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Neisseria meningitidis

I- TAXONOMIE • Famille : Neisseriaceae Cocci/coccobacilles Gram -, immobiles, aérobies stricts

• Genre : Neisseria

- Espèces pathogènes pour l’homme : N. meningitidis N. gonorrhoeae

- Espèces commensales rhinopharynx : N. flavescens N. cinerea N. lactamica etc..

• N. meningitidis : génome entièrement séquencé ≈ 2 200 kbp

- Souche de sérogroupe B (TIGR) - Souche de sérogroupe A (Sanger Institute) - Souche de sérogroupe C ( Sanger Institute)

Cécile M. Bébéar Enseignement complémentaire optionnel Bactériologie Générale et Systématique 07/11/2006

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II- HABITAT • Parasite obligatoire de l’homme → transmission par contact

direct (salive) • Réservoir : oro- et rhinopharynx • Portage pharyngé « sain » : 5-15 % (1 malade/1000-2000

porteurs) Enfants, adolescents ++ Plusieurs mois

III- EPIDEMIOLOGIE

• Incidence des méningites bactériennes pays industrialisés 2,5-10/100.000 hab/an à N. meningitidis :1-5/100.000 hab /an,

• En France en 2004, incidence des infections invasives à méningocoque (IIM) 1,45 cas /100.000 hab (↓ incidence de 18% par rapport à 2003 après une progression régulière de 1996 à 2003)

Rq : seuil épidémique établi par la DGS à 10/100.000 hab sur 3 mois ⇒ 699 cas notifiés d’IIM en 2004 : - 539 cas de méningite (77%) - 375 cas de septicémie ou purpura fulminans (54%) - 224 cas : les deux • Formes sporadiques (endémie avec épidémies en Afrique)


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Nourrissons <1 an, enfants d’âge scolaire, adolescents, jeunes adultes en communauté fermée (pensionnaires, militaires) 2004 : incidence la plus élevée chez nourrissons avant 1 an (16,8/100 000) puis adolescents (5,4/100 000 à 17 ans) ; 77% des cas avant 25 ans Fréquence accrue: janvier à avril (41% des cas en 2004)

• Mortalité 12% en 2004 (âges extrêmes++) - différence suivant le tableau clinique Méningite simple : 5% de décès Purpura fulminans (méningococcémie) : 28% de décès - suivant le sérogroupe Sérogroupe B létalité 6% (↓ /2001-03), C 21%, W135 20%

• Séquelles ≈ 7% en 2004

• Déclaration obligatoire Nombreux systèmes de surveillance nationaux, européens


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• En France, départements à forte incidence sérogroupe C: Puy de Dôme (1,7/100 000), Landes, Hautes Pyrénées, Pyrénées Orientales (2,2/100 000) ⇒ campagnes de vaccination en 2002.

• En France, depuis 2003, un département en situation d’hyperendémie à IIM de sérogroupe B: Seine-Maritime (Dieppe++) ⇒ incidence de 1,5/100.000 hab en Seine-Maritime et de 13/100.000 hab à Dieppe en 2004 (21,3 en sept 2006 = 14X la moy. nationale) avec circulation de souches appartenant au même complexe clonal et entraînant des cas graves (60% de purpura fulminans) et une létalité élevée (25% pour les cas confirmés en 2005) ⇒ informations grand public et campagnes de vaccination en cours depuis l’été 2006 (cf chapitre vaccination). IV- L'infection méningococcémique - histoire

naturelle

A. Primoinfection • Rhinopharyngite ou portage sain, phase inaperçue N.m = commensal du rhinopharynx • Très faible fraction de sujets colonisés : dissémination

accidentelle de la bactérie dans le sang et 2 situations :

B. Méningite cérébrospinale


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La plupart des cas, pronostic favorable si traitement adéquat (5 % de mortalité)

C. Septicémies avec choc méningococcique = Purpura fulminans ou méningococcémie

• Tableau très brutal avec purpura hémorragique et CIVD • Hémocultures +, LCR clair • 31% des cas d’IIM en 2004 (enfants de 1 à 14 ans ++) 29% des IIM sérogroupe B, 39% sérogroupe C, 20% sérogroupe W135

• Complications → décès (28% des purpura fulminans en 2004)

D. Complications En 2004 : nécroses cutanées, amputations, troubles neurologiques, troubles auditifs, séquelles rénales 45% des cas chez des patients ayant un purpura fulminans.

E. Autres manifestations


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• Arthrites, conjonctivites, sinusites, endocardites, pneumonies etc…


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V- PHYSIOPATHOLOGIE DE L’INFECTION A N. MENINGITIDIS

Infection portage ou maladie invasiveTransmission par les sécrétionspharyngées

Adhésion à l’épithélium respiratoire colonisation portage

OU

Invasion sanguinesepticémie

choc septiqueTraversée de la barrière hémato méningée

méningite

A. 3 étapes de l’infection méningococcique

1. Colonisation du rhinopharynx • Adhésion aux cell. épithéliales rhinopharyngées (colonisation)

Transport vacuole de phagocytose portage sain (pili- protéines membranaires) ↓ Dissémination sang


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• Portage → invasion: Infection = accident au cours du portage d'une bactérie commensale du rhinopharynx mécanisme déclenchant ? changement de l'environnement (infection virale récente, grippe) ? chez l'hôte (facteurs favorisants, déficit du complément) ? chez la bactérie (souche invasive) ?

2. Dissémination sanguine

• Résistance à la phagocytose des polynucléaires (PN) et au complément (C’) grâce à la capsule

• Système de captation du fer → X° in vivo, extracellulaire • Tableau septicémique → hémocultures +

Bactériémie à méningocoque

• Franchissement 2aire de la barrière hémato-méningée


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3. Passage de la barrière hémato-méningée • Barrière hémato-encéphalique:

- endothélium des capillaires cérébraux - endothélium des capillaires méningés - plexus choroïdes

• 2 voies de passage sang-LCR pour la bactérie : - endothélium des capillaires méningés - plexus choroïdes

• Comment ? grâce à ≠ facteurs de pathogénicité: capsule, facteurs d'adhésion (pili), lipopolysaccharide (LPS), système de captation du fer, production de cytotoxines

• Production locale de cytokines (TNFα, IL1, IL6…) ⇒ inflammation méningée avec afflux de PN à travers la

barrière hémato-méningée, ↑ protéinorachie, œdème tissulaire

• Recrutement des PN dans le LCR: - à l'état normal: pas d'interaction PN-cel. endothéliales - sous l'effet de cytokines, du LPS: adhésion des PN à la

surface des cellules endothéliales et passage à travers la couche cellulaire

Cécile M. Bébéar Enseignement complémentaire optionnel 9 Bactériologie Générale et Systématique 07/11/2006

• Diminution de l'étanchéité de la barrière hémato-encéphalique (production IL1 ++) → relâchement des capillaires cérébraux

• Choc méningococcémique → libérat° de l’endotoxine (LPS) →

libérat° histamine, sérotonine → activat° coagulation, product°cytokines

A. Facteurs favorisants

1. liés à l’hôte : état immunitaire

• Immunité naturellement acquise

- mère –enfant - immunisation hétérospécifique : par portage

rhinopharyngé de Neisseria commensales comme N. lactamica (similitudes antigéniques) ou présence de E. coli K1- méningo B

- immunisation spécifique : par portage rhinopharyngé de de N. meningitidis

• Immunité humorale : anticorps (Ac) contre

– antigène (Ag) polysaccharidiques de capsule – protéines mb externe – complément indispensable

⇒ pb chez les sujets déficitaires :déficit en fraction terminale du complément, en properdine, déficit en IgG, immunodéficience acquise (immunosuppresseurs, VIH ,grippe)


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• Age : immuno-immaturité du nouveau-né, immunosenescence • Facteurs démographiques (promiscuité, rassemblements), et

climatiques (recrusdescence hivernale) etc..

2. liés à la bactérie : facteurs de virulence • Capsule +++

- Coque polysaccharidique - Protect° contre phagocytose des PN, bactéricidie

sérique - Souches isolées de malades, capsulées

de porteurs sains, non capsulées

- Définit les sérogroupes

13 ≠ : A, B, C, Y et W135 > 90 % des infections France, 2004: 59% B ; 32% C ; 4% W135 ; 5% X, Y, non groupables

Sérogroupe A : Afrique, SE Asiatique, Russie Sérogroupe C : Amérique, Europe Sérogroupe W135/ Europe, Afrique Sérogroupe Y : USA Groupes A et C → épidémies, groupe B → cas sporadiques ↑Sérogroupe C, Grande Bretagne (40%) → campagnes nationales de vaccination ↑Sérogroupes W135 (Mecque), Y (USA) En France : sérogroupe B stable, fluctuation groupe C, émergence groupe W135


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Obtent° d’immunsérums chez le lapin pour leur agglutination (diagnostic, épidémio)- réactions croisées, ex E. coli K1 et B

à la base des vaccins (Ac anti-polyoside capsulaire) Ac contre la capsule protecteurs

• LOS (lipooligosaccharide) :

- lipide A + core oligosaccharidique; pas de chaîne latérale O

- libération d’endotoxine (choc septique ++) - variations des Ag de surface du LPS

→ ≠ immunotypes → échappement au système immunitaire de l'hôte

• Protéines de la membrane externe (PME)

- 5 protéines majeures (PorA, PorB++) - 20 sérotypes ≠ (études épidémiologiques) - variations antigéniques

→ rôle dans l'adhésion et l'invasion cellulaire • Pili

- Piline, PilC1 = site de reconnaissance des cel. humaines - variations antigéniques - rôle majeur dans l'adhésion aux cel. Endothéliales


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• Systèmes de captation du fer à partir de l'Hb dans érythrocytes, de la transferrine de l'hôte (récepteurs sur la membrane externe pour la transferrine et les dérivés de l'Hb)

• Protéase à IgA

Enzyme capable de cliver les IgA → colonisat°des muqueuses

VI- DIAGNOSTIC BACTERIOLOGIQUE

A. Prélèvements • Au cours d’une infection : sang, LCR, liq. articulaire,

écouvillons nasopharyngés, conjonctivaux, prélèvements respiratoires…

• Chez le sujet sain : écouvillon oropharyngé et nasopharyngé ⇒ germe fragile, S froid, dessiccation, acidité ⇒ ensemencement rapide pour LCR et hémoc, milieux de transport.


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B. Examen direct • LCR trouble, >1000 elts /mm3, PN neutrophiles +++ Glycorachie diminuée, protéinorachie augmentée • LCR clair en cas de purpura fulminans

• Colorat° de Gram : diplocoques Gram-, capsulés, intra- et extracellulaires

C. Diagnostic direct par recherche d’AG solubles

• Diagnostic rapide, sur LCR, sérum: mise en évidence

polysaccharides capsulaires de ≠ bactéries • Agglutination de particules de latex sensibilisées :

- 1 Ac polyvalent pour sérogroupes A, C, Y, W135 - 1 Ac polyvalent pour sérogroupe B (réaction croisée

avec E. coli K1)


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- Ac monovalents pour chaque sérogroupe

• Faux - : concentrations antigéniques basses, traitement ATB

⇒ 1 résultat - n’exclut pas le diagnostic • Faux + : trop de protéines, présence de sang

D. Culture • Milieux non sélectifs, riches, au sang type gélose 5% sang

mouton, gélose chocolat (sang cuit)

• Milieux sélectifs, pour prélèvements polymicrobiens : Gélose chocolat + ATB

• Incubation à 37°C, 5% CO2, humidité++

E. Identification 1. Aspect des colonies

• En 18 à 24 h, colonies rondes, 0.5-1 mm de ∅, grisâtres, non

pigmentées, régulières, +/- muqueuses (capsule)


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Caractères métaboliques • Aérobie strict • Métabolisme des sucres, enzymes • ≠ galeries d’identification, ex : galerie Rapid NH

⇒ Diagnostic différentiel avec : N. gonorrhoeae (sucres), Neisseria saprophytes (enzymes)

En cas de culture négative → détection de Nm avec prévision du sérogroupe par PCR → orientation prophylaxie sujets contact:

- à partir des prélèvements (LCR, sérum) - PCR du gène ctrA codant pour une protéine de mb externe

spécifique de l’espèce Nm : diagnostic d’espèce - PCR du gène siaD de la biosynthèse de la capsule (B, C,

Y/W135) : diagnostic de sérogroupe

2. Sérogroupage

• Sérums spécifiques groupes A, B, C, 29E, W135, X, Y, Z commercialisés → agglutinat° rapide à partir des colonies


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• Envoi au Centre National de Référence des infections à méningocoque

F. Méthodes de typage

• A visée épidémiologique, pas en routine

• Méthodes immunologiques (sérogroupes, sérotypes)

• Méthodes génotypiques +++ RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) Ribotypie (rRNA 16S) Electrophorèse en champ pulsé (PFGE) Méthodes basées sur la PCR (RAPD = Random amplified Polymorphic DNA) Méthodes basées sur l’étude du génome dans sa totalité (PCR + séquençage)


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VII- SENSIBILITE AUX ATB Grande sensibilité de N. meningitidis à la pénicilline, naturellement S aux ATB, mais :

- apparition de souches de sensibilité (S) diminuée à la pénicilline G

- résistance (R) acquise à la spiramycine (prophylaxie) Bactérie naturellement compétente ⇒ acquisition de gènes de résistance ++

A. Données actuelles des résistances

1. R acquise aux pénicillines

Souches S, CMI péni G ≤ 0.06 µg/ml Résistance acquise aux pénicillines mais aucune résistance aux céphalosporines de 3ème génération ou C3G (traitement)

• Product° de beta-lactamase

- 4 souches décrites (1 Canada, 1 Afrique du sud, 2 Espagne) - CMI péniG 2-4 → 256 µg/ml - D’origine plasmidique - Transférable in vitro au gonocoque

• Sensibilité diminuée aux pénicillines G et A ++ (1985)

- Diminution d’affinité de la PLP2 (protéine de liaison, PLP, cible des β-lactamines)

- Gène penA = mosaïque de N. meningitidis péniG-S et de Neisseria saprophytes, péniG-R (recombinaison)


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Touche surtout les sérogroupes C et W135 - CMI péniG x 5-10 (0.125-1 µg/ml)

- 1ére souche en France en 1991

en 2003, 33% des souches envoyées au CNR en France péniG-I, 15% péniA-I, 0% céfotaxime-I ou -R

- C3G (céfotaxime et ceftriaxone) actives

2. R aux autres atb • Phénicolés

- Traitement des méningites à Nm dans les pays en voie de développement

- Résistance de haut niveau chez de rares souches isolées du Vietnam, France, Australie

- Production d’une chloramphénicol-acétyl transférase (CAT)

• Rifampicine (prophylaxie) - Très rare (0,4% des souches envoyées au CNR sur la

période 1999-2003) - Mutations du gène cible rpoB

• Spiramycine

- Produit de réserve en prophylaxie - souches envoyées au CNR : 50% I

B. Méthodes d’étude : Antibiogramme


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• Diffusion en gélose à 37°C, 5% CO2 (milieu + sang)

• Dépistage de la S diminuée à la péniG par le disque d’oxacilline → à confirmer par E-test péniG (détermination de CMI par

bandelette).

• Dépistage beta-lactamase par test à la nitrocéfine


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C. Conséquences thérapeutiques • Souches de S diminuée à la péniG : évolut° clinique identique à

souches S sous fortes doses de péniG • Méningites à N. meningitidis : C3G ou amoxicilline à forte dose,

par voie parentérale • Si bétalactamase + : C3G actives • Prophylaxie : rifampicine /2j pour sujets contacts

spiramycine si CI (Circulaire 8 novembre 2001)


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VIII- VACCIN

A. Immunogènes majeurs

Pili

CAPSULEPOLYOSIDIQUE

PROTEINES DEMEMBRANE EXTERNE:

Por APor B

Membrane externeLipo-oligoside

Compl�mentComplément

IgG Polynucl�airePolynucléaire

B. Vaccins

• Immunité strictement spécifique de sérogroupe : A, C, Y, W135, immunogènes mais pas le sérogroupe B !

• A base de polysaccharide capsulaire purifié 1. Vaccins non conjugués polyosidiques

- vaccins bivalents (A et C) - . vaccins tétravalents (A, C, W135, Y)

2. Vaccins conjugués - développement des vaccins conjugués, avec 1 protéine

porteuse pour méningo A et C. En France : commercialisation du vaccin conjugué contre le méningo C


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• pourquoi polysaccharide B peu immunogène ?

- composé d'acide sialique - structure chimique id. à certaines glycoprotéines de l’hôte

(molécules d’adhésion aux cellules nerveuses) → tolérance

- développement de vaccins pour méningo B à partir de: . mb externe = vésicules mb externe (VME) Ac anti PME bactéricides . LPS . données du séquençage complet du génome

1. Vaccins non conjugués - Immunité T-indépendante faible < 2 ans - Indications : individus à risque (militaires, voyageurs, déficits en complément, properdine, aspléniques) - Immunité de 3 ans 2. Vaccin conjugué C - Immunité T-dépendante - ↑ immunogénicité - dès 2 mois - Indications : sujets contacts, vaccination collective dans zones délimitées avec incidence élevée d’IIM C sur décision des autorités, enfants avec déficit en complément, properdine, aspléniques.

A C

A C Y W135

C Protéine


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• Les autorités sanitaires peuvent décider d'une campagne de

vaccination collective dans des zones délimitées où l'incidence du méningo C est particulièrement élevée :

- GB, Irlande, Espagne, Belgique, Pays Bas : incidence de IIM à méningocoque C 1,9-4/100 000 hab ⇒ campagnes de vaccination nationales Av : élimination des formes invasives à méningo C Inc : - risque d’émergence de variants d’échappement avec changement de sérogroupe et ↑ sérogroupes B et W135,

- disparition du portage = disparition du phénomène d’immunisation naturelle

- France : incidence IIM à méningocoque C 0,4/100 000 en 2001 et 0,47/10 000 en 2002 (<seuil de 2/100 000) ⇒ pas de campagne nationale mais :

↑ incidence des IIM de sérogroupe C dans le Puy de Dôme et dans 3 départements du SO en 2002 ⇒ vaccination avec le vaccin conjugué ⇒ ↓↓ des IIM C sans ↑ de l’incidence des IIM B dans les 4 départements.

• Intérêt individuel de vacciner un enfant à partir de 2 mois.

• Hyperendémie en Seine-Maritime : stratégie de vaccination décidée par la DGS et débutée au cours de l’été 2006:

- avec un vaccin fabriqué en Norvège contre une souche B de phénotype proche à base de vésicules membranaires

- population âgée de 1-19 ans


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