Chaînes de Transmission Dr Yasmina Berrouane EOHH, CHU de Nice DU Hygiène Hospitalière, UNSA 2017-2018

Chaîne de Transmission Mode(s) de transmission Réservoir (Agent infectieux) Hôte réceptif

Réservoirs d'agents infectieux (1) Définition générale : Lieu ou être vivant - où l’on trouve l’agent infectieux considéré et - qui assure sa survie et sa multiplication Le réservoir des infections associées aux soins (IAS) peut être : Humain Environnemental

Rappels Agents infectieux

Agent infectieux Définition : Question 1 : Agent biologique susceptible d’entraîner une infection : champignons, bactéries, virus, prion une infestation : parasites Question 1 : Donner 2 exemples de chaque catégorie

Notions de Taille 1 µm (µ) = micromètre = 1 nm = nanomètre =

Notions de Taille 1 µm = micromètre = 10-6 m = 1/1000ème de mm 1 nm = nanomètre = 10-9 m = 1 millionième de mm

Notions de taille In : Duroc A. et al. SVT 2nde. Belin, Paris : 2010.

En résumé : Les catégories de micro-organismes Taille ~ Exemples Champignons 5 - 50 µ - Moisissures Aspergillus - Levures Candida Bactéries 1 µ Staphylococcus aureus Escherichia coli Virus 0,100 µ Virus de l’Hépatite C

Microscopie Microscope optique grossissement maximum : x 1000 à 1500 Microscope électronique grossissement maximum : x 10 000 In : http://www.microbes-edu.org/

Penicillium camembertii Nomenclature Genre + espèce Penicillium camembertii Staphylococcus aureus (Staphylocoque doré) Staphylococcus sp. (species) Attention au jargon comme le mot “Germe” Leur faire écrire aligné Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Candida albicans ou leur demander de citer des noms de MO ?

Bactéries

Famille : Regroupe plusieurs genres Famille des Entérobactéries : Escherichia coli (colibacille) Klebsiella pneumoniae (klebsielle) Klebsiella oxytoca Enterobacter aerogenes Enterobacter cloacae Citrobacter freundii Serratia marcescens Leur demander d’autres espèces d’entérobactéries et leur faire écrire

La cellule bactérienne Paroi Membrane Cytoplasme Chromosome

Formes Coccus, pl. cocci : rond Bacille : allongé Autres : spiralé

Paroi des Bactéries - La coloration de Gram permet de différencier des bactéries à Gram + à Gram - 2 couleurs différentes qui correspondent à des différences de structure de la paroi (donc aussi à des différence de sensibilité aux antibiotiques) - Autres colorations pour certaines bactéries : Ex : Mycobactéries

Cocci à Gram + Ex : Staphylococcus sp.

Cocci à Gram + Ex : Streptococcus sp.

Bacilles à Gram négatif Ex : Entérobactéries In : http://www.microbes-edu.org/

Ex. : Pseudomonas aeruginosa Bacille à Gram Négatif Ex. : Pseudomonas aeruginosa

La croissance bactérienne Reproduction par division : par exemple, Escherichia coli, dans des conditions définies 1 division toutes les 20 minutes 1 bactérie 100 000 000 (109) en 24h Notion d’Unité Formant Colonie (ufc)

Croissance bactérienne Multiplication, division …. La bactérie grandit, duplique ses constituants puis se divise en deux bactéries filles E. coli : in vitro 20-40 min In vivo 3 – 5 h

Ex. : Pseudomonas aeruginosa Bacille à Gram Négatif Ex. : Pseudomonas aeruginosa

Culture de 24h (Pseudomonas aeruginosa) Colonie

Rappels : notion de métabolisme Le métabolisme est l’ensemble des transformations chimiques qui se déroulent dans la cellule : - Il lui permet de produire l’énergie nécessaire à ses activités et de synthétiser sa propre matière organique. - Il dépend à la fois du patrimoine génétique et des conditions de l’environnement. - Il a lieu dans toutes les cellules du monde vivant. A travers la membrane cellulaire, se produisent des échanges de matière, de gaz, et d’énergie, indispensables au métabolisme de la cellule.

Conditions de croissance Exigences nutritionnelles besoins communs : eau source d'énergie : lumière, composés minéraux, composés organiques source de carbone : CO2, sucre, ... source d'azote, soufre, phosphore, etc... besoins spécifiques à certaines bactéries

Conditions de croissance Exigences gazeuses Bactéries Exigence en O2 aérobies strictes présence anaérobies strictes absence aéro-anaérobies facultatives présence ou absence Température pH

Gênes, ADN, chromosomes Acide DésoxyriboNucléique = ADN L’ADN est le support physique universel de l’information génétique L’ADN est un indicateur de la parenté des êtres vivants. Un gène est un fragment d’ADN qui commande un caractère précis de notre organisme. Bactéries : pas de noyau, 1 seul chromosome, parfois présence de petits éléments génétiques supplémentaires appelés plasmides

Matériel génétique bactérien Chromosome (ADN chromosomique) Plasmides parfois (ADN extrachromosomique)

Identification

Mycobactéries : coloration Ziehl nécessaire

Spores bactériennes Sporulation : - certaines espèces, dans des conditions défavorables, spores bactériennes = formes de résistance - résistance plus grande à la chaleur, uv, dessication, agents chimiques...

Sporulation et germination L’alternance entre deux formes de vie

Champignons (1) Levures : Genre Candida dont C. albicans Saccharomyces Ex : Candida albicans

Champignons (2) Champignons filamenteux : Dermatophytes (agent de teignes…etc) Moisissures : Penicillium, Aspergillus filaments (mycelium) + spores (≠ spore bactérienne) Ex : Aspergillus fumigatus

Microbiotes (flores) – notions de base Cutané Staphylocoque à coagulase négative (SCN) : Staphylococcus epidermidis (flore cutanée) Staphylococcus aureus (présent chez 20 à 40% individus) Corynebacterium Dos : 102 ufc / cm2 Paumes des mains : 106 ufc / cm2 ORL Streptocoques, staphylocoques, Haemophilus, Entérobactéries, Candida MO de l’environnement inhalés Salive : 108 ufc / ml

Intestinal ( 400 espèces) Enterococcus : E. faecium, E. faecalis Famille des Entérobactéries : Escherichia coli (colibacille) Klebsiella pneumoniae (klebsielle) Enterobacter aerogenes Enterobacter cloacae Serratia marcescens Candida Anaérobies : Bacteroides Leur faire dire puis écrire : Entérocoques – cocci à Gram + - Entérobactéries Bac à Gram -

Microbiote hydrique Espèces nombreuses et variables fonction type d’eau Bacilles à Gram négatif : Pseudomonas dont P. aeruginosa (bacille pyocyanique) Legionella Autres : Mycobacterium xenopi Bactéries à Gram positif Staphylocoque à coagulase négative Microbiote humain aux points d’ eau …!

Microbiote de l’air Contamination particulaire : particule : élément en suspension dans l ’air de taille inférieure à 100 µ (invisible œil nu) particules inertes (minéraux, fibres textiles….) et particules viables porteuses de bactéries ou de moisissures Homme au repos : 104 particules / min Homme en activité : 106 particules / min et 103 bactéries / min

Aspects qualitatifs : Remarque : Flore saprophyte : Flore commensale : Bacillus, Micrococcus Aspergillus, Penicillium Flore commensale : Staphylococcus Remarque : Air est surtout un vecteur de micro-organismes et pas un réservoir

Notions quantitatives Réservoirs environnementaux Eau du réseau : seuil de potabilité : < 100 ufc/ml (à 22°C) Alimentation : légumes surgelés : 500 000 ufc / g (à 30°C) flocons de pdt déshydratés : 30 000 ufc / g plantes médicinales - infusions : 1 000 000 ufc / g dont levures et moisissures : 100 000 ufc / g Terre : 1012 ufc / kg (mille milliards)

Notions quantitatives : Réservoirs humains Flores normales peau : 100 à 1 000 000 ufc / cm2 salive : 100 000 000 ufc / ml selles : 1012 ufc / g Infections sécrétions trachéales :  1 000 000 ufc / ml (pneumopathie) urines :  100 00 ufc / ml

Enquête Nationale de Prévalence (ENP) F - 2001 Répartition des espèces Enterobacter cloacae 2% Streptocoque autre 3% Klebsiella pneumoniae 3% Candida albicans 4% Staph.coag.neg 5% Proteus mirabilis 5% Entérocoque 6% P. aeruginosa 11% S. aureus 20% Infections documentées : 86% des IN E. coli 23% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 44

ENP 2012 : Principaux micro-organismes isolés d’IN (N=12 581)

Espèces à retenir (1) Cocci à Gram positif Staphylococcus aureus Staphylocoques à coagulase négative (SCN) dont S. epidermidis, S. haemolyticus Streptococcus pyogenes (Streptocoques β hémolytique du groupe A) Enterococcus faecium Enterococcus faecalis

Espèces à retenir (2) Bacilles à Gram négatif : 1- Famille des Entérobactéries : Escherichia coli (colibacille) Klebsiella pneumoniae (klebsielle) Klebsiella oxytoca Enterobacter aerogenes Enterobacter cloacae Citrobacter freundii Serratia marcescens Proteus sp Morganella morganii Leur demander d’autres espèces d’entérobactéries et leur faire écrire

Espèces à retenir (3) Bacilles à Gram négatif : Mycobactéries 2- Autres : Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter baumannii Legionella pneumophila Mycobactéries Mycobacterium tuberculosis Mycobactéries à croissance rapide Leur demander d’autres espèces d’entérobactéries et leur faire écrire

Espèces à retenir (4) Cocci à Gram négatif : Bacilles à Gram positif : Neisseria meningitidis Neisseria gonorrhoeae Bacilles à Gram positif : Listeria monocytogenes Corynebacterium spp Leur demander d’autres espèces d’entérobactéries et leur faire écrire

Espèces à retenir (5) Anaérobies Bacilles à Gram positif : Clostridium tetanii Clostridium difficile Bacilles à Gram négatif : Bacteroides fragilis Leur demander d’autres espèces d’entérobactéries et leur faire écrire

Virus Rappels : Structure des virus En général : ADN : information génétique ARN = copie de l’ADN, va permettre la synthèse des protéines Structure des virus 1 seul type d’acide nucléique (ADN ou ARN) protéines formant une capside éventuellement une enveloppe lipidique virus enveloppé - virus nu

Multiplication des virus Parasites intra-cellulaires obligatoires : ont besoin de la machinerie cellulaire pour se multiplier ne se multiplient pas dans l’environnement

Manifestations cliniques hépatique : Hépatite A (VHA), Hépatite B (VHB), Hépatite C (VHC) digestif : rotavirus, calicivirus, norovirus respiratoire : grippe, virus respiratoire syncytial (VRS), rougeole cutané : varicelle, rougeole ophtalmologique : adénovirus (kérato-conjonctivite)

Prions ou Agents Transmissibles Non Conventionnels (ATNC) PRoteinaceous Infectious ONly particle Accumulation dans le système nerveux – encéphalopathie spongiforme Grande résistance aux protocoles de base de désinfection

A retenir Notion d’agents infectieux : 4 grandes catégories de microbes par taille croissante : virus, bactéries, champignons, protozoaires Notion d’agents infectieux : Extrême diversité dans la nature : Bactéries = les plus nombreux habitants de la Terre Seule une petite partie est d’intérêt médical (protectrice ou potentiellement pathogène) Intérêt industriel - Champignons : fermentations, production d’antibiotiques - Bactéries : production de substances, dépollution Empêcher la multiplication bactérienne : pas de nutriments : enlever les salissures organiques, pas d'eau : sécher...

Synthèse Micro-organismes pathogènes

Interaction hôte - bactérie 1- Aucune 2- Commensalisme 3- Conflit hôte-bactérie : inapparent signes cliniques d'infection de modérés à graves pouvant aboutir au décès du patient

Bactérie Hôte Degré d'agressivité Degré de susceptibilité

Facteurs liés à la bactérie Pathogénicité = virulence Capacité d’un micro-organisme à se multiplier dans un organisme vivant et à y entraîner des manifestations morbides Repose sur un ou des facteurs de virulence qui vont permettre : adhésion aux muqueuses pouvoir invasif : capacité à envahir et à se multiplier dans les tissus de l ’hôte production de toxine…. Notion d’inoculum

Facteurs liés à l'hôte Porte d'entrée Réceptivité espèce individu Mécanismes de défense non spécifiques spécifiques : réaction immunitaire

Hôte Réceptif Susceptibilité à l'infection Porte d'entrée : notion de facteurs de risque altération de l’état général, âges extrêmes, dénutrition pathologies : diabète, immunodépression …etc tabagisme (déficit oxygénation des tissus) : Inf. du site opératoire Porte d'entrée : cutanée (peau lésée+++ blessures, brûlures), digestive, urogénitale, respiratoire, conjonctivale, voie parentérale Naturelle Iatrogène : drains, sondes... Inoculum suffisant

Classification écologique Classification basée sur les rapports établis entre les micro-organismes et l’être humain. Pathogénicité : Capacité à provoquer une maladie Micro-organismes pathogènes spécifiques : provoque une maladie déterminée ex. Virus de l’Hépatite C Micro-organismes pathogènes opportunistes : profitent d’une diminution des défenses de l ’hôte pour provoquer une infection

Habitat : Micro-organismes commensaux : (latin mensa = table) Résidents habituels de la peau et des muqueuses des animaux et des êtres humains   Flores-Microbiotes humains Micro-organismes saprophytes : (grec sapros = fumier) Résidents habituels de l ’environnement (terre, eau) (se nourrissent de la matière organique en décomposition)  Flores- Microbiotes environnementales

Pouvoir pathogène des Micro-Organismes Micro-organismes Pathogènes Spécifiques Présence anormale Entraîne le plus souvent une maladie infectieuse Exemples : Mycobacterium tuberculosis (Bacille de Koch, BK) Virus de l'Hépatite C MO Pathogènes Opportunistes Présence normale chez l’être humain ou dans son environnement Profitent d’une diminution des défenses pour provoquer une infection Exemple : Escherichia coli

Exemple d’E. coli (1) Theodor Escherich Réservoir : Institut Pasteur Exemple d’E. coli (1) Theodor Escherich Réservoir : Tube Digestif des animaux à sang chaud Espèce la plus fréquente parmi les bactéries aérobies du tube digestif Appartient donc au microbiote …? La plupart des souches inoffensives

Exemple d’E. coli (2) Pouvoir pathogène : Institut Pasteur Exemple d’E. coli (2) Pouvoir pathogène : Souches produisant des toxines : Diarrhées voire diarrhées sanglantes (Colite hémorragique) 10% Formes graves - Syndrôme urémique et hémolytique (SHU) : Anémie hémol., thrombopénie, insuff. rénale aiguë Réservoir essentiellement bovin Sérotype fréquent O157:H7

Souches avec capacité d’adhésion particulières …etc… Infections: intestinales extra-intestinales : urinaires +++, méningites du nouveau-né, bactériémies… de survenue communautaire, associée aux soins, nosocomiales

Quelques notions utiles en épidémiologie Souches Clones Phénotypage Génotypage

Bactéries Multi-Résistantes aux Antibiotiques RESUME

Spectre d'activité d’un antibiotique Ensemble des espèces bactériennes sur lesquelles l'antibiotique est actif Etroit ou large Détermination au laboratoire cultures - mise en contact antibiotique et bactéries résultat : - pas de culture = souche sensible (AB actif) - culture +++ = souche résistante (AB inactif) - culture moyenne = souche de sensibilité intermédiaire

Après 18 h à 37°C Diapositive C. Giraud

Résistance naturelle Touche toutes les bactéries appartenant à une même espèce Souche sauvage Nom de l'AB (Souche est) AB1 S AB2 I AB3 R AB4 S etc....... Phénotype de résistance : ensemble des résistances aux antibiotiques que présente une souche

Résistance acquise 2 mécanismes : 1- Mutation 2- Plasmide sur le chromosome : modification fine d'un gêne événemement rare, spontané 2- Plasmide matériel génétique extrachromosomique (gênes codants) transfert entre bactéries possibles peut subir des mutations

Modes d'action des antibiotiques - exemples Lésions de la paroi Blocage du métabolisme

Exemple Paroi bactérienne lésée après un traitement par béta-lactamine

Résistance des bactéries aux antibiotiques : exemples L'antibiotique ne peut plus se fixer sur la paroi La bactérie produit une enzyme qui détruit l'antibiotique L'antibiotique ne peut pas pénétrer dans la bactérie

Enzymes Règle générale de dénomination des enzymes : [nom du substrat]-ase - Pénicillines : lysées par les pénicillinases - Céphalosporines : lysées par les céphalosporinases - Carbapénèmes : lysés par les carbapanémases Béta-lactamines : famille d’antibiotiques comprenant pénicillines, céphalosporines et carbapénèmes Antibiotiques lysés par des béta-lactamases D'où béta-lactamases à spectre étendu : enzymes qui détruisent la plupart des béta-lactamines

Résistance – mécanismes - exemples Modification de la cible Imperméabilité de la membrane Sécrétion d'une enzyme - Plusieurs mécanismes de résistance à un même antibiotique - Une même souche peut avoir des mécanismes de résistance à différents AB

Principales bactéries multi-résistantes (BMR) cibles des PCH de type contact (SF2H 2009) Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) Entérobactéries productrices de B-lactamase à spectre étendu (BLSE) : Klebsiella pneumoniae – Escherichia coli - Enterobacter aerogenes ... Enterococcus faecalis résistant aux glycopeptides (ERG) (parfois appelé R à la vancomycine ERV) Pseudomonas aeruginosa résistant au ceftazidime (Fortum®) ET à l’imipénème (Tienam®) Acinetobacter baumannii résistant à l’imipénème (ABRI)

Bactéries Hautement Résistantes émergentes (BHRe) Entérobactéries Productrices de Carbapénémase (EPC) Enterococcus faecium résistant aux glycopeptides (ERG) (ou à la vancomycine ERV)

Entérobactéries Productrices de Carbapénémase (EPC) Espèces les + touchées : K. pneumoniae, E. coli, mais aussi autres espèces Multi-résistance associée : le plus souvent associée à une BLSE (Epidémie actuelle : 2 plasmides différents) Types – exemples : Classe A : KPC (Italie, Bastia)… Classe B : VIM, NDM … Classe D : OXA-48 (Maghreb – Nice…), OXA-23… mais « KPC OXA-48 »