LES INFECTIONS BACTERIENNES ET VIRALES

CHEZ L ’HOMMEIFSI-2013

Dr H. Le Guillou-Guillemette, Praticien HospitalierDépartement des agents infectieux, Unité de VirologieCHU AngersHeLeguillou@chu-angers.fr

Microorganismes

– Invisibles à l’œil nu observation microscope

– Unicellulaires ou pluricellulaires (cellules non différenciées en tissu)

– Bactéries, virus, champignons, parasites

– Responsable d’infections

Microbiologie : science qui étudie les microorganismes

bactériologie, virologie, parasitologie, mycologie

DéfinitionsDéfinitions

o Procaryotes

– Absence de noyau (bactéries)

– Division par scission binaire

o Eucaryotes

– Uni ou pluricellulaires

– Plusieurs compartiments et plusieurs organites

– Division par mitose

– Protozoaires, champignons, animaux et végétaux

Cas particulier : Virus = parasite intracellulaire obligatoire, microorganisme

incapable de se reproduire de façon autonome, nécessite une cellule hôte

Importance de la Microbiologie

• Les maladies microbiennesont influencé le cours de l’histoire de l’humanité

Ex: le déclin de Rome (en 565)

épidémie de peste en 1346, en 1720-1722

pandémie de grippe (grippe espagnole en 1918)

Cholera Vibrio cholerae

Diphtérie Corynebacterium diphteriae

Tetanos Clostridium tetani

Peste Yersinia pestis

Fièvre typhoïde Salmonella typhi

Tuberculose Mycobacterium tuberculosis

Grippe Haemophilus influenzae

SIDA Virus de l’Immunodeficience Humaine

LES INFECTIONS BACTERIENNES ET VIRALES CHEZ L ’HOMME

• Origine ?

Tous les êtres vivants sont colonisés par des bactéries au niveau des surfaces et cavités en relation avec l’environnement

- flores cutanées, buccales, intestinales, vaginales- nombre de bactéries > nombre de cellules.

• Près de 60% des maladies infectieuses sont d'origine virales

–gastroentérites infantiles: Rotavirus–affections respiratoires aigues: Grippe, VRS (virus respiratoire syncitial)–affections hépatiques: hépatites B et C–affections du système nerveux: Herpes–atteintes du système immunitaire: VIH (virus de l’immunodeficience humaine), EBV (Epstein Barr virus)

o Organisme unicellulaire - Procaryotes

o Absence d’organites : mitochondries, réticulum endoplasmique,

appareil de Golgi

o ADN : un chromosome unique sans membrane nucléaire

o Paroi rigide constituée du peptidoglycane (constituant

spécifique)

o Ubiquitaire : sol, végétaux, animaux

Les BactériesLes Bactéries

Définition

Nomenclature des bactéries

Nom des bactéries désigné par 2 noms en latin :

- Le nom de genre, écrit avec une majuscule

- Le nom d’espèce, écrit en minusculeEn italique ou souligné

Exemples :

Escherichia coli - Escherichia coli ou encore E. coli

Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus ou encore S. aureus

! À l’intérieur d’une espèce on a des souches ou des clones

Exemple : Escherichia coli O157:H7

= sous-division d’une espèce

= population descendant d’une

même souche

Taille Variable : 1µm x 2-5µm en général

– Les plus petites : 0.3-0.8 µm (Chlamydia, Rickettsia)

– La plus grande : 60-800 µm (Epulopiscium fishelsoni)

Morphologie 3 types principaux

– Sphérique = cocci : diplocoques, tétrades, chaînes, amas irréguliers

– Bâtonnet = bacille : réguliers ou non, fusiformes, courts, incurvés

– Hélicoïdal flexibles : Spirochètes

rigides : Spirilles

Structure des bactéries

Membrane cytoplasmique

Exemple d’un bacille capsulé avec un flagelle monotriche

LES BACTERIES

Coupe longitudinale d’une bactérie

PILI: conjugaison, adhésion cellulaire, colonisation des muqueuses et tissus

PAROI: (peptidoglycane) +/- membrane externe: cocci/bacille, immunogène AgO

cytoplasme contenant un chromosome unique +/- un/des plasmides ADN (petits ADN circulaires facultatifs), des ARNm et des ribosomes.

1. Structure standard

2. Eléments structuraux non obligatoires

Capsule(S. pneumoniae, H. influenza): pouvoir pathogène

glycocalix (P. aeruginosa, S. mutans): diffusion-adhésion

flagelles: mobilité et AgH

2. STRUCTURE

Schéma général de la structure d’une bactérie Gram -

LES BACTERIES

LES BACTERIES

– Taille 1-5 µm– Paroi : synthèse dans le cytoplasme

de la bactérie; passage transmembranaire et constitution au contact de la membrane

• Bactérie à paroi très riche en lipide (Mycobactéries)

• Bactérie sans paroi (Mycoplasmes)

-Division par scissiparité (duplication du chromosome, extension des mesosomes issus de la membrane, formation de la paroi et du septum entre les 2 bactéries filles).

3. CARACTERISTIQUES

3.1. Caractéristiques générales

Taille : 20-400 nmPas de reproduction autonome hors de la cellule

Taille : 2-5 µmReproduction autonome hors de la celluleProcaryote

Virus

BactérieNotion d’échelle…

• Bactéries observables au microscope optique: série de lentilles et lumière visible

• Virus non observables

• Grossissement maximum: 1000x• Une cellule de 1 m aura une taille

de 1mm• +colorations diverses (endospores,

flagelles, cytosol, capsule…)

MET (à transmission)Sur coupe mince, image 2DG de 10 000 à 100 000 x

MEB (à balayage)Structures externes, image 3DG de 1000 à 10 000 x

• Virus observables au microscope électronique série de lentilles électromagnétiques et faisceau d’électrons

3. CARACTERISTIQUES

3.2. Éléments de classification utilisés pour le diagnostic

• Caractères morphologiques/structuraux principaux:– Sa taille– Sa forme : coque, bacille, spiralé– Sa coloration :Gram + ou - qui dépend de la structure de sa paroi

attention certaines bactéries ne sont pas colorables par le Gram – L’organisation des bactéries :chaînettes, amas, isolées, palissade…

• Autres caractères utilisés

– La possibilité de sporuler– La présence de flagelle (1 ou plusieurs) et leur implantation– Sa mobilité– La présence d’une capsule (facteur de virulence) ou de glycocalix

– Des caractères biochimiques (utilisation des sucres)– Des caractères antigéniques– Pathogéniques, enzymatiques, sensibilité aux antibiotiques…

LES BACTERIES

Les parois cellulaires

Selon les espèces, la paroi peut différer en épaisseur, en structure et en composition. Globalement on différencie 2 grands types de paroi:

-la paroi des bactéries à Gram positives-la paroi des bactéries à Gram négatives

Gram +Gram -

LES BACTERIES

Comparaison de la paroi Gram + / Gram -

Membrane externe

LES BACTERIES

Paroi

Coloration primaire

Observation au Microscope Optique

Coloration différentielle

LES BACTERIES

La coloration de Gram

Bacilles Gram+ (violet)Cocci Gram+ en amas (violet)

Bacilles Gram- (rose)

Bacilles à Gram négatifBacilles à Gram négatif

Entérobactéries

commensaux

Aérobies stricts non fermentants

environnementaux

Coloration rose =

HémophilesHémophiles

méningocoquesméningocoques

vibrionsvibrions

anaérobiesanaérobies

Bacteroides fragilisBacteroides fragilis

E. coli

P. mirabilisP. mirabilis K. pneumoniaeK. pneumoniae

P. aeruginosaP. aeruginosa

AcinetobacterAcinetobacter

pathogènesou/et

Bactéries à Gram positifBactéries à Gram positifCocci

Staphylococcus amas 

Diplocoque Chaînettes

Bacilles

Listeria

Corynebacterium

Coloration violette=

Anaérobies

Clostridium

Bacillus

Actinomycètes

Lactobacillus

Pneumocoque Streptococcus

Flore anaérobie

Conditions environnementales nécessaire à la vie bactérienne

• Besoin de nutriments : eau, glucose, facteur de croissance

• Température 20-40°C (température corporelle homme: 37°C)• pH neutre

• Métabolisme respiratoire / fermentatif: - aérobies (Pseudomonas, Neisseria, Mycobactéries)- anaérobies (Streptocoques,Lactobacilles,Clostridium,Bactéroides)- aéro-ana (Entérobactéries, Staphylocoques, Vibrions)

• Sporulation : spore=résistance+migration

LES BACTERIES

Diagnostic d’une infection bactérienne : quelques principes

-1. Prélèvement (urine, sang, abcès,..)

-2. Examen direct : état frais et coloration de Gram sur un étalement sur lame de prélèvement. (pas toujours réalisé, selon le type de prélèvement)

-3. Mise en culture dans des milieux appropriés aux bactéries recherchées (pas les mêmes espèces impliquées selon les pathologies)

-4. Observation des cultures: aspect, couleur des colonies, odeur, hémolyse…: orientation diagnostic

-5. et identification de(s) espèce(s) bactérienne(s) par les caractères biochimiques

-6. Antibiogramme:

LES BACTERIES

1

11

22

2

2

3 4

5

6

sensible/intermédiaire/résistant à différents ATB testés

Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires et n'ont pas de système enzymatique

ou énergétique leur permettant d'assurer tous seuls leur réplication,

le virus est obligé de parasiter les cellules en détournant certains éléments du métabolisme de

la cellule infectée

VIRUS - DEFINITION

LES VIRUS DÉFINITION (Lwoff 1962)

• « Un virus est …un virus », Lwoff, prix Nobel 1970 : Agent infectieux, ultrafiltrable (taille 20 à 400 nm)

• 4 critères définissent les virus:

–Structure spécifique particulaire définissant une symétrie (forme mature: Virion)

–Un seul type d'acide nucléique ADN ou ARN (génome viral)Information génétique séquence en nucléotides traduites en protéines virales

•Protéines structurales structure du virion•Protéines non structurales multiplication virale (réplication)

–Parasite intracellulaire absolu (hôte animal ou végétal obligatoire) Ne se multiplie qu’au sein des cellules vivantes : cellules permissivesUtilise le système de biosynthèse de la cellule qu’il parasite (les ribosomes, les enzymes…)Ne se multiplie pas sur des milieux inertes (≠ bactéries), utilisation de cultures cellulaires ou de modèles animaux…

–Multiplication à partir de leur seul matériel génétique par réplication de son génome en utilisant tout ou partie de la machinerie cellulaire. Chaque molécule d’ADN ou d’ARN sert de matrice pour la synthèse d’un brin complémentaire (ADN polymérase)

•≠ Bactérie se divisent par scissiparité•≠ Cellule eucaryote par mitose

STRUCTURE

Obligatoire• Acide nucléique:

- ADN (herpes, adénovirus, hépatite B, ...)- ARN (VIH, hépatite C, Grippe, Rubéole, Rougeole, Polio, ...)

• Capside symétrique (nature protéique, assoçié à l'acide nucléique: nucléocapside):- icosaèdrique (herpes, adénovirus, ...)- hélicoïdale (Grippe, Rubéole, ...)

Génome + capside= nucléocapside

Facultative• Enveloppe (nature lipido-protéique, d'origine

cellulaire)(Herpès, VIH, Hépatite B et C, Grippe, Rubéole, ...)

LES VIRUS

Taille : 20-400 nmPas de reproduction autonome hors de la cellule

Taille : 2-5 µmReproduction autonome hors de la celluleProcaryote

LES VIRUS

Virus

BactérieNotion d’échelle…

Structure virale

Enveloppé (VIH, Hépatite B et C)

Nu (Adénovirus, Hépatite A)

LES VIRUS

1. Enveloppe : +/-

Structure virale

Hélicoïdale(Grippe)

Icosaédrique(Herpès, Adénovirus, Hépatite B, VIH)

LES VIRUS

2. Symétrie de la capside (organisation des protéines de structures autour du génome)

Symétries complexes (Poxvirus, phages)

Cycle de multiplication viral (schéma général)

5/ Réplication

7/ Assemblage et maturation

4/ Phase précoce :•Transcription•Traduction : enzymes virales

6/ Phase tardive :•Transcription •Traduction : protéines de capside

LES VIRUS

8/ Libération des virions: lyse cellulaire ou bourgeonnement

Cytoplasme cellulaire

noyau

3/ Décapsidation au niveau du noyau

2/ Pénétration

1/ Adsorption

: virus

: cellule cible,permissive

AssemblageAssemblageMaturationMaturation

2

Adv

EBV

AttachementAttachementPénétrationPénétration

Etapes de la multiplication viraleEtapes de la multiplication virale

1

VIH

LibérationLibérationSécrétionSécrétion

3 VIH

DécapsidationDécapsidationlibération du génomelibération du génome

V.de larougeole

Conséquences

– Infection lytique In vivo mort cellulaire

In vitro effet cytopathogène

– Infection abortive : pas de réplication virale

– Infection latente : la cellule héberge le génome viral équilibre entre les

synthèses protéiques virales et cellulaires

– Infection transformante : intégration du génome viral dans le génome

cellulaire dysrégulation cellulaire, diminution de l’expression de la protéine

p53 (anti-oncogène)• Hépatite B, C : cancer du foie / Papillomavirus (HPV) : cancer du col utérin

• EBV : carcinome naso-pharyngé / HHV-8 : sarcome de kaposi

• HTLV-1 : leucémie et lymphome T

Multiplication virale

o Microscopie électronique

o Culture virale

o Sérologie/Immunologie

o Biologie moléculaire

Méthodes d’études

Notion de diagnostic virologique1.Diagnostic direct: mise en évidence de tout ou partie d’un virus:

1.1. Culture virale: mise en culture d’un prélèvement sur des cellules, si présence d’un virus , il se multiplie ds les cellules et provoque un changement de morphologie des cellules appelé Effet Cytopathogène

LES VIRUS

1.2. Antigènes viraux: Ag p24/VIH, Ag pp65/CMV

1.3. Génome viral (ADN ou ARN): détection et/ou quantification (méthode de biologie moléculaire: PCR), quantification= charge virale

2. Diagnostic indirect: Mise en évidence de la réponse de l’hôte

2.1. Anticorps dirigés contre le virus (anticorps totaux, ex: Ac anti VIH1-2) ou contre une protéine virale (ex: Ac anti-p24 du VIH): IgM, IgG = SEROLOGIE

1.2.

1.3.

2.1.

1.1.

Notion de diagnostic virologique1.Diagnostic direct: mise en évidence de tout ou partie d’un virus:

1.1. Culture virale: mise en culture d’un prélèvement sur des cellules, si présence d’un virus , il se multiplie ds les cellules et provoque un changement de morphologie des cellules appelé Effet Cytopathogène

LES VIRUS

1.1. Selles, urines, aspirations naso-pharyngées, prélèvements vaginaux, cutanéo-muqueux…

1.2. Plasma, sérum, sang total, selles

1.3. Plasma, sérum, sang total, LCR, liquide amniotique, biopsies…

2.1. Sérum (exceptionnellement LCR)

1.2. Antigènes viraux: Ag p24/VIH, Ag pp65/CMV

1.3. Génome viral (ADN ou ARN): détection et/ou quantification (méthode de biologie moléculaire: PCR), quantification= charge virale

2. Diagnostic indirect: Mise en évidence de la réponse de l’hôte

-Anticorps dirigés contre le virus (anticorps totaux, ex: Ac anti VIH1-2) ou contre une protéine virale (ex: Ac anti-p24 du VIH): IgM, IgG = SEROLOGIE

o Transmission horizontale

– De personne à personne par contact direct (sécrétions respiratoires,

rapports sexuels…)

– Contact indirect par l’eau ou l’alimentation

– Iatrogène (greffe d’organes, matériel chirurgical…)

o Transmission verticale

– Contamination maternofoetale par voie transplacentaire, voie ascendante ou

au moment de l’accouchement

Modes de transmission

o Transmission féco-orale

– Salmonelles, Listeria monocytogenes

– Rotavirus, Virus de l’hépatite A, Virus de l’hépatite E

o Transmission respiratoire ou salivaire

– M. tuberculosis, S. pneumoniae, Legionella pneumophila

…

– Virus de la Grippe, Oreillons, Rougeole, Varicelle, Virus

Epstein-Barr, Rhinovirus, Entérovirus …

o Transmission materno-foetale

– Syphilis, Listeria monocytogenes, Streptocoque B

– VIH, VHB, Cytomégalovirus, HSV, Parvovirus B19, Varicelle,

Rubéole

o Transmission sexuelle

– Syphilis, Neisseria gonorrhoeae …

– VIH, VHB, Papillomavirus, HSV …

o Transmission cutanée

– Plaie cutanée : Tétanos

– Piqûre d’aiguille : VIH, VHB, VHC

– Piqûre d’insecte : Arboviroses (Dengue, Fièvre jaune),

Borréliose (maladie Lyme)

– Morsure : Virus de la Rage

o Transmission iatrogène

– VIH, VHB, VHC, CMV …

– Flores cutanées …

Infection maternelle

Transmission In utero Périnatale

SangPlacentaLiquide amniotique

Sang, placentaLiquide amniotiqueSécrétions cervico-génitalesLésion cutanéo-muqueuseLait

Infection fœtale/nouveau-né

Pas d’infectionMort in uteroMalformationscongénitales

Séquelles

2 schémas

Multiplication dans les cellules cibles

et pas de diffusion dans l’organisme

– Porte d’entrée = organe cible

infection localisée

Diffusion du virus/Bactérie

– Porte d’entrée à distance de l’organe

cible infection généralisée

Notion de tropisme

Diffusion

Hôte : mécanismes de

défense…

Microorganisme :

capacité à se multiplier,

virulence

Facteurs environnementaux : nutrition, stress, médicaments

Relation Hôte-Microorganisme de longue durée : évolution vers la

symbiose ou le parasitisme ?

Interactions hôte-microorganismes

o 1ère étape : Colonisation du revêtement cutanéo-muqueux

o 2ème étape : Invasion

– Franchissement de barrière cutanéo-muqueuse

– Inflammation au niveau de porte d’entrée

(secondaire à multiplication bactérienne)

→ Infection localisée

o +/- 3ème étape : Dissémination à partir de la porte d’entrée

– Dissémination par voie sanguine (bactériémie) ou lymphatique

– Localisation secondaires : métastases septiques

– Sepsis (infection généralisée)

Étapes du processus infectieux

o Défense générale : Moyens de défense non spécifiques

– Barrière mécanique

Peau : kératine

Muqueuse : rôle du mucus +++

Muqueuse respiratoire : cils / TD: péristaltisme intestinal /

Flux urinaire / Sécrétions lacrymales

Élimination mécanique des bactéries

– Barrière physique

pH acide, sels biliaires

Sécrétion produits antibactériens dans le mucus : lysozyme, défensines,

lactoferrine

– Barrière microbienne : flores commensales

Obstacle à l’implantation de nouvelles bactéries

Moyens de défense de l’organisme

– Immunité non spécifique innée = 2ème ligne de défense

But : Élimination rapide de agent pathogène présent dans un tissu normalement stérile

Réponse immédiate basée sur la reconnaissance d’antigènes bactériens très conservés

Effecteurs : Cellules phagocytaires (phagocytose) et protéines de l’inflammation (dans

tissus et sang)

Si exagération de cette réponse Sepsis ou Choc septique

o Immunité acquise spécifique

– Le système immunitaire → Immunité

Spécifique : ciblée contre une bactérie

Acquise

Retardée (8-10 jrs après premier contact)

Mémoire immunologique ++ → Vaccination

– 2 types de réponse immunitaire

Cellulaire : cellules T cytotoxiques

Humorale : production d’anticorps

Stratégies de la bactérie pour échapper aux défenses de l’hôte

= Facteurs de pathogénicité

o Facteurs facilitant la colonisation et l’invasion des surfaces de l’hôte

– Pénétration à travers la peau intacte

Infections cutanées iatrogènes (chirurgie, cathéter)

Insecte vecteur

ex : morsure de tique Borrelia burgdorferi : Maladie de Lyme

– Pénétration au niveau des muqueuses

Traversée du mucus

Mobilité des bactéries : Flagelles

Lutte contre flux urinaire ou péristaltisme intestinal

o Facteurs d’échappement à la défense de l’hôte

– Capsule bactérienne

Rôle protecteur contre activation du complément

Le plus souvent immunogénique intérêt pour le vaccin

(Haemophilus influenzae, Pneumocoque)

Rôle contre la phagocytose

– Échappement à la réponse anticorps

Camouflage avec molécules ressemblant à celles de l’hôte (certaines capsules)

Phénomène de variations antigéniques +++ (Ag de surface)

Ex : Antigène flagellaire chez Salmonella

o Facteurs endommageant l’hôte

– Toxines protéiques bactériennes = Exotoxines

Action à distance : sécrétion à l’extérieur de la bactérie et diffusion dans l’organisme

Spécifique d’une espèce bactérienne Rôle majeur dans l’expression clinique de

la maladie +++

Ex : Clostridium tetani → Toxine tétanique

Corynebacterium diphteriae → Toxine diphtérique

Clostridium botulinum → Toxine botulique

Bordetella pertussis → Toxine pertussique (coqueluche)

Bacillus anthracis → Toxine du charbon

Streptococcus pyogenes → Scarlatine

Vibrio cholerae → Toxine cholérique

Toxines = poisons humains les plus puissants

DL50 (rat par voie orale) DL50 (intrapéritonéale)

strychnine : 10 mg/kg cobra noir : 0.324 mg/kg

cyanure : de 0,5 à 3 mg/kg toxine botulique : 1 ng/kg

toxine botulique : 1,4 ng/kg

Dénaturées par la chaleur

Spécificité d'action et de substrat dans l'hôte : composants tissus, organes ou fluides

→ Diversité des exotoxines

Cytotoxine – Neurotoxine – Leucotoxine – Hépatotoxine - Neurotrope

Cardiotoxine – Dermotrope – Entérotoxine

In vivo : anticorps spécifiques (antitoxines) neutralisent leur toxicité

Vaccination par anatoxine : immunogène mais pas de toxicité (détoxification)

Efficacité +++ du vaccin

PHYSIOPATHOLOGIE DES INFECTIONS VIRALES

Les infections virales sont la conséquence de l'interaction entre la virulence d'un agent infectieux (le virus) et la réponse de l'hôte (l'organisme humain).

La virulence du virus dépend : • de la quantité de virions présents dans l'inoculum • de la voie d'introduction dans l'organisme• de la vitesse de multiplication du virus.

La réponse de l'hôte (immunologique ou non immunologique) dépend : • de l'âge, de la nutrition, de l'état hormonal, • de la race, de la température extérieure.

LES VIRUS

RÉSERVOIR DE VIRUS ET TRANSMISSION

• Pour la plupart des virus, l'aire de diffusion est mondiale, sauf pour les virus ayant besoin de vecteurs pour se multiplier (Dengue /moustique).

• Les virus humains ont rarement pour réservoir l'animal (exceptions: Grippe, Rage, Arboviroses), le principal réservoir de virus est l'homme (VIH, Hépatites, Herpès).

• La transmission peut se faire d’homme à homme (Herpès, VIH, hépatites B et C, Grippe), par l’intermédiaire du milieu extérieur (hépatite A, gastroentérites virales) ou par un vecteur (fièvre jaune/insecte).

LES VIRUS

CONDITIONS DE TRANSMISSION VIRALE (1)

Elle se réalise lorsque l ’individu est porteur du virus, lors :

• d’une infection aiguë symptomatique avec excrétion du virus (Varicelle, Grippe),

• d’une infection aiguë inapparente, source de dissémination majeure du virus, touchant souvent les enfants développant une primoinfection, souvent inapparente (Infections respiratoires VRS, Gastroentérites, MNI/EBV).

• d’une infection chronique avec excrétion du virus pendant des mois ou années (Hépatites B et C, VIH).

LES VIRUS

• Les virus fragiles sont pourvus d’une enveloppe et se développent par contact étroit respiratoire, sanguin ou sexuel (Herpes, Varicelle, VIH, VHC).

Attention, l’enveloppe du virus de l’hépatite B est très résistante et le virus peut persister plus longtemps sur du matériel souillé avec du sang contaminé.

• Les virus résistants sont en général nus (Hépatite A, Rotavirus) et se développent par l ’extérieur / contact à distance (eau, aliment souillé).

LES VIRUS

CONDITIONS DE TRANSMISSION VIRALE (2)

CONDITIONS DE TRANSMISSION VIRALE (3)

• L’environnement, les conditions climatiques, le niveau de vie (hygiène) jouent un rôle dans la transmission des infections virales (Hépatite A / voyages).

• La diversité des conditions épidémiologiques explique que les infections virales existent sous différents modes:

• sporadique (un cas isolé survenant régulièrement), • endémique (nombreux cas apparaissant régulièrement:

Rougeole, Hépatites A et B), • épidémique (nombreux cas apparaissant irrégulièrement: VRS

en hiver), • pandémique (très nombreux cas apparaissant régulièrement:

Grippe en 1919, 1957 ou 1968, VIH1).

LES VIRUS

ATTEINTE DES TISSUS CIBLES

1- La peau : éruptions maculo-papuleuses (Rubéole, Varicelle, Herpès)

2- Le système nerveux central : la dissémination se fait le plus souvent par le sang (méningite ou encéphalite/Herpès, myélite/Varicelle)

3- Le foie : infection des hépatocytes à partir du virus dans le sang (Hépatites A, B et C, Fièvre jaune).

4- Le tissu hématopoïétique : il est une cible importante pour le cytomégalovirus, le virus d'Epstein-Barr, le VIH, l'HTLV-1, le parvovirus B19.

5- Divers : Les glandes salivaires et la parotide sont infectées par le virus des oreillons et le virus de la rage.

EXCRÉTION DU VIRUS

Il est important de connaître les voies d'excrétion pour comprendre la contamination du milieu extérieur et celles des autres individus.

L'excrétion se fait par :

– Le tractus respiratoire/Toux (Grippe, Rhume, VRS)– La salive (Herpès, Oreillon, Rage, EBV)– La peau (Herpès, Varicelle, Verrues)– Le tractus intestinal/Selles (Gastroentérites, Hépatite A) – L'urine (CMV, Oreillon, Rubéole, Rougeole)– Le sperme (Hépatite B, VIH, CMV)– Le lait (VIH, CMV)

PHYSIOPATHOLOGIE DES INFECTIONS VIRALES

• Dissémination et incubation du virus • L’incubation définie une période silencieuse entre

l'exposition (= le contage), c'est-à-dire l'entrée dans l'organisme du virus, et les premiers signes cliniques.

• Cette période d'incubation est plus ou moins longue (en général de 15 à 30 jours).

INCUBATION MOYENNE ET INCIDENCE DES INFECTIONS ASYMPTOMATIQUES

Virus/Maladie Inapparentes Incubation (jours)• Grippe ++ 1 à 3 • Herpès simplex +++ 5 à 7 • Entérovirus ++++ 7 à 15• Rougeole ± 10• Variole ± 12• Varicelle + 14 à 21• Oreillons ++ 18 à 21• Rubéole ++ 15 à 17• Hépatite A ++++ 15 à 45• Virus d'Epstein-Barr ++++ 30 à 40• Rage - 40• Hépatite B/C +++ > 50

GUÉRISON ET IMMUNITÉ (1)

La guérison de l'infection virale est obtenue par :

• l’action non spécifique des cellules endothéliales macrophages et de l ’interféron produit par les cellules infectées, qui interviennent très rapidement,

• puis l ’action spécifique des lymphocytes T CD8 cytotoxiques (destruction des cellules infectées = virus intracellulaire).

La fièvre pourrait aussi limiter la multiplication des virus.

Une peau saine est une barrière naturelle très efficace contre une infection virale.

LES VIRUS

GUÉRISON ET IMMUNITÉ (2)

• L'immunité (ou protection contre une réinfection par le même virus) est surtout apportée par les défenses immunologiques humorales ou anticorps neutralisants (IgG et IgA), efficaces contre les virus extracellulaires en bloquant les protéines virales de surface (pas de liaison au récepteur cellulaire=pas d ’infection).

• Cette réponse humorale est obtenue après une première infection et est recherchée lors de la vaccination.

• Dans certains cas, la réponse immunologique est pourtant responsable de la maladie virale, au moins en partie (= immunopathologie / hépatite B et C, rubéole, érythème à Parvovirus).

LES VIRUS

GUÉRISON ET IMMUNITÉ (3)

L'immunité peut être prise en défaut :• aux âges extrêmes de la vie (enfant de 6 mois à 5 ans, sujets

agés),• chez la femme enceinte,• chez les sujets immunodéprimés (SIDA et transplantés).

Elle est absente chez les sujets n’ayant jamais été au contact du virus ni du vaccin.

L’immunité conditionne en partie l’évolution du virus dans l ’organisme selon l ’état du patient (pas d’infection, infection localisée ou généralisée, infection aiguë ou chronique).

LES VIRUS

Moyens de défense

Mise en évidence d’une séroconversion : apparition des IgM et/ou des IgG

IgMIgG

IgM Positifs > Sem à mois

IgG : persistent longtempsSignent l’infection passée

primoinfection Convalescence puis guérison

Cinétique des marqueurs biologiques d’une infection virale

IgMIgG

16j

Virémie

7jContage

Viruscontagieux

Symptomes +/-

1m 2m Réinfection ou réactivation

Infection aiguëPrimoinfection

Guérison / immunitéou Infection chronique

LES VIRUS

o Substances chimiques capables d'inhiber le développement et de détruire

les bactéries

– soit en tuant les bactéries : bactéricie

– soit en empêchant les bactéries de se multiplier : bactériostatique

o Antibiogramme : permet de déterminer la sensibilité d’une bactérie aux

ATB

Les antibiotiques

diamètre

d’inhibition

disquesantibiotique

Le diamètre d’inhibition de la croissance bactérienne détermine la sensibilité ou la

résistance à l’ATB correspond à la Concentration Minimale Inhibitrice

o Capacité d’un micro-organisme à résister aux effets des ATB

– Mutation génétique

– Échange de matériel génétique

o Raisons

– Abus des antibiotiques dans le secteur médical

– Patients interrompant leur traitement

– Utilisation d’antibiotiques dans la nourriture animale

o Bactéries multi-résistantes (BMR) : résistance à plusieurs ATB

Résistance

Mains nues

Épidémiologie hospitalière du SARM Staphylococcus aureus résistant à la méticilline

VECTEUR

Transmission indirecte

(croisée)MAINS +++ des personnes en contact

avec les patients

RESERVOIR

Patients infectés ou colonisés +++

Environnement +Personnel +

CIBLE

Patients +++Personnel +Visiteurs +/-

Transmission directe

Si portage respiratoire +expectoration ou aspiration

Si contacts directs (lésions cutanées, plaies colonisées

non couvertes)

o Les infections nosocomiales d’origine virale se rencontrent surtout chez

– Enfants

Rotavirus

Virus Respiratoire Syncitial

– Personnes âgées

Virus de la Grippe, virus responsables de conjonctivites, de rhino-pharyngites

– Immunodéprimés

o Transmission par le sang et autres liquides biologiques (piqûres, projections,

coupures) : Accident d’Exposition au Sang

VIH, VHB, VHC

Infections virales et transmission nosocomiale

Les antiviraux

o Blocage du cycle de multiplication intracellulaire des virus : action sur les

différentes étapes : réplication +++

– Sans effet sur les virus quiescents

– Effet « virostatique » et non « virucide »

o Antirétroviraux +++ : VIH

o Résistances par mutations génétiques du virus : VIH, VHB, CMV …

Défaut de posologie ou d’observance du patient

Exemple : Les cibles des antirétroviraux

Agents infectieux

RéservoirsEndogène : le patient

Exogène le personnel, les visiteurs l'environnement

TransmissionPar contact manuporté matériel

contaminé

Aéroportée

Contamination - Inoculation

Colonisation

Infection

Favorisée par : une altération de la flore normale du

patient la présence de portes d'entrée les techniques invasives

Influencée par : la virulence et l'importance de

l'inoculum l'état immunitaire du patient

Bactériens - Fongiques

Viraux - Parasitaires

Signes cliniques et/ou biologiques (fièvre, pus, rougeur…)

Chaîne épidémiologique

LES BACTERIES : relation à l ’hôte

Sa p r o ph y te : bac tér ies du sol

C o m m e n sa le : Bactéries dépendante s d'un hôte, animal ou vegetal Flores oropharyngée, intestinale, vaginale , cutanée = barr iè re c ontre les bac té ries pathogènes +/- sym biose:flore intestinal et vitam ine K , M atur ité des Ig

P a th o g è n e : Bactérie s +/- vir ulentes , dé bor de nt le SI de l'hôte=maladie - Spec ifique, facultative ou obligatoire (Syphilis , Tuberculose , Lèpre,.. .) - O pportunis te (im munodéprimé )

Epidé mie/ com m unauté Im munisation/G uer ison

LES BACTERIES

LES BACTERIES : relation à l ’hôte

BAC TÉRIES

BAR RIÈR E C UTANÉ O-M UQ UE USE F lore com m ensale

R ÉPO NSE IM M UNE M acrophage -P hagocytose Lym phocyte Cytotoxique M édiateurs C omplém ent A nticorps

FO YE R INF ECT IE UX

TO XINES: Clostrid ium Corynébactér ie

G RANUL O M E

SANG B ACTÉ RIÉM IE

VISCÈRES

ENVA HISSE M ENT

HÔTE

M ultip lication intra: L istéria extra:P neumoc oque cellu laire

LES BACTERIES

Bactéries commensales/pathogènes• Exemple du S. aureus: à l’état commensal dans de nombreuses aires

corporelles (nez, aisselles, muqueuses)

– Transmission soignant/soigné si absence règles d’hygiène – Passage à la pathogénicité chez un patient fragilisé (immunodépression)

• Exemple de la résistance aux antibiotiques– Klebsiella pneumoniae: BMR (bactéries multirésistantes)

– Pression antibiotique majeure: sélection d’E.coli porteurs de mutations permettant la résistance aux pénicillines

Facteurs lié à l ’hôte :• génétique, mode de vie, environnement• carence en vitamines C, A• augmentation du fer ferrique lors d'anémie hémolytique• neutropénie, immunodéprimés• diabète (réduction de l'acidité tissulaire)• immunosuppresseur, glucocorticoïdes, alcool, tabac.

Infection Humaine :• Contact homme-microorganisme # maladie (rare)• à partir des 1ers jours de vie (stérile in utero)

LES BACTERIES : relation à l ’hôteLES BACTERIES

Infection Humaine bactérienne

PORTE D'ENTRÉE: Respiratoire Digestive Muqueuse Traumatique (sonde, catheter, valve...)

INFECTION LOCALISÉE GÉNÉRALISÉE

LATENTE INAPPARENTE Streptocoque Mycobactéries

PORTEUR SAIN

MALADIE

diphtheriae

INVASIVE: nécrose,suppuration Pneumocoque TOXINOGÈNE: fièvre,anémie,diarrhée Clostridium tetanii, Clostridium perfringens Corynebacterium Vibrio cholera Shigella dysenteria

INTOXINATION Clostridium botulinum INVASIVE+TOXINE Staphylococcus aureus Escherichia coli MORT

GUERISON Immunisation Sequelles?

SANG: Rickettsie,Yersinia pestis CRACHAT: Mycobactérie SELLES: Salmonelles URINES: Leptospires

INSECTES ANIMAUX MAINS ALIMENTS EAU

RÉPONSE IMMUNE Non spécifique Spécifique

TRANSMISSION Sporadique Epidémique Endémique

LES BACTERIES

Règne

Embranchement

On peut aussi ajouter des sous-catégories

Ex : Super-classe, sous-classe, sous-embranchement, …

Classe

Espèce

Ordre

Famille

Genre

Taxonomie et classification des bactéries

NOUVELLES TECHNIQUES UTILISABLES EN ROUTINE

TECHNIQUES DE SPECTROMETRIE DE MASSE (SM)

-MALDI-TOF-MS:Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of flight Mass Spectrometry

Révolution dans l’identification en routine de microorganismes

MALDI-TOF-MS = Signature protéique spécifique de chaque souche bactérienne basée sur l’analyse des spectres des peptides

Technique connue depuis plus de 30 ans mais:

prix élevé du spectrophotomètre (100,000 à 200,000 euros)peu de compagnies ont investi dans le développement

Avantages: gain de temps faible prix des consommables

MALDI-TOF-MS

Ne nécessite que quelques minutes pour avoir une identificationau niveau de l’espèceau niveau de la souche

Remplacera dans l’avenir de nombreux tests d’identification phénotypique car le coût est moindre et les performances supérieures

MALDI-TOF-MS

actuellement, 4 MALDI-TOF MS: - MALDI BioTyper™ de Bruker Daltonics, - AXIMA@SARAMIS™ de Schimadzu & Anagnostec, - MALDI micro MX deWaters Corporation- VITEK MS de bioMérieux

LES VIRUS

Attachement et pénétration d’un virus dans une cellule cible

o Saprophytisme

– Bactérie et hôte ont un comportement indépendant

– Développement aux dépens de déchets organiques

– Normalement inoffensives

o Commensalisme

– Bactéries ne peuvent vivre qu'au contact de cellules animales

– Normalement pas de manifestations pathologiques

– 2 cas

aucun avantage

avantage symbiose

Généralités - Définition

o Pouvoir pathogène ou pathogénicité = ensemble des mécanismes

conditionnant le type de maladie dépendant d’une bactérie → Notion qualitative

≠ Virulence → Notion quantitative

o Bactéries pathogènes = capables de provoquer une maladie chez un sujet

dont les mécanismes de défense sont normaux

o Bactéries pathogènes opportunistes = pathogènes lorsque les défenses

de l’hôte sont affaiblies

Généralités - Définition

La vie avec les micro-organismes

Symbiosis Commensalisme Parasitisme

Mutualisme

Bénéfice Tolérance Dommage

Dépendance Symptômes

Santé (?) Maladies

o Transit = absence d’implantation de bactérie sur hôte

o Colonisation = présence de bactéries sur le revêtement cutanéo-

muqueux sans provoquer de dommage pour l’hôte

– Colonisation par bactéries pathogènes = Portage → porteurs sains

o Maladie infectieuse = conflit hôte-bactérie aboutissant à des lésions

chez hôte infecté → Maladie

– Transmission d’un individu à l’autre → Infection

Classification des interactions

Sécrétion de protéases qui vont cliver les IgA secrétoires

Ex : Haemophilus influenzae, Pneumococoque, Méningocoque

Entrée par les cellules M (Plaques de Peyer)

phagocytose induite par bactérie

Plaques de Peyer

Ex : Yersinia, Salmonella, Shigella

– Adhésion bactérienne +++

Étape obligatoire pour la bactérie : début du processus de

colonisation

Interaction entre adhésines bactériennes et récepteurs

cellulaires de hôte

2 groupes d’adhésines :

Pili ou fimbriae : extrémité adhésive

→ Reconnaît récepteur à surface cellulaire

Adhésines non fimbriales : protéines de surface bactérienne

→ Fixation directe ou indirecte à récepteur à surface cellulaire

Cas particulier : Biofilms +++

= Polysaccharides bactériens sécrétés en grande quantité

→ Glycocalix ou Slime

Adhésion des bactéries entre elles et à surface cellulaire

Bactéries à état quiescent, à l’abri des cellules phagocytaires et des antibiotiques +++

Facteur de virulence

exemples : - Plaque dentaire : Streptococcus mutans

- Colonisation des biomatériaux : Staphylococcus epidermidis

- Colonisation des poumons dans mucoviscidose : Pseudomonas aeruginosa

3 grandes familles de toxines

Toxines agissant depuis la surface de la cellule cible – formation de pores

Toxines à cible intracellulaire (toxines A-B) qui devront traverser la membrane

plasmique

Toxines injectées (sécrétion de type III, IV)

– Composants de paroi bactérienne à l’origine de la réaction inflammatoire

Bactéries à Gram négatif : Lipopolysaccharide ou LPS

Structure : 2 portions

Portion lipidique (Lipide A) → propriétés toxiques → Choc septique

Portion polysaccharidique → antigénique : Ag O (somatique)

Bactéries à Gram positif : Ac. teichoïques, peptidoglycane

Rôle équivalent au LPS des bactéries à Gram négatif

– Sécrétion d’enzymes hydrolytiques

Destruction des tissus → dissémination des bactéries

facilitée Bactéries pyogènes +++ : Staphylococcus aureus (Staphylocoque doré)

Staphylococcus pyogenes (Staphylocoque du groupe A)

o Facteurs permettant la survie des bactéries pathogènes intracellulaires

– Classification des bactéries intracellulaires

Pathogènes intracellulaires obligatoires

Bactéries incapables de survivre à l’extérieur de la cellule

Adaptation totale à l’hôte

ex : Chlamydia, Rickettsies

Pathogènes intracellulaires facultatifs

Soit bactéries de environnement adaptées

ex : Legionella pneumophila

Soit bactéries dont une étape du cycle correspond à un passage intracellulaire

Ex : traversée de muqueuse TD : Shigella – Yersinia – Salmonella - Shigella

Soit bactéries recherchant un gîte à l’abri des défenses de hôte

ex : Brucella, Mycobacterium tuberculosis

– Parasitisme intracellulaire

Invasion des cellules épithéliales - phagocytose → Induite par la bactérie

Survie cellulaire

Bactérie se retrouve dans une vacuole = phagosome

Survie dans le cytoplasme Mobilité intracellulaire

Dissémination

Soit lyse de la cellule et libération des bactéries dans espace extracellulaire → Legionella

Soit dissémination de cellule à cellule sans passage ext → Listeria, Shigella, Rickettsia

(bactéries « mobiles »)

– Échappement aux défenses immunitaires de l’hôte

o Pas de virus commensaux, ni saprophytes

o Mission d’un virus

– Protéger et faire pénétrer son information génétique dans la cellule

– Se répliquer dans la cellule hôte

– Se faire accepter par l’hôte

Stratégies du virus pour échapper aux défenses de l’hôte

o Hôte : notion crucial

– Destruction de l’hôte : pas le meilleur « objectif » pour un virus

– Infections virales persistantes

Infection de la cellule, sans destruction

Maintien du génome dans la cellule, y compris après division cellulaire

Échappement à la réponse immunitaire de l’hôte

multiples stratégie d’échappement immunitaires développées par les virus +++

o Ne pas se faire reconnaître

– expression nulle ou restreinte d’antigènes viraux

→ latence virale (HSV, VZV)

– variabilité génétique et antigénique

mutations des virus à ARN (VHC – VIH)

recombinaisons (Virus de la grippe - Rotavirus)

o Empêcher le bon fonctionnement de l’immunité

– activité anti-NK des virus

– atteinte directe des cellules de l’immunité adaptative

HIV et LyCD4

– interférence avec l’action de facteurs solubles

→ interférence avec les Interférons, les cytokines, le complément

o Inhibition apoptose

Infections associées aux soins (IAS)

– infection acquise à l’hôpital

– délai de 48 h après l’admission

Infections nosocomiales et BMR

o Environnement

– Concentration importante des germes en milieu hospitalier

o Patients

– Gravité des pathologies (réanimation…)

– Augmentation du nombre de patients immunodéprimés plus sensibles à

l'infection

– Augmentation du nombre de personnes âgées

o Soins

– Procédures invasives diagnostiques ou thérapeutiques

– Augmentation du nombre de personnels soignant

– Défaut d'application des règles d'hygiène et d'asepsie

La majorité des bactéries responsables d’infections nosocomiales ne

sont pas des Bactéries Multi Résistantes