrées pour l’identifier et de la confusion possible avec des shigelles. Les enquêtes systématiques sur les causes des diarrhées montrent que sa fréquence varie selon les continents : Asie (5% à 16%), Amérique du sud (21%), Afrique (2,6%) [44, 51, 52].