infections génitales à

revue générale
Limites et perspectives du diagnostic sérologique
à l’ère de l’amplification génique in vitro :
infections génitales à Chlamydia trachomatis
et infections respiratoires à Chlamydia pneumoniae
et Mycoplasma pneumoniae
Serologic diagnosis of chlamydial and Mycoplasma pneumoniae infections
B. de Barbeyrac
F. Obeniche
E. Ratsima
S. Labrouche
C. Moraté
H. Renaudin
S. Pereyre
C.M. Bébéar
C. Bébéar
Laboratoire de bactériologie,
Centre national de référence
des infections à Chlamydia,
Centre hospitalier universitaire, Bordeaux
<[email protected]>
Article reçu le 12 avril 2006,
accepté le 19 juin 2006
Résumé.Le diagnostic d’infection à Chlamydia trachomatis repose sur la
recherche directe de la bactérie dans des échantillons prélevés au site de
l’infection par des techniques sensibles telles que l’amplification génique in
vitro, commercialisées. La recherche d’anticorps dirigés contre la protéine
majeure de la membrane externe permet d’évaluer la dissémination de l’infec-
tion. Les trousses Elisa sont spécifiques d’espèce et donnent des résultats assez
concordants. L’étude des profils sérologiques des personnes dont l’infection
est documentée par PCR, montre que l’absence d’IgA sérique n’est pas un
marqueur de guérison, ni la présence d’IgA un marqueur d’infection récente.
La présence d’anticorps dirigés contre les hsp60 de Chlamydia trachomatis
pourrait être un marqueur de passage à la chronicité et serait donc utile à la
prise en charge thérapeutique. La recherche d’anticorps anti Mycoplasma
pneumoniae et Chlamydia pneumoniae fait partie du bilan étiologique d’une
pneumopathie atypique car ces deux bactéries sont de diagnostic direct diffi-
cile. Les techniques disponibles pour le sérodiagnostic de M. pneumoniae sont
nombreuses, fixation du complément (FC), immunofluorescence, agglutination
sur lame, EIA, immunochromatographie. Toutes ces techniques ne sont pas
équivalentes. La technique de FC, encore utilisée, a le mérite de proposer un
titre seuil de 1/64 évocateur de la maladie avec une sensibilité de 90 %. Le titre
seuil des IgG des EIA est plus difficile à déterminer. Par contre, les EIA
permettent de doser spécifiquement les IgM avec une bonne sensibilité, ce qui
permet de faire un diagnostic précoce de la maladie sur un seul sérum. Pour
Chlamydia pneumoniae, la sérologie pose de difficiles problèmes d’interpréta-
tion en raison de la non spécificité des tests et de la persistance des anticorps.
Le diagnostic d’infection respiratoire à Chlamydia pneumoniae est souvent un
diagnostic par élimination.
Mots clés :sérologie, Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumoniae,
Mycoplasma pneumoniae
Abstract.The diagnosis of Chlamydia trachomatis infection can be based
either on direct detection of the organism or its components or indirectly by
measuring antibodies as markers of the individual’s response to the infection.
The latter is currently of limited value. Neither IgG or IgA antibodies can be
used to diagnose current genital infection by Chlamydia trachomatis or to
exclude such an infection. There is no solid ground as yet for the use of IgA
antibodies as a marker of persistant or unresolved infection. Commercial tests
Tirés à part : B. de Barbeyrac
Cet article a fait l’objet d’une
communication lors du congrès de
la SFBC le 4 novembre 2005 aux
JIB
abc
Ann Biol Clin 2006 ; 64 (5) : 409-19
doi: 10.1684/abc.2006.0002
Ann Biol Clin, vol. 64, n° 5, septembre-octobre 2006 409
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in the Elisa format based on peptides from the MOMP of Chlamydia trachomatis
are available and show good specificities and sensitivities. Hsp60 seems to have a
unique role in the development of tubal scarring and antibodies to chsp60 could
predict tubal factor infertility. Serology is the main diagnostic tool for the dia-
gnosis of Mycoplasma pneumoniae infection. The serologic assays are the com-
plement fixation test (CF), immunofluorescence, the microparticle agglutination
and recently EIAs. The CF test is still used for serodiagnosis of Mycoplasma
pneumoniae infection because of the sensitivity of 90%. Single titer of ≥64 are
considered to be indicative of recent infection. A number of commercial EIAs
have been developped. The difficulty for IgG interpretation is a definition of a
cutoff value for discriminating infected and healthy subjects. Most of the IgM
assays show good diagnostic sensitivities and are valuable tools for the early
diagnosis of Mycoplasma pneumoniae infection in children. There are no wholly
satisfactory serological methods for diagnosis of Chlamydia pneumoniae infec-
tion. Problems arise from the high background of IgG antibody prevalence, the
lack of standardized testing methods.
Key words:serodiagnosis, Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumoniae,
Mycoplasma pneumoniae
Les techniques d’amplification génique pour la détection
de Chlamydia trachomatis sont commercialisées et per-
mettent le diagnostic sensible et spécifique de l’infection
urogénitale basse provoquée par cette bactérie. Le sérodia-
gnostic a des indications limitées et reste utile dans le
diagnostic des infections hautes ou disséminées quand le
prélèvement au site infectieux est d’accès difficile. Pour
Chlamydia pneumoniae et Mycoplasma pneumoniae,le
sérodiagnostic reste la méthode de choix. Cependant
l’interprétation d’un examen sérologique reste difficile
non seulement en raison de la réponse immune propre à
chaque individu, mais aussi en raison de la qualité intrin-
sèque de l’antigène utilisé dans la réaction et de la sensibi-
lité de la technique elle-même. La meilleure connaissance
de la structure et de la biologie de ces micro-organismes
permet d’améliorer la spécificité des antigènes et donc
d’éviter les faux positifs par réaction croisée. Par ailleurs,
l’utilisation de technique de type Elisa améliore la sensibi-
lité et la reproductibilité des résultats.
Nous envisagerons d’abord la situation concernant les
infections à Chlamydiae puis celle à Mycoplasma pneu-
moniae.
Les infections à Chlamydiae
Les infections à Chlamydiae présentent des caractéristi-
ques originales. Elles sont spécifiques d’espèce et de séro-
var. Chlamydia trachomatis comprend 19 sérovars res-
ponsables de trois pathologies bien distinctes, le trachome
(sérovars A, B, Ba, C), les infections oculo-génitales
(sérovars D à K) et la lymphogranulomatose vénérienne
LGV (sérovars L1, L2, L2a et L3), ces deux dernières
étant sexuellement transmises. Chlamydia pneumoniae ne
comprend qu’un biovar spécifiquement humain, le biovar
TWAR, responsable d’infections respiratoires hautes et
basses.
Elles évoluent selon un mode aigu, chronique et séquel-
laire ce qui soulève la question de la persistance de la
bactérie. Pour Chlamydia trachomatis, le trachome est la
principale cause de cécité dans le monde et l’infection
génitale est la principale cause de grossesse ectopique ou
d’infertilité tubaire. Pour Chlamydia pneumoniae, l’infec-
tion chronique pourrait jouer un rôle dans la maladie athé-
romateuse ou le déclenchement de la crise d’asthme.
Elles sont souvent asymptomatiques ou peu symptomati-
ques, exposant le patient aux complications par retard de
diagnostic.
La réponse immune n’est pas protectrice. Une même per-
sonne peut s’infecter plusieurs fois. La réponse immune à
ces infections multiples serait délétère et responsable des
dommages tissulaires observées dans la maladie séquel-
laire.
Ces caractéristiques sont liées au mode de multiplication
intracellulaire de ces bactéries et à leur évolution sous
trois formes, le corps élémentaire (CE), forme extracellu-
laire de dissémination de l’infection, le corps réticulé
(CR), forme intracellulaire de multiplication et le corps
aberrant (CA), forme de persistance responsable de
l’infection chronique. Ces trois formes sont antigénique-
ment distinctes. Le CE est limité par une membrane cyto-
plasmique et une paroi proche de celle des bactéries à
Gram négatif, constituée d’une membrane interne et d’une
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membrane externe. Cette dernière contient le lipo-poly-
saccharide (LPS), porteur d’épitopes spécifiques du genre
et responsables des réactions sérologiques croisées non
seulement entre espèces du genre mais avec des espèces
d’autres genres, et des protéines. Parmi les protéines de
structure, la protéine majeure appelée MOMP (major
outer membrane protein) ou OMP1 porte les déterminants
antigéniques spécifiques d’espèces et de sérovars. Elle est
immunodominante chez Chlamydia trachomatis alors
qu’elle ne l’est pas chez Chlamydia pneumoniae. Cette
protéine est sous forme multimérique dans le CE et sous
forme monomérique dans le CR. Des peptides immunodo-
minants ont été identifiés chez C. trachomatis et servent
d’antigènes dans les tests sérologiques.
Le CE possède d’autres protéines de structure appelées
OMP2 et OMP3, riches en ponts disulfures permettant de
maintenir le chromosome sous forme compactée. Ces pro-
téines sont absentes du CR dans lequel le chromosome est
sous forme relâchée. Le séquençage du génome a permis
de découvrir d’autres protéines de structure appelées,
POMP (polymorphic outer membrane protein). Ces pro-
téines sont particulièrement abondantes chez Chlamydia
pneumoniae. Elles recouvriraient la MOMP la rendant
non immunogène chez Chlamydia pneumoniae et seraient
responsables de la variabilité antigénique. Aucune pro-
téine spécifique de Chlamydia pneumoniae n’a encore été
identifiée. Ceci explique les difficultés d’interprétation des
tests sérologiques qui utilisent encore la bactérie entière
comme antigène.
Dans certaines conditions de culture (modifications nutri-
tionnelles, addition d’antibiotiques, présence de cytokines
comme l’interféron c, d’hormones), des altérations dans le
cycle de développement peuvent être à l’origine de l’appa-
rition de formes morphologiquement anormales, viables
mais non cultivables appelées corps abérrants (CA). Ces
CA sont la conséquence d’un retard de maturation des CR
et/ou d’une inhibition de la différenciation des CR en CE.
Le CA se caractérise par sa grande taille et sa structure
antigénique particulière, riche en protéines de stress
Chsp60 et dépourvue de MOMP. La présence d’anticorps
anti Chsp60 serait un marqueur du passage à la chronicité.
Dans certaines conditions, les CA sont capables in vitro
de reprendre leur cycle de maturation et de donner des CE.
Ils joueraient un rôle important dans les mécanismes
immunopathologiques de l’infection [1].
Diagnostic des infections
àChlamydia trachomatis
Recherche directe
Le diagnostic direct repose sur la mise en évidence de la
bactérie, de ses antigènes ou de ses acides nucléiques.
La méthode de référence reste l’isolement par culture cel-
lulaire permettant un diagnostic de certitude en
48-72 heures avec une spécificité proche de 100 %. La
sensibilité dépend de nombreux paramètres, qualité du
prélèvement, du transport, de la culture cellulaire mais
également de l’état de la bactérie, cultivable ou non, sui-
vant le stade de la maladie.
Les tests antigéniques (immunofluorescence directe, tech-
niques immunoenzymatiques) constituent une alternative
à la culture cellulaire, mais là encore la sensibilité est
variable et dépend de la quantité de bactéries et de la
forme de la bactérie.
Les tests moléculaires avec ou sans amplification permet-
tent de détecter la bactérie quel que soit son état. La sensi-
bilité des techniques avec amplification autorise leur utili-
sation sur des prélèvements paucimicrobiens comme les
urines ou autres autoprélèvements.
Le diagnostic d’une infection basse se fait donc unique-
ment par la recherche directe de la bactérie.
Le sérodiagnostic
Le sérodiagnostic permet la mise en évidence d’anticorps
(Ac) dirigés contre les antigènes (Ag) de Chlamydia tra-
chomatis. L’utilisation de peptides de MOMP spécifiques
de Chlamydia trachomatis dans des tests Elisa a bien
amélioré la spécificité du sérodiagnostic et la qualité du
résultat en termes de reproductibilité et faisabilité. Cepen-
dant, l’interprétation reste souvent difficile puisqu’on ne
peut pas dater l’infection. La recherche d’IgM pourrait
être informative. Elle est rarement positive chez l’adulte
mais peut être utilisable dans les pneumopathies néonata-
les à Chlamydia trachomatis.
Il a été proposé d’utiliser les IgA sériques comme mar-
queur d’infection évolutive sachant que ces Ac sont de
courte durée de vie. La réalité semble plus complexe et
l’interprétation des IgA reste spéculative. Récemment il a
été proposé de rechercher les Ac antiChsp60 spécifiques
de Chlamydia trachomatis comme marqueur d’une infec-
tion persistante. En effet, la présence de ces Ac est corré-
lée avec les complications telles qu’une infection pel-
vienne, une obstruction tubaire, une grossesse ectopique et
serait donc le marqueur d’une infection compliquée justi-
fiant un traitement long et non un traitement minute.
Comparaison de trousses Elisa pour
le sérodiagnostic de l’infection à Chlamydia trachomatis
Les techniques immunoenzymatiques (Elisa) récentes sont
spécifiques de l’espèce car elles utilisent comme Ag une
fraction de la bactérie constituée de peptides spécifiques
de MOMP. Les différentes classes d’immunoglobulines
peuvent être recherchées. Les résultats sont rendus en den-
sité optique (DO), ratio ou unités arbitraires (UA). Les
Sérologie des infections à Chlamydiae et Mycoplasma pneumoniae
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avantages de ces techniques sont la rapidité, l’automatisa-
tion et l’objectivité de la lecture. Cependant, l’apprécia-
tion quantitative des Ac n’est pas toujours codifiée, d’où le
problème posé du seuil de positivité de la technique.
Les valeurs seuils de certaines trousses sont parfois à
réévaluer.
Une trousse de détection des Ac antiChsp 60 vient d’être
disponible. Des études sont nécessaires pour évaluer la
place de ces Ac dans le diagnostic, la décision thérapeuti-
que, voire le suivi du traitement.
Première étude
C’est une étude comparative de 3 trousses commerciali-
sées Elisa pour le dosage des IgG et des IgA: CT-EIA
Labsystems, Helsinki, Finlande ; trousse Sero-CT Savyon
Diagnostics Ltd, Israël distribué par BMD ; trousse
seroCT pELISA, Medac, Hambourg, Allemagne, distribué
par DiaSorin a été réalisée dans notre laboratoire. Cette
étude a porté sur 296 sérums sélectionnés dans notre séro-
thèque, soit dans le cadre de l’exploration d’une infection
génitale (176 sérums), soit dans le cadre de l’exploration
d’une infection respiratoire (120 sérums).
Dans le cadre de l’infection génitale, les sérums avaient
trois origines différentes : 69 sérums « tout venant »
venaient des services de maternité et de gynécologie, 40
sérums correspondaient à des suspicions de salpingites
(cliniquement et bactériologiquement documentées), 67
sérums provenaient de couples en traitement d’hypoferti-
lité en vue d’une FIV (fécondation in vitro).
Les 120 sérums d’infections respiratoires ont été choisis
pour étudier les réactions croisées : 80 sérums « tout
venant », 40 sérums documentés, 3 Legionella,10
Coxiella,et27Mycoplasma pneumoniae).
Sur les 176 sérums testés pour la recherche d’IgG ou
d’IgA anti Chlamydia trachomatis par les 3 trousses, les
résultats sont concordants dans 158 cas (89,7%) pour les
IgG et dans 144 cas (81,8%) pour les IgA. Le tableau 1
rassemble les résultats interprétés en faux positifs et faux
négatifs selon les critères cliniques et en fonction de la
concordance des résultats entre les trousses. Les trousses
Savyon et Labsystems donnent des résultats comparables
en IgG et IgA et diffèrent de la trousse Medac. Cependant
les trousses Savyon et Labsystems détectent des IgA de
manière non spécifique. Ceci est peut-être lié au seuil de
positivité qui est difficile à déterminer si l’on en juge par
la distribution des ratio selon le classement des sérums en
vrai et faux positif (figure 1). Dans la zone des ratios
comprise entre 1,5 et 3, on observe une répartition quasi
identique des vrai et faux positifs quelle que soit la techni-
que. Mais c’est dans la zone des ratios comprise entre 1,1
et 1,5 que l’on trouve le plus grand nombre de sérums
classés faux positifs avec la technique Savyon, zone clas-
sée « douteuse » dans la trousse Labsystem.
Tableau 1. Comparaison de trois trousses pour le sérodiagnostic de Chlamydia trachomatis.
Cas clinique Labsystems Savyon Medac
IgG/IgA IgG/IgA IgG/IgA
Salpingite n = 40
Faux Positif 1/1 0/3 1/0
Faux négatif 0/0 0/1 1/4
Hypofertilité n = 69
Faux positif 0/4 2/5 3/5
Faux négatif 1/0 1/0 3/3
« Tout venant»n=67
Faux positif 2/4 2/2 1/0
Faux négatif 0/0 0/0 0/0
Total n = 176
Faux positif 3/9 4/10 5/5
Faux négatif 1/0 1/1 4/7
0
1
2
3
4
5
6
7
Nombre de sérums
Ratio IgA
VP Labsystems
VP Savyon
VP Medac
FP Labsystems
FP Savyon
FP Medac
> 3 1,5-3 < 1,5
Figure 1. Diagramme de distribution des ratio IgA anti Chlamydia
trachomatis en fonction des résultats des sérums interprétés en
vrai positif (VP) et faux positif (FP).
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L’analyse des sérums provenant d’infections respiratoires
montre que les réactions croisées avec Chlamydia pneu-
moniae sont rares. Par contre, des réactions croisées sont
observées sur des sérums de patients ayant une infection
respiratoire documentée, notamment à Mycoplasma pneu-
moniae et plus particulièrement sur les IgA (tableau 2).
Deuxième étude
Une deuxième étude sur 13 sérums comprenant 11 cas de
rectite à Chlamydia trachomatis dont 3 LGV et 2 sérums
de salpingite (trompes PCR+) a comparé 3 trousses, Ani-
labsystems distribué par Ingen, Medac distribué par Dia-
Sorin et Vircell distribué par Orgentec. Les résultats des
IgG étaient concordants dans 10/13 cas (9 positifs et 1
négatif) dont les 3 cas de LGV et les 2 cas de salpingite.
Par contre, les résultats des IgA n’étaient concordants que
dans 5 cas (2 cas positifs de LGV, 2 cas négatifs de rectite
et 1 cas positif de rectite). Sur les 11 sérums contenant des
IgA par au moins une des 3 méthodes, la trousse Anilab-
systems donnait des résultats positifs dans 10 cas, Medac
dans 6 cas et Vircell dans 5 cas. La trousse Vircell donne
les résultats les plus discordants en IgG et IgA.
En conclusion, le nombre de résultats discordants diffère
suivant les trousses comparées et est plus élevé sur les IgA
que sur les IgG. D’après notre expérience, les trousses
testées peuvent être classées dans l’ordre de concordance
suivant : Labsystems et Savyon, puis Medac, puis Vircell.
La trousse Labsytems semble détecter plus d’IgA anti
Chlamydia trachomatis que toutes les autres méthodes.
Cependant les seuils de positivité des IgA proposées par
les trousses n’apparaissent pas très discriminants.
Signification des profils sérologiques IgG/IgA anti
Chlamydia trachomatis
Il est souvent proposé d’interpréter les profils sérologiques
de la manière suivante :
– IgG+/IgA+ : infection en cours ;
– IgG+/IgA- : cicatrice sérologique ou guérison ;
– IgG-/IgA- : pas d’infection ou infection basse.
Le profil IgG-/IgA+ est rare et correspond à des réactions
non spécifiques [2]. C’est pourquoi en l’absence d’IgG, il
n’est pas utile de chercher des IgA. Nous avons étudié le
profil sérologique chez des personnes dont l’infection à
Chlamydia trachomatis était documentée par une recher-
che directe.
Dans une cohorte de femmes consultant au dispensaire de
l’Institut Pasteur de la Guadeloupe, il a été effectué en
parallèle une recherche de Chlamydia trachomatis dans le
col par une technique d’amplification génique (TMA,
Gen-Probe) et un sérodiagnostic. La prévalence de l’infec-
tion (TMA+) était de 21,7 % et la séroprévalence de
53,7 %. Il s’agissait d’une population à haut risque. Parmi
les femmes infectées (TMA+), 16 (23 %) avaient un profil
sérologique d’infection cicatriciel (IgG+/IgA-) et parmi
les femmes non infectées (TMA-), 60 (24 %) avaient un
profil sérologique d’infection en cours (IgG+/IgA+). Dans
un quart des cas, le diagnostic d’infection sur le profil
sérologique était erroné.
De même, l’analyse des profils sérologiques de 61 patients
infectés (PCR+) testés dans notre laboratoire, montre que
13 (20 %) avaient un profil sérologique en faveur d’une
infection en cours (IgG+/IgA+), 24 (40 %) en faveur
d’une cicatrice (IgG+/IgA-) et 24 (40 %) n’avaient pas
d’Ac. L’absence d’IgA n’est donc pas un marqueur de
guérison.
Un cas particulier est celui de la LGV dans laquelle les
IgG et les IgA sont particulièrement élevées. Si bien qu’un
taux très élevé de ces Ac doit être considéré comme pré-
somptif de la maladie et doit faire rechercher la bactérie au
niveau rectal s’il s’agit d’un homosexuel, particulièrement
à l’heure où sévit en France une épidémie de LGV dans
cette population. Seul le typage permet de poser le dia-
gnostic de LGV avec certitude car il existe des rectites à
Chlamydia trachomatis de sérovars autres que L, accom-
pagnées de forts taux d’Ac.
Les anticorps antiChsp60
Certains auteurs proposent d’utiliser les Ac antiChsp60
comme marqueur du passage à la chronicité [3]. Forte-
ment immunogènes, les protéines de stress Chsp60 sont
produites en grande quantité par les CA qui sont les corps
bactériens de l’infection chronique persistante. Des études
récentes ont montré une association significative entre
infection haute chronique (infection pelvienne ou obstruc-
tion tubaire) et la présence d’Ac anti Chsp60. Une étude
portant sur le sérum de 77 femmes (dont 16 avaient une
infection tubaire documentée à Chlamydia trachomatis)a
montré que le sérodiagnostic avait une sensibilité, spécifi-
cité et VPP de 63 %, 54 % et 26 % respectivement vis-à-
Tableau 2. Nombre de sérums ayant des Ac anti Chlamydia trachomatis détectables chez des patients ayant une infection respiratoire
documentée.
Infection documentée Nombre Savyon + Labsystems + Medac +
IgG/IgA IgG/IgA IgG/IgA
Coxiella 10 3/2 0/2 0/1
Legionella 3 1/0 0/0 0/0
Mycoplasma pneumoniae 27 4/3 1/2 0/3
Sérologie des infections à Chlamydiae et Mycoplasma pneumoniae
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