Bordetellae

La coqueluche est une maladie infectieuse aiguë, touchant principalement les enfants, caractérisée par une évolution cyclique et une toux spasmodique paroxystique.

L'agent causal, Bordetella pertussis, a été découvert pour la première fois en 1900 dans des frottis d'expectorations d'enfant, puis isolé en culture pure en 1906 par J. Bordet et O. Gengou. L'agent causal d'une maladie similaire à la coqueluche mais plus bénigne, Bordetella parapertussis, a été isolé et étudié en 1937 par G. Eldering et P. Kendrick, puis indépendamment en 1937 par W. Bradford et B. Slavin. Bordetella bronchiseptica, l'agent causal d'une maladie rare semblable à la coqueluche chez l'homme, a été isolé en 1911 chez le chien par N. Ferry et chez l'homme par Brown en 1926. En 1984, une nouvelle espèce, Bordetella avium, a été isolée; sa pathogénicité pour l'homme n'a pas encore été établie.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Morphologie de Bordetella

Les Bordetella appartiennent à la classe des bêtaprotéobactéries, sont des bactéries Gram négatives et se colorent bien avec tous les colorants à l'aniline. Une coloration bipolaire est parfois révélée grâce à la présence de grains de volutine aux pôles cellulaires. L'agent responsable de la coqueluche se présente sous la forme d'un bâtonnet ovoïde (coccobacterium) mesurant 0,2-0,5 x 1,0-1,2 μm. Le bacille de Parakoklyushnaya a la même forme, mais est légèrement plus grand (0,6 x 2 μm). Elles sont généralement isolées, mais peuvent être localisées par paires. Elles ne forment pas de spores; une capsule est présente dans les jeunes cultures et chez les bactéries isolées d'un macroorganisme. Les Bordetella sont immobiles, à l'exception de B. bronchiseptica, une bactérie péritriche. La teneur en G + C de l'ADN est de 61-70 mol %. Elles appartiennent à la famille des bactéries hémophiles.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Propriétés biochimiques de Bordetella

Les Bordetella sont des aérobies stricts, chimio-organotrophes. La température optimale de croissance est de 35-36 °C. L'agent responsable de la coqueluche sous sa forme lisse S (appelée phase I), contrairement aux deux autres espèces de Bordetella, ne se développe pas sur MPB et MPA, car sa reproduction est entravée par l'accumulation d'acides gras insaturés dans le milieu formé pendant la croissance, ainsi que par le soufre colloïdal et d'autres produits métaboliques formés pendant la croissance. Pour les neutraliser (ou les adsorber), il faut ajouter de l'amidon, de l'albumine et du charbon ou des résines échangeuses d'ions au milieu de culture des bactéries de la coqueluche. Le microbe a besoin de trois acides aminés dans le milieu de croissance: la proline, la cystéine et l'acide glutamique, dont les sources sont la caséine ou les hydrolysats de fève. Le milieu traditionnel de culture du bacille coquelucheux est le milieu Bordet-Gengou (gélose pomme de terre-glycérine additionnée de sang). Sur ce milieu, il se développe sous forme de colonies lisses, brillantes et transparentes en forme de dôme, de teinte nacrée ou mercure métallique, d'environ 1 mm de diamètre, qui se développent entre le 3e et le 4e jour. Sur un autre milieu, la gélose caséine-charbon (CCA), également entre le 3e et le 4e jour, des colonies lisses et convexes d'environ 1 mm de diamètre, de couleur gris-crème et de consistance visqueuse, se développent. Les colonies de bactéries parapertussis ne diffèrent pas en apparence de celles de la coqueluche, mais sont plus grandes et sont détectées entre le 2e et le 3e jour, tandis que les colonies de B. bronchiseptica sont détectées dès le 1er et le 2e jour.

Une caractéristique des bactéries de la coqueluche est leur tendance à modifier rapidement leurs propriétés culturales et sérologiques lorsque la composition du milieu nutritif, la température et les autres conditions de croissance changent. Lors du passage de la forme S (phase I) à la forme R rugueuse et stable (phase IV), en passant par les phases intermédiaires II et III, on observe des modifications progressives des propriétés antigéniques; les propriétés pathogènes sont perdues.

Les bactéries Parapertussis et B. bronchiseptica, ainsi que les bactéries coquelucheuses de phases II, III et IV, se développent sur MPA et MPB. En milieu liquide, on observe une turbidité diffuse avec un sédiment dense au fond; les cellules peuvent être légèrement plus grandes et polymorphes, formant parfois des filaments. Dans la forme R et les formes intermédiaires, les bactéries présentent un polymorphisme prononcé.

Sur le milieu de Bordet-Gengou, toutes les Bordetella forment une zone d'hémolyse légèrement limitée autour des colonies, se propageant de manière diffuse dans le milieu.

Les Bordetella ne fermentent pas les glucides, ne forment pas d'indole et ne réduisent pas les nitrates en nitrites (à l'exception de B. bronchiseptica). Les bactéries Parapertussis sécrètent de la tyrosinase, formant un pigment qui colore le milieu et la culture en brun.

Les Bordetella contiennent plusieurs complexes antigéniques. L'antigène O somatique est spécifique de l'espèce; l'antigène générique est l'agglutinogène 7. Les principaux agglutinogènes de l'agent responsable de la coqueluche sont le 7e (générique), le 1er (espèce) et les 2e et 3e, spécifiques du type, les plus fréquemment détectés. Selon leur combinaison, quatre sérovariants sont distingués chez Bordetella pertussis: 1, 2, 3; 1, 2.0; 1, 0, 3 et 1.0.0.

[ 9 ], [ 10 ]

Facteurs de pathogénicité de Bordetella

Les fimbriae (agglutinogènes), la pertactine (69 kDa), protéine de la membrane externe, et l'hémagglutinine filamenteuse (protéine de surface) sont responsables de l'adhésion du pathogène à l'épithélium ciliaire des sections moyennes des voies respiratoires (trachée, bronches). La capsule protège contre la phagocytose. L'hyaluronidase, la lécithinase, la plasmacoagulase et l'adénylate cyclase sont souvent présentes. L'endotoxine (LPS) contient deux lipides: A et X. L'activité biologique du LPS est déterminée par le lipide X; le lipide A a une faible pyrogénicité et est non toxique. Le LPS est immunogène (vaccin à cellules entières), mais provoque une sensibilisation. Il existe trois exotoxines. La toxine coquelucheuse (117 kDa) présente une structure et une fonction similaires à celles du choléragène. Elle présente une activité ADP-ribosyltransférase (ribosylates transducine, une protéine membranaire cellulaire cible faisant partie du système inhibant l'adénylate cyclase cellulaire). C'est un puissant immunogène et augmente la lymphocytose et la production d'insuline. La cytotoxine trachéale est un fragment de peptide glycane, pyrogène, arthritogène, induit le sommeil lent profond et stimule la production d'IL-1, en réponse à laquelle du monoxyde d'azote (facteur cytotoxique) est synthétisé. Elle endommage les cellules épithéliales trachéales et provoque une ciliostase. La dermonécrotoxine thermolabile est neurotrope, possède une activité vasoconstrictrice et est homologue au facteur nécrosant cytotoxique 1 (CNF1) d'Escherichia coli. Sa cible est les protéines Rho des membranes cellulaires. La dermonécrotoxine est détectée par un test intradermique sur le lapin (test de Dold).

Immunité

Après la maladie, une immunité stable à vie se forme; l’immunité post-vaccinale ne dure que 3 à 5 ans.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Épidémiologie de la coqueluche

La coqueluche et la paracoqueluche sont transmises par un patient présentant une forme typique ou latente, en particulier avant l'apparition d'une toux spasmodique. Dans les formes pseudo-coquelucheuses causées par B. bronchiseptica, l'infection peut provenir d'animaux domestiques et sauvages, parmi lesquels des épizooties sont parfois observées (porcs, lapins, chiens, chats, rats, cobayes, singes), et les voies respiratoires sont le plus souvent atteintes. Le mécanisme d'infection est aérien. Bordetella a un tropisme spécifique pour l'épithélium ciliaire des voies respiratoires de l'hôte. Les personnes de tous âges sont sensibles à l'infection, mais les enfants de 1 à 10 ans sont les plus sensibles.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Symptômes de la coqueluche

La période d'incubation de la coqueluche est de 3 à 14 jours, le plus souvent de 5 à 8 jours. Après avoir pénétré dans la muqueuse des voies respiratoires supérieures, l'agent pathogène se multiplie dans les cellules de l'épithélium ciliaire, puis se propage par voie bronchogénique vers les voies respiratoires inférieures (bronchioles, alvéoles, petites bronches). Sous l'action de l'exotoxine, l'épithélium de la muqueuse se nécrose, ce qui irrite les récepteurs de la toux et crée un flux constant de signaux dans le centre de la toux du bulbe rachidien, où se forme un foyer d'excitation persistant. Cela entraîne l'apparition de quintes de toux spasmodiques. La coqueluche ne s'accompagne pas de bactériémie. Une flore bactérienne secondaire peut entraîner des complications.

Au cours de la maladie, on distingue les stades suivants:

• période catarrhale, durant environ 2 semaines et accompagnée d' une toux sèche; l'état du patient s'aggrave progressivement;
• période convulsive (spasmodique) ou spasmodique, durant jusqu'à 4 à 6 semaines et caractérisée par des crises de toux « aboyante » incontrôlable se produisant jusqu'à 20 à 30 fois par jour, et les crises peuvent être provoquées même par des irritants non spécifiques (lumière, son, odeur, manipulations médicales, examen, etc.);
• la période de résolution, lorsque les quintes de toux deviennent moins fréquentes et de plus courte durée, les zones nécrotiques de la muqueuse des voies respiratoires supérieures sont rejetées, souvent sous la forme de « moulages » de la trachée et des bronches; durée - 2 à 4 semaines.

Diagnostic en laboratoire de la coqueluche

Les principales méthodes de diagnostic sont bactériologiques et sérologiques; pour un diagnostic accéléré, notamment à un stade précoce de la maladie, l'immunofluorescence peut être utilisée. Pour isoler une culture pure, on utilise du mucus nasopharyngé ou des expectorations, puis on les ensemence sur milieu AUC ou Bordet-Gengou. L'ensemencement peut également être réalisé par la méthode des « plaques de toux ». La culture obtenue est identifiée par une combinaison de propriétés culturales, biochimiques et antigéniques. Les réactions sérologiques – agglutination, fixation du complément, hémagglutination passive – sont principalement utilisées pour le diagnostic rétrospectif de la coqueluche ou lorsqu'aucune culture pure n'a été isolée. Les anticorps dirigés contre l'agent pathogène n'apparaissent pas avant la troisième semaine de la maladie; le diagnostic est confirmé par une augmentation du titre d'anticorps dans les sérums prélevés à une ou deux semaines d'intervalle. Chez les enfants de moins de deux ans, les réactions sérologiques sont souvent négatives.

Traitement de la coqueluche

Pour le traitement, on utilise des antibiotiques (gentamicine, ampicilline); ils sont efficaces en période catarrhale de la maladie et inutiles en période convulsive.

Prévention spécifique de la coqueluche

Pour la prévention systématique de la maladie, les enfants sont vaccinés contre la coqueluche à l'aide du vaccin adsorbé contre la coqueluche, la diphtérie et le tétanos (DTC), contenant 20 milliards de bactéries coquelucheuses inactivées dans 1 ml. Le vaccin anticoquelucheux inactivé, produit séparément et utilisé chez les enfants selon les indications épidémiologiques, est basé sur le même composant. Ce composant est réactogène (propriété neurotoxique); c'est pourquoi des vaccins acellulaires contenant de 2 à 5 composants (anatoxine coquelucheuse, hémagglutinine filamenteuse, pertactine et 2 agglutinogènes fimbriaux) sont actuellement activement étudiés.