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mise au point
Infection à Mycobacterium
tuberculosis
Signification, rôle et performance des tests
immunologiques
Rev Med Suisse 2014 ; 10 : 816-9
D. Glardon
V. Erard
Drs Deborah Glardon
et Véronique Erard
Clinique de médecine
HFR Fribourg – Hôpital cantonal
1708 Fribourg
[email protected]
[email protected]
Mycobacterium tuberculosis infection :
signification, role and performance of
mesure of cell-mediated immune response
The tuberculin skin test (TST) and IGRAs are
to date the unique way to identify individuals
latently infected with Mycobacterium tuberculosis. In contrast to IGRAs, test specificity of
TST is clearly affected by prior vaccination with
attenuated strain M. bovis (BCG). Moreover,
there is evidence suggesting that the accuracy of IGRAs is higher than that of TST and therefore IGRAs should perform better to detect
latent tuberculosis in immunosuppressed individuals.
However, neither TST nor IGRAs permit to
discriminate between latent and active infection. Furthermore, there is no available test
capable to identify whether individual with
latent infection harbor live or dead mycobacteria and thus to detect who is at risk to develop active tuberculosis.
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Le test cutané tuberculinique (TST) et les IGRA (InterferonGamma Release Assays) sont actuellement les seuls moyens
d’identifier les infections latentes par Mycobacterium tuberculosis. Au contraire des IGRA, la spécificité du TST est grandement affectée par une vaccination antérieure avec la souche
atténuée de M. bovis (vaccin BCG). Par ailleurs, il existe des
preuves suggérant que la sensibilité des IGRA est supérieure
à celle du TST, notamment dans la détection de la tuberculose
latente chez les individus immunosupprimés.
Cependant, ni le TST ni les IGRA ne permettent de différencier
une tuberculose latente d’une tuberculose active. En outre, il
n’existe pour l’heure aucun test capable d’identifier si les myco­
bactéries présentes chez un individu infecté de manière latente
sont des germes vivants ou morts et, de là, de détecter qui est
à risque de développer une tuberculose active.
introduction
L’éradication de la tuberculose attendue pour 2010, par l’OMS,
ne s’est pas produite, la maladie restant d’actualité pour les
soignants et les services de santé publique. Certes, si la maladie est connue et
traitée adéquatement en Suisse, les délais apportés au diagnostic peuvent être
très longs. Dans les pays de faible endémicité, une large proportion des cas de
tuberculose procède de la réactivation d’une infection latente, alors que dans les
pays de haute prévalence, les cas de tuberculose sont principalement le résultat
d’une exposition récente. Malgré les progrès effectués dans le diagnostic de la
­tuberculose, des problèmes majeurs restent non résolus : d’une part, il n’existe
pas de test simple et rapide, utilisable dans la pratique clinique et d’autre part,
les tests non invasifs actuellement disponibles, test à la tuberculine et IGRA (Interferon-Gamma Release Assay), ne sont pas établis dans le diagnostic de tuberculose
active et ne permettent pas d’identifier parmi les personnes présentant une
­tuberculose latente celles à risque d’évoluer vers une infection active. En outre,
leur interprétation est incertaine chez des individus à haut risque, incluant les
­immunosupprimés et les enfants en bas âge.
cas clinique n°
1
Patiente de 49 ans, originaire des Balkans, admise en raison d’un état fébrile,
d’une toux et d’infiltrats pulmonaires multilobaires bilatéraux. Elle rapporte un
séjour de deux semaines dans sa famille au Kosovo, il y a quatre mois. L’histoire médicale révèle une polyarthrite rhumatoïde, traitée par méthotrexate et
plaquenil durant les dix dernières années, remplacés depuis trois mois par un
anti-TNFa. Un test de QuantiFERON-TB effectué une semaine avant la modi­
fication du traitement immunosuppresseur s’est révélé négatif. L’aspiration
bronchique obtenue par bronchoscopie objectivera la présence de bacilles
acido-alcoolo-résistants (BAAR), dont la culture confirmera M. tuber­culosis.
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cas clinique n°
2
Agriculteur de 79 ans, hospitalisé en raison d’une toux
persistante depuis plusieurs semaines, sans amélioration sous traitement d’amoxicilline/clavulanate, associée
à une perte pondérale de plus de 10 kg. Un test de
Quanti­FERON-TB effectué à la demande du médecin
traitant est revenu négatif. Les examens paracliniques
(examen direct des expectorations, radiographie du thorax) font
retenir le diag­nostic de tuberculose pulmonaire cavitaire bacillaire. Les cultures confirmeront la présence de
M. tuberculosis multisensible.
généralités
On estime que seuls 10% des adultes sains présentant
une primo-infection à M. tuberculosis développeront une tuberculose active, survenant prioritairement dans les deux
premières années suivant l’exposition, ou plus tardivement
à la faveur d’une altération de la fonction immunitaire.
Il est supposé que suite à une infection par M. tuberculosis,
l’immunité permet soit d’éradiquer l’agent pathogène, soit
de maintenir sous contrôle un nombre infime de bacilles
vivants. Cette dernière situation correspond à une infection
infraclinique appelée tuberculose latente (LTBI). L’altération
de la fonction immunitaire, en rendant la multiplication des
mycobactéries possible, permettra le développement d’une
infection active.
Le test cutané tuberculinique (TST) in vivo a été, durant
très longtemps et jusqu’à récemment, l’unique moyen
d’iden­tifier la population présentant une infection latente
(LTBI).
La limitation du test tuberculinique réside dans son incapacité de distinguer une LTBI d’une exposition antérieure
soit au vaccin M. bovis Calmette-Guérin (BCG), ou à des
mycobactéries de l’environnement non tuberculeuses. Au
cours de la dernière décennie ont été développés les tests
ex vivo IGRA dans l’espoir de pouvoir identifier, de manière
plus précise, les individus présentant une tuberculose latente à risque de développer une tuberculose active.
Nous tenterons d’exposer ce qui est actuellement admis
de la pathogenèse de la tuberculose latente, et présenterons
la performance et le rôle des tests immunologiques (TST et
IGRA) dans la détection des individus présentant une infection à M. tuberculosis latente ou active.
tuberculose latente : immunopathogenèse
M. tuberculosis est transmis par aérosol dans les segments
distaux de l’arbre respiratoire. L’immunité innée permet la
phagocytose par les macrophages alvéolaires. Cependant,
l’action antimicrobienne et pro-inflammatoire de ces derniers est moindre. Les neutrophiles rapidement présents
au lieu de l’infection tentent de neutraliser l’infection, mais
sont incapables d’éliminer à eux seuls M. tuberculosis. Les
cellules dendritiques alvéolaires se chargent alors des bacilles vivants et partiellement digérés et migrent vers les
ganglions lymphatiques régionaux. Les antigènes M. tuberculosis sont alors présentés par l’intermédiaire de complexe
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MCHC-I aux cellules T-CD8, par l’intermédiaire du complexe
MCHC-II aux cellules T-CD4. Chacune de ces cellules se différencie en cellules T cytotoxiques (Tc1) ou T helper (Th1)
productrices d’interféron gamma, respectivement. Devenues
cellules effectrices, elles vont ensuite gagner le lieu de l’infection.
C’est à partir de ce moment que la réponse d’hypersensibilité retardée peut être objectivée par le TST ou les tests
IGRA.
La présence de cellules Th1 activées au site d’implantation de M. tuberculosis entraîne la formation de granulomes
tuberculoïdes typiques, constitués entre autres de macrophages. Les cellules Tc1 délivrent des substances bactéricides aux macrophages, permettant ainsi de contrôler la
multiplication mycobactérienne. La destruction des macrophages peut occasionnellement survenir en fonction du
nombre de mycobactéries présentes dans la lésion et du
degré de réponse cellulaire générée, entraînant alors une
nécrose centrale du granulome. Une réponse Th2 exagérée
concomitante tente alors de contrer les mécanismes bactéricides des macrophages dont la traduction est une solidification (caséification) de la nécrose qui, avec le temps, se
calcifie, entraînant la mort des mycobactéries.
Schématiquement, le granulome tuberculeux est entièrement dépendant d’une réponse Th1, à l’intérieur de celui-ci, la croissance de M. tuberculosis est contenue par les
macrophages activés et/ou par le développement de caséum. L’absence de manifestation clinique de ce phénomène permet de considérer l’infection comme latente.1
Le granulome est une structure dynamique dans laquelle
sans cesse meurent et rentrent des cellules. Si les cellules
effectrices ne peuvent plus pénétrer le granulome, celui-ci
se désintègre et son contenu dissémine soit localement,
soit à distance.
diagnostic de la tuberculose latente :
mesure de la réponse immunitaire
spécifique
Comme il n’existe actuellement pas de moyen permettant de détecter la présence des mycobactéries chez la per­
sonne présentant une tuberculose latente, la mesure de la
réponse immunitaire cellulaire Th1 qu’elle induit constitue
un marqueur fiable de l’infection latente. La mesure de celleci est possible par deux approches en pratique clinique, le
test in vivo cutané à la tuberculine et les tests ex vivo IGRA.
Test cutané à la tuberculine
Le TST a comme principe d’identifier la mémoire de la
réponse immunitaire adaptative, dirigée contre les antigènes mycobactériens, obtenus du précipitat protéinique
du surnageant de milieux de culture liquide de M. tuberculosis.2 En Suisse, on procède de manière standard à l’injection intradermique de 0,1 ml (2 U) de la solution de tuberculine PPD RT23 (PPD = Purified Protein Derivative) du Statens
Serum Institute de Copenhague (un mélange d’antigènes
présents pour la plupart dans M. bovis BCG et plusieurs
autres myco­bactéries) sur l’avant-bras. Il s’ensuit une réaction d’hypersensibilité retardée, médiée par des lymphocytes Th1. La manifestation clinique en est une induration
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survenant au plus tôt 48 heures après l’injection. L’interprétation, consistant en la mesure du diamètre transverse
de l’induration (M 1 mm de hauteur), faite idéalement 72
heures (et jusqu’à sept jours) après l’inoculation, a longtemps été définie en fonction du risque relatif d’infection
dans des groupes de population. Les nouvelles directives
internationales considèrent actuellement toute réaction
M 5 mm comme positi­ves, indépendamment de l’âge et
du contexte clinique. Cette nouvelle interprétation tient
compte du fait que la pro­portion de personnes vaccinées
contre le BCG est en cons­tante diminution.3-5 Il est à signaler qu’un délai trop court (l 8 semaines) entre la réalisation du test et l’exposition entraînera un test négatif.6,7 Les
autres causes de faux négatifs incluent les problèmes techniques (stockage, injection de quantité trop faible de tuberculine, mauvaise interpréta­tion du test) ou biologiques,
comprenant de manière non exhaustive plusieurs pathologies dont la tuberculose active pulmonaire et notamment
la tuberculose miliaire, les états d’immunosuppression acquise ou passagère dans le con­texte de l’infection VIH, les
infections virales (rougeole, rubéole, varicelle), une vaccination récente (ROR) et l’insuffisan­ce rénale terminale. Si
la sensibilité du test est insuffisante, il en est de même
pour sa spécificité. En effet, le test tuber­culinique est influencé par l’exposition antérieure au vaccin M. bovis BCG,
par la colonisation ou l’infection préalable aux mycobactéries de l’environnement et par l’utilisation antérieure répétée de la tuberculine.8,9
Interferon-Gamma Release Assays (IGRA)
Ces tests sont fondés sur la mesure in vitro de la libération d’interféron gamma (IFN-g) par des lymphocytes T
périphériques, stimulés par des antigènes spécifiques de
M. tuberculosis correspondant aux peptides ESAT-6 (Early
Secreted Antigenic Target 6), TB7.7 et CFP-10 (Culture Filtrate
Protein 10). Les IGRA sont représentés par deux tests commerciaux, enregistrés par Swissmedic. Le test ELISA Quanti­
FERON-TB Gold In-Tube (QFT-GIT ; Cellestis Limited, Austra­
lia) et le test T-SPOT-TB (T-SPOT ; Oxford Immunotec ; Abington, UK). Le premier (QuantiFERON-TB) se pratique sur du
sang total et mesure par ELISA la concentration d’IFN-g secrétée par les lymphocytes T en réponse à la stimulation par
les peptides ESAT-6, CFP-10 et TB7.7. Le second (T-SPOT-TB)
quantifie par ELISPOT le nombre de lymphocytes produisant de l’IFN-g après avoir été stimulés par les peptides
ESAT-6 et CFP-10. Il est important de souligner que malgré
leur fiabilité, ces tests impliquent plusieurs contraintes qui,
si elles ne sont pas respectées, invalident le test. Celles-ci
incluent le temps d’incubation prolongé (16-24 heures), le
transport et le conditionnement adéquat des tubes, la nécessité de contrôles positif et négatif pour chaque test, et un
personnel de laboratoire formé.
Les IGRA ont une spécificité supérieure au test tuberculinique de par le fait que les antigènes (ESAT-6, TB7.7 et
CFP-10) utilisés sont codés par des gènes absents de la
souche vaccinale M. bovis BCG et de la majorité des mycobactéries de l’environnement à l’exception de M. kansasii,
M. marinum, M. szlugai et M. riyadhense.10,11 En outre, en cas
de résultats douteux, ils ont l’avantage de pouvoir être répétés sans «effet booster». Il est par contre à mentionner
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que l’injection au préalable de tuberculine majore la libéra­
tion d’IFN-g après un délai de sept jours. Il est donc recommandé d’effectuer la validation d’un test tuberculinique
positif par un IGRA l 7 jours après l’administration de tuberculine.12 Les tests IGRA évalués dans le contexte d’individus présentant un risque d’infection tuberculeuse faible
(c’est-à-dire sans anamnèse d’exposition et vivant dans un
pays de faible incidence tuberculeuse) ont montré une excellente spécificité (L 95%) pour le diagnostic de tuberculose.13
Utilisant la tuberculose active, prouvée par culture comme
marqueur de la tuberculose latente, le T-SPOT-TB semble
avoir une sensibilité meilleure que le QFT-GIT ou le TST
(approximativement 90, 80 et 80%, respectivement).13,14 En
raison de sa sensibilité augmentée, l’utilisation du T- SPOTTB est donc potentiellement mieux appropriée que celle
du QFT-GIT chez le patient immunosupprimé.
Si les IGRA sont validés pour diagnostiquer une tuberculose latente chez le patient immunocompétent,15 il a été
rapporté que chez le patient immunosupprimé à haut ris­
que d’infection, la présence d’un test positif serait un élément additionnel au diagnostic de tuberculose active. Par
ailleurs, un test positif effectué dans un spécimen prélevé
au site supposé de l’infection tuberculeuse et dont l’examen
direct est négatif (liquide bronchoalvéolaire, liquide céphalorachidien) pourrait devenir un moyen diagnostique
d’une infection active, mais nécessite des évaluations ultérieures.16
Chez l’enfant, le diagnostic d’infection tuberculeuse latente repose sur l’anamnèse d’exposition, la positivité d’un
test tuberculinique et l’exclusion de signes ou symptômes
évocateurs d’une tuberculose active. Alors qu’en Suisse la
vaccination contre le BCG n’est plus recommandée pour les
enfants indigènes, il n’y a pas de consensus pour les pays
de l’Union européenne. On assiste donc à une grande hétérogénéité en termes de politique vaccinale par le BCG
dans les pays alentour. Alors que dans certaines contrées
on vaccine uniquement à la naissance, dans d’autres un ou
des rappels sont effectués plus tardivement durant l’enfan­
ce et jusqu’à l’adolescence. L’interprétation d’un TST positif
est ainsi rendue difficile par l’exposition antérieure à différentes souches vaccinales, à la revaccination et à la répétition des TST.17 Au contraire, pour les groupes à haut risque,
comme les enfants immunosupprimés, le TST est la plupart
du temps négatif. Les données sur les performances des
tests IGRA chez le très jeune enfant et l’enfant immunosup­
primé sont rares. Si les guidelines anglaises et allemandes
préconisent les tests IGRA comme tests de confirmation
après un TST positif chez l’enfant comme chez l’adulte, les
recommandations françaises, canadiennes et suisses ne le
conseillent pas.
En bref, on admet que : 1) dans leur dessein actuel, les
tests IGRA ne permettent pas de distinguer une tuberculose latente d’une tuberculose active ; 2) comme pour le
test tuberculinique, un test IGRA positif ne signifie pas une
tuberculose active et qu’un résultat négatif n’exclut pas une
infection active ; 3) la spécificité des tests IGRA est faible
pour les individus issus de contrées à haute endémicité chez
lesquels est suspectée une maladie active ; les tests IGRA
sont donc inutiles pour appuyer le diagnostic de tubercuRevue Médicale Suisse – www.revmed.ch – 9 avril 2014
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lose active dans des populations à prévalence élevée de
tuberculose latente et 4) la sensibilité de ces tests n’est
pas établie chez l’enfant, et bien que meilleure que le TST,
elle est loin d’être parfaite pour le diagnostic de tuberculose
latente chez l’immunosupprimé.
conclusion
La détection biologique par les tests IGRA et le TST d’une
infection tuberculeuse reflète la réponse immunitaire cellulaire adaptative à l’exposition récente ou ancienne à un
agent du complexe M. tuberculosis. L’introduction des tests
IGRA dans la pratique clinique de routine a certainement
amélioré l’identification des individus possiblement infectés par des mycobactéries vivantes du complexe M. tuberculosis.
Cependant, comme le test tuberculinique, ils ne permet­
tent pas de répondre à la question essentielle de savoir si
la détection d’une immunité adaptative est le reflet d’une
infection impliquant des bactéries dormantes, contrôlées
par le système immunitaire ou, au contraire, d’une infection
ancienne sans bactéries vivantes. Cette question restant
sans réponse, il est dès lors plus juste d’interpréter un test
IGRA ou un TST positif comme la traduction non pas d’une
infection tuberculeuse latente mais plutôt d’une réponse
immunitaire latente contre M. tuberculosis.
L’optimisation de la prise en charge de l’infection tuberculeuse nécessite le développement de tests biologiques
possédant la capacité de différencier les individus avec une
tuberculose active, les individus présentant une infection
latente avec des bacilles vivants et ceux ayant une réponse
immunitaire persistante sans aucun risque de réactivation.
Considérant les limitations des tests actuellement disponibles, l’utilisation de ces tests devrait être limitée aux
contacts proches d’un cas index, aux enfants, aux individus
immunosupprimés et aux personnes à haut risque de développer une tuberculose active pour autant qu’ils soient
aptes à accepter le cas échéant le traitement d’une tuberculose latente.
Les auteurs n’ont déclaré aucun conflit d’intérêts en relation avec
cet article.
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* à lire
** à lire absolument
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