Des maladies infectieuses aux épidémies Pathogénèse microbienne – Chapitre 2 Des maladies infectieuses aux épidémies

Épidémiologie (du grec épi : sur, demos : peuple ou population, logos : étude) : science évaluant l’apparition, les déterminants, la distribution et le contrôle de la santé et de la maladie dans une population humaine définie. L’épidémiologie des maladies infectieuses : traite de la présence et de la distribution des maladies dans une population donnée. Outil de travail important : les statistiques employées notamment pour déterminer Les taux de morbidité La fréquence Les taux de mortalité

Paramètres de suivi d’une maladie, dans des intervalles de temps donnés utiles pour les statistiques : Le nombre de malades (nouveaux malades ou malades de la période précédente) Le nombre de morts Le nombre total de personnes exposées Le nombre total de personnes ayant été malades de la même maladie mais guéris

Taux de mortalité : rapport du nombre décès causés par une maladie donnée sur le nombre de sujets atteints de la même maladie. Taux de morbidité : nombre d’individus contractant une maladie donnée dans une population susceptible pendant un temps spécifique

Mortalité par maladies infectieuses aux Etats Unis Augmentation depuis les années 80 Contrôle des maladies infectieuses dans les pays industrialisés très efficace Grippe espagnole

Cependant 30 % des décès dans le monde sont dus à des maladies infectieuses, et tout particulièrement dans les pays à ressource limitée Dans les pays à ressource limitée, la cause majeure de mortalité sont encore les maladies infectieuses Dans les pays industrialisées, elles sont dépassées aujourd’hui par les maladies non infectieuses

Plan 1- Terminologie en épidémiologie 2- Épidémiologie des maladies infectieuse 3- Épidémiologie et santé publique 4- Guerre et armes biologiques

1- Terminologie en épidémiologie

1-1- Notion d’incidence, prévalence

Le taux d’incidence ne dépend pas de la durée de la maladie Incidence : nombre de nouveaux cas observés dans une population donnée, divisé par la taille de cette population et la durée de la période d'observation ; Exemple : taux d'incidence de la myasthénie se situe entre 50 et 100 personnes par million d'habitants, par an. Le taux d’incidence peut aussi s’exprimer pour 100, 1000 ou 10 000 habitants Le taux d’incidence ne dépend pas de la durée de la maladie

Intérêt du taux d’incidence : suivre l’infection et prévoir le déclenchement d’une épidémie quand le taux d’incidence dépasse le « seuil épidémique » Seuil épidémique : nombre minimal de malades à l'instant T Seuil défini pour les grandes maladies, afin de pouvoir comparer les évolutions épidémiologiques entre villes, régions, pays ou continents, à différentes époques.

Prévalence : nombre de cas actuels ou passés d’une maladie rapporté à la population exposée, mesuré à une date donnée. La prévalence peut être instantanée, c’est-à-dire pour un moment donné donnée pour une période déterminée (mois, année …) Intérêt du taux de prévalence : connaître l’ampleur de l’extension de la maladie.

1-2- Les trois types de maladies selon le taux d’incidence

Maladie endémique : maladie communément ou constamment présente dans une population, mais à une fréquence faible (ex : rhume) Épidémie : maladie dont le nombre de cas, dans une population déterminée augmente soudainement au dessus du niveau normalement attendu. (ex : grippe, maladie épidémique qui sévit en France comme dans le monde à une période donnée, en dehors de cette période, seuls quelques cas isolés) Pandémie : Augmentation du nombre de cas d’une maladie dans une population géographiquement étendue (se dit souvent d’une épidémie mondiale)

Prévalence mondiale de la tuberculose en 2006 : 1,8 milliard Bulletin OMS 2008 En 2006 pour les 202 pays déclarant sur les 212 : 1,8 milliard de personnes infectées (1/3 population mondiale) Prévalence mondiale de la tuberculose en 2006 : 1,8 milliard

Une endémie (présence habituelle d'une maladie dans une zone géographique avec incidence positive, prévalence stable) peut se développer en épidémie si les conditions environnementales le permettent. Par la suite : - soit l'épidémie s'étend et devient une pandémie (cas du VIH), -soit l'épidémie régresse, l'incidence devenant très faible ou nulle ou négative. Remarque : si elle reste localisée dans l'espace, elle devient une endémie limitée à certaines régions (cas actuel de la polio). Elle peut aussi éventuellement disparaître à la fin.

Possibilité également d’ épidémie sans endémie préalable Possibilité également d’ épidémie sans endémie préalable. Exemple : accident provoquant la dissémination du vecteur pathogène dans un environnement où il était jusqu'alors inexistant (prévalence et incidence initialement nulles). Dans de telles circonstances, seuls quelques cas suffisent pour provoquer un accroissement très significatif de l'incidence de la maladie et lui donner le caractère d'épidémique.

Circulation des virus de la grippe toute l'année, dans différentes parties du monde provoquant des épidémies à certaines périodes de l'année. Dans l'Hémisphère Nord, les épidémies de grippe sévissent entre les mois de novembre et d'avril. En dehors de cette période persistent quelques cas isolés. Dans les pays tempérés de l'Hémisphère Sud, les épidémies de grippe sévissent entre les mois d'avril et de septembre. Dans les pays intertropicaux, la grippe sévit de façon sporadique principalement, n'importe quand dans l'année.

Cartes permettant de suivre la progression de l’épidémie. À la semaine 49, épidémie limitée, mais commençant Fin de l’épidémie à la semaine 14. Semaines 01, 02, et 03 : acmé de l’épidémie. acmé = phase de la maladie où les symptômes sont au plus haut degré d’intensité (Le Robert).

Quelques caractéristiques d’une pandémie Mortalité beaucoup plus élevée : d'une part car le nombre de personnes atteintes est plus important, d'autre part car il s'agit de souches de virus particulièrement virulentes. Possibilité des pandémies en dehors des périodes épidémiques habituelles. Possibilité des complications graves de façon privilégiée chez des catégories de personnes peu concernées d'habitude par les complications de la maladie

Classification des maladies par incidence : ex la grippe

Maladie sporadique : maladie se produisant occasionnellement et à intervalle régulier dans une population (ex : fièvre typhoïde) Maladie hyperendémique : maladie qui a, dans une population donnée, une persistance progressivement supérieure au niveau endémique, mais inférieure au niveau épidémique (ex : rhume en période hivernale)

1-3- Les deux types d’épidémies selon leur mode de transmission

Origine des épidémies La forme de la courbe épidémique permet d’évaluer son origine Reconnaissance de deux types majeurs d’épidémies : - une épidémie liée à une source commune - une épidémie par propagation.

Caractéristiques d’une épidémie par source commune : Accroissement brutal du nombre d’individus infectés Déclin rapide mais plus graduel Cause source contaminée comme l’alimentation (intoxication alimentaire), l’eau (Légionellose)

Epidémies de sources communes Maladie Agent causal Origine Réservoirs Mesure Charbon Bacillus anthracis Viande, lait Bovins,porcs, chèvres, moutons Abattage Cholera Dysenterie Vibrio cholerae Shigella dysenteriae Contamination fécale eau Humain Epuration de l’eau, Traitements aliments Botulisme Clostridium botulinum Aliment contaminé Sol Conservation des aliments Légionellose Legionnella pneumophila Eau contaminée Zone humide Décontamination des zones humides et systèmes d’air conditionné

Caractéristiques d’un épidémie par propagation : Accroissement relativement lent et prolongé du nombre d’individus infectés Déclin progressif Cause : introduction d’un individu infecté dans une population sensible, l’infection initiale est alors propagée aux autres d’une manière progressive jusqu’à l’infection de nombreux individus dans la population (ex : augmentation des cas de varicelle l’automne coïncidant avec l’arrivée d’une population neuve d’enfants sensibles dans les établissements scolaires).

Epidémies interhumaines Maladie Agent causal Origine et réservoir Mesure Diphtérie Corynebacterium diphtériae Humaine et aliments Vaccination et quarantaine Pneumopathie à pneumocoques Streptococcus peumoniae Humaine Traitement antibiotique, isolement Coqueluche Bordetella pertussis Vaccination et isolement Chlamydiose Gonorrhée Chlamydia trachomatis Neisseria gonorrhoeae Humaine par sécrétion vaginale, anale ou uréthrale Dépistage chez personnes à risque et traitement antibiotique

2- Épidémiologie des maladies infectieuses

Histoire ou cycle de la maladie infectieuse Recheches par un épidémiologiste étudiant une maladie infectieuse : l’agent causal l’origine et / ou le réservoir le mode de transmission les facteurs de l’hôte ou de l’environnement pouvant avoir favorisé le développement de la maladie au sein d’une population donnée les moyens de contrôler ou d’éliminer la maladie Histoire ou cycle de la maladie infectieuse

2-1- Par quel agent pathogène la maladie est elle causée ?

Nécessité d’établir une corrélation entre la maladie et un agent pathogène spécifique (application des postulats de Koch et de ses modifications) Importance du laboratoire dans l’enquête pour isoler et identifier l’organisme pathogène responsable et de rechercher sa sensibilité aux agents ou méthodes de contrôle qui peuvent permettre son éradication

Mortalité mondiale liée aux maladies infectieuses en 2002 Maladie infectieuse Décès Causes Infections respiratoires 3 963 000 Bact, virus, champ SIDA 2 777 000 Virus Diarrhée 1 798 000 Bactéries, Virus Tuberculose 1 566 000 Mycobactéries Paludisme 1 272 000 Protozoaires Rougeole 611 000 Coqueluche 294 000 Bactérie Tétanos 214 000 Méningite bactérienne 173 000 Hépatites 157 000 Autres 1 800 000 Différents agents

2-2- Quel est le réservoir et quelle en est la porte de sortie ?

Animal : cuir ou laine non traités, salive, urine, cervelle … Inanimé 2-2-1- Nature des divers réservoirs Réservoir = source, lieu dans lequel s’accumulent et prolifèrent les agents biologiques. Réservoir Vivant Humain : tout ou partie d’un être humain (peau, appareil respiratoire, salive, sang …) Animal : cuir ou laine non traités, salive, urine, cervelle … Inanimé Sol (Clostridium tetani …) Eau (virus hépatite A, B, amibes, Vibrio cholerae …) Aliments Objets contaminés (seringues …)

Réservoirs humains d’agents pathogènes: 2-2-2- Cas des réservoirs humains Hôtes humains : sources animées les plus importantes des agents pathogènes (appelées porteurs) Porteur : individu infecté pouvant être à l’origine de l’infection d’autres personnes Réservoirs humains d’agents pathogènes: porteurs actifs : personnes présentant des symptômes cliniques évidents de la maladie porteurs convalescents (plus malades, mais toujours infectés) porteurs en incubation (pas encore malades tout en portant des agents pathogènes en grand nombre) porteurs asymptomatiques (sans signe clinique mais hébergeant des agents pathogènes)

Remarque : Si hébergement des agents pathogènes par les porteurs convalescents, asymptomatiques ou en incubation pendant une période brève (heures, jours ou semaine) : porteurs occasionnels (transitoires) - Si hébergement des agents pathogènes par les porteurs convalescents, asymptomatiques ou en incubation pendant des temps longs (mois, année ou pour la vie) : porteurs chroniques

2-2-3- Cas des réservoirs animaux Certaines zoonoses peuvent être transmises à l’homme (anthropozoonoses) Acquisition par l’homme d’agents pathogènes provenant d’animaux Contact direct avec de la chair animale malade (tularémie) Consommation de produits d’origine animale contaminés (tuberculose, brucellose, E coli, Salmonellose …) Inhalation de particules de poussières contaminées par des excréments ou des produits animaux (fièvre Q, charbon, trichinose …) Morsure par un animal malade (rage) Remarque : cas particulier des insectes (tiques, moustiques, puces, acariens ou mouches) dits vecteurs pouvant transmettre et propager la maladie d’un hôte à l’autre (paludisme, peste, maladie de Lyme, typhus exanthématique, tularémie …)

Infection possible seulement si l’agent pathogène quitte son réservoir 2-2-4- Porte de sortie des agents pathogènes hors du réservoir Infection possible seulement si l’agent pathogène quitte son réservoir Soit l’agent pathogène quitte le réservoir (Mycobacterium tuberculosis dans les crachats d’une personne atteinte de tuberculose) Soit la personne va au contact du réservoir et se contamine (seuls les soignants intervenant directement sur un foyer osseux de tuberculose osseuse ont un risque de contamination)

2-3- Comment l’agent pathogène est il transmis ?

Quatre voies principales de transmission : Voie aérienne par aérosols (Mycobacterium tuberculosis, virus grippal H1N1 …) Contact direct avec la peau ou les muqueuses (baisers ou contact sexuel : VIH, Neisseria gonorrheae …), avec des sécrétions orales ou des lésions cutanées (lésions herpétiques, furoncles …) avec le lait maternel (staphylocoques …) par le placenta (HIV, Treponema pallidum …) avec les animaux ou des produits animaux (Salmonella, Campylobacter ) contact indirect accidentel par un objet contaminé (literie, couverts, matériel médical, …) Voie digestive (Salmonella, Yersinia enterocolitica, EPEC, ETEC …) Inoculation (accident : VIH …, morsure, piqûre d’insectes : Plasmodium falciparum, … )

Perry

La peste Yersinia pestis

Bubon : adénite pesteuse Peste : pandémies directement ou indirectement responsables de plus de décès chez l’homme qu’aucune maladie infectieuse excepté le paludisme et la tuberculose. Au Moyen Age, les épidémies de peste ont tué entre 25 et 30% de la population de l’Europe. Germe Yersinia pestis de la famille des Enterobactéries. La peste est une maladie naturelle des rongeurs. Rats : réservoir primaire de la maladie. Certains meurent, mais d’autres développent une forme chronique de la maladie et donc facilitent la transmission. Peste : maladie transmissible par la puce du rat. La bactérie se multiplie dans l’intestin de l’insecte et à la piqure suivante il y a infection. Si la puce touche l’homme, Yersinia pestis capsulé gagne les ganglions où cette bactérie provoque des bubons. L’infection peut devenir systémique, à l’origine de multiples hémorragies (tâches noires sur la peau) = mort en trois à cinq jours sans traitement antibiotique. Problème de santé publique majeur en Inde, Vietnam et Madagascar. Bubon : adénite pesteuse

Possibilité de trois formes cliniques différentes pouvant parfois se succéder dans le temps : Peste bubonique Bubons à l'aine d'une personne atteinte de la peste bubonique Point de départ : piqûre de la puce d'un rat ou d'un rongeur infecté. La peste se déclare d'abord chez les rongeurs qui meurent en grand nombre. Les puces perdant leur hôte recherchent d'autres sources de sang, et contaminent l'homme et les animaux domestiques par piqûre. Après une incubation de moins d’une semaine, apparait brutalement un état septique avec fièvre élevée, frissons, vertiges, sensation de malaise. L’examen clinique détecte le bubon au deuxième jour. Le bubon est une adénopathie (ou ganglion augmenté de volume) ou paquet ganglionnaire, satellite du territoire de drainage de la piqûre de l’ectoparasite, inflammatoire, suppuré et très œdémateux. Les aires ganglionnaires le plus souvent touchées sont l’aire inguinale (pli de l'aine) ou crurale (haut de la cuisse), plus rarement axillaire voire cervicale. Des signes de déshydratation et de défaillance neurologique vont accélérer l'évolution de la maladie vers une mort en moins de sept jours en l'absence de traitement efficace. Il est estimé entre 20 et 40 % le nombre de malades qui vont guérir spontanément après un temps de convalescence assez long.

Peste septicémique 10 à 20 % des pestes. Il s’agit la plupart du temps d’une complication de la peste bubonique, due à une multiplication très importante des bacilles dans la circulation sanguine. Cette variété de peste apparaît quand les défenses des ganglions lymphatiques et les autres types de défense sont dépassés. Le bubon peut n’être que peu apparent. Il s'agit d’une forme plus grave et très contagieuse. Peste pulmonaire Forme plus rare que la peste bubonique, mais nettement plus dangereuse et extrêmement contagieuse, la peste pneumonique ou pulmonaire survient lorsque le bacille pénètre directement dans l'organisme par les poumons (et non par la peau, après une piqûre de puce). Les humains sont contaminés par les projections d'expectorations purulentes et microscopiques contenant le germe. Après une période d'incubation de quelques heures, s’installe une pneumopathie aiguë sévère avec état septique. Même avec un traitement antibiotique approprié, cette forme de peste est souvent mortelle en quelques jours par œdème pulmonaire aigu et défaillance respiratoire.

2-4- Quelle est la sensibilité humaine ?

Facteurs dépendant de l’hôte Espèce bactérienne Tissu et organe (tropisme cellulaire) Âge (bébé et personnes âgées plus sensibles) Sexe (cystites plus fréquentes chez la femme car urètre plus court) État immunitaire (immunosuppression due à la prise d’antibiotique, à la fatigue, à diverses infections : SIDA, à une malnutrition …) État pathologique Facteurs socio-culturels (conditions de vie, régime alimentaire …) Facteurs génétiques

2-5- Quelles sont les portes d’entrée?

Portes d’entrée liées au mode de transmission : Voie respiratoire pour la transmission aérienne Muqueuse et peau pour la transmission par contact Voie sanguine lors d’une piqûre ou d’une blessure Voie digestive pour la transmission par les aliments ou par les objets ou mains portés à la bouche.

3- Épidémiologie et santé publique

3-1- Épidémiologie et INVS

Facteurs dont dépend le contrôle d’une maladie infectieuse : réseau d’infirmières, médecins, épidémiologistes et personnel de contrôle des infections fournissant des infos épidémiologistes à un réseau d’organisations locales, nationales et internationales. Transmission des informations à l’INVS : Établissement public, placé sous la tutelle du ministère chargé de la Santé, l’Institut de veille sanitaire (InVS) réunit les missions de surveillance, de vigilance et d’alerte dans tous les domaines de la santé publique.

Nécessité que soient mises en évidence, identifiées et déclarées les infections (centralisations faites par l’INVS) Intérêt : mettre en place des mesures de prévention individuelle et collective et éventuellement déclenchement d’investigations pour identifier l’origine de la contamination et agir pour la réduire)

Cartes permettant de suivre la progression de l’épidémie. À la semaine 49, épidémie limitée, mais commençant Fin de l’épidémie à la semaine 14. Semaines 01, 02, et 03 : acmé de l’épidémie. acmé = phase de la maladie où les symptômes sont au plus haut degré d’intensité (Le Robert).

Liste des maladies à déclaration obligatoire INVS http://www. invs Botulisme Brucellose Charbon Chikungunya Choléra Dengue Diphtérie Fièvres hémorragiques africaines Fièvre jaune Fièvre typhoïde et fièvres paratyphoïdes Hépatite aiguë A Infection aiguë symptomatique par le virus de l'hépatite B Infection par le VIH Infection invasive à méningocoque Listériose Orthopoxviroses dont la variole Paludisme Peste Poliomyélite Rage Rougeole Suspicion de maladie de Creutzfeldt-Jakob et autres Encéphalopathies subaiguës spongiformes transmissibles humaines Tétanos Toxi-infection alimentaire collective Tuberculose Tularémie (Francisella tularensis) Typhus exanthématique

3-2- Contrôle des épidémies

Trois types de mesure de contrôle - Réduction ou élimination du foyer ou du réservoir de l’infection (quarantaine et mise à l’écart des personnes infectées et des porteurs, destruction d’un réservoir animal, traitement des eaux d’égout, traitement des personnes infectées) Interruption du lien entre le foyer d’infection et les individus sensibles (mesures d’hygiène : pasteurisation du lait, surveillance et inspection des aliments destruction des vecteurs par insecticide) Réduction du nombre d’individus sensibles et augmentation du taux général d’immunité de groupe par immunisation Immunisation passive Immunisation active (vaccination)

Immunité de population La propagation de la maladie est limitée dans une population grâce à la présence de personnes immunisées

3-3- Les infections nosocomiales (les infections liées aux soins)

Définition : infection survenant au cours ou au décours d’une prise en charge d’un patient (diagnostique, thérapeutique, palliative, préventive ou éducative) et si elle n’était ni présente, ni en incubation au début de la prise en charge. Lorsque l’état infectieux au début de la prise en charge n’est pas connu exactement, un délai d’au moins 48 heures ou un délai supérieur à la période d’incubation est couramment accepté.

Estimation aux USA : acquisition d’une maladie associée aux soins : 5 à 10% des patients, soit 2 à 4 millions de personnes avec environ 100 000 décès. Estimation en France en 2006 : 4200 décès par maladie associée aux soins. Microorganismes le plus souvent en cause : Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Enterococcus, Klebsiella pneumoniae… Particularités de ces microorganismes : multi résistance aux antibiotiques : Staphylococcus aureus 2% de resistance à la méthicilline en 1975, 14% en 1987, et plus de 40% en 1999, en 2005 deux tiers ( ?). Origine de ce développement serait l’utilisation incontrôlée d’antibiotique, une meilleure utilisation de ces derniers permettra un ralentissement de ces résistances.

Facteurs de risque d’infection nosocomiale liés : Au terrain au patient lui-même à la prise en charge du patient À l’environnement au service d’admission du patient  aux locaux  à l’alimentation au personnel

Influence du terrain : Patient lui-même du fait notamment : d’affections prédisposant à l’infection : diabète, immunodépression liée à une pathologie (infection à HIV : virus du sida… ) ou liée à un traitement (chimiothérapie anticancéreuse, traitement anti-rejet…) ; de traumatismes (fractures ouvertes, brûlures étendues…. ) ; d’âges extrêmes de la vie : nouveau-nés et tout particulièrement prématurés, personnes âgées en raison d’un déficit immunitaire ;

Influence du terrain : Prise en charge du patient au cours de laquelle peuvent être utilisés des dispositifs médicaux à visée diagnostique ou thérapeutique pouvant constituer des portes d’entrée du microorganisme s’ils n’ont pas été entretenus correctement (sonde urinaire, cathéter, dispositif de ventilation artificielle…..) ;

Influence de l’environnement service d’admission du patient qui peut être un secteur où peuvent se trouver des bactéries multirésistantes ; locaux favorisant la transmission s’ils sont mal conçus et mal entretenus ; l’alimentation si elle n’a pas été préparée, conservée et distribuée de façon à assurer la sécurité du consommateur ; le personnel pouvant ne pas respecter toutes les règles d’hygiène incontournable.

Lutte contre les infections nosocomiales en   Lutte contre les infections nosocomiales en protégeant le patient des bactéries qu'il pourrait contracter lors de son séjour, protégeant l'environnement (visiteurs, autres patients) des bactéries que le patient pourrait diffuser.

Bonne gestion du risque infectieux :   Bonne gestion du risque infectieux : Bien connaître les moyens de lutte contre l’infection, autrement dit connaître les agents antimicrobiens : agents physiques et agents chimiques ; Savoir les utiliser correctement et donc savoir mettre en œuvre les règles d’hygiène fondamentales, Contrôler l’efficacité des règles d’hygiène mises en œuvre. Mettre en œuvre des précautions standards et complémentaires (aseptie, isolement)

Epidémies récentes d’infections émergentes ou réémergentes Cholera 2008 La pandémie de l’infection par le VIH n’apparaît pas ici, et celles prévisibles et saisonnières comme la grippe n’est pas montré ici

4- Guerre et armes biologiques

Guerre biologique : usage d’agents biologiques dans le but de nuire à une population civile ou militaire. Caractéristiques des ces armes : faciles à produire inoffensifs pour l’utilisateur capables d’immobiliser ou de tuer l’adversaire Bacillus anthracis, Yersinia pestis, Brucella abortus, Francisella tularensis, Salmonella, la toxine botulinique

Guerre et arme biologique : ex Maladie du charbon Bacillus anthracis : bacille Gram + sporulé de 1 sur 4µm de long. Les spores indiquées par les flèches facilitent la dissémination par aérosols. Sur Gélose au sang : colonies non hémolytiques et aspect caractéristiques en givrage ou en mica

Guerre et arme biologique : ex Maladie du charbon Anthrax a) charbon cutané : lésion noire = nécrose du tissu cutané. Forme non létale b) Charbon inhalé : coupe de cerveau fixé montrant une méningite hémorragique (coloration noire) après inhalation fatale de spores