Flore digestive humaine - IFSI
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Les microbes Microbiologie médicale Professeur Guillaume Arlet GH HUEP, AP-HP Faculté de Médecine, UPMC Cours IFSI 2016 Flores bactériennes humaines Pr. Guillaume ARLET UFR de Médecine Université Pierre et Marie Curie Homme et bactéries quelques notions Homme : 1013 cellules eucaryotes et 1014 bactéries Nouveaux nés : stériles à la naissance Cours IFSI Flore humaine quelques définitions Flore commensale (cum mensa) Flore saprophyte Flore transitoire Notion de virulence Bactérie pathogène stricte Bactérie pathogène opportuniste Cours IFSI Les flores humaines Flores humaines • • • • • peau : 102-106/cm2 rhinopharynx 108/ml oropharynx : 108/ml digestive : 102-1011/g vagin : 108/ml Cours IFSI Le corps humain Les régions stériles • trachée, bronches, poumons • sous la peau • les urines • séreuses et organes Cours IFSI Flore bactérienne cutanée La peau est située en première ligne dans la défense visà-vis des infections. La flore cutanée normale a un rôle de protection contre les infections par plusieurs mécanismes : l’interférence bactérienne, la production d’acides gras, et même par la production de peptides antimicrobiens. Plus de 200 espèces bactériennes identifiées Cours IFSI Flore aérienne supérieure Rhinopharynx Oropharynx Staphylocoque doré (orifices narinaires en particulier) Streptocoques, dont S. pneumoniae Haemophilus, dont H.influenzae Neisseria (éventuellement Neisseria meningitidis dont le portage est transitoire) Anaérobies, corynébactéries, lactobacilles. Cours IFSI Flore digestive humaine Cours IFSI Cours IFSI Flore digestive humaine : rôle 1. Commensalité 2. Participation à la digestion alimentaire Synthèse de vitamines (K, folates, B) Résistance à l’infection Effet de barrière Bactériocines Encombrement stérique Métabolites toxiques Déplétion alimentaire Cours IFSI Effet de barrière Cours IFSI Flore vaginale Les lactobacilles acidophiles (bacilles de Döderlein), par leur sécrétion d'acide lactique entretiennent un pH bas qui limite la flore de colonisation et permet la fécondation). Streptocoque (Streptocoque B essentiellement) Corynébactéries Bifidobacterium. Après la ménopause, les anaérobies et entérobactéries sont plus abondantes. Cours IFSI Flore bactérienne et antibiotiques Flore commensale habituellement sensible Flore soumise à pression de sélection Émergence de la résistance Transfert de la résistance Transformation (acquisition d’ADN nu) Conjugaison (acquisition de plasmides R) Cours IFSI Flore bactérienne et système immunitaire Système immunitaire et flore digestive La flore digestive permet le développement du système immunitaire digestif et sa stimulation permanente Cours IFSI Conflit hôte-bactérie notion de virulence Apport constant de bactéries extérieures Pas d’implantation dans la très grande majorité des cas Rarement maladies infectieuses Origine commensale parfois Cours IFSI Bactéries pathogènes la tenue de combat Pili sexuels Pili communs Peptidoglycane Flagelles internalines sidérophores cytotoxines Cours IFSI LPS capsule Bactéries pathogènes : la tenue de combat Cours IFSI Conflit hôte-bactérie critères de virulence Infection Propriétés Bactéries virulentes Bactéries opportunistes Immunocompétent Immunodéprimé Rupture des barrières Dose infectante faible forte Pathogénicité forte faible oui non Hôte Persistance Cours IFSI Conflit hôte-bactérie Bactéries virulentes/doses infectantes Bactérie Maladie Dose infectante Voie de pénétration Salmonella typhi Fièvre typhoïde ≤ 105 orale Shigella dysenteriae Dysenterie bacillaire 10 orale Mycobacterium tuberculosis Tuberculose 1-10 respiratoire Yersinia pestis Peste 1-10 piqûre Rickettsia prowazeki Typhus 1-10 piqûre Cours IFSI Pouvoir pathogène bactérien Pénétration dans l’organisme Multiplication locale Expression de la pathogenicité Diffusion dans l’organisme Résistance au système immunitaire Persistance dans l’organisme Cours IFSI Expression du pouvoir pathogène Bactéries « toxiques » « invasives » pénétration Oui Oui multiplication locale +++ + toxines +++ +/- diffusion Non +++ intoxination infection diffuse symptomatique antibiotique tableau traitement Cours IFSI Les outils de la virulence Implantation : adhésines, pili Production de toxines très puissantes Pénétration intracellulaire : internalines Destruction tissulaire enzymes : cytotoxines Résistance à la phagocytose et au complément : capsule et lipopolysaccharide Captation du fer : sidérophores Survie intracellulaire Cours IFSI Les pathogènes opportunistes Pathogènes car diminution des défenses « Immunodépréssion » Maladies du sang, cancer, etc… Age : NN et personnes agées Terrain : diabète, alcoolisme, insuffisant respiratoire Iatrogène : sondage, KT, réanimation Médicaments : corticoides, AINS Cours IFSI Cours IFSI Le Choléra l’agent pathogène Vibrio cholerae Bacille à Gram halophile très mobile vit dans les eaux alcalines salées Épidémies Circonstances de survenue Cours IFSI Le Choléra le tableau clinique Diarrhées profuses Selles « eaux de riz » très liquides Déshydratation Décès Traitement par réhydratation Cours IFSI Le Choléra la physiopathologie NaCl Cl- HCO3- Protéine G kinase AMPc ATP Adénylate cyclase Cours IFSI Cours IFSI Le Tétanos Quel est mon nom ? : Clostridium tetani Qui suis je ? : Un bacille gram + anaérobie D’ou viens-je ? : le cheval est mon ami Pourquoi je résiste ? : je sporule Que fais-je ? : je donne le Tétanos En France, 58 ans après l’introduction du vaccin antitétanique « à l’innocuité et à l’efficacité quasi-parfaites » selon l’Institut de Veille sanitaire, le tétanos continue de tuer. Sur les 41 cas déclarés entre 2005 et 2007 dans notre pays, 13 ont entraîné la mort du patient… « Aucun n’avait de vaccination à jour »… Cours IFSI Le Tétanos Plaie cutanée Germination Multiplication locale Elaboration de la toxine Blocage de la transmission des neurotransmetteurs Paralysie et asphyxie Cours IFSI Les Salmonelles Adhésion aux cellules jéjuno-iléales Invasion par invasine qui reconnaissent les intégrines des cellules Réarrangement du cytosquelette Persistance, survie et multiplication dans le phagosome Cours IFSI Les Shigelles Pénétration par les cellules M Invasion par le complexe IpaB-IpaC secrété par un système de sécrétion de type 3 Ipa (invasion plasmid antigen) Lyse des phagosomes Apoptose des macrophages Pénétration des autres cellules épithéliales Cours IFSI Les Shigelles Cellule épithéliale Cellule M Caspase 1 apoptose IL-1ßactivé Macrophage Cours IFSI Polynucléaire Les mycobactéries Fait partie de la grande famille des mycobactéries Paroi riche en acides mycoliques Coloration spéciale de Ziehl (acido-alcoolo résistance 2 sont pathogènes Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium leprae Cours IFSI La tuberculose Atteinte pulmonaire Transmission pulmonaire Évolution lente Diagnostic direct dans 50% des cas Culture lente : 2 à 3 semaines Isolement du patient Protection des soignants et de la famille Cours IFSI Mise en évidence de BAAR Cours IFSI Les pathogènes opportunistes Pathogènes car diminution des défenses « Immunodépréssion » Maladies du sang, cancer, etc… Age : NN et personnes agées Terrain : diabète, alcoolisme, insuffisant respiratoire Iatrogène : sondage, KT, réanimation Médicaments : corticoides, AINS Cours IFSI Staphylococcus aureus Portage nasal chez 10 à 40% des individus 103 à 104 / cm2 60% des individus sont porteurs de manière intermittente Durée du portage de plusieurs mois à plusieurs années Autres sites :vagin, périnée, peau, plaies Cours IFSI Staphylococcus aureus S. aureus expriment de nombreux facteurs de virulence 1ère étape colonisation de la peau et des muqueuses rôle des acides lipoteichoïques Pénétration par effraction ou brûlure Colonisation des tissus sous jacents Résistance à la phagocytose Élaboration de toxines Cours IFSI Staphylococcus aureus Multiplication et Dissémination Sidérophores en phase post exponentielle de croissance Coagulase qui se lie à la prothrombine qui se transforme en thrombine activée qui transforme le fibrinogène en fibrine Staphylokinase qui fragmente le caillot en envoie des micro-embols septiques dans la circulation Cours IFSI Staphylococcus aureus Cours IFSI Escherichia coli E. coli responsables d’infections intestinales ETEC E. coli enterotoxinogènes Epidémies enfants pays EVD, diarrhées du voyageur (turista) EPEC E. coli entéropathogènes pays EVD Diarrhées aigueset chroniques dans les écoles et les crèches EIEC E. coli entéroinvasifs Syndromes dysentériques EHEC E. coli entérohémmoragiques Colites hémmorragiques et SHU EAggEC E. coli entéroaggrégatifs Diarrhées chez nourrissons et enfants pays EVD DAEC E. coli Adhésion diffuse Cours IFSI Escherichia coli infections extraintestinales Infections urinaires, pyélonéphrites Méningites néonatales Cholécystites Septicémies Infections suppuratives diverses ExPEC Cours IFSI Escherichia coli ExPEC : Adhésion par Capsule K1 : résistance à la phagocytose Cytotoxines Hémolysines A (opéron à 4 gènes) Toxine dermonécrotique CNF 1 Sidérophores FimH P fimbriae (opéron pap), S fimbriae Adhésine non fimbriale (Afa) aérobactine, yersiniabactine Recepteurs de ces sidérophores (IutA, FyuA) Cours IFSI Transmission des bactéries Réservoirs Modalités de transmission Directe Indirecte Les infections liées aux soins Cours IFSI Réservoirs - Strictement humain selon la matière infectante * selles (fièvre typhoïde, diarrhées) * sécrétions génitales (maladie vénérienne, IST) * chancre (maladie vénérienne, IST) * air expulsé (méningococcie, charbon, tuberculose) * accouchement (fièvre puerpérale) - animal - autres * salive (pasteurellose) * délivrance * lait * carcasses (ganglions) * eau (choléra.........) * aliment (TIAC, Listeria........) * ectoparasites (maladies vectorielles) Cours IFSI Transmission - Voies de contamination . directe * homme à homme - gouttelettes : méningocoque, bacille tuberculeux - main (dysenterie bacillaire, S. aureus, ILS) - contact vénérien - mère à enfant (transmission verticale) * animal à homme - morsure, griffade, léchage - contact direct (maladie professionelle) * ectoparasites - morsure de tiques (borréliose de Lyme) - puces, poux....... . indirecte * eau, aliments (Brucella, Salmonella, Listeria........) * air (Coxiella burnetii.......) * autres (étables.......) Cours IFSI Syndrome pseudo-grippal + pneumonie atypique Réservoirs animaux Bactérie intracellulaire obligatoire Fièvre Q Coxiella burnetii Variant résistant (spore ?) Petites épidémies spore ? Résistance Transmission aérienne Année 2002 2000 2001 1996 90-95 Source ovine fumier (chèvre) fumier (ovin) ovine ovine Nb. cas 99 10 5 29 289 Principaux signes cliniques Fièvre, céphalées, TRA* Fièvre, céphalées, myalgies Fièvre, céphalées, TRA Fièvre, céphalées, TRA Fièvre, céphalées, TRA * TRA, augmentation des transaminases Cours IFSI La transmission manuportée Cause de transmission des ILS Malades fragiles Malades en réanimation Transmission en ville Transmission des BMR Cours IFSI Antibiotiques Modes d’action Mécanismes de résistance Définition Agents antibactériens naturels ou obtenus par synthèse ou par semi-synthèse présentant une activité : liée à un mécanisme d’action spécifique exercée à de faibles concentrations sur certaines espèces bactériennes (spectre d’activité large ou limite) relativement lente bactériostatique ou bactéricide une toxicité sélectivement dirigée contre les bactéries Cours IFSI CLASSIFICATION : Par famille et la structure chimique de base Par le spectre ß-lactamines, aminosides, quinolones Gram +/Anti-pseudomonas Par mécanismes d’action Paroi Acides nucleiques Synthèse protéique Cours IFSI Antibiotiques et Bactéries ß-lactamines Aminosides Fluoroquinolones Tetracyclines Trimethoprime & sulfamides Chloramphenicol Rifampicine fosfomycine Gram Gram + Macrolides Glycopeptides Cours IFSI Cibles potentielles des antibiotiques Porines Membrane externe Peptidoglycane Peptidoglycane PLP Membrane cytoplasmique Pompes efflux ADN ARN Cours IFSI Ribosomes Protéines MECANISMES D'ACTION DES ATB - CIBLES Mécanisme d'action Familles d'ATB Inhibiteurs de la synthèse de la paroi bactérienne (PG) -lactamines (PBP) Inhibiteurs de la synthèse des protéines Aminosides Glycopeptides (D-Ala-D-Ala) Fosfomycine (précurseurs) Tétracyclines Chloramphénicol Macrolides Inhibiteurs de la synthèse des AN ou du fonctionnement de l’ADN • synthèse des précurseurs Sulfamides • réplication de l'ADN Quinolones • inhibition de l'ARN polymérase Rifampicine Cours IFSI Résistance acquise de souche Une bactérie est dite résistante par événement génétique acquis lorsqu’elle peut croître en présence de concentration d’antibiotique plus élevée que la concentration qui inhibe les souches normales de l’espèce Population « normale » Population R Cours IFSI SUPPORT GENETIQUE DE LA RESISTANCE ACQUISE CHROMOSOMIQUE Mutation PLASMIDIQUE ou TRANSPOSABLE Spontanée, rare, stable, Spécifique de l’ATB ou d’une famille Transmission verticale Dissémination de la R +/- stable Transmission verticale horizontale même espèce ou espèces différentes Dissémination de la R = descendance = épidémies de souches Cours IFSI = épidémies de souches de plasmides, de gènes MECANISMES DE RESISTANCE ACQUISE AUX ANTIBIOTIQUES Modification de la cible Défaut de liaison entre ATB et cible = AFFINITÉ Inactivation de l’ATB = SYSTÈME ENZYMATIQUE Nouvelle voie de synthèse : by pass Efflux actif = EXCRÉTION Défaut de pénétration de l’ATB = IMPERMÉABILITÉ Cours IFSI SARM AP-HP Cours IFSI S. pneumoniae en France Cours IFSI ERV et Europe 2003 2009 2005 2007 2011 2013 Cours IFSI ERV en France INVS Cours IFSI R C3G chez E. coli Prevalence of resistance to extended-spectrum cephalosporins among E. coli isolates from bacteraemias 2002 (European Antimicrobial Resistance Surveillance System) 2007 Cours IFSI Données EARSS 2014 E. coli K. pneumoniae E. coli 2014 France Italie Espagne Allemagne UK Suède Pologne Grèce 11 30 13 11 10,7 6 12 21 30,7 56,4 18,3 13,3 11,8 5,8 65,7 (2013) 72,7 KP 2014 G. ArletCours IFSI Carbapénémases Pip Tic Amx Tz Classe A : KPC New-York, Grece, Israel K. pneumoniae (50%), E. cloacae, E. Cas d’importation : Paris Fox Ctx Amc Caz Classe B (MBL) : VIM, (IMP), (NDM) Cf Atm Fep Tcc Ma Mox Imp coli Italie, Grèce, Tunisie K. pneumoniae, E. coli, P. aeruginosa Cas d’importation : Paris Classe D : OXA-48; OXA-23/-58/40 Cours IFSI Mise en évidence des bactéries Pr Guillaume Arlet Faculté de Médecine Pierre et Marie Curie, UPMC GH HUEP, AP-HP Rôle du laboratoire de Bactériologie médicale Caractérisation de la bactérie responsable du syndrome infectieux Méningites Pneumonies Infections urinaires Angines Septicémies Infections gynécologiques Cholécystite Cours IFSI Origine bactérienne du sepsis ? Infections virales : angine, syndrome grippal, méningites Infections parasitaires : Diarrhées sanglantes Paludisme Cours IFSI Infections bactériennes et syndrome inflammatoire Bactéries: Virus réaction macrophages et polynucléaires (pus) réaction macrophage et lymphocytes Parasites réaction à P. oesinophiles Pb des bactéries intracellulaires : réaction lymphocytaire Cours IFSI Les grandes étapes de l’identification bactérienne Examen direct au microcope : 1 heure Cytologie, coloration de Gram, morphologie Culture : 24 heures Identification : 24-48 heures Etude de la sensibilité aux antibiotiques : 24-48 heures Cours IFSI Un bon prélèvement Méningites: LCR par ponction lombaire Pneumonies : ECBC, Aspiration bronchique Infections urinaires : ECBU Sepsis grave : hémocultures Cholécystite : prélèvement opératoire Angine : écouvillonage pharyngé Cours IFSI Un bon prélèvement Stérilité : ECBU, LCR, Sang Problèmes des flores normales humaines ORL Digestive Gynécologique Cutanée Problème des bactéries fragiles et anaérobies Cours IFSI Quelques prélèvements Cours IFSI Rappel sur la paroi bactérienne Bactérie à Gram positif Bactérie à Gram négatif LPS Acides téchoiques Membrane externe Porine peptidoglycane espace périplasmique Membrane cytoplasmique Cours IFSI Morphologie quelques exemples Bacilles gram – mobiles péritriches Coques Gram + en amas Bacilles Gram capsulés Coques Gram + en chainettes Bacille Gram – mobile polaire Diplocoques Gram + capsulés Vibrions, Campylobacter Bacilles Gram + sporulés Spirilles Cours IFSI Tréponème ECBU à Escherichia coli Cours IFSI Hémoculture à Campylobacter Cours IFSI Méningite à méningocoque Cours IFSI Endocardite à Streptocoque Cours IFSI Culture Différents milieux Température Standard Enrichis (sang frais, sang cuit) Sélectif 37, 30, 44 Atmosphère : normale, CO2, anaérobie Cours IFSI Les modalités de l’isolement Cours IFSI Un isolement parfait Cours IFSI Isolements sélectifs Gélose de Chapman pour S. aureus Gélose de Drigalski pour entérobactéries Cours IFSI Milieux enrichis Gélose au sang frais Cours IFSI Gelose Chocolat Identification bactérienne Méthodes biochimiques Méthodes antigéniques Mise en évidence de métabolites Fermentation des sucres Mise en évidence d’antigènes de surface Méthodes moléculaires PCR Cours IFSI Identification biochimique Cours IFSI Identification antigénique Cours IFSI Antibiogramme 0,25 2 8 32 32 8 2 0,25 0,25 2 8 32 J0 0,25 2 8 32 32 32 8 2 0,25 J+1 8 2 0,25 2 0,25 Cours IFSI 8 32 32 8 2 0,25 Antibiogramme BMR AMX CF FEP MOX TIC MA AMC CAZ TZP PIP CXM FOX TCC CTX ATM Cours IFSI IPM Apport de la biologie moléculaire à la bactériologie médicale Identification bactérienne Mise en évidence de gènes de virulence Mise en évidence de gènes de résistance Épidémiologie moléculaire Cours IFSI Les grands problèmes actuels Pays très pauvres Choléra, Tuberculose, Lèpre Diarrhées, Pneumonies Pays riches Tuberculose, E. coli, S. aureus, P. aeruginosa Pneumonies, IST Infections liées aux soins, Légionellose Un problème majeur émergent dans le monde La résistance aux antibiotiques Cours IFSI
