BACTERIES ANAEROBIES STRICTES

Les bactéries anaérobies strictes sont des bactéries incapables de se multiplier en présence d'air car elles sont très sensibles à l'oxygène. La flore commensale qui nous habite est mixte, bactéries aérobies et anaérobies y cohabitent mais les anaérobies sont dominantes comme le montre le rapport anaérobies/aérobies qui varie de 1 à 1000 selon les sites . Ces bactéries résidentes peuvent devenir pathogènes si, à l'occasion de perturbations anatomo-physiologiques, elles se multiplient exagérément ou envahissent des territoires normalement stériles. Cliniciens et bactériologistes disposent de certains indices pour suspecter une infection à anaérobies mais ils doivent, tant pour le prélèvement que pour l'analyse, mettre en oeuvre des techniques particulières pour en faire la preuve biologique. Des traitements antibiotiques sont capables d'enrayer ces infections mais, là aussi, certaines pratiques spécifiques s'imposent.

LES EXIGENCES GAZEUSES DES BACTERIES

La croissance des bactéries est soumise à l'influence de la tension partielle de l'oxygène dans l'atmosphère où elles se multiplient.

On distingue les bactéries pour lesquelles l'oxygène est indispensable, ce sont les aérobies strictes ; celles pour qui l'oxygène est nocif, ce sont les anaérobies strictes et celles qui se développent aussi bien en présence qu'en l'absence d'oxygène, ce sont les aéro-anaérobies facultatives. On peut définir des stades intermédiaires : des bactéries anaérobies qui supportent pendant quelques minutes une tension partielle d'oxygène faible sont dites aérotolérantes ; d'autres qui ont besoin d'oxygène mais sous une tension partielle plus faible que celle de l'air sont dites microaérophiles.

En cultivant une souche dans un tube étroit, on peut révéler son comportement vis à vis de l'oxygène :

puce si elle ne se développe qu'en profondeur ........................ c'est une souche anaérobie (1)
puce si elle ne se développe qu'en surface .............................. c'est une souche aérobie (2)
puce si elle se développe sur toute la hauteur du tube ............ c'est une souche aéro-anaérobie. (3)

  

     

     

LE METABOLISME ANAEROBIE

Les bactéries anaérobies ne peuvent pas incorporer dans leur cytoplasme l'oxygène moléculaire car elles sont dépourvues d'oxydases. Elle sont de plus dépourvues des enzymes qui contribuent à inactiver les dérivés toxiques de l'oxygène moléculaire : catalase, peroxydase et superoxyde dismutase. Elles sont enfin incapables d'utiliser l'oxygène comme accepteur final d'électrons et tirent donc leur énergie de réactions de fermentation dans lesquels les accepteurs d'électrons sont des composés organiques.

Le tableau ci-dessous résume la situation.

TECHNIQUES D'ETUDE

Les anaérobies ne supportent pas l'oxygène : il faut donc les en protéger dès la sortie de l'organisme et jusqu'au terme des investigations bactériologiques. Ceci impose quelques contraintes techniques.

puce le prélèvement doit être effectué et transporté à l'abri de l'air et ensemencé le plus rapidement possible.
puce les milieux de culture doivent être désoxygénés par ébullition juste avant leur emploi (on dit "régénérés") ou par adjonction de substances réductrices.
puce les flacons et tubes utilisés sont munis d'un col étroit pour réduire les contacts avec l'air. Après ensemencement, on recouvre les milieux d'une couche de paraffine qui assure l'étanchéité.
puce l'atmosphère dans laquelle on met les bactéries en culture doit être exempte d'oxygène. On utilise, à cette fin, des "enceintes anaérobies" ou plus simplement des "jarres anaérobies" munies de dispositifs produisant l'anaérobiose.

QUAND FAUT-IL CHERCHER DES ANAEROBIES ?

La recherche d'anaérobies est particulièrement indiquée dans les circonstances suivantes :

puce dans les hémocultures
puce si le site infectieux ou le pus dégagent une odeur fétide
puce dans les tissus nécrosés ou gangrenés
puce si l'on constate la présence de gaz dans les lésions
puce dans les infections dont le site voisine les muqueuses buccale, anale ou génitale
puce dans les infections se développant après ou malgré antibiothérapie (aminosides)
puce dans les infections consécutives à un intervention chirurgicale abdominale ou orthopédique
puce dans les infections sur sonde urinaire ou canule de trachéotomie
puce dans les infections après morsure ou piqûre
puce chez les immunodéprimés
puce dans les pus "à grains jaunes" (actinomycoses)
puce dans les pus d'abcès profonds, pulmonaires, hépatiques , cérébraux
puce et surtout quand l'examen direct du produit pathologique est évocateur : morphologie d'anaérobies, polymicrobisme ou échec des cultures en aérobiose malgré la présence de bactéries à l'examen direct.

CLASSIFICATION DES ANAEROBIES

puce COCCI à GRAM POSITIF
puce

Peptostreptococcus

 

puce COCCI à GRAM NEGATIF
puce

Veillonella

 

puce BACILLES à GRAM POSITIF NON SPORULES
puce

Actinomyces

puce

Bifidobacterium

puce

Eubacterium

puce

Lactobacillus

puce

Propionibacterium

 

puce BACILLES à GRAM POSITIF SPORULES
puce

Clostridium perfringens

puce

Clostridium (autres)

puce

Clostridium difficile

puce

Clostridium tetani

puce

Clostridium botulinum

 

puce BACILLES à GRAM NEGATIF
puce

Bacteroides (groupe fragilis)

puce

Prevotella

puce

Porphyromonas

puce

Fusobacterium

puce

Groupe V

HABITAT ET POUVOIR PATHOGENE

Certaines bactéries anaérobies strictes survivent dans l'environnement sous forme sporulée et constituent la flore exogène faite essentiellement de Clostridium. Elles deviennent pathogènes quand elles pénètrent accidentellement dans l'organisme par effraction cutanée ou intestinale, y retrouvent leur forme végétative et y produisent leur toxine.

D'autres font partie de la flore endogène (flore de Veillon) et ont pour habitat les cavités naturelles de l'homme et des animaux. Elles y survivent en commensales car elles y sont associées à des aérobies facultatives qui consomment l'oxygène ; elles se comportent comme des opportunistes. Les cocci à Gram positif et négatif, les bacilles à Gram négatif, les bacilles à Gram positif non sporulés et quelques Clostridium constituent cette flore.

Les espèces anaérobies sont pathogènes quand elles se multiplient d'une façon exagérée dans son site normal et y deviennent dominantes mais aussi et surtout quand elles colonisent un organe ou une cavité normalement stérile (plèvre poumons, péritoine, cerveau...). Elles sont presque toujours associées à des aéro-anaérobies facultatives. Elles sont surtout impliquées dans les septicémies, les infections abdominales, gynécologiques ou pleuro-pulmonaires, les sinusites et otites chroniques, les abcès pulmonaires, cérébraux ou intra-pelviens, les gangrènes cutanées ou tissulaires et les syndromes diarrhéiques.

Les facteurs de pathogénicité sont les exotoxines qu'elles produisent (Clostridium), le lipopolysaccharide de leur paroi (LPS), leur capsule les protégeant de la phagocytose, des enzymes favorisant leur diffusion (Bacteroides) ou altérant les fonctions de défense de l'organisme telles que les protéases qui dégradent les immunoglobulines ou les facteurs du complément (Porphyromonas Prevotella).

IDENTIFICATION DES ANAEROBIES

L'origine du prélèvement, son odeur, son aspect microscopique après coloration de Gram montrant une flore polymicrobienne avec des bactéries sporulées ou fusiformes et l'échec des cultures en aérobiose permettent de suspecter la présence d'anaérobies.

La coloration de Gram, l'effet sur la culture d'inhibiteurs tels que vert brillant, bile, antibiotiques, l'aspect des colonies, la recherche de catalase, l'étude de la mobilité permettent une présomption diagnostique de genre souvent suffisante pour assurer le diagnostic clinique et orienter la prescription thérapeutique.

L'identification plus fine est fondée sur des caractères bactériologiques classiques (fermentation des sucres, production d'indole, présence d'enzymes ...) qui doivent être recherchés après culture en anaérobiose.

L'analyse des produits organiques terminaux du métabolisme par chromatographie déterminent un "type métabolique" qui caractérise chaque espèce.

Depuis peu, on dispose de techniques rapides ne nécessitant pas l'incubation en anaérobiose. Elles sont fondées sur l'analyse des enzymes préformées. Elles donnent des résultats satisfaisants mais inégaux selon les espèces. Des particules de latex sensibilisées permettent de mettre en évidence Clostridium difficile dans un filtrat de selles.

La biologie moléculaire utilisant sondes nucléotidiques et amplification génique permettent l'identification des espèces pathogènes directement sur le prélèvement sans culture préalable.

La recherche des toxines se fait par inoculation à l'animal (Clostridium tetani, Clostridium botulinum) ou par technique immuno-enzymatique (Clostridium difficile).

EFFET DES ANTIBIOTIQUES

Les infections à anaérobies sont souvent polymicrobiennes, la culture et l'identification des souches est lente et l'antibiogramme tardivement disponible : pour ces raisons, on doit souvent recourir à une antibiothérapie "de première intention".

Les pénicillines sont actives sur les Clostridium (sauf difficile) les Peptostreptococcus et les Gram + en général mais les Bacteroides et les Gram - sont résistants. Les imidazolés sont très actifs sur les Bactéroides et les Gram -. Les céphamycines, le chloramphénicol, l'imipenem sont actifs. La clindamycine est inefficace sur les Clostridium mais active sur les autres anaérobies.

Les aminosides sont toujours inactifs sur tous les anaérobies.
 

 

Pénicilline

Céphamycin

Imipenem

Clindamycin

Erythro

Chloramphé

Piperacilline

Métronidaz

Cyclines

Cocci G +

S

S

S

S

S

S

S

V

S

Veillonella

S

S

S

S

S

S

S

S

S

B. G + non sp

S

S

S

S

S

S

S

V

S

Clostridium sp

S

S

S

V

S

S

S

S

S

Cl. difficile

R

R

V

R

R

S

V

S

R

Bacteroides fr.

R

S

S

S

S

S

S

S

R

Bacteroides

V

S

S

S

S

S

S

S

S

Fusobacterium

R

S

S

S

S

S

S

S

R

 

PEPTOSTREPTOCOCCUS

Les cocci à Gram + anaérobies sont rangés dans un seul genre : Peptostreptococcus dans lequel sont rangées une dizaine d'espèces qu'on distingue par leur sensibilité à la novobiocine, leur équipement enzymatique et leur type fermentaire établi par chromatographie gaz liquide.

Ils font partie de la flore endogène de Veillon et sont des commensaux de la bouche, du naso-pharynx, de l'intestin et des voies génitales. Ils sont fréquemment isolés, associés à d'autres germes, dans les produits pathologiques. Ils sont en cause dans des infections variées, cutanées, bucco-dentaires, pleuro-pulmonaires, génito-pelviennes ou péritonéales.

Ils sont très sensibles à la pénicilline G, aux cephamycines, aux carbapénems et chloramphénicol. Les résistances aux C1G, aux C2G, à la clindamycine et aux nitroimizadolés deviennent plus fréquentes.

 

VEILLONELLA

Ce sont des cocci à Gram - appartenant à la flore de Veillon qu'on trouve surtout dans la cavité buccale. Ils sont sensibles aux antibiotiques à l'exception de la vancomycine.

 

BACILLES à GRAM POSITIF NON SPORULES

Ils forment un vaste groupe dans lequel les différentes espèces sont différenciées par leur équipement enzymatique et par leur capacité à produire des acides volatiles.

ACTINOMYCES

Ce sont des bactéries de forme filamenteuse parfois confondues avec des champignons commensales des flores buccale et digestive.

Actinomyces israeli occasionne des abcès siégeant le plus souvent dans la région cervico-faciale caractérisés par la présence, dans le pus, de grains jaunes dits actinomycosiques.

Pénicilline G, tétracyclines, chloramphénicol et macrolides sont actifs mais un drainage chirurgical est souvent nécessaire.

BIFIDOBACTERIUM 

est un hôte normal de la flore intestinale des nouveau-nés nourris au lait maternel.

EUBACTERIUM

Eubacterium lentum est un pathogène opportuniste isolé au cours d'infections respiratoires.

PROPIONIBACTERIUM ACNES

Commensal de la peau, il est un contaminant fréquemment trouvé dans les hémocultures. On le rencontre,  presque toujours associé à d'autres germes, dans les boutons d'acné et parfois dans des infections plus graves telles que méningites, ostéomyélites ou endocardites.

Il est résistant aux imidazolés mais sensible aux bétalactamines.

BACILLES à GRAM POSITIF SPORULES

Ils constituent le genre Clostridium comprenant de nombreuses espèces pathogènes et appartiennent à la flore tellurique. Leur morphologie est assez reconnaissable au microscope. Ils produisent beaucoup de gaz et les caractères bactériologiques (fermentations des sucres, production d'indole, lyse de la gélatine et production d'acides volatiles) permettent de séparer les différentes espèces.

CLOSTRIDIUM PERFRINGENS

Il produit une puissante toxine hémolysante et nécrosante.

C'est un saprophyte ubiquitaire et un commensal du tube digestif mais peut être la cause, avec d'autres anaérobies, de gangrènes gazeuses qui compliquent les blessures souillées de terre (traumatismes de la route, plaies de guerre) et plus rarement les plaies opératoires en chirurgie digestive ou vasculaire.

Il est responsable de septicémies post-abortum sévères, devenues rares aujourd'hui, ainsi que de toxi-infections alimentaires collectives, souvent bénignes.

Le plus efficace des antibiotiques est la pénicilline G.

CLOSTRIDIUM DIFFICILE

Présent dans le tube digestif de sujets sains, il voit sa multiplication contenue par la présence d'autres bactéries. Si celles-ci sont éliminées du tube digestif à cause d'un traitement antibiotique, le champ est libre pour le développement de Clostridium difficile.

Il produit deux toxines dont une entérotoxine responsable de la survenue de colites pseudo-membraneuses après  traitement antibiotique. Le diagnostic biologique est fondé sur la recherche de la bactérie dans les selles et sur la mise en évidence de la toxine.

Métronidazole et Vancomycine sont actifs sur Clostridium difficile mais les autres antibiotiques sont inefficaces.

En 2006, une épidémie hospitalière à Clostridium difficile a sévi dans le Nord-Pas de Calais : due à une souche particulièrement virulente (très toxinogène) qui avait occasionné des épidémies nosocomiales sévères en Amérique du nord en 2003, elle est arrivée en Europe en 2005 (GB, Pays-Bas, Belgique). Elle a touché en majorité des patients âgés. A cette occasion, le RAISIN a rédigé début 2006 un guide sur la conduite à tenir pour le diagnostic, l’investigation, la surveillance et les principes de prévention et de maîtrise des infections à C. difficile, disponible sur le site de l'INVS (http://www.invs.sante.fr/publications/2006/guide_raisin/index.html )

CLOSTRIDIUM BOTULINUM

Produit une toxine thermolabile neurotrope dont il existe 7 types antigéniques : A, B, C, D, E, F et G.

La bactérie survit dans le sol sous formes de spores. On l'isole sur des fruits et légumes ainsi que de l'intestin des animaux.

La maladie humaine (botulisme) est due à l'ingestion de toxine préformée dans l'aliment en conserve ou semi-conserve (jambon, asperges, poissons). Elle occasionne des troubles digestifs, oculaires et des paralysies. On décrit de rares cas secondaires à l'élaboration in vivo de la toxine après souillure d'une plaie par la bactérie. Le botulisme infantile, très difficile à reconnaître, est dû à la production de la toxine dans l'intestin colonisé par la bactérie. Le diagnostic repose sur la mise en évidence de la toxine par inoculation à la souris dans l'aliment ou dans le sérum du malade. L'isolement du germe est difficile, fastidieux et sans intérêt. Le traitement fait appel au sérum antitoxique.

CLOSTRIDIUM TETANI

ou bacille de Nicolaïer est l'agent responsable, par sa toxine, du tétanos.

Sa morphologie en tête d'épingle, due à la présence d'une spore terminale déformante, est caractéristique. Il résiste dans le sol sous forme de spores.

Chez l'homme contaminé à l'occasion d'une blessure, même minime mais souillée de terre, la toxine s'élabore et cause la maladie, caractérisée par une tétanisation de tous les muscles nécessitant curarisation et réanimation respiratoire et métabolique. Le diagnostic de la maladie est essentiellement clinique.

Une excellente prévention est obtenue par la vaccination mais la maladie n'est pas immunisante.

 

BACILLES à GRAM NEGATIF

Ils sont classés en 5 groupes selon différents critères : effet inhibiteur de la bile, effet inhibiteur du vert brillant, formation de pigment noir sur gélose au sang laqué, fermentation des sucres et production d'acide butyrique.

BACTEROIDES groupe FRAGILIS

On y distingue plusieurs espèces : fragilis, thetaiotaomicron, distanosis, vulgatus, ovatus et uniformis.

Ce sont des germes de l'intestin, où on les trouve à raison de 109 germes par gramme de selles.

Ils sont la cause de la moitié des infections à anaérobies et donnent lieu à des manifestations diverses : pleuro-pulmonaires, péritonéales, gynécologiques, pariétales ou septicémiques.

Les Bactéroides produisent des bétalactamases qui inactivent les pénicillines et céphalosporines à l'exception des céphamycines.

Les produits les plus actifs sont le métronidazole et ses dérivés ou la clindamycine.

PREVOTELLA

Parfois pigmentées en noir et glucidolytiques, ces bactéries, hôtes normales de la bouche, sont souvent responsables d'infections pleuro-pulmonaires, ORL et gingivales mais également pelvi-péritonéales.

PORPHYROMONAS

Bactéries pigmentées en noir sur milieux au sang laqué mais non glucidolytiques. 

Elles donnent lieu à des infections bucco-dentaires.

FUSOBACTERIUM

Font partie de la flore de Veillon. Fusobacterium necrophorum est responsable d'infections buccale et pulmonaire et de septicémies. Associé à un spirochète, il est en cause dans l'angine fusospirillaire de Vincent.

Les antibiotiques actifs sur les anaérobies (bétalactamines, métronidazole, chloramphénicol, érythromycine) sont généralement efficaces, mais quelques souches résistent aux bétalactamines.

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