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LEPTOSPIRA
Systématique
Le genre Leptospira est un des genres de la famille des Leptospiraceae (ordre des Spirochaetales, classe des Spirochaetes, division ou phylum des "Spirochaetes", domaine ou empire des "Bacteria").
Avant octobre 1987, le genre Leptospira comprenait 3 espèces : (i) Leptospira interrogans regroupant les souches pathogènes pour l'homme et/ou l'animal, (ii) Leptospira biflexa rassemblant les souches non pathogènes isolées de l'eau, de la boue et parfois de l'homme ou de l'animal et (iii) Leptospira parva, espèce non pathogène isolée de l'eau, d'un échantillon d'albumine bovine et de l'utérus d'une truie.
À compter d'octobre 1987, des études d'hybridation ADN - ADN ont modifié de manière radicale la taxonomie des leptospires et ont permis de décrire plusieurs nouvelles espèces (voir Leptospira in List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature).
Principaux caractères bactériologiques
Les leptospires présentent tous les caractères de l'ordre des Spirochaetales et de la famille des Leptospiraceae. Ce sont des bactéries de 0,1 à 0,2 µm de diamètre (un microscope à fond noir est indispensable pour leur observation) et de 6 à 12 µm de longueur, finement spiralées, présentant des extrémités en crochets, mobiles grâce à deux flagelles (un à chaque pôle de la cellule) qui ne se chevauchent pas au centre de la cellule, aérobies strictes, catalase positive, oxydase négative, chimio-organotrophes.
Sur le plan génétique, des études effectuées sur quelques souches révèlent des particularités :
La culture des leptospires est longue (temps de génération de 4 à 5 heures pour les sérovars saprophytes et de 8 à 12 heures pour les sérovars pathogènes), difficile et elle nécessite des milieux spéciaux. Le milieu le plus souvent utilisé est le milieu Tween-albumine ou milieu EMJH (Ellinghausen - McCullough modifié par Johnson et Harris) qui est commercialisé. La croissance est appréciée par une observation des cultures au microscope à fond noir.
Habitat et pouvoir pathogène
Les sérovars pathogènes ont pour habitat les animaux infectés, malades ou non, qui hébergent le germe notamment dans les tubules rénaux et le tractus génital. Le réservoir de germes est variable selon les sérovars : rat pour Leptospira Icterohaemorrhagiae ; campagnol pour Leptospira Grippotyphosa ; chien pour Leptospira Canicola ; bovins et ovins pour Leptospira Hardjo ; porcs et suidés sauvages pour Leptospira Pomona ; ... Cette spécificité réservoir-sérovar n'est pas exclusive et de nombreuses espèces animales peuvent être des réservoirs pour de nombreux sérovars.
Les animaux porteurs perpétuent l'infection de leurs congénères par transmission directe (passage transplacentaire, rapports sexuels, allaitement), ils peuvent contaminer l'homme par contact direct et ils contaminent d'autres espèces animales et l'homme par transmission indirecte (contact avec le milieu extérieur contaminé principalement par l'urine des animaux infectés).
Les leptospiroses sont observées chez de nombreuses espèces de mammifères y compris l'homme. En revanche, elles ne semblent pas exister chez les oiseaux et, expérimentalement, il est impossible d'infecter les oiseaux adultes. D'une manière générale, chez les animaux, les infections chroniques sont beaucoup plus fréquentes que les infections aiguës ou subaiguës et dans la grande majorité des cas les infections sont asymptomatiques. Les formes aiguës se caractérisent par des septicémies, des hépatites, des néphrites et des hémoglobinuries. Dans les formes subaiguës, les signes généraux sont moins intenses et les avortements fréquents. Dans les formes chroniques, le tableau clinique est dominé par des avortements, des néphrites interstitielles et chez certaines espèces par de l'infertilité et des uvéites.
Leptospiroses de l'homme Chez l'homme, les leptospiroses sont principalement des zoonoses professionnelles ou des zoonoses de loisir.
L'homme est sensible à tous les sérovars de Leptospira interrogans et la gravité de la maladie dépend plus de l'inoculum, de la virulence de la souche et de la sensibilité individuelle que du sérovar. Tous les sérovars peuvent entraîner une forme grave ou mortelle toutefois, les sérovars Hardjo, Grippotyphosa ou Pomona et surtout les sérovars Icterohaemorrhagiae, Copenhageni et Bataviae sont réputés plus pathogènes. Aucun syndrome clinique particulier ne peut être rattaché à tel ou tel sérovar et la leptospirose de l'homme est typiquement une maladie biphasique. Dans une première phase, qualifiée de leptospirémique, les symptômes apparaissent brutalement (fièvre, céphalée, myalgies, éventuellement signes digestifs ou respiratoires) et les leptospires sont isolés du sang et du liquide céphalo-rachidien. Après une amélioration de l'état général, la seconde phase ou phase immune, coïncide avec l'apparition des anticorps et elle donne lieu à des signes cliniques variés.
Leptospiroses des carnivores Les principaux sérovars responsables d'infections chez les carnivores sont Canicola et Icterohaemorrhagiae.
L'infection par le sérovar Icterohaemorrhagiae se caractérise par un syndrome hémorragique aigu ou subaigu, par des atteintes hépatiques sévères et par un syndrome urémique. Les animaux sont abattus, ils présentent un ictère, une gastro-entérite hémorragique, de la fièvre et des myalgies. Les analyses biologiques révèlent une leucocytose, une thrombocytopénie et une élévation de la concentration des enzymes hépatiques, de la bilirubine, de l'urée et de la créatinine.
Chez le chat, les leptospiroses sont beaucoup moins fréquentes ou non diagnostiquées. Les sérovars identifiés sont Icterohaemorrhagiae, Pomona, Grippotyphosa, Ballum et Canicola. Les signes cliniques sont comparables à ceux observés chez le chien.
Leptospiroses du cheval L'infection des chevaux est souvent asymptomatique, mais des anticorps sont fréquemment mis en évidence chez des animaux sains. Les principaux sérovars sont Pomona, Icterohaemorrhagiae, Grippotyphosa, Autumnalis, Canicola, Sejroe et Bratislava. Lorsque l'infection est cliniquement exprimée, elle se traduit par des avortements, des atteintes rénales, des atteintes hépatiques ou par des atteintes générales chez le poulain. Toutefois, la forme clinique la plus importante est une uvéite qui, expérimentalement, intervient 12 à 24 mois après une inoculation de leptospires. Cette uvéite qualifiée de "uvéite isolée du cheval" ne présente pas de caractères particuliers mais, si elle persiste ou si elle récidive, elle est à l'origine de troubles de la vision et de lésions du bulbe oculaire (atrophie de l'iris, opacification de la cornée, opacification du cristallin, ...). Avant 1988, la forme récurrente de cette uvéite était connue sous le nom de "fluxion périodique des yeux" et les anglo-saxons la qualifie toujours de "equine periodic ophthalmia". Chez les chevaux atteints d'uvéite, des leptospires sont parfois isolés de l'humeur aqueuse. Toutefois, la pathogénie de cette affection résulte d'une réaction immunitaire due à la présence de communautés antigéniques entre Leptospira interrogans et les tissus oculaires (notamment cristallin et cornée). En France, l'uvéite isolée du cheval, quelle que soit son étiologie (la leptospirose n'est qu'une des étiologies possibles), est un vice rédhibitoire.
Leptospiroses des bovins Les sérovars Pomona et Hardjo sont les plus fréquents chez les bovins.
L'infection conduit généralement à un avortement au cours du dernier trimestre de gestation. Dans certains cas, l'infection est aiguë et les animaux présentent une anémie, un ictère, une hémoglobinurie, des signes de pneumonie et parfois des symptômes méningés. Deux à quatre mois plus tard, il est possible de noter des cas d'avortement et de mortinatalité.
Leptospiroses des petits ruminants Chez le mouton, les formes frustres voire même asymptomatiques sont les plus fréquentes. Lors de leptospiroses aiguës (rares), on note de l'anorexie, un état d'abattement, une hémoglobinurie, un ictère, une anémie et une mortalité importante chez les agneaux. Dans la forme chronique, des néphrites ont été observées mais les signes cliniques les plus fréquents sont des troubles de la reproduction (mortinatalité et surtout avortements). Les principaux sérovars retrouvés en France sont les sérovars Grippotyphosa, Sejroe, Icterohaemorrhagiae et Tarassovi. Chez la chèvre, l'infection conduit à un ictère, à une hémoglobinurie, à une infécondité, à des avortements et à un taux de mortalité important chez les jeunes. Les sérovars les plus fréquents sont Grippotyphosa, Pomona, Icterohaemorrhagiae et Canicola.
Leptospiroses du porc Chez le porc, les sérovars Pomona, Tarassovi, Bratislava, Muenchen, Icterohaemorrhagiae et dans une moindre mesure Sejroe et Hardjo (élevages de plein air) semblent les plus fréquents. Les sérovars Pomona et Bratislava sont bien adaptés au porc. Chez le porc, les leptospiroses s'expriment sous des formes très diverses : formes inapparentes, formes sub-cliniques (néphrites interstitielles chroniques conduisant à la saisie des reins), formes modérées (fièvre, anorexie, retards de croissance), formes sévères (fièvre, ictère, hémorragie, mort). Mais, les signes cliniques les plus fréquents consistent en des troubles de la reproduction (infertilité, avortements le plus souvent tardifs, contamination des porcelets par voie transplacentaire).
Facteurs de pathogénicité
Les leptospires pénètrent par voie transcutanée (peau saine dont la perméabilité est augmentée par un séjour prolongé dans l'eau, présence d'abrasions, d'excoriations ou de lésions plus importantes) ou muqueuse (conjonctivale, nasale, pharyngée, digestive, génitale). Le germe n'est généralement pas présent dans la salive et les morsures ne jouent pas un rôle direct dans la contamination de l'homme (elles sont cependant à l'origine de plaies pouvant offrir une porte d'entrée à la bactérie). Par la suite, les bactéries passent dans le sang où elles se multiplient avec un temps de doublement estimé à 8 heures puis gagnent la rate, le foie, le cerveau et d'autres organes. Les lésions les plus précoces sont des lésions des endothéliums vasculaires conduisant à des ischémies responsables de nécrose des tubules rénaux, de lésions d'hépatite, de méningite, de myosite et de placentite. Le développement d'une réponse immunitaire (anticorps opsonisants) peut entraîner une élimination des bactéries et la guérison mais, le germe peut également persister dans des sites privilégiés comme les tubes rénaux proximaux, le cerveau, la chambre antérieure de l'œil ou le tractus génital.
La virulence des leptospires se perd rapidement in vitro si bien que le passage sur animal sensible est nécessaire à la conservation du pouvoir pathogène. Les facteurs de virulence sont très mal connus.
Diagnostic bactériologique
Les leptospires de l'espèce Leptospira interrogans appartiennent au groupe de risque 2 (arrêté du 8 juillet 1994) et leur manipulation nécessite des précautions (hottes, port de gants imperméables, lunettes protectrices, ...).
Lors d'infections aiguës, les leptospires peuvent être recherchés dans le sang (les chances d'isoler le germe sont d'autant plus grandes que le prélèvement est précoce), le LCR, l'urine, le liquide pleural des avortons ou dans divers tissus. Après 8 à 10 jours d'évolution, les prélèvements sont constitués par de l'urine ou divers produits d'autopsie (rein, cerveau, organes des avortons, ...). Les prélèvements doivent être effectués avant toute antibiothérapie et ne doivent pas être congelés.
La recherche des leptospires peut se faire par un examen direct au microscope à fond noir ou après coloration.
L'examen au microscope à fond noir doit se réaliser sur des prélèvements très frais au sein desquels les leptospires auront conservé leur mobilité (la mobilité particulière de ces germes est importante pour orienter le diagnostic). Les leptospires apparaissent comme de fins spirochètes, aux extrémités recourbées en crochets et présentant une mobilité par rotation, flexion et translation. L'examen microscopique présente de nombreux inconvénients :
Les techniques de coloration par imprégnation argentique sont d'un intérêt limité et on leur préférera une coloration par l'acridine orange ou des "colorations" faisant appel à des réactions immunologiques (immunofluorescence ou "coloration" à la peroxydase) qui nécessitent l'utilisation d'antisérums spécifiques et qui sont généralement réservées à des laboratoires spécialisés. La mise en culture est réservée à des laboratoires spécialisés. L'identification du genre Leptospira repose sur les caractères morphologiques ainsi que sur son aptitude à pousser dans le milieu EMJH (à l'exception de Leptonema illini et de Turneriella parva, les autres spirochètes ne poussent pas sur ce milieu). La détermination du sérogroupe et du sérovar se fait par la technique de micro-agglutination (agglutination lyse de Martin et Pettit). Elle nécessite de posséder toutes les souches de référence ainsi que leurs antisérums et elle est réservée à des laboratoires hautement spécialisés tels que les centres collaborateurs OMS.
Diagnostic sérologique
Le diagnostic des leptospirose est assuré essentiellement par sérologie. Comme pour la très grande majorité des examens sérologiques, deux prélèvements espacés de 8 à 10 jours sont nécessaires à l'établissement du diagnostic des formes aiguës. Le diagnostic sérologique n'est possible que 10 à 12 jours après l'apparition des symptômes et une antibiothérapie préalable retarde l'apparition des anticorps, peut diminuer les titres et même négativer des réactions comme l'ELISA. Un test ELISA faisant appel à un antigène extrait d'une souche de Leptospira Patoc se révèle spécifique (spécificité de genre) mais il présente l'inconvénient d'être fréquemment négatif lorsque l'infection est due à certains sérovars comme Grippotyphosa ou Australis. L'utilisation de plusieurs sérovars comme antigène améliore les résultats mais alourdit la mise en œuvre de la réaction. Sous sa forme actuelle, l'ELISA est considéré comme un test de dépistage.
Le test de micro-agglutination microscopique ou MAT (ancienne réaction d'agglutination-lyse de Martin et Pettit) est la technique de référence. Il consiste à mettre en présence le sérum à tester avec des cultures vivantes de leptospires puis à évaluer le degré d'agglutination au microscope à fond noir.
Diagnostic par amplification génique
En raison des difficultés du diagnostic bactériologique classique et du diagnostic sérologique, des techniques d'amplification génique par PCR ont été proposées. L'amplification d'une séquence de 331 pb du gène rrs, spécifique du genre Leptospira, couplé à l'hybridation par une sonde complémentaire a été mise au point à l'Institut Pasteur de Paris. Elle permet un diagnostic rapide (36 heures) et pouvant être positif dès le premier jour d'évolution de la maladie sur des échantillons de sang ou d'urine. Sa positivité sur l'humeur aqueuse permet d'effectuer le diagnostic des complications oculaires. D'autres techniques d'amplification ont été proposées notamment une technique amplifiant une séquence du gène rrs mais utilisant deux jeux d'amorces différents : un jeu spécifique des souches pathogènes et un jeu spécifique des souches saprophytes.
Sensibilité aux antibiotiques
Chez l'homme, l'efficacité des traitements par la doxycycline et la pénicilline a été démontrée par des études cliniques. Chez l'animal, les antibiotiques les plus utilisés sont la streptomycine, les tétracyclines, la pénicilline G et l'ampicilline. L'intérêt d'un traitement antibiotique dans l'uvéite isolée du cheval reste à démontrer car cette affection résulte d'un mécanisme immunitaire.
Prophylaxie
La prophylaxie sanitaire est difficile compte tenu du grand nombre d'espèces animales susceptibles d'héberger des leptospires et de la survie de ces bactéries dans le milieu extérieur. Elle repose sur l'information des personnels à risque, la lutte contre les rongeurs, l'assèchement des collections d'eau par drainage, l'assainissement des berges des cours d'eau, le contrôle des eaux de baignade, le nettoyage des locaux infectés (abattoirs, cliniques vétérinaires, ...) et sur le port de vêtements protecteurs par les professionnels exposés (gants, bottes, masques, ...). La lutte contre l'infection des animaux domestiques permet également d'éviter la contamination de l'homme. La prophylaxie médicale fait appel à des vaccins inactivés. L'immunité étant spécifique de sérovars, les vaccins doivent contenir les principaux sérovars susceptibles d'infecter l'espèce animale objet de la vaccination. Des vaccins destinés aux bovins, aux porcs et aux chiens sont commercialisés dans plusieurs pays. En France, seuls des vaccins destinés aux chiens sont commercialisés (2 injections à 3 semaines d'intervalle suivies d'un rappel annuel ou, mieux, d'un rappel tous les 6 mois). Ces vaccins qui contiennent des souches des sérovars Icterohaemorrhagiae et Canicola, ont une efficacité limitée, ils ne protègent que pour une durée de 6 à 12 mois et ils n'empêchent ni le portage ni l'excrétion si bien qu'un chien vacciné peut être à l'origine de contaminations de l'homme. Selon André-Fontaine et al. ces vaccins pourraient conférer une certaine protection vis-à-vis d'autres sérovars (protection croisée due à des antigènes communs). Un vaccin à usage humain a été mis sur le marché français en 1979. Ce vaccin inactivé par le formol, fabriqué à partir de deux sérovars du sérogroupe Icterohaemorrhagiae, est destiné aux professionnels très exposés.
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