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Entérobactéries

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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.

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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.

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4 - Structure antigénique

Antigènes O = Ag de paroi toujours présents

Antigènes H = Ag flagellaires

Antigènes 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

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* 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

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* 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 Salmonella

intérêt épidémiologique +++

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3 – Classification

Genre Espèces

Escherichia E. 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

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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 ptsrôle 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".

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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

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ESCHERICHIA COLI

I – Taxonomie

Famille : Enterobacteriaceae

Genre Escherichia

Espèce type : E .coli

Autres espèces (incidence faible 1%) :

* E. hermanii

* E. vulneris

* E. fergusonii

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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

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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)

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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)

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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

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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

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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.

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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.

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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

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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.

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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)

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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 BCP E.coli sur mil. chromogène

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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

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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

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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.

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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 hommeDublin : bovins, homme…..

Tous st retrouvés ds eaux d’égoût et de S.

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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 )

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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)

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→ 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

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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)

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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

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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 ?

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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

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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 ;

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II - POUVOIR PATHOGENE

* bies strictement 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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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

** Genre Providencia : 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