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FGSM2 - Formation Générale aux Soins Médicaux de niveau 3 MED0301 – Agents infectieux, Hygiène, Aspects généraux Sq1 et Yersina : GIRARDOT Pauline Pr C. De Champs Sq2 et Shigella : BEAUVAIS Gwenaëlle S3 – 04/09/2021

Cours E-learning n°3 : Infections digestives bactériennes En cours seront exposés d’autres entérobactéries responsables d’infections digestives.

Séquence 1 : Entérobactéries : généralités

I. Introduction Les entérobactéries constituent une grande famille de bactéries. Leur nom vient du grec « Enteron » = intestin et bakterium = bâtonnet. Ce sont des bacilles en forme de bâtonnet droit. C’est le groupe le plus important isolés en pathologie humaine. Elles représentent environ 50 % des bactéries isolées dans les laboratoires d’analyses médicales ; 60 % des infections digestives D’ORIGINE BACTERIENNE (=entérites bactériennes)

et 70 % des infections urinaires. Un grand d’infections digestives sont d’origine virale en particulier chez l’enfant et le sujet âgée. Ils existent un grand nombre d’espèces, les plus fréquemment rencontrées représentent 20 à 25 espèces et les espèces impliquées dans les infections environ 50. De nombreuses espèces autres que celle-là sont présentes dans le milieu naturel.

II. Habitat Les entérobactéries (intéressantes en médecine) sont présentes essentiellement dans la flore digestive. Elles constituent une grande part des bactéries présentes. On les trouve surtout au niveau du côlon et du rectum. Parmi ses entérobactéries, Escherichia coli a la plus forte concentration. Dans l’environnement, les entérobactéries sont les hôtes naturels de végétaux. Lorsqu’on les trouve dans l’eau (ou dans les sols), il faut suspecter une contamination fécale par l’Homme ou par les animaux.

III. Morphologie

Il s’agit de bacilles à gram – (cf. structure de la paroi) à coloration bipolaire. Sur la photo, la coloration est plus marquée à chaque côté de la bactérie. Il ne faut pas les confondre avec une association de 2 coques. Elles sont en générales mobiles. La disposition des flagelles, organes de locomotion des bactéries, tout autour de la bactérie, leurs donnent des mouvements de glissement, un peu comme des aéroglisseurs. On appelle cette mobilité péritriche. Certaines espèces ont une capsule. Dans ce cas, elles sont immobiles. Ce sont des bactéries aéro-anaérobies. Elles n’ont pas d’exigence particulière en culture et poussent facilement sur les milieux usuels et

dans l’environnement. Ces caractères expliquent à la fois leur persistance dans l’environnement et leur capacité à s’adapter dans l’organisme et à créer des infections dans des milieux dépourvus d’02 comme des abcès. Elles ont plusieurs caractères biochimiques (entrant dans la définition de la famille) communs dont les principaux sont la fermentation du glucose et la présence d’une nitrate réductase (et d’une catalase). Cette dernière peut expliquer les phénomènes de pollution liée à la prolifération bactérienne. Certaines de ces réactions chimiques interviennent dans la modification du pH expliquant la formation de calculs urinaires.

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IV. Structure schématique d’une bactérie

Comme toutes les bactéries à gram -, elles ont une paroi et une membrane cytoplasmique. Elles contiennent du matériel génétique sous la forme d’un chromosome unique et d’ADN, plus mobile, appelé plasmide. La capsule, lorsqu’elle existe est à l’extérieur. Les appendices entourent la bactérie, des poils ou pili servent à l’adhésion de la bactérie et des flagelles, organes de locomotion.

V. Structure de la paroi bactérienne à gram -

La paroi comporte une membrane externe constitué du LPS et d’une couche de phospholipides. Sous la membrane externe se trouve le PG. En dessous, il y a la membrane interne qui est la membrane cytoplasmique. Le LPS est constitué de chaines dirigées vers l’extérieur saccharidiques et porteuses de l’Ag O et d’un lipide, dirigé vers l’intérieur, responsable du choc septique ou endotoxine. Cette membrane est très imperméable, c’est pourquoi il existe des porines qui permettent aux molécules de traverser cette membrane dans les 2 sens.

Ceci permet aux nutriments de pénétrer dans la bactérie et aux éléments toxiques de sortir de la bactérie. C’est par ces porines que les antibiotiques pénètrent dans la bactérie. Entre le PG et la membrane interne se trouve des enzymes qui permettent la synthèse terminale du PG. Ces enzymes sont des protéines qui peuvent fixer la pénicilline d’où leur nom PLP ou PBP en anglais.

VI. Constitution antigénique La constitution antigénique de la bactérie à gram – comporte l’Ag O appelé également Ag somatique qui est la chaîne polysaccharidiques du LPS. Elle comporte aussi des Ag situés à l’extrémité du flagelle ou Ag H. Et des Ag qui correspondent à la capsule ou Ag K. Ces Ag K peuvent être présents en l’absence de capsule s’il existe du matériel polysaccharidiques par exemple à la surface de la bactérie. L’intérêt de ces Ag est de pouvoir identifier les Salmonelles et les distinguer les unes des autres. Pour les autres bactéries, ils sont utilisés uniquement à visée épidémiologique.

VII. Classement des Entérobactéries selon leur pouvoir pathogène Les entérobactéries peuvent être classées selon leur pouvoir pathogène. On distingue les pathogènes opportunistes qui ne sont pas impliqués dans les diarrhées mais qui peuvent devenir pathogènes en cas de perturbation du système de défense de la bactérie. Par exemple, ça peut être un obstacle sur les voies urinaires ou sur les voies digestives en cas d’occlusion. Elles peuvent aussi devenir pathogènes si la flore est perturbée par des ATB. Elles constituent un réservoir de bactéries qui peuvent être sélectionnées par les ATB et ces bactéries sélectionnées étant les plus résistantes, elles peuvent transmettre leurs gènes de résistances à d’autres bactéries qui deviennent de plus en plus résistantes. (Ex. de pathogènes opportunistes : Escherichia coli, Klebsiella [Klebsiella oxycota et MICI], Enterobacter, Serratia, Proteus, Providencia). A côté de se trouvent des pathogènes spécifiques d’infections. Elles donnent des symptômes bien identifiés et caractéristiques des espèces concernées. Les genres en cause sont les Salmonelles, les Shigelles, Escherichia coli et Yersinia.

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Retenir : Au total, de nombreuses entérobactéries constituent la flore commensale du tube digestif. Elles ont un rôle protecteur pour l’organisme. Elles peuvent aussi constituer un réservoir de bactéries pour des infections opportunistes (ex. urinaires). Le lipide A du LPS est une endotoxine responsable du choc septique. Certaines entérobactéries sont des pathogènes spécifiques qui donnent des syndromes liés à leurs facteurs de pathogénicité qui les caractérisent.

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Séquence 2 : Ecosystème intestinal

I. Principaux composants de la barrière intestinal

Le tube digestif est un organe creux. On considère que la lumière intestinale contient des éléments extérieurs à

l’organisme. Ainsi, l’épithélium intestinal est une barrière de protection pour l’organisme.

Ces cellules épithéliales sont protégées par du mucus qui empêche les bactéries pathogènes d’accéder aux

cellules.

Entre les cellules épithéliales, se trouve les cellules productrices de mucus mais également des cellules M (non

représenté sur schéma) couplées à un macrophage. Ces cellules M assurent la défense de l’organisme. Parfois,

les cellules M sont dépassées, elles constituent alors un point de pénétration dans l’organisme pour certaines

bactéries pathogènes.

II. Densité de la flore bactérienne dans le tube digestif

Il y a dans la bouche des bactéries qui contribuent à

la défense de l’organisme contre la transmission

orale de certaines bactéries.

Lorsqu’on descend dans le tube digestif, la

concentration bactérienne diminue à cause du pH

acide qui est présent dans l’estomac, puis

réaugmente progressivement du duodénum au

rectum.

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III. Flore fécale de l’homme adulte

Les bactéries présentes dans les selles reflètent la flore bactérienne du colon et du rectum.

Ainsi, on distingue 3 types de flores :

- La flore dominante qui possède la plus forte concentration. Elle est constituée de bactéries anaérobies et

lactiques. Ces bactéries sont très sensibles aux antibiotiques, ce qui peut expliquer les déséquilibres de flore.

- La flore sous dominante aéro-anaérobies qui a des concentrations plus faibles

- La flore fluctuante en concentrations relativement faibles

- Il peut y avoir également des levures et des champignons.

A. Flore fécale : place des entérobactéries

Les entérobactéries se retrouvent dans les flores

sous dominante et fluctuante.

Dans la flore sous dominante on retrouve

uniquement Escherichia Coli associé à des

entérocoques (qui ne sont pas des

entérobactéries).

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Dans la flore fluctuante, on peut

retrouver des entérobactéries à des

concentrations plus faibles mais plus

résistantes que Escherichia Coli. Leur

concentration augmente dès l’instant

où des antibiotiques ou d’autres

facteurs ont pu détruire la flore

dominante et sous dominante.

Enfin, il peut exister d’autres bactéries :

- Bactérie aérobie stricte telle que Pseudomonas aeruginosa pouvant donner des infections graves chez les

immunodéprimés.

- Bactérie anaérobie Clostridium

- Bactérie aérobie anaérobie tolérante Staphylococcus

- Bactérie aéro anaérobie Bacillus

IV. Rôle de la flore colique

Si un enfant né par césarienne, son tube digestif ne contient pas de bactérie. A la naissance, l’enfant

se contamine avec les bactéries de sa mère qui vont coloniser le tube digestif.

Lors d’une interaction hôte-bactérie il existe un véritable dialogue entre la bactérie et l’épithélium

intestinal. La bactérie trouve un récepteur sur la cellule épithéliale et sa fixation stimule sur la cellule épithéliale

la production de nouveaux récepteurs pour la fixation d’autres bactéries de la même espèce.

Effet barrière la flore intestinale entre en compétition avec les pathogènes potentiels pour les

nutriments, les échanges avec l’oxygène. Elle produit également des toxines antibactériennes pour d’autres

espèces appelées bactériocides.

Rôle important pour :

Le tonus intestinal et son transit si le tube digestif ne contient pas de bactéries, la musculeuse va

s’atrophier.

Le renouvellement de l’épithélium intestinal la desquamation des épithéliums participe à la défense

de l’organisme, en éliminant les pathogènes potentiels qui auraient pu se fixer sur les cellules.

La stimulation immunitaire agit plus rapidement en cas d’infections

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V. Déséquilibre de la flore intestinale

Causes

- antibiotiques pouvant donner une diarrhée simple

- antimitotiques

- anatomiques, en particulier physiologiques arrêt du transit intestinal, maladies inflammatoires

Conséquences

• Colonisation par des bactéries pathogènes exogènes (qui proviennent de l’extérieurs à l’organisme) ou endogènes présents dans l’intestin à faible concentration, exemple : Clostridium Difficile • Activation de la production de toxine par Clostridium difficile quand la flore dominante et sous dominante sont à concentration plus faibles • Bactériémie en oncologie, les lésions entrainées par les antimitotiques sur l’épithélium intestinal facilitent le passage des bactéries dans le sang = bactériémie • Diarrhée on peut avoir une diarrhée aux antibiotiques sans avoir de pathogène spécifique dans l’intestin

A. Les antibiotiques

Les antibiotiques ont un réel effet délétère sur la flore dominante et sous dominante. Ils favorisent parfois la

prolifération de la flore sous dominante dans certains cas mais aussi de beaucoup de bactérie de la flore

fluctuante :

- Bactériémies par translocation

- Colite pseudo membraneux

On peut aussi sélectionner des bactéries résistantes aux antibiotiques, une fois sélectionner elles vont pouvoir

transférer leur de gène de résistance à d’autres espèce bactériennes. Ainsi on a des espèces bactériennes qui

deviennent de plus en plus résistantes en accumulant divers gènes résistants.

On a donc :

- Emergence de souches résistantes aux antibiotiques transfert de gènes de résistance inter espèce

- Persistance de souches résistantes aux antibiotiques

Il faut garder à l’esprit que les antibiotiques à élimination intestinale peuvent favoriser des diarrhées, des

infections et des résistances aux antibiotiques

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VI. Bactéries impliquées dans les diarrhées infectieuses

Les entérobactéries ne sont pas les seules à être impliquées dans les diarrhées infectieuses.

• Staphylococcus aureus (Cocci à Gram positif) provoque des diarrhées à cause de ses toxines.

• Dans les bacilles à Gram négatif, certaines bactéries ne sont pas des entérobactéries :

- Vibrio cholerae responsable du choléra

- Campylobacter qui possède un système respiratoire différent des bactéries aero-anaerobies

•Bacilles à Gram positifs :

- Aérobies : Bacillus cereus

- Anaérobies stricts : Clostridium difficile

A retenir :

La lumière intestinale est un véritable écosystème pouvant être déséquilibré par les traitements médicamenteux.

Les récepteurs des cellules épithéliales ou les cellules M seront responsables du passage d’agents infectieux ou

de toxines à travers l’épithélium, donnant par la suite des diarrhées.

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Séquence 3 : Entérobactéries des infections digestives les moins fréquentes en

France : Shigella et Yersinia

Shigella

Définition

- Entérobactérie spécifique du tube digestif

- Ne se rencontre que chez l’Homme

- La transmission est féco-orale à partir de malades ou porteurs sains.

- Elle provoque des infections intestinales dont la forme la plus grave est la dysenterie bacillaire.

Espèces

4 espèces :

- Shigella dysenteriae (maladie la plus grave) - S. flexneri - S. boydii - S. sonnei (la plus fréquente en France)

Facteurs de pathogénicité

- Sécrétion par la bactérie d’exotoxines

- Système d’invasion des cellules épithéliales = système de sécrétion de type 3 : constitué d’un système protéique sécrété par la bactérie qui permet de faire des pores dans les cellules épithéliales et d’injecter des protéines bactériennes dans la cellule avant l’invasion par la bactérie.

Pouvoir pathogène

- Bactéries strictement humaines : difficultés pour la recherche

- Responsables de recto-colite inflammatoire

- Dose minimale infectante 10 à 100 bactéries.

Exemple : Choléra dose infectante 108 à 1011

bactéries chez un adulte à jeun du fait de l’acidité gastrique

Pouvoir pathogène :

Dysenterie bacillaire

S.dysenteriae sérotype 1 :

• Forme la plus sévère des infections à Shigella

• Incubation courte : 1 à 2 jours (important à retenir pour l’étiologie des diarrhées)

• Symptômes : Douleurs abdominales, fièvre, selles afécales, glaires mucosanglantes • Complications : Perforation colique, signes neurologiques (diminution de la vigilance)

Pouvoir pathogène :

Syndrome

diarrhéique (plus fréquent)

- Diarrhée commune (enfants) - Parfois, diarrhée sanglante

- Syndrome hémolytique et urémique SHU - Diarrhée des voyageurs (pas les seules bactéries impliquées dans ce type)

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Traitements

- Naturellement sensible à la plupart des antibiotiques, - Résistance aux antibiotiques très variable selon les zones géographiques (transfert plasmidique) Les formes non compliquées : traitement symptomatique

Si tableau fébrile important : antibiotiques 4 à 5 jours (β-lactamine, sulfaméthoxazole-triméthoprime ou fluoroquinolones)

Dans les diarrhées, il faut essayer de ne pas utiliser les antibiotiques pour ne pas déséquilibrer la flore intestinale et permettre un rétablissement plus rapide. Les formes sévères : traitement symptomatique (réhydratation, antipyrétique) et obligatoirement des antibiotiques adaptés à l’antibiogramme.

Yersinia enterocolitica

Généralités

est une autre bactérie peu fréquente responsable de diarrhées. Elle s’est très bien adaptée à notre mode de vie moderne puisqu’elle peut pousser entre 4 et 10°C (psychrophiles) ce qui correspond à la température des réfrigérateurs. Elle est mobile en-dessous de 28° et immobile à 37°C. Ce qui est pour la bactérie une économie de moyen puisque dans l’environnement, elle est mobile ce qui lui permet de passer d’un aliment à l’autre, de végétaux sur de la viande ou inversement ou sur du fromage et à 37°C, dans l’organisme, elle n’a plus besoin d’être mobile, elle est donc immobile. On l’a retrouvé plus fréquemment dans les intestins des animaux, en particulier du porc et c’est donc par la charcuterie qu’on se contaminé. Les contaminations sont maintenant moins fréquentes.

Pouvoir pathogène

L’incubation est plus longue que pour les Shigelles de l’ordre d’1 semaine et la diarrhée est également plus longue. C’est une diarrhée fébrile qui dure 1 à 2 semaines (phase aiguë). Souvent on ne demande pas d’analyses biologiques devant des diarrhées mais devant une diarrhée persistante, il faut penser à Yersinia enterocolitica. Elles sont également responsables de syndromes pseudo-appendiculaires, simulant des appendicites. Chez l’immunodéprimé, on peut trouver d’autres localisations notamment des septicémies qui sont rares. Autre particularité de cette bactérie, après guérison de l’infection (à distance de l’infection aiguë), elle peut donner des syndromes réactionnels à type d’arthrite ou d’érythème noueux (pathologie que nous verrons en dermatologie qui donne des plaques rouges sur la peau). En résumé, il y a le tableau des caractéristiques de la maladie.

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Il donne la durée moyenne d’incubation, c’est-à-dire 7 jours (2 à 14 jours). Les principaux symptômes : entérocolite mais aussi adénite mésentérique qui explique les douleurs de type appendiculaire. La durée des symptômes qui peut être brève mais aussi longue, quelques semaines. La durée de portage est longue de plusieurs mois sans traitement.

Facteurs de pathogénicité

Les facteurs de pathogénicité sont la possibilité pour la bactérie de pénétrer dans les cellules M au niveau de l’iléon terminal. Les cellules M sont des cellules du SI (=Système Immunitaire). Après la pénétration, les bactéries ont la possibilité d’être prise par un macrophage où elles peuvent persister. Elles seront ensuite drainées par le courant lymphatique dans les ganglions mésentériques via les plaques de Peyer expliquant les symptômes pseudo-appendiculaires. Elles ont une localisation intracellulaire dont il faudra tenir compte dans le choix des ATB.

Diagnostic biologique de

Yersinia enterocolitica

Le diagnostic biologique se fait par l’isolement de la bactérie à partir de selles ou d’hémocultures. Les cultures sont plus lentes que les autres bactéries et on utilise des milieux chromogéniques donnant à la bactérie des couleurs différentes des autres bactéries du tube digestif ce qui permet de la reconnaître. D’autant plus que comme la culture est longue, il peut y avoir beaucoup de bactéries sur le milieu de culture. Il y a également possibilité d’enrichir le prélèvement en le plaçant au froid puisque ces bactéries se développent mieux que les autres au réfrigérateur. Dans les syndromes réactionnels, on peut faire un diagnostic sérologique en recherchant des Ac (agglutination). Il faut savoir qu’il y a des réactions croisées (avec Brucella). Il faut se méfier de l’interprétation de ses sérologies.

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Autres Yersina

Yersinia pseudotuberculosis plus que Yersinia enterocolitica donne des symptômes d’adénite mésentérique. On la retrouve encore plus rarement dans les diarrhées. Il faut la rechercher éventuellement dans les ganglions mésentériques s’il y a une intervention pour un syndrome appendiculaire. Dans ce genre, il faut savoir qu’il y a Yersinia pestis qui est une bactérie complétement à part, qui est responsable de la peste et dont la porte d’entrée est cutanée ou aérienne. Elle peut donner des adénites purulentes, des septicémies mortelles et des infections pulmonaires mortelles.

Prévention

La prévention de toutes ses bactéries est un respect strict de l’hygiène des mains, du traitement des effluents. Il faut également dépister les porteurs et les isoler. En ce qui concerne les effluents, le tout à l’égout est un élément important en ce qui concerne la lutte contre la transmission de ses bactéries à transmission féco-orale. La déclaration est obligatoire pour les TIAC (Toxi-infections alimentaires collectives). A partir du moment où on a 2 cas rapprochées de ces bactéries qui sont rarement isolées, il faudra penser à une TIAC et faire une déclaration à l’ARS.

Conclusion Il y a des bactéries à mécanisme entéro-invasif. Il s’agit de Shigella qui donne des syndromes dysentériques et de salmonella (revue en cours) et de Yersinia qui donnent des syndromes gastroentéritiques. Certaines de ses bactéries peuvent donner des syndromes extra-intestinaux après une infection intestinale. Il s’agit de Shigella qui donne des troubles de vigilance ou des syndromes hémolytique et urémique ou Yersinia qui donne des syndromes réactionnels à type d’arthrite ou d’érythème noueux. Il faut retenir que ses bactéries peuvent être responsable d’infections collectives d’origine alimentaire et que la déclaration est obligatoire à partir du moment où il y a un caractère collectif. Enfin Salmonella et Shigella peuvent être impliquées dans les diarrhées du voyageur.

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