Transcript Escherichia DES - CHRU de Lille

Professeur Michel Simonet, année universitaire 2013-2014
Escherichia
Theodor Escherich
1857-1911
des entérobactéries
ONPG +, uréase -, citrate de Simmons -, acétoïne (VP) -
Caractères
Indole
Lysine décarboxylase
Ornithine décarboxylase
Croissance avec du KCN
Fermentation de/du:
Lactose
D-Mannitol
Adonitol
D-Sorbitol
Raffinose
L-Rhamnose
D-Xylose
Cellobiose
D-Arabitol
Utilisation de l’acétate
Espèces de Escherichia
coli albertii blattae fergusonii hermanii vulneris
+
+
V+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
+
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V+
V+
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+
V-
+
+
+
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+
V-
+
-
+
+
+
V+
V
+, positif pour > 90% des souches; -, négatif pour > 90% des souches; V, 50-85% des souches
IJSEM 2003
Escherichia coli
un commensal de l‘ intestin de l’homme & des animaux
Indicateur de pollution fécale de l’eau et des sols
comprenant aussi des variétés pathogènes ou pathovars
pour le tube digestif (ETEC,EPEC, STEC,EIEC…) le tractus urinaire (UPEC)
et le système nerveux central (NMEC)
Escherichia coli
une espèce présentant une grande diversité antigénique
  antigène O (chaîne oligosaccharidique du LPS); 173 sérogroupes O
  antigène K (polysaccharide capsulaire) ; 80 sérogroupes K
  antigène H (flagelline) ; 56 sérogroupes H
Groupes phylogénétiques
100
80
commensale
60
A
Pourcentage de souches
40
20
100
B1
80
pathovar NMEC
60
40
20
100
B2
A B1 B2 D
A B1 B2 D
80
pathovar UPEC
60
40
D
E
20
A B1 B2 D
Les pathovars ont émergé
après acquisition de matériel génétique exogène
taille (Mb) du
chromosome
UPEC
commensal
STEC
STEC
commensal
584 kb
pathovar
(STEC)
Les pathovars ont émergé
après acquisition de matériel génétique exogène,
capable éventuellement de se répliquer de manière
autonome
UPEC
commensal
STEC
STEC
plasmide
Les pathovars ont émergé…
aussi après réduction du matériel génétique natif
commensal
pathovar
(STEC)
transposon
îlot de pathogénicité bactériophage
plasmide
commensale
délétions,
mutations ponctuelles
réarrangements
EIEC
NMEC
pathovars
ETEC
UPEC
EHEC
des pathovars
entéropathogènes
Le pathovar EPEC (EnteroPathogenic Escherichia Coli)
q  à l’origine de diarrhées aqueuses associées à des vomissements et
de la fièvre
q  frappant
Les pili
le nourrisson (< 6 mois)
ce pathovar est aujourd ’hui rarement incriminé dans les diarrhées du jeune enfant vivant dans
les pays développés alors que dans les années 60, il causait des épidémies de diarrhées infantiles
q  associé aux sérotypes O26, O55, O111, O119, O127, O128
un plasmide qui permet la synthèse de pili (IV) conduisant
à une adhérence bactérienne localisée
bundlesBfp
mv, microvillosité
 , piedestal
un îlot de pathogénicité contrôlant l’attachement et
l’effacement des microvillosités intestinales
MV,
microvillosité
l’îlot LEE
35 kb
Tir intimine
Les îlots de pathogénicité : en bref
Des segments d’ADN, de taille variable (jusqu’à 220 kb)
§ comprenant un ou plusieurs gènes de virulence
§ présents seulement dans le génome des souches pathogènes
§ ayant souvent un GC% différent du restant du génome
§ souvent flanqués de petites séquences directes répétées
§ souvent associés à un gène codant un ARNt
§ incluant souvent des gènes de mobilité, fonctionnels ou cryptiques
§ souvent instables
milieu
extracellulaire
membrane
externe
périplasme
membrane
interne
cytoplasme
effecteur
Tir, un récepteur cellulaire insolite
…codé par un gène bactérien
intimine
membrane externe
Tir
membrane plasmique
polymérisation
de l’actine
Tir
Le pathovar STEC (Shiga Toxin producing- Escherichia Coli)
q  dont le réservoir naturel est le tube digestif des ruminants (bovidés),
transmis à l’Homme principalement par l’alimentation (viande de bœuf)
q  très virulent, la dose infectante étant < 100 bactéries /25 g d’aliment
q  à l’origine d’une colite hémorragique (mais souvent une colite banale…)
pouvant se compliquer par un syndrome hémolytique et urémique
(anémie intense avec schizocytose, thrombopénie et insuffisance rénale) ou par
un purpura thrombotique thrombopénique
q  associé aux sérotypes O111, O26, O103, O145, O157:H7 et O104:H4
A Multisate Outbreak of Escherichia coli
O157:H7-Associated Bloody Diarrhea
and Hemolytic Uremic Syndrome
from Hamburgers
The Washington Experience
Beth P. Bell et al.
JAMA, 1994; 272: 1349-1353
732 cas d’infection dans 4 états des USA liés à la consommation,
dans des restaurants, de hamburgers insuffisamment cuits (< 60°C) 195 individus hospitalisés
55 patients avec un syndrome hémolytique et urémique
4 morts
N Engl J Med 2011, 365, 1771-1780
La situation française
Des cas groupés
2000 : 10 cas (2 SHU); E. coli O157; merguez
2002 : 10 cas ( 2 SHU); E.coli O148; viande de mouton peu cuite (abattage à la ferme)
2004 : 5 foyers; E.coli O157 (1 foyer); fromage de chèvre non pasteurisé
Des cas épidémiques
2005
Sud-Ouest : 69 cas (17 SHU); E.coli O157 : H7; steaks hachés congelés industriels
Normandie : 17 SHU; E.coli O26; camembert au lait cru
2011
Nord-Pas-de-Calais : 18 SHU ; E.coli O157 : H7; steaks hachés congelés industriels
Aquitaine : 26 cas (9 SHU) ; E. coli O104 : H4 ; graines germées
ingestion d’aliments contaminés
3- 4 jours
le scénario
crampes abdominales
diarrhées
résolution
10%
90%
diarrhées sanglantes
7 jours
résolution
90%
10%
syndrome hémolytique & urémique (SHU)
décès
5%
insuffisance rénale
protéinurie
chronique
30%
5%
résolution
60%
?
complications tardives
Le pathovar STEC (stx,eae)
un îlot de pathogénicité contrôlant l’attachement et
l’effacement des microvillosités intestinales
MV, microvillosité
un plasmide (pO157) porteur de gènes codant une
hémolysine (ehxA), une catalase (katP) et un facteur
clivant le facteur V (espP)
cellules Vero
un phage gouvernant la synthèse d’exotoxines (Stx)
inhibant la synthèse protéique, constituées de 5 sousunités B (le ligand est un glycolipide [Gb3] de la surface des
entérocytes et des cellules endothéliales du rein, du côlon et du
cerveau) et d’une sous-unité A (une N-glycosidase libérant le
résidu A4324 de l’ARN ribosomal 28S)
cellules Vero + Stx
Emergence du pathovar EAHEC
(Entero-Aggregative-Hemorrhagic E. coli)
un exemple d’évolution d’un pathogène
le scénario envisagé
Brzuskiewicz et al., Arch. Microbiol., 2011
Mellmann et al., PLoS One 2011
la transduction des gènes stx peut avoir lieu dans le tube digestif de nombreux animaux,
dans diverses matrices alimentaires, dans des biofilms
Le pathovar EIEC (Entero-Invasive Escherichia Coli)
à l’origine d’une diarrhée aqueuse ou parfois d’un syndrome dysentériforme
capable d’envahir la muqueuse intestinale grâce à un plasmide homologue
à celui présent chez Shigella
Le pathovar ETEC (EnteroToxinogenic Escherichia Coli)
responsable de la majorité des diarrhées chez l’enfant vivant dans les
pays en développement
650 millions de cas de diarrhées infantiles par an dont environ 800.000 sont mortels
… mais aussi de la diarrhée du voyageur (turista)
causant un syndrome cholériforme en raison de la production
d’entérotoxines plasmidiques LT (apparentée à la toxine cholérique) et
ST altérant les mouvements d’eau et d’électrolytes dans les entérocytes
le plasmide porte aussi des gènes codant des pili de type différent (CFAI, CFAII, CFAIII ou longus)
des pathovars responsables d’infections intestinales
….mais aussi d’ infections extra-intestinales
Infections de l’appareil urinaire
pathovar UPEC
E. coli, l’agent majeur des infections urinaires
communautaires (80% des cas) et nosocomiales (50 % des cas)
q  des gènes gouvernant la synthèse d ’adhésines
fimbriales (pili de type 1 ; pili de type P ou Pap associés aux
souches responsables de pyélonéphrite) mais aussi
afimbriales (AFAI, AFAIII et Dr) , jouant un rôle crucial
dans le pouvoir pathogène
q  des gènes codant des cytotoxines (α-hémolysine,
cytotoxic necrotizing factor 1 ou CNF-1)
...portés par des îlots de pathogénicité
Infections méningées
pathovar NMEC
E. coli K1, l’un des principaux germes responsables
de méningite néo-natale diagnostic bactériologique d’une colibacillose
mise en évidence de la bactérie dans les produits pathologiques
culture sur gélose MacConkey lactose (24 h, aérobiose)
(colonies monomorphes de colibacilles)
culture sur gélose Drigalski (24 h, aérobiose)
(colonies monomorphes de colibacilles)
Détection de E. coli EHEC/STEC dans les selles
conduite pratique
q détection des souches du sérotype O157 : H7
ce sérotype ne fermente pas le sorbitol…sauf exception
(ne produit pas de β-glucuronidase, ne dégrade pas le rhamnose, résiste au céfixime et au tellurite)
MacConkey-lactose
lactose +
MacConkey-sorbitol
agglutination des bactéries
avec un sérum anti-O157
détection génotypique (PCR multiplex)
sorbitol -
des toxines Stx (vérotoxines) et de l’intimine Eae
q détection des souches de sérotypes autres que O157 : H7
détection génotypique (PCR) dans les selles (après enrichissement de 4-6 h en eau
peptonée), à partir d’une primoculture des selles ou sur des colonies suspectes
obtenues sur gélose Drigalski ou Hektoen
E. coli EHEC/STEC
 
une brève présence dans les selles
  (4 à 7 jours maximum)
  après le début des symptômes
 
détection d’anticorps anti-LPS de 25 sérogroupes
par ELISA ou hémagglutination
L’infection digestive par E. coli EHEC/STEC
le traitement
limiter la gravité et/ou la durée des symptomes gastro-intestinaux
prévenir les complications (syndrome hémolytique et urémique)
Les antibiotiques
…Les bêta-lactamines, le triméthoprime-sulfaméthoxazole, les fluoroquinolones
n’exercent aucun effet, voire augmentent la survenue d’un syndrome hémolytique
et urémique
L’azithromycine, inibiteur de la synthèse protéique (donc de Stx), serait une possibilité
Les ralentisseurs du transit
… Ils augmentent la survenue d’un syndrome hémolytique et urémique
Les perspectives thérapeutiques (en cas de SHU)
Les anticorps monoclonaux neutralisant Stx; la plasmaphérèse
Les inhibiteurs du trafic cellulaire de Stx
Recherche de E. coli dans les urines
conduite pratique
Chromo ID CPS
un milieu chromogène permettant de détecter simultanément
la production d’une β-glucuronidase et β-glucosidase
recherche de l’indole
recherche de TDA
-
+
+
E. coli
coques
Poursuite de
l’identification
examen direct
Poursuite de
l’identification
Proteus
bacilles
Poursuite de
l’identification
entérocoque
E. coli et bêta-lactamines
Phénotype « sauvage » (naturel)
(production d’une céphalosporinase AmpC faiblement exprimée)
organisation génétique d’ampC
terminateur de transcription
de l’opéron frd (fumarate-réductase)
PampC
+1
frdD
RBS
ampC
début de transcription
d’ampC
FOXS pénicillinase
FOXR céphalosporinase
pénicillinase de type TEM à haut niveau
résistance élevée vis-à-vis de la céfalotine (CF), de la pipéracilline (PIP) et du mécillinam
(MEC) et synergies faibles entre amoxicilline et acide clavulanique (AMC) et ticarcilline et
acide clavulanique (TCC; sensibilité diminuée au céfuroxime (CXM)
β-lactamase à spectre étendu (BLSE)
synergie acide clavulanique - CF, - CXM, - CAZ, - CTX, - ATM
pénicillinase résistante aux inhibiteurs (IRT ou TRI)
faible synergie amoxicilline (AMX) et acide clavulanique (AMC)
céphalosporinase hyperproduite
résistance à l'amoxicilline associée ou non à l'acide clavulanique, à la céfalotine (CF), à la
céfoxitine (FOX) ou le céfuroxime (CXM) ainsi qu'une céphalosporine de troisième
génération (CAZ); sensibilité conservée vis-à-vis du mécillinam (MEC) et du céfépime (FEP)
céphalosporinase hyperproduite + pénicillinase
Mueller-Hinton
+ cloxacilline (300 mg/L)
Mueller-Hinton