Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Vendredi 28 janvier 2011 de 14h à 16h Module 7 Eve Haguenoer Jenny et Marion Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose I- Histoire Maladie ancienne : on a des descriptions chez la momie 1819: Laennec « l'isole » des autres maladies pulmonaires. 1865: Jean Antoine Villemin démontre le caractère infectieux 1882: Robert Koch isole le bacille et lui donne son nom : bacille de Koch = BK 1927: Isolement d'une souche Mycobacterium bovis BCG (Bacille Calmette Guérin)qui infecte le bétail et chez l'homme l'infection se fait par voie digestive. Souche mise sur plusieurs milieux de culture jusqu'à atténuation de la virulence : on a l'obtention d'une souche vaccinale 1950: Vaccination obligatoire en France. 1964: Maladie à déclaration obligatoire. 1998: Détermination de la séquence complète du génome de Mycobacterium tuberculosis (MT). 2007 : Arrêt de la vaccination obligatoire Maintenant, la vaccination est réservée à une population ciblée II- Épidémiologie Diapo « Maladies infectieuses les plus meurtrières » : Tuberculose est en 4ème position des maladies les plus meurtrières. Adultes majoritairement Diapo « Epidémio mondiale » : - 1/3 de la population mondiale infectée (infecté ne veut pas dire malade) - 9,4 millions de tuberculose maladie en 2008 - 1,3 millions de morts en 2008 95% cas pays en voie de développement : Afrique, Europe de l'est, Inde et Chine Dans les pays industrialisés, la maladie touche une certaine partie de la population : marginalisation, VIH+, provenance de zone d’endémie, promiscuité, âge>60 ans Diapo « Proportion des MDR-TB parmi les nouveaux cas de tuberculose, en 2008 » : Un des problèmes des Mycobactéries, c'est la résistance aux traitements antituberculeux : peu d'antibiotiques (ATB) actifs, et nécessité d'associer plusieurs ATB et donc nombreux effets indésirables (EI) On arrive vite dans une impasse thérapeutique avec difficulté à soigner la maladie Proportion des MDR = MultiDrug Resistant, principalement pour isoniazide, et rifampicine (utilisés en 1ère intention) 1% de MDR en France. 1 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Grosse proportion (>18%) en Europe de l'est, Chine → Problème car on ne peut pas utiliser le traitement de 1ère ligne Beaucoup de pays où absence de données 500 000 cas estimés de MDR-TB en 2007 Diapo « Proportion des MDR-TB parmi les cas de tuberculose précédemment traités » : La proportion de MDR est beaucoup plus importante chez les patients déjà traités Jusqu'à 50% en Europe de l'est Diapo « Évolution du nombre de cas de tuberculose maladie déclarés en France, 19932007 » : En France, diminution de l'incidence de la tuberculose : moins de 10 cas pour 100 000 habitants de nos jours Diapo « Cas déclarés de tuberculose maladie par Région, 2006 » : Cas de tuberculose déclarée : moins de 6000 cas en France en 2006 Doit être déclaré, tout cas de tuberculose, dés le début d'un traitement antituberculeux, même si la bactérie n'est pas encore isolée, afin d'éviter la propagation, et les éventuels cas secondaires Ile de France : +++ Incidence élevée, du fait du nombre important d'immigrés Guyane : quasiment 30 cas pour 100 000 hab. Diapo « Taux de déclaration de tuberculose maladie selon l’âge et le lieu de naissance France métropolitaine » : Chez les gens nés en France, la maladie se déclare surtout en fin de vie chez des personnes infectées jeunes. III- Physiopathologie/Tuberculose infection/maladie 1) Contagiosité Contagiosité par voie respiratoire par l’intermédiaire de gouttelettes de salive contenant des bacilles En cas de tuberculose pulmonaire ou laryngée, le frottis (crachat-tubage) est positif = on observe des BAAR (=Bacille Acido Alcoolo Résistant) à l'examen direct (ED) Un patient bacillifère infecte 10 personnes/an La contagiosité est majorée par : Promiscuité et durée d’exposition Quantité de bactéries présentes à l’ED (dose infectante faible : 10 bacilles) Manœuvres expiratoires forcées (toux, kiné, éternuement, expectorations induites) Excavation pulmonaire Caverne tuberculeuse (coque fibrineuse avec bacille) : si elle se rompt, émission de beaucoup de bacilles. C'est donc très contagieux. 2 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Diapo « Réponse immunitaire et infection tuberculeuse » : A partir du nodule d'inoculation (phase d'infection), on a une réponse immunitaire à médiation cellulaire qui se met en place. Macrophages stimulés par lymphocytes T. On a la mise en jeu de cytokines, comme de l'interféron Gamma. Les lymphocytes secrètent des enzymes pour lyser les bacilles. Dans 90-95% des cas, la réponse est efficace. Le bacille reste latent dans les macrophages, donc la tuberculose reste au stade d'infection latente. Dans 5-10% des cas, si la réponse immunitaire n'est pas suffisante (cela dépend du terrain du patient), on aura le développement de la tuberculose maladie. On peut toujours passer de la tuberculose latente à la tuberculose maladie. L'immunité cellulaire est appelée hypersensibilité retardée, et est mise en place en 4 à 6 semaines. Diapo « Formation du granulome » : La lésion de base est appelée le granulome : c'est le moyen de l'organisme pour essayer de contenir l'infection. Le bacille de la tuberculose est phagocyté par les macrophages. On va avoir une fusion de macrophages contenant des bacilles, et cela formera des cellules giganto-cellulaires = cellules de Langhans. Ces cellules sont entourées par une coque fibrineuse. Le tout permet de contenir l'infection Parfois, il y a une nécrose au milieu, du fait de la lyse cellulaire importante (débris cellulaires + bacilles) Il y a possibilité d'émission de bacilles à l'extérieur. Quand on suspecte une tuberculose, on fait une recherche de granulome Schéma A : On ne voit pas très bien, mais pas de nécrose au milieu : cellule non caséeuse Schéma B : Nécrose au milieu : cellule caséeuse 2 ) Évolutions après infection Contrôle de l’infection (90-95 % des cas) : Par l’immunité à médiation cellulaire. Fibrose progressive et calcification. Mycobactéries en état de dormance. La personne est donc infectée, mais n’est pas contagieuse = primo-infection tuberculeuse-tuberculose infection latente : "Virage" des réactions tuberculiniques Clinique, radiologie normales Bactériologie négative Tuberculose maladie (5-10%) Signes cliniques et / ou radiologiques Et / ou bactériologie positive(s) 3) Pouvoir Pathogène 3 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Transmission inter-humaine, voie aérienne Clinique : 10% des tuberculoses infection deviennent tuberculoses maladie - 75 % formes cliniques pulmonaires/respiratoires (le bacille aime bien l'air, il va à l'apex des poumons) - 25 % autres formes (miliaires, méningites, ostéo-articulaires…) Évolution spontanée : 50% décès, 25% guérison, 25% chronicité. a) Tuberculose pulmonaire 75% Adulte : Tuberculose cavitaire des sommets Signes cliniques (pas toujours présents, mais peu spécifiques) : Absents (dans 20 % des cas) Si présents: Fièvre, fatigue, amaigrissement Altération Etat Général Sueurs nocturnes Toux plus ou moins grasse Crachats parfois sanglants (hémoptysies) Essoufflement à l’effort Détresse respiratoire b) Tuberculose Extra-pulmonaire 25% Méningite : grave. Envahit le SNC et prédominance des lymphocytes (dans les autres méningites bactériennes, on a une prédominance des PNN). On a une hypoglycorachie ici. Cela permet de les distinguer des méningites virales qui sont à prédominance de lymphocytes mais à glucose normal. Ganglionnaire +++ Ostéo-articulaire : spondylite, spondylodiscite, mal de Pott (ce qu'on a observé chez les momies) Oropharyngée Intestinale (M. bovis++, lait non pasteurisé) : exceptionnel. C'est la contamination par voie digestive. Rare car de nos jours on boit du lait pasteurisé Uro-génitale Séreuses (pleurésie, péritonite, péricardite) Tissus mous tels que les muscules (abcès du psoas, abcès rétropharyngés/rétrotrachéen,) Miliaire tuberculeuse = dissémination dans tout l'organisme Touche les enfants (miliaire tuberculeuse généralisée; méningite) et les immunodéprimés 4 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Dissémination par voie hématogène aboutissant à la tuberculose miliaire. Multiples granulomes ; atteinte des 2 chambres pulmonaires. Possibilité d'atteindre la circulation générale. 4) Immunodépression Elle favorise la tuberculose et les mycobactérioses : Déficit en lymphocytes CD4 SIDA +++ Traitement anti-TNF (ex: Polyarthrite rhumatoïde) Corticothérapie au long cours Déficit congénitaux en R IFN Gamma et R IL-12 IV- Particularités bactériologiques du genre Mycobacterium 1) Définition du genre Mycobacterium Genre à part Fins bâtonnets de 1-10 μm Immobiles, non sporulés Aérobie strict confère l'affinité pour les poumons Propriétés particulières (paroi à haute teneur en lipides : acide mycolique) : Croissance lente (Temps division 20-24h pour M. tuberculosis) Pathologie chronique Colorations conventionnelles difficiles Acido-alcoolo résistance (B.A.A.R.) coloration de Ziehl-Neelsen Résistance bases, détergents Résistance aux antibiotiques « classiques » Traitement long > 6 mois Diapo « Parois bactériennes » : Gram + : Peptidoglycane épais Gram - : Peptidoglycane fin + lipopolysaccharides BAAR : structure riche en lipides (acide mycolique) Diapo « Genre Mycobacterium >80 espèces » : M. bovis BCG = souche vaccinale. Bactérie vivante dont le pouvoir pathogène a été diminué, mais elle peut quand même donner un tableau tuberculeux chez les immunodéprimés Mycobactéries non tuberculeuses : Elles colonisent l'arbre trachéobronchique. Elles peuvent donner des infections, telles que des mycobactérioses, surtout en cas d'immunodépression. Elles interfèrent dans le diagnostic de la tuberculose. 5 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose M. ulcerans : vit dans l'eau. Transmission par piqures de puces d'eau dans les régions tropicales. Donnent des lésions cutanées chroniques délabrantes M. leprae : donne la lèpre 2) Mycobactéries atypiques Diapo « Classification des mycobactéries atypiques » : (pas à savoir) Classées en 4 groupes selon la vitesse de croissance et la pigmentation, et si elles sont pathogènes ou non. M. marinum : donne des lésions cutanées chez les gens qui ont un aquarium M. avium-intracellulare : surtout en fin d'évolution du SIDA avec un taux de CD4 très bas. Pouvoir pathogène : Elles sont à l’origine : *de contamination des prélèvements *de colonisations *d’infections primitives ou nosocomiales = mycobactérioses (chez les personnes qui font de la chirurgie esthétique dans d'autres pays) Critères de pathogénicité : - Symptomatologie clinique et/ou radiologique compatible - ED positif ou culture abondante - Isolements répétés de la même mycobactérie - Espèce potentiellement pathogène Les mycobactéries« atypiques »sont des bactéries saprophytes (environnement, eaux) Certaines sont potentiellement pathogènes, en particulier chez les immunodéprimés. Rôle important avant l’apparition de la trithérapie du SIDA Sujet immunodéprimé en zone d’endémie tuberculeuse : développement de tuberculose si CD4 < 100-200/ mm3 Sujet immunodéprimé hors de zone d’endémie tuberculeuse : développement de mycobactériose atypique (surtout M. avium-intracellulare) si CD4 < 10-20/mm3 Pas de contamination interhumaine par ces bactéries Diapo « Mycobactéries « atypiques » : pouvoir pathogène » : à savoir : M. avium, marinum, ulcerans Pas de contamination inter-humaine par ces bactéries Traitement : différent de tuberculose. Mais cela reste un traitement long : 12-18 mois, avec une association de 3 ATB V- Diagnostic bactériologique 6 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Le diagnostic de la tuberculose est multidisciplinaire : Clinique Radiologique : lésions du granulome Immunologique = IDR. Mise en évidence de la réponse cellulaire immunospécifique (cytokine importante : interféron Gamma) Anatomo-pathologique Bactériologique : Maladie à déclaration obligatoire, de tout cas entrainant la mise en route d'un traitement 1) Prélèvements Prélèvements répétés 3 jours de suite (pour être sûr): - Afin d’accroître les chances de mise en évidence des bacilles, l’émission du BK dans les liquides biologiques étant intermittente. - Avant la mise en route de l’antibiothérapie. → Dans les formes pulmonaires : Première expectoration émise le matin. Si on n'arrive pas à recueillir les expectorations, on fait un tubage gastrique réalisé le matin dès le réveil (car dés qu'on est debout, il y a un lavage gastrique). Ce tubage permet de récupérer les Mycobactéries présentes dans les mucosités qui remontent la nuit par les cils et redescendent dans l'œsophage. Aspiration bronchique par fibroscopie . → Dans les formes extra pulmonaires: LCR, sang, ponctions, biopsies, urines… 2) Traitement des échantillons Prélèvements monomicrobiens : lyse concentration, centrifugation Prélèvements polymicrobiens : fluidification + décontamination pour éliminer la flore associée Cela se fait dans des laboratoires de type L3 Diapo « Décontamination - Fluidification » : N-acétylcystéine : pour fluidifier Soude : pour éliminer la flore bactérienne 3) Observation Diapo « Microscopie » : A J1 : essayer de mettre en évidence les bactéries par coloration puis observation au microscope. Méthode peu sensible, car elle nécessite un nombre important de bactéries pour fonctionner Problème : Mise en évidence des BAAR, mais on ne sait pas quelle Mycobactérie c'est. 7 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose La microscopie permet de montrer si le patient est bacillifère. Diapo « Examen direct : Coloration de Ziehl-Neelsen » : Bactéries roses sur fond bleu-vert on fixe les bactéries coloration avec fuschine alcool+acide : les BAAR restent roses contre coloration avec bleu de méthylène : le rose reste rose, et les autres bactéries ainsi que le fond du frottis deviennent bleus Diapo « Mycobacterium tuberculosis » : Bacilles assez longs et fins Diapo « Coloration à l’auramine » : fluorescence mais ce n'est pas la technique de référence 4) Culture Systématiquement après l'ED Améliore les résultats de l’examen direct (sensibilité ( 60- 90%) – spécificité 100%) Intérêts : Isolement de la mycobactérie Identification Antibiogramme Épidémiologie Critère de guérison (négativation ultérieure) a) Culture en milieu solide Löwenstein-Jensen : œufs, amidon de pomme de terre, glycérol, vert de malachite (antiseptique, pour inhiber la pousse des autres bactéries) Coletsos (M. bovis, M. xenopi) • Tubes incubés à 37°C, inclinés et légèrement débouchés. • Lecture : 3ème jour pour voir si les bactéries non recherchées n'ont pas poussé (éliminer les tubes contaminés) • Lecture chaque semaine, puis tous les 15 jours. • Réponse quantitative au 28ème jour. • Contrôle au 48ème jour, 60ème jour et au 3ème mois. Résultat négatif définitif en 3 mois. Inconvénient : Lenteur : 21- 28 jours – 2 mois b) Culture en milieu liquide Systèmes automatisés: - BACTEC-MGIT (BD) : Détection d’un complexe fluorescent après réduction de la tension d’O2 8 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose - BacT /Alert (BioMérieux): mesure colorimétrique/CO2 - VersaTrek (distribué par i2A et Biocentric) Systèmes manuels: - MB Redox (Biotest): mesure colorimétrique / système redox des mycobactéries. le sel de tétrazolium est réduit en formazan, Diapo « Délais moyens des méthodes classiques » : Milieu liquide moins long que milieu solide Intérêt d'un diagnostic rapide : traitement du patient efficacement, et éviter que le patient contamine une autre personne. 5) Diagnostic Diapo « Tuberculose maladie : Diagnostic bactériologique » : On peut raccourcir le temps de réponse en utilisant des méthodes de biologie moléculaire (comme le MTBDR plus™), donc la principale limite est la sensibilité (nécessité d'une quantité importante de bactéries). On peut également rechercher par ces méthodes des mutations responsables des résistances aux antibiotiques. Antibiogramme systématique pour toutes les souches du complexe M. tuberculosis 5 antibiotiques testés en 1ère intention : Isoniazide (INH) Rifampicine (RMP) Ethambutol (EMB) Streptomycine (SM) Pyrazinamide (PZA) Méthode des proportions : (retenir juste le nom) Milieu solide Milieu liquide Principe : Déterminer pour la souche à étudier la proportion de mutants résistants à un antibiotique donné à une concentration donnée Dénombrer les colonies sur des milieux solides contenant la concentration critique d‘ATB Dénombrer les colonies sur des milieux solides témoin (sans ATB), ensemencé avec le même inoculum N = Proportion (%) = nombre de colonies sur milieu avec ATB / nombre de colonies sur milieu témoin (sans ATB) Comparaison de la proportion obtenue aux proportions critiques (on regarde la proportion supérieure à 1%) : Souche R : N > % critique 9 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Souche S : N < % critique Antibiogramme en milieu liquide : Raccourci le délai de réponse : 10 j versus 30 j Sur tubes MGIT Indicateur de croissance = production de CO2 en présence ou en absence d’ATB Sensibilité = inhibition de croissance dans les flacons contenant les antibiotiques Comparaison à la croissance observée dans les milieux témoins Témoin 100 % : Sans ATB inoculés dans les mêmes conditions que le test Témoin 1 % : sans ATB inoculés avec une dilution au 1/100 Sensible = croissance en présence d'antibiotiques < celle du témoin 1 % Diapo « Détection moléculaire de la résistance » : Juste les 2 titres à retenir : - PCR Multiplex puis hybridation - PCR en temps réel VI-Traitement 1) Rationnel de la thérapeutique anti-tuberculeuse Résistance naturelle par mutation dont le taux est connu: RIF: 1 pour 108 bactéries INH,PZA,EMB,SM: 1 pour 106 bactéries Donc nécessité d'associer plusieurs antituberculeux, du fait de la résistance naturelle. (en général 4, et on se dit qu'il y en aura au moins 3 d'efficaces) Ils sont tous hépatocytotoxiques (principal paramètre à surveiller lors du traitement) Caverne tuberculeuse : 1 x 108 bactéries Ex : si INH seul, 100 bactéries résistantes après 1 jour 2) Principes généraux du traitement Association d’au moins 3 médicaments (afin d’éviter la sélection de mutants plus que pour synergie..) Une prise unique le matin à jeun (mais seule l’absorption de la RMP est meilleure à jeun..) Traitement prolongé au moins 6 mois (parfois plus, cf les schémas actuellement préconisés) Vérifier: CI, IM, effets secondaires, observance (uricémie, couleur urines, dosages éventuels) Éviction: 15 jours après début du traitement (si BK+ au direct) Populations bacillaires : Bacilles extra cellulaires (film liquidien de surface des cavités) - population prédominante, multiplication active - responsables symptomatologie et contagiosité - médicaments actifs: INH, RMP, SMY Bacilles intracellulaires (macrophages) 10 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose - médicaments actifs: PZA, RMP (et à degré < INH) Bacilles extra cellulaires au sein du caséum - seul médicament actif: PZA NB: Les bacilles sans activité métabolique sont pratiquement inaccessibles aux antituberculeux et peuvent persister sous forme quiescente très longtemps et se réactiver 3) Stratégie thérapeutique - Pendant 2 mois INH + Rif + PZA + Ethambutol (recommandé jusqu’aux résultats de l’antibiogramme et impératif si rechute, résistance avérée ou suspectée) - Puis INH + Rif Durée totale : - 6 mois dans la majorité des cas (y compris pour les formes extrapulmonaire et sujet immunodéprimé dont VIH) - 9 à 12 mois en cas de tuberculose extrapulmonaire grave ou neuroméningée) Dose quotidienne le matin a jeun Hospitalisation : conseillée pour les patients contagieux. 4) Surveillance Clinique: symptômes respiratoires et généraux, effets secondaires, observance (1 mois, 3 mois, 6 mois) Radiographie thoracique: 3 mois et fin de traitement (souvent en plus à 1 mois en France..) Bilan hépatique hebdomadaire pendant le 1er mois (discuté au delà sauf FDR..) : accepter transaminases < 5N (35%) ; arrêt INH et PZA si > 5N, et de tous les médicaments si hépatite symptomatique Bactériologie mensuelle jusqu’à négativation (85% à 2m) VII- Intra-dermo-réaction à la tuberculine Hypersensibilité retardée à la tuberculine - Réponse Mémoire aux antigènes mycobactériens : La tuberculose latente ne présente pas de signes. La seule manière de la mettre en évidence est l'immunité spécifique acquise au moment du chancre d'inoculation. On injecte de la tuberculine, et 72h plus tard, on mesure l'induration, témoin de la réaction immunitaire. (plus l'induration est importante, plus la réaction immunitaire est importante, plus il y a de risques que le patient ait été en contact avec la bactérie.) - La tuberculine : le plus vieux des antigènes mycobactériens : - Koch’s old tuberculine, 1891 : concentré de culture inactivé par la chaleur 11 Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose - Tuberculine Purified Protein Derivative (PPD) : concentré de culture en milieu sans protéines, soniqué, filtré, lots non standardisés >200 Ag partagés entre M. tuberculosis, M. bovis, BCG, certaines M atypiques - IDR : peu sensible chez enfants < 5 ans, immunodéprimés … Diapo « Les nouveaux tests immunologiques de la tuberculose » : Mesure de l'interféron Gamma, sécrété par la stimulation de l'Ag de M. tuberculosis contenu dans les macrophages. C'est une réaction plus spécifique et on n'a pas besoin de revenir 72h plus tard. VIII- Le BCG Vaccination BCG (Intra-dermique stricte) : Obligatoire en France de 1950 à juillet 2007 pour tout enfant entrant en collectivité (dès le 1er mois si milieu à risque et avant 6 ans) Protection : - 80% pour les formes disséminées et méningées - 50% pour les formes pulmonaires : peu efficace dans ces formes là CI : déficits immunitaires (immunité cellulaire) car on injecte des bactéries vivantes Effets II: BCG-ite (locale, région. ou généralisée) 1 ) Politique actuelle BCG en France Suppression de toute revaccination depuis 2002 (enfants et adultes soumis à une obligation professionnelle) Suppression des tests tuberculiniques de routine depuis 2002 Mars 2007 avis favorable de la levée de l’obligation familiale du CSHPF (conseil supérieur et d’hygiène publique de France) si : Recommandations de vaccination des enfants vivants dans les milieux à risque Mise en œuvre du programme national de lutte contre la tuberculose Le 11 juillet 2007 : levée de l’obligation vaccinale par le BCG des enfants et des adolescents mais recommandation forte de vaccination dès le premier mois pour les enfants vivant dans un milieu à risque 2) Enfants à risque élevé de tuberculose en France 12 Enfant né dans un pays de forte endémie tuberculeuse Enfant dont au moins un parent est originaire d’un de ces pays Enfant devant séjourner au moins un mois d’affilée dans l’un de ces pays Enfant ayant des ATCD familiaux de tuberculose (fratrie, parents, grands parents) Enfant résidant en Ile de France et en Guyane Enfant dont la situation d’habitat ou socioéconomique ou environnementale ou contact avec des adultes d’un pays de forte endémie Module 7 - Diagnostic des infections à mycobactéries – Tuberculose Si à risque : Vaccin au cours du premier mois de vie Si non réalisé, vaccin recommandé jusqu’à l’âge de 15 ans L’IDR préalable à la vaccination doit être réalisée à partir de l’âge de 3 mois BCG contre indiquée si déficit immunitaire Professionnels soumis à l’obligation (cf code de la Santé Publique) 3) Prévention • Diagnostic et traitement précoce des formes contagieuses • Déclaration obligatoire (rapide++) ; dépistage et chimioprophylaxie éventuelle des cas contacts après enquête et évaluation (environnement, FDR des cas contact..) par MT ou services médico-sociaux spécialisés • Dépistage dans groupes à risque • Vaccination par le BCG.. • Prévention des tuberculoses nosocomiales 13