ulcerans

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Le nouveau visage de la diphtérie
Dr. Nicole GUISO
Dr
Unité de recherche « Prévention et Thérapies
Moléculaires des Maladies Humaines »
& CNR « Coqueluche et autres Bordetelloses »
et « CNR des corynebactéries du
complexe diphtheriae»
Institut Pasteur
Le nouveau visage de la
Le nouveau visage de la diphtérie p
Nicole GUISO
Nicole
GUISO
Institut Pasteur
CNR des corynebactéries du complexe diphtheriae
p
La diphthérie
La diphthérie pendant l’ère pré‐
pendant l’ère pré‐vaccinale
Maladie décrite dès l’antiquité
Première description clinique par de B ill au 16
Baillou
16ème siècle
iè l
Maladie cyclique, atteignant surtout les enfants avant 15 ans mais aussi les adultes
Maladie rare chez les moins de six mois (p
(protection maternelle)
)
La diphthérie
La diphthérie pendant l’ère pré‐
pendant l’ère pré‐vaccinale
A i di hté i
Angine diphtérique avec membranes :
b
infection aiguë avec obstruction des voies aériennes et syndrome toxinique
Diphtérie cutanée :
Diphtérie cutanée : infection chronique
infection chronique
La diphthérie
La diphthérie pendant l’ère pré‐
pendant l’ère pré‐vaccinale
Maladie due à une bactérie, Maladie
due à une bactérie
corynebacterium diphtheriae
• identifiée par Klebs en 1883
• isolée par Loeffler en 1884
• sécrétant une toxine identifiée par Roux et Yersin en 1888
Roux et Yersin en 1888
Corynebacterium diphtheriae
La bactérie est infectée par un phage β
p
age β qu
qui porte le gène po te e gè e
codant une toxine de type A‐B
La toxine diphtérique
En 1900, Berhing prépare les premiers sérums anti‐toxine
En 1907, Smith prépare les premiers vaccins composés de toxine‐anti‐toxine
En 1920, Ramon prépare la première anatoxine En 1926, Glenny montre que l’anatoxine complexée à l’hydroxide
l é à l’h d id d’aluminium est plus d’ l i i
t l
immunogénique
Vaccin acell laire
Vaccin acellulaire
La vaccination La vaccination anti
anti‐‐diphtérique
En 1940, ce vaccin est combiné à l’anatoxine tétanique et au vaccin q
coquelucheux
Diminution de l’incidence de la Di
i i d l’i id
d l
maladie suite à une amélioration des conditions de vie puis à
des conditions de vie puis à l’introduction de la vaccination
Mais augmentation de l’incidence dès Mais
augmentation de l’incidence dès
la diminution de la couverture vaccinale : Union soviétique en 1996‐
vaccinale : Union soviétique en 1996
1997 avec 150000 cas et 5000 décès dont 50% de plus de 40 ans
Conséquences
Conséquences de la vaccination de la population de la vaccination de la population
avec le vaccin diphtérique acellulaire La vaccination avec l’anatoxine seule pendant des décennies a conduit au contrôle de la
des décennies a conduit au contrôle de la maladie avec une disparition de la circulation des bactéries dans les régions où la couverture vaccinale est très élevée
La situation française
• 45 000 cas en 1950
• 5 cas en 1980
• Pas de cas entre 1990 et 2001……..mais
La situation française
depuis 2002, 6
C. ulcerans
C. diphtheriae
No
ombre de cas
5
4
3
2
1
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
30
C. ulcerans
25
C. diphtheriae
Cas
20
1.
15
10
5
0
1975
1980
1985
1990
Années
1995
2000
2005
Apparition de cas de diphtérie dus à C. diphtheriae portant le gène codant la toxine (tox+) et
gène codant la toxine (tox+) et exprimant la toxine
La situation française
• Ces
Ces 7 cas, 5 respiratoires (plus un 7 cas 5 respiratoires (plus un
porteur asymptomatique) et 2 cutanés, sont des cas importés
p
• L’âge des patients variait de 4 à 71 ans
• Il s
Il s’agissait
agissait dans tous les cas de dans tous les cas de
personnes non vaccinées ou n’ayant pas reçu de rappel vaccinal sauf le porteur asymptomatique !
Il est nécessaire de renforcer la couverture vaccinale des adultes
La situation française
Le vaccin confère‐t‐il toujours une protection ?
Un seul génome séquencé à ce jour mais plusieurs gènes tox, codant la toxine ,l’ont été i
l’
éé
Ils présentent des différences au niveau de la séquence nucléotidique ne se traduisant pas par des différences de séquence en acides aminés
ne se traduisant pas par des différences de séquence en acides aminés
le vaccin est toujours efficace…….si l’on se vaccine
Le même phénomène est‐il observé dans les autres pays à haute couverture vaccinale ? OUI
La situation française
De plus, des C. diphtheriae tox‐ circulent et représentent 80% des C. diphteriae
isolats collectés
•
• L’âge des patients varie de 8 à 94 ans
% des isolatts
100
80
60
40
20
0
C. diphtheriae tox + (n=7)
C. diphtheriae tox ‐(n=57)
• Ces bactéries ne peuvent être contrôlées par la vaccination puisqu’elles n’expriment pas la toxine, or elles induisent aussi des p
q
p
p
,
manifestations cliniques :
• 35 cas d’infections respiratoires, d’ f
• 2 cas d’endocardites et de septicémie
• 20 cas d
20 cas d’infections
infections cutanées cutanées
La surveillance de ces isolats doit se développer
La situation française
2. Un deuxième phénomène est observé……. les cas d’infections respiratoires ou cutanées autochtones à C. ulcerans
respiratoires ou cutanées autochtones
à C ulcerans exprimant la exprimant la
toxine diphtérique (tox+)
6
C. ulcerans
Nombre de cas
5
4
3
2
1
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
C. diphtheriae
La situation française
2. Les espèces de corynebactéries pouvant porter le gène tox sont au nombre de trois et forment le complexe diphtheriae :
nombre de trois et forment le complexe diphtheriae
di h h i Pathogène pour l’homme et exceptionnellement l’animal diphtheriae
(cheval, chat)
ulcerans Pathogène pour l’animal (animaux de compagnie et de ferme) et occasionnellement l’homme
pseudotuberculosis Pathogène pour l’animal (ovins) et occasionnellement pour l’homme
Corynebacterium ulcerans
C. ulcerans a été découverte par Gilbert et Stewart en 1926
Cette bactérie est apte à être infectée par le même phage β
que C diphtheriae
que C. diphtheriae
La plupart des C. ulcerans isolées chez l’homme mais aussi chez l’animal sont tox+ et expriment la toxine
Les premiers cas d
Les
premiers cas d’infections
infections humaines étaient liés à des humaines étaient liés à des
sujets ayant consommé du lait cru
Des porteurs asymptomatiques ont été mis en évidence
Corynebacterium ulcerans
Les C. ulcerans tox+ expriment une toxine très semblable à celle exprimée par C. diphtheriae
p
p
p
et le vaccin confère une protection Le même phénomène est‐il observé dans les autres pays à haute couverture ? OUI
p y
Katsukawa C et al, J Med Microbiol. 2011, Sep 15 ; Wagner KS et al, Epidemiol Infect. 2010 .138(11):1519‐30 ; Alves de Souza, 2011
La situation française
20 cas d’infections à C. ulcerans tox+ :
* 12 cas d’infections cutanées dont uniquement 7 exprimaient la toxine toxine
% des isolats
100
C. ulcerans
80
60
40
* 7 cas d’infections respiratoires dont uniquement 5 exprimaient la toxine
20
0
C. ulcerans tox + (n=20)
C. ulcerans tox ‐(n=4)
* 1 cas d’infection ganglionnaire
Pourquoi soudainement ces isolements ?
Pourquoi soudainement ces isolements ?
La situation française
% d
es is
ol
at s
1 00
80
60
40
L’â d
L’âge des patients varie de 28 à 89 ans
i
i d 28 à 89
20
0
C. u
lcer
an
s t o
x + (
(n
=20
)
Les patients n’étaient pas vaccinés ou n’avaient pas eu de rappel vaccinal
La plupart des patients avait un animal de compagnie (14/20)
Lartigue MF et al, J Clin Microbiol. 2005. 43(2):999‐1001
Bonmarin et al, Vaccine, 2010 C. u
lcer
an
s t o
x ‐(n
= 4)
La situation française
La situation française
• Comme pour les cas importés dus à C. p
la population la plus touchée est p p
p
diphtheriae,
celle des plus de 50 ans qui ne suit pas les recommandations vaccinales et cette
recommandations vaccinales…..et cette population souvent possède des animaux de compagnie
Launay O, et al, Hum Vaccin. 2009.5(5):341
La couverture vaccinale des plus de 50 ans
doit être augmentée
Corynebacterium pseudotuberculosis
• Découverte par Nocard en 1888
• Pathogène pour les ovins
• Responsable
Responsable de lymphadénite
de lymphadénite granulomateuse
nécrosante Corynebacterium pseudotuberculosis
Deux cas français depuis 2002 due à des bactéries tox‐
– une adolescente de 12 ans avec une l
lymphadénite
h dé i granulomateuse
l
nécrosante ayant é
eu des contacts avec des chèvres pendant ses vacances
Joint‐Lambert et al, 2002
– une femme de 63 ans en contact avec des ovins
Hemond et al, 2008
Vaccination
• Primo vaccination: 3 doses à 2‐3‐4 mois (D)
( )
• 1er rappel à 16‐18 mois (D)
• 2ème rappel à 5‐6 ans (d)
• 3ème rappel à 11‐13 ans
rappel à 11 13 ans (D)
• 4ème rappel à 16‐18 ans
pp
(D)
• Rappel tous les 10 ans pour les adultes
depuis 2004 (d)
2004 (d)
Nouvelles recommandations Nouvelles recommandations COMPOSITION DU GROUPE DE TRAVAIL DU HCSP :
• Emmanuel BELCHIOR, épidémiologiste, InVS, Saint‐Maurice
Emmanuel BELCHIOR épidémiologiste InVS Saint‐Maurice
• Isabelle BONMARIN, épidémiologiste, InVS, Saint‐Maurice.
• Eric CAUMES, infectiologue, Hôpital Pitié Salpêtrière, Paris, HCSP‐CMVI, Président du groupe de travail
• Nicole GUISO, microbiologiste, Institut Pasteur, Paris.
• Sabine HENRY, médecin de santé publique, DGS
S bi HENRY éd i d
té bli
DGS
• Corinne LE GOASTER, médecin de santé publique, SG‐HCSP
• Daniel LEVY‐BRUHL, épidémiologiste, InVS, Saint‐Maurice
, p
g ,
,
• Olivier PATEY, infectiologue, Centre Hospitalier, Villeneuve‐St‐Georges
• Isabelle MORER, médecin, Afssaps
• François MOUTOU, vétérinaire, Anses, Maisons‐Alfort
• Isabelle PELLANNE, médecin, Afssaps
• François PUISIEUX, gériatre, HCSP‐CSMT
François PUISIEUX gériatre HCSP CSMT
CAT DEVANT UNE ATTEINTE ORL
MANIFESTATIONS CLINIQUES
• FAUSSES MEMBRANES
• MANIFESTATIONS TOXINIQUES
DIAGNOSTIC BACTERIOLOGIQUE
• P
Prélèvement
élè
d
de gorge ou cutané et des fausses é d f
membranes
• Isolement
I l
sur milieu usuel, au mieux sur milieu ili
l
i
ili
spécifique (milieu de Tinsdale)
• Identification
Id ifi i par automate ou Maldi
M ldi Tof
T f et/ou galerie /
l i
API puis envoi au CNR
– Identification moléculaire et détection du gène tox
Id tifi ti
lé l i
t dét ti d è t
• Si présence DO
– Recherche de la production de toxine in vitro (test d’Elek)
– antibiogramme
ANTIBIOTHERAPIE
‐ Antibiotiques
• Amoxicilline
• Macrolides
‐
Durée • En curatif: 14 jours (sauf azithromycine 3 jours)
• En préventif: 7 à 10 jours
En préventif: 7 à 10 jours
‐ Vérification de l
Vérification de l’élimination
élimination de la bactérie par deux de la bactérie par deux
prélèvements à J15 et J16 (J7 et J8 après un traitement à l’azithromycine)
SEROTHERAPIE
SEROTHERAPIE
ARS: signalement 24/24 et D.O.
et D.O. AFSSAPS: ATU nominative EPRUS: commande du sérum
Qu’a développé le CNR et pourquoi ?
pp
p q
• Une technique de détection du gène tox
q
g
plus p
spécifique
• Une technique de détection de la toxine : Test Elek
Une technique de détection de la toxine : Test Elek
• Une technique d’identification moléculaire multiplex basée sur quatre gènes
• Une technique de typage des bactéries pour Une technique de typage des bactéries pour
remplacer la ribotypie : le MLST
• Une analyse spatio‐temporelle des isolats circulants Exemples d’identification
Numéro
Id Hôpital
API
Gène
tox
Test
Elek
Id CNR1
Id CNR2
Id CNR3
API
API/HISS/
ROSCO
API/HISS/
ROSCO
PCR
Multiplex/
séquence
pld
03 9258
ulcerans
+
+
ulcerans
ND
ND
ulcerans
04 3911
ulcerans
+
+
ulcerans
ND
ND
ulcerans
04 6852
ulcerans
+
+
ulcerans
ND
ND
ulcerans
04 7514
ulcerans
+
+
ulcerans
ND
ND
ulcerans
06 5789
ulcerans
+
+
ulcerans
ND
ND
ulcerans
Exemples d’identification
Numéro
Id Hôpital
API
Gène
tox
Test
Elek
Id CNR1
Id CNR2
Id CNR3
API
API/HISS/
ROSCO
API/HISS/
ROSCO
PCR
Multiplex/
séquence
é
n
pld
FRC 12
ulcerans
+
+
pseudotub
ulcerans
pseudotub
ulcerans/
ulcerans
l
FRC 10
ulcerans
+
-
pseudotub
p
ulcerans
pseudotub
p
/ulcerans
ulcerans/
ulcerans/
ulcerans
05 770
pseudotub
-
-
pseudotub
ND
ND
ulcerans
06 7590
ulcerans
-
-
pseudotub
ulcerans
pseudotub
ulcerans
FRC 11
ulcerans
-
-
pseudotub
ulcerans
pseudotub
/ulcerans
ulcerans
FRC 41
pseudotub
-
-
pseudotub
pseudotub
-
pseudotub/
pseudotub/
pseudotub
MW
100 BP
C. stria
atum C. diph
htheriae
C. ulceerans
MW
100 BP
C. pseu
udotubercu
ulosis
Identification des trois espèces du complexe diphtheriae
Identification des trois espèces du complexe diphtheriae
par PCR multiplex
p
p
Gene 16S
Gene rpoB
Gene dtxR
Gene pld
Adaptée à partir de Pacheco et al, 2007
Antibiogramme
g
• Il est systématique
• Les isolats de C. diphtheriae
L i l t d C di hth i reçus au CNR CNR
sont sensibles à l’amoxicilline et à la rifampicine et la résistance aux macrolides (
)
reste faible (<5%) tout comme la résistance à la Penicilline parmi les isolats reçus depuis 2002
• Cependant, le surveillance doit se poursuivre car les isolats actuellement collectés dans la région de St
isolats actuellement collectés dans la région de St. Petersburg (Russie) sont résistants à la pénicilline
• Les
Les isolats de C. ulcerans
isolats de C ulcerans reçus au CNR sont à reçus au CNR sont à
90% résistants à la clindamycine
Typage de Typage de C. yp g
C. diphtheriae
diphtheriae
p
par ribotypie
par p
ribotypie
yp
La ribotypie
La
ribotypie était la méthode de référence pour le était la méthode de référence pour le
typage de C. diphtheriae
Extraction et digestion du chromosome bactérien
Extraction
et digestion du chromosome bactérien
Migration sur gel d’agarose
Détection bande d’intérêt sonde d’ADN ribosomal marquée
Discriminante
Plus simple à réaliser que l’électrophorèse en champs pulsés
Mais, malgré les efforts de standardisation les comparaisons interlaboratoires sont très difficiles et peu reproductibles
Typage de C. Typage de C. diphtheriae
diphtheriae par MLST
Analyse de la diversité nucléotidique de segments de 350‐450 nucléotides de 7 gènes de ménage
de 350‐450 nucléotides de 7 gènes de ménage répartis sur l’ensemble du chromosome bactérien
d K
dnaK
Attribution d’un numéro à chaque allèle.
A ib i d’
Attribution d’un numéro de ST à chaque profil é d ST à h
fil
allélique
leuA
fusA
2,4
2
4 x 106
pdb
rpoB
dnaE
odhA
ÆAvantages
Facilité d’interprétation
Comparaison intra et inter‐laboratoire
Analyse phylogénétique
atpA
Typage par MLST de C diphtheriae
C. diphtheriae
C. Analyse phylogénétique
l
h l é éi
2 linéages :
- I : mitis et gravis
- II : belfanti
Typage de Typage de C. C. diphtheriae
diphtheriae par MLST
Mise au point de la technique
Mise
au point de la technique
Collaboration 5 laboratoires de référence pour la diphtérie
150 isolats : 18 pays, 1957 à 2006
150 isolats : 18 pays, 1957 à 2006 73 ST
Pas d’association ST avec le statut toxinique ou les biotypes
2 complexes clonaux liés à une épidémie :
2
l
l
lié à
é idé i
Ex : en Union Soviétique dans les années 1990 : ST8, ST12, ST52 et ST66
ST52 et ST66
Sur l’ile d’Hispaniolia (Haïti/ république dominicaine) entre 2004 et 2006 : ST4 et ST31
Bolt et al, JCM, 2010
Typage de Typage de C. C. diphtheriae
diphtheriae responsables de bactériémies par MLST
42 isolats responsables de bactériémies en France et Pologne entre 1987 et 2010 :
1987 et 2010 :
‐ 13 de Pologne
‐ 5 de Nouvelle Calédonie
5 de Nouvelle Calédonie
‐ 24 de Métropole
Biotypes mitis et gravis prédominants (n = 41)
tox ‐ : 100%
: 100%
Un ST prédominant ou unique par région
Un
ST prédominant ou unique par région
‐ Pologne : ST8 (100%)
‐ Nouvelle‐Calédonie : ST82 (80%)
‐ France métropolitaine : ST130 (70,8%)
Farfour et al, JCM, 2011
Missions du CNR des Corynebactéries
Missions du CNR des Corynebactéries du complexe diphtheriae
complexe diphtheriae
‐ poursuivre la surveillance avec analyse de toutes les corynebactéries du complexe diphtheriae reçues au CNR
‐ déterminer la raison de la non expression de la toxine par déterminer la raison de la non expression de la toxine par
certains isolats porteurs du gène tox
‐ rechercher les déterminants de virulence des isolats tox‐
‐ rechercher et analyser les isolats d’origine animale
Maladies à prevention Maladies à prevention vaccinale
vaccinale
Même si un vaccin est efficace…….ne pas Mê
i
i
t ffi
arrêter la surveillance de la maladie ciblée afin d’adapter la stratégie vaccinale
Liens http://www.invs.sante.fr/Dossiers
http://www
invs sante fr/Dossiers‐
thematiques/Maladies‐infectieuses/maladies‐a‐
prevention‐vaccinale/Diphterie
prevention
vaccinale/Diphterie
‐ Emmanuel Belchior‐ Daniel Levy Bruhl
http://www.pasteur.fr/sante/clre/cadrecnr/coryndi
http://www
pasteur fr/sante/clre/cadrecnr/coryndi
pht‐index.html
‐ Edgar Badell‐Nicole Guiso
Edgar Badell Nicole Guiso
Merci pour votre attention
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