LEGIONELLOSE JR ZAHAR Service de Microbiologie CHU Necker Enfants-Malades

La bactérie Bacille à gram négatif, aérobie stricte Bacille à gram négatif, aérobie stricte 2 à 4 µ sur 0,5 à 0,8 µ 2 à 4 µ sur 0,5 à 0,8 µ Rarement visible à la coloration de Gram dans les produits pathologiques Rarement visible à la coloration de Gram dans les produits pathologiques La croissance nécessite: La croissance nécessite: Du Fer Du Fer De la L-cystéine De la L-cystéine Une atmosphère riche en CO2 Une atmosphère riche en CO2 PH à 6,9 PH à 6,9 Température de 35 °C Température de 35 °C

La bactérie Milieu de culture: BCYE Milieu de culture: BCYE Durée 3 à 5 jours  10 jours Durée 3 à 5 jours  10 jours 48 espèces identifiées dont 20 impliquées dans des pathologies humaines 48 espèces identifiées dont 20 impliquées dans des pathologies humaines Chaque espèce => plusieurs sérogroupes Chaque espèce => plusieurs sérogroupes

La bactérie Développement intra cellulaire Développement intra cellulaire Réservoir propre : milieu hydrique Réservoir propre : milieu hydrique Fait partie de la flore aquatique Fait partie de la flore aquatique Isolée en eaux douces Isolée en eaux douces Température variant de 0°-60°C (40°C) Température variant de 0°-60°C (40°C) L. pneumophila responsable de 70 à 80 % des pneumopathies. L. pneumophila responsable de 70 à 80 % des pneumopathies. L. pneumophila: 15 sérogroupes. L. pneumophila: 15 sérogroupes.

Epidémiologie 1977 pneumonie foudroyante touchant 200 légionnaires  40 décès 1977 pneumonie foudroyante touchant 200 légionnaires  40 décès Découverte de l’agent bactérien par Mc Dade (CDC) Découverte de l’agent bactérien par Mc Dade (CDC) Evolution sous forme d’anadémies ou de cas sporadiques Evolution sous forme d’anadémies ou de cas sporadiques

Epidémiologie cas par an aux Etats-Unis cas par an aux Etats-Unis 4 à 15 % des pneumopathies diagnostiquées 4 à 15 % des pneumopathies diagnostiquées 4,3 cas par million d’habitants 4,3 cas par million d’habitants Incidence variable selon les pays (20 cas /million au Danemark) Incidence variable selon les pays (20 cas /million au Danemark) WER,1999, 33,74:

Distribution of Legionella species and serogroups isolated by culture in consecutive patients with community acquired pneumonia: An intenational collaborative survey Prospective et rétrospective. But: déterminer la fréquence des différentes espèces et sérogroupes, responsable de pneumopathie communautaire. Isolats: 76% USA, 10.9% Italie, 5.1% Australie, 4.5% Suisse, 3.6% Nouvelle zélande. 8 espèces, 12 sérogroupes. L. pneumophila sérogroupe 183.9%. Yu et al ICAAC 2002

Distribution of Legionella species and serogroups isolated by Culture in consecutive Patients with community acquired pneumonia: An intenational collaborative survey. Species/SeogroupsSpecies%Serogroupe(n) L pneumophila 428(91.5%) serogroupe1393 serogroupe69 serogroupe56 serogroupe45 serogroupe34 serogroupe73 serogroupe2,9,13,unk8 L longbeachae 19(4.1%) L bozemanii 12(2.6%) L micadadei 2(0.4%) L feeleii 2(0.4%) L dumoffii 2(0.4%) L wadsworthii,anisa 3(0.6%) Yu V, ICAAC 2002

Epidémiologie (France) BEH N°12/2000

Epidémiologie (France) BEH 30-31/2002

Mode de contamination Par aérosols de gouttelettes contaminées Par aérosols de gouttelettes contaminées Tour aéroréfrigérée Tour aéroréfrigérée Equipement respiratoire Equipement respiratoire Cure thermale Cure thermale Par déglutition? Par déglutition? Plusieurs cas décrits dans la littérature Plusieurs cas décrits dans la littérature Ingestion d’eau contaminée Ingestion d’eau contaminée Explique des épidémies chez des opérés du cerveau avec anesthésie du carrefour Explique des épidémies chez des opérés du cerveau avec anesthésie du carrefour

Installations à risques Bassin d’eau chaude (piscines, jacuzzi baignoire à jets, hammam) Bassin d’eau chaude (piscines, jacuzzi baignoire à jets, hammam) Équipements médicaux pour traitements respiratoires Équipements médicaux pour traitements respiratoires Fontaines décoratives Fontaines décoratives Système de Climatisation Système de Climatisation Circuits de distribution d’eau chaude sanitaire alimentant les douches Circuits de distribution d’eau chaude sanitaire alimentant les douches Tour aéro-réfrigérantes Tour aéro-réfrigérantes

Exposition au risque (France) BEH 30-31/2002

Facteurs de risques et environnement CID 1998, 26:426 Etude cas contrôles des FDR d’acquisition d’une Légionellose Communautaire

Facteurs de risques et environnement FDR d’acquisition d’une légionellose FDR d’acquisition d’une légionellose Diminue de 20% par 0,10 miles distant de la source Diminue de 20% par 0,10 miles distant de la source Augmente: Augmente: De 80% suite à chaque visite à la source De 80% suite à chaque visite à la source De 8 % pour chaque heure vécue à 0,125 miles de la source De 8 % pour chaque heure vécue à 0,125 miles de la source Int J Epidemiol 1999; 28: 335

Facteurs de risques et environnement But: déterminer les risques domestiques But: déterminer les risques domestiques 6 villes italiennes, 146 échantillons d’eau 6 villes italiennes, 146 échantillons d’eau Résultats: Résultats: 22,6% des échantillons contaminés 22,6% des échantillons contaminés Taux moyen: 1, cfu/ml [25-8,710 4 cfu/ml] Taux moyen: 1, cfu/ml [25-8,710 4 cfu/ml] Facteurs de risques en analyse multivariée Facteurs de risques en analyse multivariée Emerg Infect Dis, 2004, March; 10, 3

Les risques de transmission Dépend Dépend Concentration de légionelles au niveau de la source Concentration de légionelles au niveau de la source Dose infectante? Dose infectante? Seuil admis 10 3 UFC/l Seuil admis 10 3 UFC/l À moduler en fonction du terrain À moduler en fonction du terrain Durée d’exposition à la source Durée d’exposition à la source Facteurs de l’hôte Facteurs de l’hôte Virulence de la souche Virulence de la souche

Risque et environnement La multiplication des Légionelles est favorisée par La multiplication des Légionelles est favorisée par Une température < 50°C Une température < 50°C La présence de bras morts (favorisent la stagnation de l’eau) La présence de bras morts (favorisent la stagnation de l’eau) La richesse de l’eau en Fer, Zinc et Potassium La richesse de l’eau en Fer, Zinc et Potassium Les matériaux utilisés: colonisation moindre pour le cuivre et maximale pour le PVC Les matériaux utilisés: colonisation moindre pour le cuivre et maximale pour le PVC L’élément le plus important est la non circulation de l’eau L’élément le plus important est la non circulation de l’eau

Prév e ntion Seuils d’alertes Eau chaude sanitaire Tours aéroréfrigérées

Seuils d’intervention ? Chez l’animal la DL50 est de bactéries Chez l’animal la DL50 est de bactéries Mais 10 2 bactéries suffisent pour faire une pneumonie Mais 10 2 bactéries suffisent pour faire une pneumonie Toutes les épidémies décrites Toutes les épidémies décrites Eau > 10 3 cfu/ml Eau > 10 3 cfu/ml Tours aéroréfrigérées 10 5 cfu/ml Tours aéroréfrigérées 10 5 cfu/ml

Facteurs de virulence mip pour macrophage infectivity potentiator mip pour macrophage infectivity potentiator Code pour une protéine de surface de 24-kDa Code pour une protéine de surface de 24-kDa Indispensable pour l’infection intracellulaire Indispensable pour l’infection intracellulaire Mécanismes d’actions inconnus Mécanismes d’actions inconnus Système de sécrétion de type IV Système de sécrétion de type IV 24 gènes organisés en deux régions (DOT/Icm) 24 gènes organisés en deux régions (DOT/Icm) La bactérie utiliserait ces opérons pour délivrer ces facteurs de virulences La bactérie utiliserait ces opérons pour délivrer ces facteurs de virulences Codent des facteurs responsable de l’assemblage et le transfert de plasmides Codent des facteurs responsable de l’assemblage et le transfert de plasmides Produirait une protéine qui permettrait de détourner le phagosome de son rôle principal? Produirait une protéine qui permettrait de détourner le phagosome de son rôle principal? Autres Autres Jouant un rôle dans la multiplication intra cellulaire (mak, mil, pmi) Jouant un rôle dans la multiplication intra cellulaire (mak, mil, pmi) LPS, mettaloprotéases, facteurs d’acquisition du fer, cytotoxines LPS, mettaloprotéases, facteurs d’acquisition du fer, cytotoxines

Cycle intra cellulaire CMR 2002, July: 506

La maladie 2 Formes 2 Formes La fièvre de Pontiac La fièvre de Pontiac Syndrome pseudo grippal bénin Syndrome pseudo grippal bénin Durée d’incubation 4 heures à 5 jours Durée d’incubation 4 heures à 5 jours Taux d’attaque élevé (95%) Taux d’attaque élevé (95%) Guérison spontanée Guérison spontanée La Pneumopathie avec ou sans défaillance La Pneumopathie avec ou sans défaillance Durée d’incubation 2 à 10 jours (voire 18 ?) Durée d’incubation 2 à 10 jours (voire 18 ?) Taux d’attaque 0,1 à 0,5% Taux d’attaque 0,1 à 0,5% Mortalité de 5 à 50% Mortalité de 5 à 50% Certains patients resteront asymptomatiques Certains patients resteront asymptomatiques

Facteurs favorisants BEH 30-31/2002

Manifestations cliniques Variables Variables Toux simple généralement non productive  SDRA Toux simple généralement non productive  SDRA Signes d’accompagnements Signes d’accompagnements Diarrhées dans 20 à 40% des cas Diarrhées dans 20 à 40% des cas Hyponatrémie (inconstante) Hyponatrémie (inconstante) Cytolyse hépatique Cytolyse hépatique Hypophosphatémie Hypophosphatémie Myalgies Myalgies Confusion Confusion Rhabdomyolyse Rhabdomyolyse Insuffisance rénale Insuffisance rénale

Caractéristiques Générales 69 cas admis en réanimation 69 Patients, dont 26 femmes et 43 hommes.69 Patients, dont 26 femmes et 43 hommes. Age moyen 56 ans + 17.Age moyen 56 ans Caucasiens, 10 Maghrébins, 6 autres.53 Caucasiens, 10 Maghrébins, 6 autres. 36 patients immunodéprimés dont :36 patients immunodéprimés dont : - 5 VIH positifs Maladies hémato-cancérologiques Corticothérapie récente.

Legionella vs autre Legionella S. pneumoniae H. influenzae C. pneumoniae BGN Age moyen (ans) Tabagisme (%) BPCO (%) Alcoolisme (%) ID (%) Cancer (%) Absent (%) Fang GD, Medicine 1990;69:307-16

Legionella vs autre Legionella(n=24) S. pneumoniae (n=55) H. influenzae (n=39) C. pneumoniae (n=22)BGN(n=21) Dyspnée Toux Expectoration Diarrhée T > 40°C Confusion Condensation Hyponatrémie Fang GD, Medicine 1990;69:307-16

Legionella vs autres CAP Facteurs démographiques Analyse univariée Analyse multivariée Chest 1998; 113:1195

Localisation pulmonaire Il n’existe pas d’image spécifique Il n’existe pas d’image spécifique La Rx ne permet pas d’évoquer le diagnostic La Rx ne permet pas d’évoquer le diagnostic Epanchement pleural rare 20% des patients Epanchement pleural rare 20% des patients

Localisations extra pulmonaires -Souvent liées à une bactériémie (20% des légionelloses sévères) -Peuvent survenir plusieurs semaines après la guérison apparente, mais parfois inaugurales (exemple de la péritonite) -Patients immunodéprimés -Pneumonies graves, souvent fatales -Rôle de l’eau contaminée (plaie opératoire, ingestion)

Localisations extra pulmonaires Endocardites Endocardites Médiastinites Médiastinites Abcès cutanés Abcès cutanés Fasciites nécrosantes Fasciites nécrosantes Myopéricardites Myopéricardites Encéphalites Encéphalites Colites ulcératives Colites ulcératives Pancréatites Pancréatites CID 2002, 35 (8): 990 J Antimicrob Chem 2003, 51:1119

Méthodes diagnostiques Culture Culture Sur milieu BCYE Sur milieu BCYE Nécessite de 3 à 7 jours Nécessite de 3 à 7 jours Sérologie Sérologie IF indirecte ou Elisa IF indirecte ou Elisa Existe des réactions croisées (Chlamydia, Mycoplasme, Coxiella) Existe des réactions croisées (Chlamydia, Mycoplasme, Coxiella) Antigène urinaire Antigène urinaire Apparition en 1 à 3 jours Apparition en 1 à 3 jours Elimination lente (42 jours) Elimination lente (42 jours) IF directe IF directe Ac monoclonal Ac monoclonal Réaction croisée (Pseudomonas aeruginosa, fluorescens, maltophila, Francisella tularensis) Réaction croisée (Pseudomonas aeruginosa, fluorescens, maltophila, Francisella tularensis)

Méthodes diagnostiques Amplification génique par PCR Amplification génique par PCR Matériel: Urines, Sérums, LBA Matériel: Urines, Sérums, LBA Gènes amplifiés: Gènes amplifiés: mip mip ARN 16S ARN 16S Région intergénique 23S-5S Région intergénique 23S-5S

Méthodes diagnostiques J Antimicrob Chemother May;51(5):

Problème de la sérologie AM J Med 2001; 110:441

Méthodes diagnostiques BEH 30-31/2002

Thérapeutiques Difficile de choisir une classe thérapeutique Difficile de choisir une classe thérapeutique -Absence de travaux randomisés comparatifs -Rareté de la pathologie et difficulté diagnostique -Nécessité de recourir Aux modèles animaux (cobaye) Aux avis d’experts Aux études rétrospectives

Thérapeutiques Traitement de référence Traitement de référence L’Erythromycine, depuis l’épidémie de Philadelphie L’Erythromycine, depuis l’épidémie de Philadelphie Moins de décès dans le groupe Eryrthromycine Moins de décès dans le groupe Eryrthromycine Activité intra cellulaire Activité intra cellulaire Pharmacocinétique favorable Pharmacocinétique favorable Depuis apparition de nouvelles molécules Depuis apparition de nouvelles molécules Dans la classe des macrolides Dans la classe des macrolides Dans d’autres classes Dans d’autres classes

Thérapeutiques Activité in vitro extracellulaire azithromycine > clarithromycine > roxithromycine > érythromycine > dirithromycine et josamycine Activité in vitro intracellulaire (HL-60) azithromycine > érythromycine > roxithromycine > dirithromycine > clarithromycine Modèle de pneumonie (cobaye) 100 % d’animaux survivants: azithromycine 3.6 mg/kg = clarithromycine 28.8 mg/kg Conclusion: azithromycine semble être le meilleur Conclusion: azithromycine semble être le meilleur Bonne pénétration intracellulaire Activité bactéricide Efficacité clinique prouvée Raccourcissement possible de la durée de traitement Meilleure tolérance et moins d’interactions médicamenteuses Edelstein PH, CID 1993;16:741-9 Dedicoat M, JAC 1999;43:747-52

Thérapeutiques Activité in vitro extracellulaire sparfloxacine > ciprofloxacine, levofloxacine, ofloxacine, et lomefloxacine > pefloxacine Modèle de pneumonie (cobaye) activité superposable de ciprofloxacine, levofloxacine, ofloxacine, sparfloxacine Conclusion Conclusion A priori pas de supériorité en faveur d’une molécule Quid de la sparfloxacine? Edelstein PH, CID 1993;16:741-9 Dedicoat M, JAC 1999;43:747-52

Thérapeutiques (Autres molécules) Rifampicine: Rifampicine: Excellente activité Excellente activité Risque de mutants résistants en monothérapie Risque de mutants résistants en monothérapie Problème des interactions médicamenteuses Problème des interactions médicamenteuses A utiliser en association et moins de 5 jours A utiliser en association et moins de 5 jours Kétolides: Kétolides: Bonne activité in vitro et dans les modèles animaux Bonne activité in vitro et dans les modèles animaux Aucune donnée clinique Aucune donnée clinique Tétracyclines ? Tétracyclines ?

Que choisir ? En première intention un macrolide ou fluoroquinolone En première intention un macrolide ou fluoroquinolone Moduler le choix en fonction: Moduler le choix en fonction: Du statut immunitaire Du statut immunitaire De la gravité initiale? De la gravité initiale? Des risques écologiques sur le flore commensale Des risques écologiques sur le flore commensale Mono ou bithérapie ? Mono ou bithérapie ? Aucune donnée clinique Aucune donnée clinique Attention aux interactions médicamenteuses Attention aux interactions médicamenteuses Patients décédés ERYTHRO ERYTHRO + RIFAM Dournon E, JAC 1990; 7/20 (35%) 5/20 (25%) Hubbard R, QJM /11 (27%) 5/15 (33%)

Que choisir ? Macrolides Activité anti inflammatoire Activité anti inflammatoire Effet Post antibiotique Effet Post antibiotique Clairance bactérienne Clairance bactérienne Effets secondaires (flore) Effets secondaires (flore) Fluoroquinolones Activité anti inflammatoire Effet Post antibiotique Clairance bactérienne Effets secondaires (flore)

Thérapeutiques  La durée ? Est à moduler en fonction: - Du statut immunitaire du patient -De la gravité initiale -Des complications initiales et secondaires -De la réponse initiale au traitement -De la pharmacodynamie et cinétique de l’antibiotique utilisé  Les Traitements courts semblent possibles -Scand J Infect Dis. 1995;27(5):503-5 (3 à 5 jours) - Clin Infect Dis Dec 1;37(11): (8 jours en moyenne)

Et les patients graves? Aucune donnée en faveur de la bithérapie Aucune donnée en faveur de la bithérapie Existe-t-il une supériorité des quinolones? Existe-t-il une supériorité des quinolones? Intensive Care Med, 2002 ; 28 : : Rôle protecteur des fluroquinolones lors d’une administration précoce (< 8 heures) Intensive Care Med, 2002 ; 28 : : Rôle protecteur des fluroquinolones lors d’une administration précoce (< 8 heures) Icaac 2001, Torres et al ? Non publié Icaac 2001, Torres et al ? Non publié En cas d’utilisation d’une bithérapie préferer une association macrolides – fluoroquinolones. JAC 2003, Roig et al En cas d’utilisation d’une bithérapie préferer une association macrolides – fluoroquinolones. JAC 2003, Roig et al

Recommandations de l’AFSSAPS

Mortalité Variable selon les études : 5 à 40% Variable selon les études : 5 à 40% Facteurs de risques: Facteurs de risques: Retard thérapeutique ? Retard thérapeutique ? Gravité à l’admission ( El Biary AJRCCM 1998) Gravité à l’admission ( El Biary AJRCCM 1998) Ventilation mécanique Ventilation mécanique Age Age Nosocomiale Nosocomiale Sexe Sexe Immunodépression Immunodépression Insuffisance rénale Insuffisance rénale Cancer Cancer Marston Arch Int Med 1994

Mortalité Terrain: -Immunodépression. -Transplantation d'organe. -Corticothérapie. -I.rénale / Comorbidité. Gravité: - État de choc. -Ventilation mécanique. -Extension radiologique. -EER. Caractère nosocomial. Inadéquation de l'antibiothérapie

Perspectives Au plan fondamental: Au plan fondamental: Prédominance des L pneumophila du sérogroupe I Prédominance des L pneumophila du sérogroupe I Facteurs de virulence Facteurs de virulence Au plan clinique Au plan clinique Facteurs prédictifs de légionellose Facteurs prédictifs de légionellose Rôle des autres sérogroupes voire espèces Rôle des autres sérogroupes voire espèces Au plan thérapeutique Au plan thérapeutique Macrolides ou fluoroquinolones Macrolides ou fluoroquinolones Place des autres thérapeutiques Place des autres thérapeutiques