La colibacillose aviaire P. Stordeur, S. Van Bost, J. Mainil Département des Maladies Infectieuses...

La colibacillose aviaireLa colibacillose aviaire

P. Stordeur, S. Van Bost, J. MainilDépartement des Maladies Infectieuses et Parasitaires

Bactériologie et Pathologie des Maladies Bactériennes

Plan de l’exposéPlan de l’exposé

Introduction Impact économique et sociétal Pathogènie Facteurs de virulence connus associés aux APEC Pathologies associées au syndrôme de la

colibacillose. Thérapeutique actuelle et prévention Etat des recherches sur le sujet et perspectives. Conclusion

IntroductionIntroduction

Les Escherichia coli sont des hôtes commensaux du tractus digestif de la volaille et la plupart d’entre elles ne sont pas pathogènes.

« Avian Pathogenic E. coli » ou APEC. Affecte la poule, la dinde et le canard. Sérogroupes particuliers (O1, O2 et O78).

Plusieurs manifestations de la maladie suivant l’âge de l’animal.

Impact économique et sociétalImpact économique et sociétal

Importantes pertes économiques (6 millions d’euros de pertes par an en Angleterre).

Saisies à l’abattoir. Retard de croissance, diminution de l’efficience

alimentaire => augmentation des coûts pour l’éleveur en terme de nourriture et de frais d’antibiotiques.

Impact sociétal: augmentation des frais engendrés par ces pathologies et risques accrus de transfert de résistance aux antibiotiques chez l’homme.

PathogéniePathogénieanimaux porteurs

Excrétion via MF

Eau de boisson

Poussière

Aliment

Virus

Mycoplasme

agent irritant

Tractus respiratoire (poumons, sacs aériens thoraciques)

Foie

Péricarde

Rate

Facteurs de virulence connus Facteurs de virulence connus associés aux APEC.associés aux APEC.

Résistance au sérum L’aérobactine Les toxines L’hémagglutination Le curli La capsule (antigène K1) Les adhésines

Fimbriae de type 1 ou F1 Fimbriae de type P


Résistance au sérum- Présente chez les souches APEC associées à des lésions de

septicémie.- Liée à la présence d’un gène appelé iss dont la localisation

est plasmidique (100 Kb).- Corrélation entre résistance au sérum et taux de mortalité

chez le poussin d’un jour.- Corrélation entre résistance au sérum et virulence des

souches chez des dindes de 3 semaines.


L’aérobactine- Système de captation efficace du fer permettant aux

bactéries qui le possèdent de survivre en présence de faibles concentrations en fer et par la même occasion de se multiplier dans le sang ou les organes internes.

- Système codé par un opéron localisé sur un plasmide de 80 Kb.73 à 98 % des souches APEC possèdent ce système de captation alors que c’est moins le cas pour les souches non pathogènes.

- Test diagnostic basé sur la détection de la protéine IutA (récepteur membranaire pour le complexe aérobactine-Fer).


Les toxines (LT, VT, STX, CNF, CDT)- Sujet à controverse!!

- Peu ou pas présentes, hormis les toxines VT2y associée à la ‘swollen head disease’ et la toxine ECVF ou Vat, décrite chez une trentaine de souches APEC (Parreira et al., 1998; Salvadori et al., 2001). Résultats confirmés par le projet européen Fair6-CT98-4093 (1600 souches APEC).

- Présence de la toxine Stx1 chez 53 % des souches APEC testées (Gyles et al., 2002).


Hémagglutination- Hémagglutinine sensible à la température et codée par le

gène tsh dont la localisation est plasmidique.- 42.5 % des souches possèdent ce gène.- Préférentiellement présent chez les souches les plus

pathogènes.- Rôle dans le développement des lésions des sacs aériens.


Le curli- Structure filamentaire spiralée présente à la surface

bactérienne des E. coli et des Salmonella.- Cette structure permet l’adhésion des bactéries à des

matrices extracellulaires et à des protéines du sérum.- Présent chez 99 % des souches APEC.- Rôle probable dans les étapes préliminaires de l’infection.


La capsule (antigène K1)- Permet la résistance à l’effet bactéricide du complément

(interaction avec C3 et C3b des voies classiques et alternatives du complément).

- L’antigène K1 est fréquemment associé aux souches APEC les plus virulentes.


Les adhésines Fimbriae de type 1 ou F1 Présent chez la majorité des souches APEC.- Une protéine majeure (FimA) + une adhésine (FimH).- Codé par 9 gènes dont 7 localisés sur le même opéron.- Expression dans la trachée, les poumons et les sacs

aériens.- rôle dans la pathogénie =>colonisation pulmonaire? => interaction avec le système immunitaire (macrophages)? => Résistance au sérum?


=>Fimbriae de type P- Présent chez 20 à 25 % des souches APEC. - Une protéine majeure (PapA) et une adhésine terminale

(PapG).- Codé par une ensemble de 11 gènes à localisation

chromosomique.- Plus fréquents chez les souches isolées d’animaux morts

de septicémie que chez les poulets sains.- Pas d’expression dans le tractus respiratoire supérieur =>rôle plus tardif dans le processus infectieux. => interaction avec le système immunitaire

Pathologies associées au Pathologies associées au syndrôme de la colibacillose.syndrôme de la colibacillose.

Mortalités embryonnaires et du jeune poussin Septicémie et complexe respiratoire chronique (CRD) Swollen Head Disease Ovarites et salpingites Dermatite nécrotique Synovites et arthrites Granulomes à Escherichia coli (Hjarres’s disease)


Mortalités embryonnaires et du jeune poussin- La cause la plus importante de mortalité chez le poussin de

moins d’une semaine.- Contamination de la membrane vitelline lors de la ponte.- E. coli est l’agent primaire de l’infection.- Mortalités embryonnaires peu avant l’éclosion et jusque 3

semaines après la naissance des poussins.- Les œufs sont de moindre qualité: chauds et surface

mouillée.- Péricardite secondaire chez les survivants.


Septicémie et complexe respiratoire chronique (CRD)

- Expression principale de la colibacillose.Touche les animaux de 2 à 12 semaines (poulets de chair essentiellement).

- Morbidité >50 % et mortalité pouvant aller jusque 30 à 50 %.

- Contamination respiratoire et secondaire à un virus (BI, Gumboro), un mycoplasme (M. gallisepticum), des agents irritants (ammoniac, poussière).


Septicémie et complexe respiratoire chronique (CRD)- Signes cliniques: prostration, hyperthermie, détresse respiratoire

(respiration bec ouvert, cou tendu).- Lésions: péricardite, périhépatite et aérosacculite. Parfois péritonite

par contiguïté de tissu.- DD: - Septicémie: Pasteurella spp., Salmonella spp., Streptococcus spp.- Aérosacculite: Mycoplasma spp., Chlamydophila spp. (Dinde)- Péricardite: Chlamydophila spp., Salmonella spp., Pasteurella spp.- Périhépatite: Salmonella spp., Pasteurella spp.


Septicémie et complexe respiratoire chronique (CRD)


Swollen Head Disease- Inflammation aiguë à subaiguë des cellules de la peau et

du tissu sous-cutané de la tête et des régions périorbitaires.- Secondaire à un virus (pneumo, paramyxo, corona) ou à

des teneurs élevées en ammoniac.- Morbidité faible (1%) mais mortalité forte chez les

animaux touchés.- Apparition de la maladie vers la 30è semaine.- Les conséquences sont essentiellement d’ordre

économique.


Lésions microscopiques:- Oedème de la tête et de la région périorbitaire.- Exsudat caséeux dans le tissu conjonctif.


Ovarites et salpingites- Infection chronique. La contamination se fait par voie

ascendante (insémination artificielle) ou associée à des lésions de péritonite (contiguïté de tissu à partir du sac aérien abdominal gauche).

- Affection de plus en plus présente dans les élevages. L’infection de la membrane vitelline des poussins à la naissance ne semble pas être liée à cette affection.


Lésions microscopiques- Diminution de la paroi de l’oviducte.- Présence d’hétérophiles (H), de fibrine (F) et de débris

nécrotiques caséifiés (D).


Dermatite nécrotique- Apparition de plaques de fibrine sous la peau de la partie

inférieure de l’abdomen.- Pas de mortalité ni de signes cliniques mais pertes

économiques importantes (18 millions de dollars par an aux USA).


Synovites et arthrites- Boiteries, pertes de croissance et augmentation de

l’efficience alimentaire.- DD: virus, Mycoplasma synoviae, Staphylococcus aureus,

Salmonella spp., Streptobacillus moniliformis.


Granulomes à Escherichia coli (Hjarres’s disease)- Présente à l’âge adulte, mortalités sporadiques.- Peu fréquente mais mortalité élevée dans certains lots

(75%).- Granulomes présents dans le foie, le caecum, le duodénum

et le mésentère.- Apparenté à des lésions de leucose.- Peu de symptômes avant la mort (perte de condition).- Mort par rupture des granulomes.


Granulomes à Escherichia coli (Hjarres’s disease)

Thérapeutique actuelle et Thérapeutique actuelle et préventionprévention

• Thérapeutique- Basée essentiellement sur l’antibiothérapie (Sulfamides,

béta-lactamines et quinolones).- Cependant, CECI N’EST PAS LA SOLUTION!!!! - Etude sur 1600 souches (Projet APEC Fair6-CT98-4093)

=>augmentation importante de l’antibiorésistance chez les souches APEC!

Sensible Intermediaire Resistant % of resistance

Tetracyclin 7 2 99 93.5

Chloramphenicol 31 24 53 71.3

Streptomycin1 23 441

66.1

Amoxycillin 44 064

59.2

Trimethoprim 66 042

38.8

Oxolenic acid1 47 127

37.3

Flumequin 73 926

32.4

Nalidixic acid1 24 09

27.2

Difloxacin 79 1514

26.8

Neomycin 83 025

23.1

Spectinomycin 85 023

21.3

Kanamycin1 33 07

17.5

Enrofloxacin 94 59

12.9

Gentamicin 101 16

6.5

Florphenicol 104 40

3.7

Colistin 108 00

0

72/108 résistantes à au moins 3 antibiotiques.


Prévention- Contrôler les contaminations environnementales =>

réduire au maximum les facteurs prédisposants aux infections respiratoires.

Exemple: mieux contrôler la transmission de la poule au poussin par fumigation des œufs dans les 2 heures suivant la ponte, en les récoltant au plus vite et en écartant ceux en mauvais état ou présentant des souillures à leur surface.

- Garantir des animaux indemnes de mycoplasmes.


- Contrôle du taux d’humidité, de la ventilation, de la teneur en poussière et en ammoniac dans l’air.

- Destruction des rongeurs, des insectes, des parasites.- Surveillance de la qualité de l’eau de boisson.- Nettoyage, désinfection, vide sanitaire entre chaque lot. - Vaccination!!!

=> efficacité?

souche homologue OK

souche hétérologue non

A l’heure actuelle…A l’heure actuelle…

• Diagnostic- Sur base du sérotypage (O1, O2 et O78) et de la détection de

la protéine iutA (aérobactine). Permet la détection de 43 % des souches pathogènes!!

• Vaccination- Existe mais fort peu efficace car peu de valences et très

grande hétérogénéité des souches APEC en terme de facteurs de virulence.

Etat des recherches sur le Etat des recherches sur le sujet et perspectives.sujet et perspectives.

Projet Européen Fair6-CT98-4093- Collection de 1600 souches APEC (Belgique, France, Espagne)

isolées d’animaux (Poulets, canards, dinde) morts de colibacillose.

- Recherche systématique de la sérotypie et de la biotypie. - Recherche systématique de facteurs de virulence connus et

présents aussi chez d’autres espèces (adhésines, toxines, …).- Passage systématique des souches en test de létalité sur

poussins d’un jour.- Corrélation entre les facteurs de virulence détectés et la

pathogénicité des souches.- Détermination des facteurs de virulence les plus importants.


Conclusions du projet Européen- Les sérogroupes O1, O2 et O78 sont bien les plus fréquents mais

d’autres apparaissent aussi (O18, O35, …).- Une dizaine de facteurs de virulence différents ont été mis en

évidence => confirme l’hétérogénéité des souches APEC. - De nouveaux facteurs non encore décrits chez la volaille ont été mis

en évidence (adhésines Afa et F17).

Par ces recherches, une PCR multiplexe a été développée incluant les facteurs de virulence statistiquement les plus représentatifs.

La détection des souches pathogènes est passée de 43 à 74 %.


=>Adhésine Afa Adhésine afimbriaire retrouvée chez des souches d’E. coli

initialement associées à des lésions de pyélonéphrite. Codé par un opéron de 6.7 Kb composé de 6 gènes. Plusieurs variants de l’opéron Afa suivant l’hétérogénéité

du gène afaE.


=>Adhésine F17 Adhésine fimbriaire associée à des souches d’Escherichia

coli diarrhéiques et/ou septicémiques. 2 sous-unités majeures: F17A (sous-unité structurale) et

F17G (adhésine). Codée par un opéron de 5 Kb composé de 4 gènes. Plusieurs sous-variants (F17A-a, F17A-b, F17A-c, F17A-

d).


Recherches du labo en la matière (Convention MCMA)

- Nous avons montré pour la première fois que les adhésines Afa et F17 présentes chez d’autres espèces comme l’homme ou le bovin sont aussi présentes chez la volaille.

- Nous avons montré que les souches aviaires possédant les adhésines Afa ou F17 sont pathogènes et capables de reproduire des signes cliniques et des lésions de colibacillose en modèles in vivo.

ConclusionConclusion

Les E. coli pathogènes aviaires sont responsables de pertes économiques majeures dans nos élevages. Aucun vaccin efficace n’est disponible sur le marché pour l’instant et l’antibiothérapie ciblée demeure le seul moyen de lutte contre cette maladie. Les recherches actuelles permettant de définir les facteurs de virulence communs au souches APEC devraient permettre de définir des tests de diagnostic et d’améliorer la prophylaxie de cette maladie.

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