Escherichia coli Flashcards
Caractéristiques bactériologiques de Escherichia coli
- Bactérie de la famille des entérobactéries.
- Bacille à Gram négatif (BGN) droit.
- non capsulé (la plupart : K1 en possède une !)
- non sporulé
- Bactérie peut être mobile (ciliature péritriche)
- Aéro-anaérobie facultatif.
- différents sérotypes en fonction des antigènes somatiques O , flagellaires H et/ou capsulaire K
- souches classées en pathovars : facteurs de virulence spécifiques
Escherichia = 5 espèces
E. coli : la plus importante
Habitat - source de contamination de E. coli
Transmission
-Commensale du tube digestif de l’homme et des animaux (témoin de contamination fécale : eaux, aliments).
→ espèce dominante du microbiote
- Contamination endogène ou exogène.
- résistante dans le milieu extérieur
- transmission féco-orale liée au péril fécal
- contamination directe (manuportage) ou indirecte par contamination fécale de l’eau et des aliments
- témoin de contamination fécale de l’eau = colimétrie
Pouvoir pathogène d’E. coli
Pouvoir pathogène : infections communautaires ou associées aux soins (IAS) :
→ Principal agent d’infections du tractus urinaire (ITU) (souches uropathogènes) : cystites, pyélonéphrites.
→ Diarrhées infectieuses aiguës (souches appartenant à différents entéropathovars) pouvant, dans certains
cas, se compliquer de Syndrome Hémolytique et Urémique (SHU) (surtout E. coli entérohémorragique).
→ Infections intra-abdominales : péritonites, infections des organes intra-abdominaux, …
→ Méningites néonatales (sérotype K1 principalement = activité antipahgocytaire importante).
→ Bactériémies : le plus souvent à point de départ urinaire ou digestif.
→ Autres : pneumopathies, surinfections de plaies chirurgicales, …
Principaux facteurs de virulence de l’E. coli ?
Principaux facteurs de virulence :
→ Souches uropathogènes : 1er germe responsable d’infections urinaires communautaires et nosocomiales
• CYSTITES : pili commun : de type I mannose sensible (MSHA) mis en évidence par hémagglutination de GR (L’hémagglutination et l’adhérence des fimbriae de type 1 sont inhibés en présence de mannose)
= aptitude à se fixer sur le mucus contenant du mannose
• PYELONEPHRITE : antigène d’adhésion codé par un plasmide (fimbriae de type P): adhésion aux cellules intestinales ou rénales = agglutination de GR mannose résistante (MRHA)
-cystites voire pyélonéphrite après pénétration par voie urétrale ascendante grâce à leur capacité d’adhérence à l’arbre urinaire..
→ Septicémies
- responsables de 50% des septicémies à Gram négatif
- septicémie par translocation de la barrière intestinale ou à point de départ rénal suite à une pyélonéphrite
- choc septique possible dû à l’endotoxine O du LPS
- 40% des septicémies à E.coli dues à des souches K1
→ Souches entéropathogènes :
- E. coli entéropathogène (ECEP) : facteur d’attachement-effacement (eae) et pili BFP,
- E. coli entérotoxinogène (ECET) : facteur d’adhérence, toxines : thermostable (ST) et thermolabile (LT)
- E. coli entérohémorragique (ECEH) : eae, shiga-like toxines (= vérotoxines) 1 et 2
- E. coli entéro-invasif (ECEI) (proche des shigelles) : invasine
- E. coli entéro-agrégatif (ECEAg) : facteur d’adhésion et entérotoxine thermostable,
- E. coli à adhérence diffuse (ECAD) : adhésines.
→ Souches responsables de méningite néonatale : échappement aux mécanismes de défense de l’hôte : capsule = facteur majeur de virulence dans les infections invasives.
- infection lors de l’accouchement et d’accompagnant presque toujours d’une bactériémie
- 80% des méningites néonatales sont dues à des souches K1.
→ Autres facteurs de virulence : sidérophores, hémolysine
Diagnostic/ E. coli
PRELEVEMENT : fonction de la clinique
EXAMEN DIRECTS
→ Examens des selles
-aspect, consistance, couleur
-à l’état frais, recherche de polynucléaires neutrophiles et d’hématies (témoins d’un processus invasif)
- mise en évidence après coloration de Gram du déséquilibre de flore, composée majoritairement de bacilles à Gram - non capsulée et non sporulé
-Morphologie microscopique évocatrice (BGN droit), en lien avec type d’échantillon.
→ Culture : à partir des urines ou échantillons poly microbiens (intra-abdominaux)
-Bactérie non exigeante(= culture possible sur milieu ordinaire, en atmosphère normale)
-culture facile sur gélose ordinaire, milieu lactosés non sélectifs (BCP; CLED) ou sélectifs de Gram négatifs par ajouts de sels biliaires (Hektoën, Mac Conkey, Drigalski)
☞ Milieu Mac Conkey au sorbitol pour la détection des souches E. coli 0157:H7 (souches sorbitol -) ⚠
* Hektoën : Salmonella, Shigella, Yersinia. * Mac Conkey : isolement des bacilles Gram - en raison des sels biliaires qui sont des tensions-actifs lisant la paroi * Drigalski : bacilles Gram – peu exigeants.
→ Caractères biochimiques
Oxydase -, catalase +.
- Caractères d’une Entérobactérie : Glucose +, nitrate réductase + (cf. bandelettes urinaires de dépistage).
- Caractères de E. coli
Gaz en glucose, lactose +, ONPG +, H2S –,
mannitol +, sorbitol + (le plus souvent sauf souches de ECEH, mais pas toutes)
→ Sérotypage
-recherche de l’antigène O,K,H par agglutination grâce à des antisérums spécifiques
O (paroi), H (flagelles) et/ou K (capsule)
-recherche spécifiques de l’antigène K1 en cas d’isolement d’E. coli de prélèvements génito-urinaires chez la femme enceinte, lors d’infection néo-natale ou de septicémie
→ Identification d’espèce : biochimique (ex : API 20E, cartes Vitek) ou spectrométrie de masse +/-
sérotypage basé sur les antigènes
→ Détection des facteurs de virulence (directement dans les selles ou sur culture) : amplification génique (PCR)
(tous les pathovars) ou méthode immunochromatographique (toxines d’ECEH).
- gènes Stx1, Stx2, eae, gènes codant pour les entérotoxines
→ Détection d’Ag solubles bactériens (Ag K1) dans le LCR : peu sensible.
⚠ pour les souches uropathogènes : en première intention :
- bandelettes urinaires
- sur urines du 2e jet
- seuil de positivité des leucocytes > 10^4/mL
- seuil de positivité des irrites à 10^5 ufc/mL si infection par une Entérobactérie. Non détectable si Pseudomonas aeruginosa, staphylocoques et entérocoques
DIAGNOSTIC INDIRECT
titrage des anticorps anti-O157 possible pour le diagnostic des SHU mais de faible sensibilité
DIAGNOSTIC DIFFERENTIEL
- avec autres espèces du genre Escherichia.
- avec les Shigella : sont toujours LDC – et acétate -. Il existe des sérums agglutinants.
NB :
→ La mise en évidence de la décarboxylation de la lysine en cadavérine qui entraîne une alcalinisation du milieu.
Les salmonelles sont LDC + et les shigelles LDC -.
→ La mise en évidence de la production d’H2S (si le pH n’est pas trop acide) grâce à la présence de thiosulfate et de citrate de fer.
Les salmonelles sont H2S + ou – et les shigelles H2S -.
résistance aux ATB des E. coli?
✯ β-lactames
- PHENOTYPE SAUVAGE
Sensibilité naturelle aux antibiotiques actifs sur les BGN (Entérobactéries du groupe 1 : céphalosporinase chromosomique faiblement ou non exprimée)
↪ résistance si expression de la céphalosporinase avec possible résistance à l’Amoxicilline +/- acide clavulanique et les C1G
☞ Résistance acquise aux β-lactamines de type enzymatique :
- pénicillinase (bas ou haut niveau),
- hyperproduction de céphalosporinase
- β-lactamase à spectre étendu (BLSE)
- carbapénémase.
PHENOTYPE PENICILLINASE DE BAS NIVEAU
Sensibilité aux céphalosporines, monobactams et carbapénèmes
→ La sensibilité est rattrapée par l’ajout d’un inhibiteur de β lactamase
PHENOTYPE PENICILLINASE TRI
Sensibilité aux Céphalosporines, Monobactams et Carbapénèmes et résistantes aux inhibiteurs de β-lactamases
PHENOTYPE PENICILLINASE DE HAUT NIVEAU
-Sensibilité aux C3G, C4G, monobactams et carbapénèmes
→ la sensibilité aux pénicillines est mal rattrapée par un ajout d’un inhibiteur de β-lactamase
PHENOTYPE BLSE
-Sensible aux Céphamycines (céfoxitine), carbapénèmes, et partiellement aux inhibiteurs de β-lactamases
- Résistance acquise aux fluoroquinolones par mutations affectant la cible (ADN gyrase) ou efflux.
Les BLSE sont plus ou moins inhibées par l’acide clavulanique contrairement aux céphalosporinases de haut niveau. En cas de BLSE on peut observer une synergie d’action entre l’acide clavulanique et une céphalosporines de 3ème génération.
PHENOTYPE HYPERPRODUCTEUR DE CEPHALOSPORINASE
- Sensibilité aux carboxypénicilline (ticarcilline, témocilline) et uréidopénicillines (pipéracilline)
- Sensible aux imipénèmes
- Activité diminuée aux céphamycines
- Résistance importante aux C1G et faible aux C2G, C3G
- Résistance à l’amoxicilline, pas d’inhibition par l’acide clavulanique.
✯ Aminosides
- phénotype sauvage sensible
- phénotype de résistance acquise possible (sensibilité inconstante)
✯ FLUOROQUINOLONES
- Phénotype sauvage sensible
- Résistance fréquente +++
☞ Traitement antibiotique dépendant du site de l’infection, de la clinique et du terrain : traitement probabiliste puis à adapter aux résultats de l’antibiogramme.
⚠ AUTRES
Taux de sensibilité fort et stable pour fosfomycine-trométanol et nitrofurantoïne.
E. coli entérotoxinogène ECET
→ diarrhée aqueuse peu fébrile, nausées et crampes abdominales
-principale cause avec les Rotavirus, de diarrhées de l’enfant <2 ans dans les pays en développement et des voyageurs en zone d’endémie (turista)
diarrhées aiguës, liquidiennes, avec crampes abdominales, nausées et fièvre modérée (diarrhées du voyageur)
Physiopathologie
1) adhésion (par des « facteurs de colonisation » (CFAx et CSx) qui sont des adhésines fimbriaires) et multiplication sans pénétration dans les entérocytes
2) sécrétion
- d’entérotoxines thermolabiles (LT similaire à la toxine cholérique)
- ou d’entérotoxine thermostable (ST)
codées par un plasmide
→ toxines cytologiques : fuite d’eau et électrolytes
-durée d’incubation variable
↪ diarrhée aqueuse cholériforme non fébrile durant 2 à 5 jours et pouvant (‘accompagner de vomissement, de nausées et de crampes abdominales
☞ Facteurs de virulenvce
• facteur d’adhérence CFA : hémagglutination
• toxines
↔ activation de Gs
↔ ↑ GMPc et AMPc
↔ phosphorylation de transporteurs membranaires - particulièrement le « CFTR »
↔ sécrétion d’ions chlorure et une inhibition de l’absorption de chlorure de sodium par les cellules intestinales, ce qui provoque la diffusion osmotique d’eau vers la lumière intestinale
DIAGNOSTIC :
- Mise en évidence des toxines
- Hybridation ADn : sondes spécifiques LT ou ST
- PCR
E. coli entéropathogène ECEP
-responsable d’épidémies de gastro-entérites infantiles de l’enfant < 2 ans dans les pays en développement (rarement pathogène chez l’adulte)
☞ Ce n’est que chez les nourrissons en bas âge que la maladie prend une allure grave et épidémique (surtout et presque uniquement en milieu hospitalier).
Physiopathologie
-adhésion et altération des villosités de l’entérocytes (lésions d’attachement et d’effacecement sous dépendance du gène eae) produisant très rapidement une fuite hydrique
→ Il s’agit de diarrhées avec déséquilibre de la balance ionique ; d’où le plus important est de rétablir la balance ionique ; l’antibiothérapie interviendra secondairement.
-durée d’incubation courte (qq heures)
DIAGNOSTIC
- adhésion sur cellules HEp-2, mannose résistante, localisées ou diffuse
- hybridation PCR avec sonde
NB : trois modes distincts d’adhésion aux cellules ont été décrits : l’adhésion « localisée », l’adhésion « diffuse », et l’adhésion « agrégative »
E. coli entérohémorragique (EHEC) ou E. coli producteur de shigatoxine (STEC)
- colites hémorragiques
-contamination humaine principalement par la nourriture d’origine animale : viande de boeuf hachée ⚠ insuffisamment cuite “maladie du hamburger”, lait non pasteurisé ⚠
-propagation sous forme épidémique, le sérotype O157:H7 est le plus fréquent
☞ sérotype O157:H7 pour la « maladie du hamburger » - Physiopathologie
1) mécanisme non invasif par adhérence à la muqueuse intestinale
2) injection dans les entérocytes de cytotoxines proches de la toxine de Shigella dysenteriae : Verotoxine Shigella-like (gènes Stx1 et Stx2 codées par un bactériopahge) responsables de thromboses dans la microcirculation intestinale et rénale
↪ diarrhée aigue aqueuse évoluant en colite hémorragique non fébrile avec douleurs abdominales et vomissements d’évolution généralement favorable en qq jours.
☞ complication majeure : microangiopathies thrombotiques :
- syndrome hémolytique et urémique (SHU) dans 10% des cas surtout chez l’enfant < 15 ans et le sujet âgé > 65 ans, avec prédominance de l’atteinte rénale
- purpura thrombotique thrombocytopénique, plus rare, surtout chez l’adulte et avec prédominance de l’atteinte neurologique :
NB : ⚠ Le syndrome hémolytique et urémique (SHU) se manifeste entre autres par une - anémie hémolytique - une thrombopénie - une insuffisance rénale aiguë.
⚠ PTT = Des chaînes de plaquettes et de fibrine se déposent dans de multiples petits vaisseaux, ce qui endommage les plaquettes et les globules rouges circulants, provoquant une thrombopénie et une anémie. Les plaquettes sont également consommées dans les multiples petits thrombi. De multiples organes développent des thrombi composés de plaquettes et de facteur von Willebrand (sans infiltration granulocytaire des parois vasculaires caractéristique des vascularites) localisés principalement aux jonctions artériolocapillaires, décrits comme une microangiopathie thrombotique. Le cerveau, le cœur et les reins sont particulièrement susceptibles d’être affectés
E. coli EAggEC = entéroagrégatifs
Les ECEAgg sont actuellement définies comme des souches qui ne sécrètent pas les entérotoxines LT ou ST, et qui adhèrent aux cellules de culture en formant des images « d’amas de briques » (adhésion agrégative). Il est probable que cette définition inclut des souches non pathogènes.
Néanmoins, les ECEAgg sont de plus en plus reconnues comme étant responsables de retards de croissance et de diarrhées persistantes dans les pays en voie de développement ainsi que dans les pays industrialisés.
Physiopathologie
adhésion agrégatif et nécrose des villosités responsables d’une inflammation de la sous-muqueuse
↪ diarrhées CHRONIQUES chez l’enfant par production d’une entérotoxine thermostable, d’nue entérotoxine thermolabile et d’une hémolysine
Diarrhée aqueuse avec mucus sans sang ni pus
NB : trois modes distincts d’adhésion aux cellules ont été décrits : l’adhésion « localisée », l’adhésion « diffuse », et l’adhésion « agrégative »
E. coli à adhésion diffuse DAEC
Responsbale de diarrhées aqueuses ou muco-purulentes surtout chez l’enfant
- ont été différenciées par leur phénotype d’adhésion n’impliquant pas d’agrégats microbiens et formant des lésions diffuses sur les cellules Hep-2. Les ECDA sont essentiellement responsables de pathologies extra-intestinales (infections urinaires : cystites, pyélonephrites). Cependant, les études menées ont démontré que selon la tranche d’âge les ECDA pourraient également induire des signes cliniques intestinaux (diarrhée) - la sensibilité aux ECDA serait étroite, située entre 1 et 5 ans.
NB : trois modes distincts d’adhésion aux cellules ont été décrits : l’adhésion « localisée », l’adhésion « diffuse », et l’adhésion « agrégative »
E.Coli : traitement ?
Résistance > 20%: amox-ac. clavulanique, C1G, cotrimoxazole
Résistance faible < 10% : aminosides, carbapénèmes, C3G, fluoroquiniones, fosfomycine, trométamol, nitrofurantoïne
☞ Traitement antibiotique dépendant du site de l’infection, de la clinique et du terrain : traitement probabiliste puis à adapter aux résultats de l’antibiogramme.
• diarrhées aigues :
- correction des troubles hydro-électrolytiques : réhydratation par voie orale ou parentérale
- reprise progressive de l’alimentation
- ⚠ ralentisseur du transit contre-indiqués en cas de dysentérie
- ⚠ antibiothérapie contre-indiquée en cas de SHU car risque d’aggravation par libération de toxines
• Infections urinaires : antibiothérapie selon la localisation (haute ou basse) et correction des facteurs favorisants (calculs, anatomiques)
✯ Cystite aigue simple
→ Probabiliste :
1ere intention : fosfomycine-trométamol en dose unique
2e intention : nitrofurantoïne 5 jours
Ou FQ en dose unique : ciprofloxacine, ofloxacine
Ou FQ 3 jours : cirpofloxacine, ofloxacine, lémofloxacine, norfloxacine
(si absence de nitrite à BU, suspecter Staphylococcus saprophyticus : ☞ nitrofurantoïne 5 jours ou FQ pdt 3 jours)
✯ Cystite aigue compliquée
→ Probabiliste
1ere intention : nitrofurantoïne > 7 jours
2e intention : céfixime > 5jours ou FQ > 5 jours
→ Réévaluation puis traitement documenté :
Amoxicilline +/- acide clavulanique
ou céfixime
ou FQ (ciprofloxacine, ofloxacine, enoxacine ,loméfloxacine, norfloxacine)
ou nitrofurantoïne
ou cotrimoxazole
durée totale : > 5 jours saut nitrofurantoïne > 7jours
• Infection péritonéales : drainage et antibiothérapie
✯ Cystite récidivante
Prophylaxie : cotrimoxazole
✯ Cystite aigue gravidique
→ Probabiliste : céfixime ou nitrofurantoïne
→ Documenté : amox +/- acide clavulanique ou céfixime, ou nitrofurantoïne ou cotrimoxazole
durée totale : 5j sauf nitrofurantoïne 7 jours
✯ Pyélonéphrite aigue simple
→ Probabiliste
C3G IV (céfotaxime ou ceftriaxone)
ou FQ VO ou IV (ciprofloxacine, lévofloxacine, ofloxacine)
=> Si sepsis grave : ajout d’u aminoacide : gentamicin, tobramycine pendant 1-3 jours
=> si allergie : aztréonam ou aminoside en monothérapie
→ Traitement documenté
Amoxicilline +/- acide clavulanique
ou céfixime
ou fluoroquinolone (ciprofloxacin, lévofloxacine, oflaxacine)
ou cotrimoxazole
Durée totale : 10-14 jours sauf flurorquinolone : 7 jours
✯ Pyélononéphrite aigue compliquée
Idem pyélonéphrite aigue simple mais durée > 21 jours parfois
✯ Pyélonéphrite aigue gravidique
→ Probabiliste : ceftriaxone ou céfotaxime IV
=> si forme grave : ajout d’un aminoside (gentamicin, nétilmicine, tobramycine) pendat 1-3j
→ Documenté : amox +/- acide clavulanique (sauf si risque d’accouchement imminent) ou céfixime ou cotrimoxazole (sauf 1er trimestre par prudence)
Durée totale > 14 jours
✯ Prostatite aigue
→ Probabiliste
-C3G IV (ceftriaxone ou céfotaxime)
ou FQ VO ou IV (ciprofloxacine, lévofloxacine, ofloxacine)
=> Si sepsis aigu : ajout aminoside : gentamicin, nétilmicine, tobramycine pendant 1-3 jours
→ Traitement documenté : molécules à forte diffusion prostatique
Fluoroquinolone (ciprofloxacin, ofloxacine, lévofloxacine)
ou cotrimmoxazole
Durée : 14 jours
✯ IU nosocomiale
Pas de traitement sauf si le patient est à risque
-traitement différé en fonction des résultats de l’antibiogramme chaque fois que c’est possible (diversité des germes +++)
• Méningites : C3G IV à dose méningée ++++
(Céfotaxime IV ou Ceftriaxone IV pendant 21 jours) et associer de la Gentamicine IV les 2 premiers jours chez l’enfant < 3 mois
Prophylaxie/ E. coli ?
- Déclaration obligatoire des TIAC
- mesure d’hygiène habituelles pour les maladies liées au péril fécal : contrôle de l’eau de boisson et de lavage des aliments, hygiène des mains, hygiène des personnels travaillant dans la restauration
E. coli entéroinvasif (ECEI)
forte fièvre, des crampes abdominales et des nausées, accompagnés d’une diarrhée aqueuse qui évolue rapidement en une dysenterie
Physiopathologie
→ Les ECEI et les Shigella élaborent également une ou plusieurs entérotoxines qui seraient impliquées dans l’épisode de diarrhée aqueuse qui précède la dysenterie.
→ Lésions histopathologiques au niveau de la bordure en brosse
≈ Le processus d’invasion mis en jeu par les EIEC reste à être élucidé, mais les données actuelles indiquent qu’il est probablement identique à celui de Shigella.
1) Attachement
2) Réarrangement localisé du cytosquelette aboutissant à la pénétration de la bactérie dans la cellule
3) membrane de la vacole est lyse grappe à une hémolysine de contact libérant les bactéries dans le cytoplasme où elles peuvent se multiplier
4) les bactéries induisent la polymérisation de l’actine cellulaire à un de leurs pôles pour se mouvoir et se disséminer de cellule en cellule. (condensation d’actine : phénomène d’attachement/effacement)
↪ syndrome dysentérique proche de celui des shigelles caractérisé par une diarrhée aqueuse qui évolue rapidement en dysenterie (selle glairo-sanglante) associée à une fièvre élevée, des crampes abdominales et des nausées
= pénétration à l’intérieur des entérocytes, nécrose = diarrhée sanglante
DIAGNOSTIC
- Pouvoir invasif :
• test de Sérény
• culture celluaire
- Hybridation, PCR
Diarrhée dysentériforme : diagnostics possibles?
Campylobacter jejuni Yersinia spp Salmonella spp Shigella spp E. coli
