Melioïdose : L’agent pathogène

4. L’agent pathogène

4.1. Caractéristiques bactériologiques

Le germe responsable de la mélioïdose a été dénommé primitivement par Whitmore, Bacillus pseudomallei [99]. Il s’agit d’une bactérie hydrotellurique.

En 1957, Haynes transfert cette bactérie dans le genre Pseudomonas et elle est alors classée dans le groupe génomique II.

Elle a été récemment individualisée (en 1992) en un nouveau genre Burkholderia, en se basant sur la séquence génomique des ARNr 16s, sur les homologues ADN-ADN, sur la composition des acides gras et sur les caractéristiques phénotypiques. Celui-ci compte 7 espèces dont Burkholderia pseudomallei [106].

Burkholderia pseudomallei (B. pseudomallei) est très proche de Burkholderia mallei, responsable de la morve, qui est une maladie ressemblant beaucoup à la mélioïdose et qui se traduit par une infection pulmonaire touchant essentiellement les animaux, et plus particulièrement les chevaux mais aussi de manière accidentelle les humains. Cette infection a été éradiquée par la vaccination systématique des équidés [31].

Ces deux bactéries ne forment qu’une espèce unique sur la base de leurs caractères génomiques. Seules la pathogénie et l’épidémiologie conduisent à maintenir l’existence de deux espèces différentes.

De plus il n’existe pas de réservoir du bacille de la morve, que ce soit hydrique ou tellurique, car il est totalement incapable de survivre hors de son hôte contrairement à son homologue [32].

On a pu également isoler des souches du sol qui sont très proches de B. pseudomallei dont Burkholderia thailandensis mais qui sont des souches bactériennes moins virulentes [5].

Actuellement on dénombre sept espèces de la famille de Burkholderia :

  B. thailandensis

  B. multivorans

  B. cepacia, qui est l’espèce-type de cette famille

  B. mallei

  B. pseudomallei

  B. urbonensis, cette dernière ayant été isolée du sol de l’accotement d’une route où un enfant a fait une chute de vélo et qui a présenté par la suite une mélioïdose et reconnue comme une espèce distincte depuis 2000 [36].

Cette pathologie est codée A24.1 à 24.4 dans la dixième Édition de la Classification Internationale des maladies [66] et la bactérie appartient à la classe 3 des micro-organismes pathogènes [47].

B. pseudomallei se présente dans les prélèvements et les cultures comme un petit bacille à Gram négatif, de 0,5 à 2 mm de long, très mobile grâce à plusieurs flagelles polaires (contrairement à B. mallei qui n’en possède pas), avec une coloration bipolaire.

Une capsule et des inclusions de poly-b-hydroxybutyrate sont observées dans le cytoplasme [47].

Ce germe est aérobie strict et pousse facilement sur les milieux usuels. Il cultive à une température optimale de 37 à 39 °C.

L’énergie de croissance est de type respiratoire non fermentaire [66]. Il ne cultive pas à 5 °C mais est capable de résister plus de six mois à cette température.

Cette conservation n’est possible que grâce à un important ralentissement du métabolisme et des modifications cellulaires.

Il donne en 24 heures en milieu ordinaire (gélose peptonée) des petites colonies, rondes, lisses, bombées, blanchâtres. Après 48 à 72 heures, ces colonies prennent une couleur crème et dégagent une odeur de truffe caractéristiques.

Il est oxydase positif et catalase positif comme tous Pseudomonadaceae [92].

Cinq types d’antigènes ont été identifiés pour B. pseudomallei : O somatique, K capsulaire, M polysaccharide inconstant, H flagellaire et le dernier est une hémolysine diffusible et toxique commune à toutes les souches [76].

Plusieurs toxines de B. pseudomallei ont été identifiées : une toxine avec une activité protéolytique [76], une toxine cytolétale [41] et un facteur d’élongation cellulaire ressemblant à celle d’autres bactéries entéropathogènes telles que le vibrion du choléra [92].

Il est également capable de se munir d’une capsule polysaccharidique qui lui permet de se soustraire aux défenses de l’hôte [72].

B. pseudomallei est sensible aux ultraviolets, au formol et à l’eau de Javel.

On distingue deux (biotypes) souches de B. pseudomallei selon leur capacité à assimiler le L-arabinose.

La souche ara-négative est le type virulent, isolée à la fois chez les malades et dans l’environnement tandis que la souche ara-positive n’est retrouvée que dans l’environnement [79].

La souche ara-positive possède deux petits chromosomes tandis que la souche ara-négative possèdent deux chromosomes de taille plus important de 3,7 et 2,3 mégabases chacun.

Ainsi sur les différences de ces deux souches dont la distinction provient de la séquence du gène codant pour l’ARN16S, les taxonomistes ont ainsi proposé que le biotype ara-positif soit classé comme une nouvelle espèce appelée B. thailandensis [28].

4.2. Relation agent pathogène-hôte

B. pseudomallei est un bacille hydrotellurique, saprophyte de son environnement, notamment mis en évidence par Vaucel dans les rizières au Vietnam [32]. Il est présent dans la boue, les eaux stagnantes des mares, marigots et rizières dans des régions tropicales chaudes et humides qui constituent les zones endémiques de la maladie. De ce fait ce sont les agriculteurs et riziculteurs qui sont les plus exposés à cette maladie.

De nombreux facteurs influencent la distribution du germe dans les sols des zones contaminées. Les facteurs climatiques ont un rôle important dans cette répartition du germe sur le globe : température, niveau de précipitations, exposition solaire et composition du sol, mais tous ces facteurs ont été peu étudiés [20].

La survenue de la grande majorité des cas de mélioïdose (environ 85% des cas diagnostiqués dans l’étude rétrospective australienne menée par Currie) se déroule durant la saison des pluies (de novembre à mai en Australie du nord) [16]. Il existe une véritable corrélation entre le niveau de précipitation et le nombres de cas observés pendant cette période : l’étude épidémiologique sur cinq années dans la région d’Ubon Ratchatani au nord-est de la Thaïlande confirme la relation avec le niveau des précipitations pendant la saison des pluies (de juin à septembre) et ceci indépendamment des pathologies sous-jacentes des patients [81].

Ainsi B. pseudomallei est souvent mis en évidence dans l’eau douce, dans laquelle sont exportés des poissons exotiques (comme le cas d’un élevage de poissons exotique en région parisienne où le germe fut isolé dans le sable formant le fond des aquariums).

Le germe ne sporule pas mais peut cependant survivre longtemps à l’extérieur en milieu humide et chaud [87]. Au laboratoire, une terre contaminée depuis trois ans conserve ses bacilles quiescents et ces derniers restent toujours virulents [32].

La survie à long terme démontrée expérimentalement de ce germe peut expliquer également le réveil des formes latentes de la mélioïdose chez l’hôte hébergeant des bactéries cryptiques.

La mélioïdose peut toucher indifféremment l’homme ou l’animal. Les grands mammifères et notamment certaines espèces domestiques (chevaux, moutons, chèvres) y sont particulièrement sensibles alors que les petits rongeurs n’interviendraient pas significativement dans l’épidémiologie de la maladie [65].

En 1975, vingt-quatre dauphins de l’aquarium océanique de HongKong décèdent de mélioïdose [56].

Le transport d’animaux malades peut permettre l’introduction du germe dans des territoires qui ne sont pas en zones d’endémie [59]. On a trouvé en Afrique un dromadaire contaminé et abattu ensuite, et l’on sut par la suite que son maître avait combattu en Indochine [32]. Mais aucune transmission directe de l’animal à l’homme n’a jamais été vérifiée [56].

-Les modes de contamination

Le mode habituel de la contamination est la voie transcutanée (souillure de plaie) par des eaux, des boues ou des sols infectés. Elle est d’autant plus facile que les excoriations, brûlures ou les plaies cutanées sont importantes. Elle est fréquente notamment chez les riziculteurs et les blessés de guerre en Indochine (une centaine d’observations de cas chez des militaires français) et au Vietnam (3043 cas dont 36 décès) [47].

Les piqûres d’aiguilles chez des toxicomanes sont également un mode de transmission possible [36]. Les premiers cas de mélioïdose ont été décrits en 1911 par Whitmore chez des morphinomanes de Rangoon, à la suite de piqûres avec des seringues souillées [37].

Des cas ont été observés également en 1953 au Vietnam à la suite de vaccinations en milieu militaire [37].

L’inhalation serait le deuxième mode de contamination et explique ainsi la fréquence des formes pulmonaires de la maladie : des atmosphères très empoussiérées comme les approches d’hélicoptères pendant la guerre du Vietnam en sont un bon exemple [65].

La contamination digestive possible expérimentalement ne semble pas avoir d’impact épidémiologique [36].

Des transmissions néonatales ont été rapportées, probablement dues à une infection du liquide amniotique ou à une contamination respiratoire [61].

Un cas de mélioïdose néonatale a été rapporté récemment. Une femme a contaminé son enfant à la suite d’un séjour en Thaïlande et de la prise de corticoïdes [1].

Les infections nosocomiales et en laboratoire ne sont pas rares. De graves infections sont survenues dans des laboratoires à la suite de manipulations de ce germe [37]. Cela impose d’ailleurs des laboratoires de niveau 3 pour étudier ce germe [47].

On note aussi un cas isolé de contamination inter humaine par voie sexuelle [58].

Les cas de transmission inter-humaine et entre l’homme et l’animal restent anecdotiques [20].

Aucun cas de transmission par arthropodes n’a été rapporté à ce jour.

Les professions les plus touchées, comme nous l’avons souligné plus haut, sont les riziculteurs mais aussi les militaires se retrouvant dans les régions endémiques, et toutes les professions en rapport avec les animaux et les sols contaminés.

A partir du site d’inoculation, B. pseudomallei peut se propager par voie lymphatique et hématogène.

Il est apte à coloniser tous les organes mais manifeste néanmoins un tropisme particulier pour le poumon et le système réticulo-endothélial [56].

Il entraîne deux types de lésions histologiques élémentaires :

  des micro-abcès bien circonscrits riches en bacilles au niveau des berges, entourés d’un anneau de tissus nécrosés, et dont la coalescence peut amener à de volumineux abcès

  des granulomes à couronne épithélioïde et gigantocellulaire, cernés de fibrose, à centre nécrotique d’allure volontiers caséeuse [68].

4.3. Facteurs favorisant l’infection et les facteurs de virulence

4.3.1. Facteurs liés à l’hôte

Toutes les pathologies susceptibles de créer une immunodépression permettent à la maladie de se déclarer ou de favoriser une reprise de l’infection plusieurs années après le premier épisode ou le premier contact avec le germe pathogène [47].

Deux études, l’une en Malaisie et la seconde en Australie montraient que les patients atteints d’une mélioïdose symptomatique ont des pathologies sous-jacentes dans respectivement 76% et 88% des cas [20].

De plus certains patients ayant contracté la maladie sur un mode brutal de type septico-pyohémique ont une inversion du rapport T4/T8 et la restauration expérimentale de l’immunité cellulaire favorise la guérison [66].

Parmi toutes ces pathologies favorables à la survenue de l’infection, on retrouve notamment de manière fréquente :

-le diabète, qu’il soit ou non insulino-dépendant : un marin philippin de quarante ans, porteur d’un DNID, a présenté une mélioïdose avec abcès pulmonaire et splénique [89].

Dans une série de patients suivis à l’hôpital Sappasitprasong dans la province d’Ubon Ratchatani au nord-est de la Thaïlande et traités pour septicémie consécutive à Burkholderia pseudomallei, 32% présentaient un diabète [11].

En Malaisie, sur cinquante cas de mélioïdose septicémique répertoriés en trente ans, dix-neuf patients (38%) étaient porteurs d’un diabète : c’était la plus fréquente des maladies sous-jacentes [71].

Il a été démontré expérimentalement sur l’animal que le diabète rendait plus sensible à la contamination par B. pseudomallei [6].

Une étude thaïlandaise montrait que le diabète était un important facteur de risque de mélioïdose et qu’il existait une corrélation entre l’hyperglycémie et la sévérité de la maladie avec un risque plus grand de septicémie que le reste de la population.

Ainsi les agriculteurs diabétiques, par l’exposition professionnelle, étaient les personnes les plus vulnérables face à la maladie [80].

-l’insuffisance rénale chronique : la fréquence est augmentée chez les patients atteints de mélioïdose [11]. Les pathologies rénales préexistantes sont, après le diabète, un des facteurs de risque les plus importants de mélioïdose [80].

-les maladies hématologiques (leucémies et hémoglobinopathies) : on retrouve notamment souvent des cas de thalassémies (avec une prévalence d’environ 7,3% suivant les études) [80].

-Le cancer bronchique et toutes les pathologies cancéreuses : mais le risque de développer une mélioïdose septicémique chez des patients atteints d’une pathologie maligne (tumeur solide ou hématologique) n’est pas supérieur à celui de développer une septicémie à un autre germe [80] ; la neutropénie ne semble pas être une cause importante de mélioïdose.

-autres :

  tuberculose pulmonaire

  pathologies hépatiques (énolisme, cirrhose)

  lupus [71]

  maladie granulomateuse chronique [34]

  splénectomie

  corticothérapie

  mucoviscidose. Récemment quatre cas de mélioïdose en Australie furent décelés chez des patients atteints de mucoviscidose dont trois vivaient dans la zone endémique australienne et le quatrième chez un Néo-zélandais après un séjour de trois semaines en Australie [45]. Un autre cas fut également découvert chez un Italien de 25 ans atteint de mucoviscidose après un voyage de trois semaines en Thaïlande [93]

  infection par le VIH associée ou non à une toxicomanie. La mélioïdose fut décrite en Thaïlande comme une des complications du SIDA [65]

  consommation de Kava, extrait de racine d’une plante Piper methysticum. La consommation excessive de cette boisson est un facteur de risque indépendant pour la survenue de maladie infectieuse [19]. Dans une étude australienne menée à l’Hôpital Royal de Darwin, 9% des cas des patients atteints de mélioïdose avaient une consommation importante de cette boisson

  antécédents de traumatismes ou d’interventions chirurgicales....

Les facteurs de risque les plus fréquemment retrouvés sont représentés, d’après une étude prospective australienne [18], en annexe 5.

L’âge ne semble pas être un facteur déterminant et les âges extrêmes de la vie sont les moins touchés [11].

Les hommes sont plus touchés par la maladie que les femmes du fait probablement de la plus grande exposition aux risques (riziculteurs notamment).

4.3.2. Facteurs liés au germe

Pseudomonas pseudomallei est une bactérie qui appartient à la classe 3 des micro-organismes pathogènes [66] du fait de son pouvoir pathogène important.

Cette haute pathogénicité est expliquée à la fois par des facteurs intrinsèques à la bactérie elle-même, mais également de facteurs liés à son hôte et son environnement. Cela se traduit par une multitude de manifestations cliniques possibles [66] d’où son surnom de « grande imitatrice ».

Les cellules immunitaires de la médiation cellulaire et la capacité de survie intracellulaire de la bactérie ont un rôle également dans la pathogénie. Ce germe est un véritable opportuniste et c’est ainsi à la suite d’un événement chirurgical, d’une infection virale ou d’un traumatisme, que la bactérie peut se réactiver et déclencher une forme patente bien des années plus tard [65].

Les facteurs de virulence de la bactérie sont tout d’abord la possibilité pour celle-ci de pouvoir s’attacher à la surface de la cellule-hôte et de se mouvoir grâce à ses flagelles.

Elle possède une capsule polysaccharidique comme de nombreux germes tels que Haemophilus influenzae et Streptoccocus pneumoniae [6] qui jouent probablement un rôle antiphagocytaire et permettent au bacille de survivre dans les macrophages et autres cellules phagocytaires de l’hôte.

Un exopolysaccharide de masse moléculaire de plus de 150 kDa exprimée de manière constitutive par toutes les souches de B. pseudomallei et de B. mallei, fut mis en évidence. Il est d’importance déterminante dans la virulence, aidant à former une barrière protectrice [97] [84].

On a pu démontrer que Burkholderia pseudomallei possédait le matériel génétique capable de sécréter des exotoxines : protéases, lécithinases, lipases, catalases et hémolysines. Celles-ci sont capables d’endommager les cellules de l’hôte. Le rôle de ces exotoxines n’est pas complètement élucidé. Toutes ses substances produites par Burkholderia pseudomallei ont des propriétés biologiques avec pour conséquences nécrose tissulaire, hémolyse et cytolyse [28].

Ainsi la présence d’un antigène de 36.000 Kda associé à des activités protéolytiques a été retrouvée dans le surnageant de cultures de B. pseudomallei [76] [6].

Une toxine cytoléthale (Cytolethal toxin or CLT) a pu être isolée et serait un des facteurs amenant rapidement à une mélioïdose avec septicémie [41].

Il a été montré qu’un antigène de petite taille, d’environ 3 kDa du bacille permettait une activité cytotoxique du bacille et que cette activité était due à la présence d’un petit peptide [6].

Ces toxines thermolabiles, létales et dermonécrotiques sont alors responsables des lésions hémorragiques et nécrotiques des différents organes.

La mélioïdose septicémique est associée à une production de cytokines et à une importante réaction inflammatoire. De grandes concentrations de cytokines pro et anti-inflammatoires sont trouvées : Tumour Necrosis Factor (TNF), interleukine-6, interleukine-10, interféron g et interleukine-18 sont tous augmentés [97].

De nombreuses substances biologiques jouent un rôle dans la survenue et la sévérité de la maladie : ainsi l’interféron g confère une résistance à l’infection de la mélioïdose alors qu’un haut taux de TNF chez l’homme est associé à une mélioïdose sévère et à une issue fatale.

Une relation entre différents génotypes HLA et la sévérité de la maladie est mise en cause mais les études ne sont pas concluantes actuellement pour déterminer avec exactitude quels haplotypes pourraient être mis en cause [28]. Néanmoins en Thaïlande, il semble exister une corrélation entre la mélioïdose et l’allèle HLA de classe II DRB1*03 et, de manière significative dans les cas de septicémies [97].

La virulence de la bactérie et la difficulté du traitement, en rapport avec des résistances à certains antibiotiques, avec un taux de mortalité d’environ 40%, font de B. Pseudomallei un germe redoutable. De plus ses propriétés lui permettent d’être diffusé par aérosols.

C’est pourquoi ce bacille est répertorié dans les bactéries susceptibles d’être utilisées à des fins terroristes ou dans le cadre d’une guerre bactériologique au même titre que les germes responsables de pathologies graves avec un potentiel létal non négligeable comme par exemple la morve ou la brucellose.

Les différents germes ayant des capacités pour des attaques de bioterrorisme ont été répertoriés en deux catégories A et B en fonction de leur transmission et de leur potentiel de mortalité.

Les trois germes, Burkholderia mallei, Brucella et B. pseudomallei sont répertoriés dans la catégorie B sachant que ce dernier est le plus dommageable des trois pour l’homme.

Dans la catégorie A, on retrouve de nombreux agents infectieux tels que Bacillus anthracis (cause de la maladie du charbon), Yersinia pestis (responsable de la peste) et Francisella tularensis (agent de la tularémie) [40].