Actinomycètes

Les actinomycètes se situent dans l’ordre des actinomycétales. Certains représentants de ces Actinomycètes, surtout parmi les aérobies, ont longtemps été rejetés de l’ensemble des bactéries et confondus avec les champignons du fait de leur morphologie, parfois fungoïde. Il s’agit d’un groupe supragénérique, rassemblant des bactéries très diverses, dispersées dans la systématique, où l’on rapproche les genres Nocardia, Actinomyces, Mycobacterium, Corynebacterium, Streptomyces, Bifidobacterium… Ces actinomycètes sont importants pour le microbiologiste, ce sont les agents de maladies humaines ou animales (actinomycoses, nocardioses, tuberculose, mycétomes…) abondants dans la nature (sols, eaux, composts). Ils jouent un rôle prépondérant dans la fertilisation des sols, dans la biodégradation des composés organiques voire de polluants (pesticides), dans certaines maladies des végétaux ; ils sont enfin à l’origine de nombreux antibiotiques.

Dans un souci de simplification, et pour la pratique de bactériologie médicale, nous n’envisageons dans ce chapitre que les genres intéressant la pathologie humaine et non décrits dans d’autres chapitres spécifiques :

– actinomycètes aérobies (Nocardia, Actinomadura, Streptomyces)

– actinomycètes anaérobies stricts ou facultatifs (Actinomyces, Arachnia).

HISTORIQUE :

L’actinomycose a d’abord été décrite chez le bétail, puis chez l’homme ; la première culture obtenue chez l’homme est due à Israël en 1878.

En 1888, Nocard, vétérinaire français, décrit le farcin, une infection du bétail qui ressemble à une tuberculose chronique.

Eppinger observe en 1890, le premier cas de nocardiose à allure de pseudo-tuberculose associée à des abcès cérébraux.

En 1940, Erickson reconnaît plusieurs espèces parmi les microorganismes anaérobies: Actinomyces israelii,A. bovis…

Waksman, en 1959, propose une classification distinguant les Actinomyces anaérobies stricts ou parfois facultatifs, des Nocardia et des agents des mycétomes, aérobies.

I – CLASSIFICATION :

Dans le Bergey’s Manual 1986 (vol. 2), les genres Arachnia et Actinomyces sont classés dans la section des bacilles irréguliers, non sporulés à Gram positif, non pas comme anaérobies stricts, mais comme anaérobies facultatifs en précisant toutefois que la plupart des espèces poussent mieux dans des conditions d’anaérobiose (du moins à l’isolement).

L’édition 1989 du Bergey’s Manual (vol. 4) est entièrement consacrée aux actinomycètes (H.A. Lechevalier).

Les groupes supragénériques des actinomycètes où l’on rencontre des germes intéressant directement la bactériologie médicale sont les suivants :

Actinobactéries                                     Nocardioformes

   Micrococcus                                            Corynebacterium

   Rothia                                                        Mycobacterium

   Stomatococcus                                       Nocardia

   Oerskovia                                            Streptomycètes

   Actinomyces                                           Streptomyces 

   Arachnia

   Brevibacterium

   Dermatophilus

Maduromycètes

   Actinomadura

II – HABITAT – TRANSMISSION :

Les Actinomycètes « anaérobies » sont des bactéries commensales obligées des cavités naturelles de l’homme et des animaux supérieurs (cavité buccale, tube digestif notamment au niveau de l’iléon terminal et du caecum).

Ils font partie de la flore de Veillon.

A la différence des Actinomycètes aérobies on ne les trouve pas dans le sol ou les eaux. Toutefois, on note une plus forte incidence dans les milieux ruraux (un rôle vecteur joué par les céréales a été évoqué) et dans la cavité buccale des sujets ayant une mauvaise hygiène bucco-dentaire.

La contamination est le plus souvent endogène, mais des cas après morsure ont été rapportés et de rares cas de transmission orogénitale suspectés.

La porte d’entrée est fréquemment buccale (pyorrhée) ou ORL, parfois gynécologique. Puis il y a formation d’abcès, qui ont tendance à diffuser de façon loco-régionale (par exemple tubo-ovarienne), mais aussi avec parfois dissémination sanguine (portale notamment).

Les Actinomycètes « aérobies » sont largement distribués dans les sols, les végétaux, les eaux douées et salées et dans l’atmosphère.

Les nocardioses sont surtout contractées par inhalation, plus rarement par voie digestive ou cutanée.

Dans le cas des mycétomes, on admet généralement que le germe se développe à partir d’une blessure ou d’une piqûre par un élément souillé de terre ou de poussières.

III – PHYSIOPATHOLOGIE :

Au cours des actinomycoses, on note au stade initial une infiltration mal limitée, à polynucléaires, puis un ramollissement et fistulisation avec aspect d’abcès froid ou dans les cas typiques un pus à grains jaunes. Les lésions sont avasculaires évoluant par contiguïté, par voie sanguine ou lymphatique, avec aspect de sclérose (limitant les lésions, mais favorisant l’anaérobiose et protégeant les bactéries) et de nécrose. Les lésions peuvent prendre un aspect pseudotumoral. L’élément caractéristique est la formation de grains jaunes ou blancs : amas mycéliens correspondant à un complexe polysaccharide-protéines riche en calcium.

Les agents des nocardioses et des mycétomes ont un pouvoir pathogène limité, l’évolution est lente et insidieuse, mais peut aboutir à des lésions spectaculaires des tissus mous et des os.

Dans la nocardiose, les filaments bactériens se rencontrent sous forme libre alors que dans les mycétomes on trouve des grains constitués de filaments agrégés dont la couleur peut orienter le diagnostic histologique.

IV – POUVOIR PATHOGÈNE :

A – Pour l’animal :

N. astéroïdes inoculé par voie veineuse ou péritonéale provoque chez le cobaye des atteintes pluriviscérales et la mort de l’animal en 2-4 semaines, avec présence de grains à l’examen histologique.

Le pouvoir pathogène est difficile à reproduire avec les Actinomycetes « anaérobies » ; il existe un pouvoir pathogène naturel pour l’animal, A. bovis provoquant des lésions cervico-faciales chez les bovidés.

B – Chez l’homme (Tableau I) :

1. Les actinomycoses vraies sont sous-estimées du fait de la difficulté :

d’en faire le diagnostic, de rattacher l’isolement du germe à la pathologie, de l’association fréquente avec d’autres germes anaérobies et/ou aérobies.

Les actinomycoses sont favorisées par divers facteurs :

– traumatismes locaux,

– altération de la muqueuse digestive (os, arêtes…)

– présence de corps étrangers (intra-utérins par exemple)

-terrain immunodéprimé, corticothérapie…

En effet les Actinomycetes sont spontanément peu virulents.

Ces actinomycoses sont des affections polymorphes pouvant évoluer sur un mode aigu ou chronique et s’accompagnant de fièvre et d’hyperleucocytose. On distingue schématiquement :

– des formes cervico-faciales (50 % des cas). Elles font suite à un foyer ou à une extraction dentaire. Tuméfaction maxillaire ou cervicale ou parotidienne envahissant la peau et évoluant de façon aiguë ou chronique avec sortie de pus à grains jaunes par une fistule ou par le point de ponction ; l’évolution peut se faire vers une ostéite ;

– des formes thoraciques (25 % des cas). L’origine est généralement gingivale ou

amygdalienne. L’évolution peut prendre un aspect pseudotuberculeux ou pseudotumoral ;

– des localisations abdominales plus rares. On retrouve une origine appendiculaire, vésiculaire, une perforation ;

– d’autres formes peuvent se rencontrer : cérébroméningées, oculaires, hépatiques simulant un épithélioma, urogénitales (de plus en plus fréquentes du fait de dispositifs intra-utérins), vertébrales, péritonéales… voire survenant parfois quelques mois après une morsure.

2. Les nocardioses :

Elles sont peu fréquentes, mais sûrement en progression. Ces infections cosmopolites sont favorisées par les antibiotiques, les traitements stéroïdiens, les agents cytotoxiques, l’immunodépression, les transplantations d’organes.

– La nocardiose à N. astéroïdes est une maladie essentiellement pulmonaire.

La dissémination se fait par voie sanguine à partir du foyer pulmonaire primaire.

– On rencontre des localisation pleurales, cérébrales, spléniques, rénales, cardiaques, hépatiques…

– des formes sous-cutanées existent ; elles se présentent comme des abcès polyfistulisés et ulcéreux.

3. Les mycétomes :

Ils se rencontrent en zone tropicale et température chaude. On note une prédominance chez les adultes de sexe masculin.

La période d’incubation qui suit le traumatisme peut durer des mois voire des années. L’évolution peut durer jusqu’à 20-25 ans.

L’aspect est celui d’abcès évoquant des pseudotumeurs affectant les tissus sous-cutanés. Les lésions granulomateuses peuvent atteindre l’os en le détruisant. Les lésions sont souvent localisées aux pieds d’où le nom de « Pied de Madura » souvent utilisé.

L’étiologie est évoquée par la présence de grains dans le pus (blancs, jaunes ou rouges, de taille variable, pas toujours visibles à l’oeil nu).

V – CARACTÈRES BACTÉRIOLOGIQUES :

A – Caractères morphologiques :

Ce sont des bacilles à Gram positif de 0,2 à 1 µm de large dont la longueur varie de 1,5 à 50 µm pouvant se présenter sous forme de filaments, bacilles ou coccobacilles. Certaines espèces retiennent le Gram soit uniformément, soit de façon irrégu- lière.

La coloration au bleu de méthylène permet d’observer plus facilement la morphologie des filaments, branchements, (notamment pour D. congolensis) organes de sporulation. Certaines espèces (7v. astéroïdes, N. brasiliensis) sont acidorésistantes quand on utilise une variante de la coloration de Ziehi.

Les différents Actinomycetes présentent des différences de composition de leur paroi.

B – Caractères culturaux :

1. Actinomycetes anaérobies :

On utilise des géloses Columbia enrichies de 5 % de sang de cheval, éventuellement additionnées d’acide nalidixique.

Les cultures maintenues en anaérobiose sont examinées après 2 et 7 jours. La croissance est favorisée par le CO^.

Après une semaine, les colonies apparaissent opaques, blanches, irrégulières, avec un cratère central en « dent molaire ». Sur gélose, l’examen des colonies jeunes montre des filaments ramifiés : croissance mycélienne caractéristique ; selon les espèces la croissance s’effectue en anaérobiose ou microaérophilie, en anaérobiose stricte ou facultative.

2. Actinomycetes aérobies :

Les géloses de Sabouraud glucosées représentent le milieu de choix (tubes inclinés, bouchés), mais les géloses au sang permettent également la culture, en aérobiose.

Des milieux liquides : thioglycolate, coeur-cervelle permettent un éventuel enrichissement ; dans ces milieux les cultures apparaissent sous forme de voiles, de grumeaux.

A noter que les Nocardia peuvent, en partie, résister aux traitements de décontamination des produits pathologiques utilisés pour isoler les mycobactéries ; elles se développent sur Loewenstein. Les colonies apparaissent selon les espèces en 3 à 5 jours, à 37°C, sous 10 % de CO2 ; ces colonies sont souvent pigmentées, elles sont plates, parfois surélevées en dôme, en pic, elles peuvent être plissées, voire cireuses ou cérébriformes. L’aspect est parfois duveteux. La morphologie des colonies varie en fait avec l’espèce et l’âge des colonies.

Les cultures sur lame permettent l’observation de mycéliums, filaments ramifiés, et révèlent des formations plus complexes : N. astéroïdes avec sporulation de type arthrospores, sporulation en courtes chaînettes…

C – Caractères biochimiques :

1. Actinomycetes anaérobies :

On peut utiliser des galeries API-Anaer, avec des résultats variables, ou la galerie API-Zym à condition d’utiliser des suspensions denses.

On peut aussi recourir aux galeries conventionnelles :

– étude des hydrolyses de la gélatine (Frazier), de l’amidon et de l’esculine, nitrate-réductase, indole, uréase

– étude des fermentations arabinose, glucose, saccharose, maltose, mannose, mannitol, lactose, xylose.

L’analyse des acides gras volatils en chromatographie en phase gazeuse (ac. propionique…) produits en bouillon PGY permet d’apporter un élément de diagnostic différentiel avec d’autres bactéries à Gram positif de la flore de Veillon (Eubacterium, Propionibacterium,… ).

L’observation de la croissance mycélienne sur lame est un élément d’orientation du diagnostic à ne pas négliger.

Pour Arachnia propionica, la mise en évidence de DAP dans la paroi est importante.

Les principaux caractères différentiels figurent sur le tableau II.

2. Actinomycetes aérobies :

Pour l’identification des principales espèces, on étudie les caractères suivants :

– hydrolyses de la gélatine, caséïne, tyrosine, xanthine, adénine et esculine, nitrate-réductase, uréase,

– recherche de l’acidification de l’arabinose, xylose, rhamnose, adonitol, lactose, mannitol… Les caractères différentiels figurent dans le tableau III.

L’utilisation de milieux de culture à la paraffine pour l’isolement des Streptomyces et des Nocardia à partir des produits pathologiques, la mise en évidence des acides mycoliques à (C40-C60) de paroi des Nocardia (CLHP, CPG) et des isomères de l’acide diaminopimélique (DAP) en chromatographie sur couche mince de cellulose (Nocardia : méso-DAP, Streptomyces : LL-DAP), constituent les éléments du diagnostic de genre.

VI DIAGNOSTIC BIOLOGIQUE :

A – Prélèvements :

– pus de fistules ou de ponctions (pleurale, osseuse…) ; pus divers : ORL, lacrymaux, pelviens, abdominaux…,

– biopsies : pulmonaires…,

– peropératoires (pseudotumeurs), voire post-mortem.

Pour Brown, 88 % des diagnostics sont établis grâce à la chirurgie.

B – Examen du pus :

L’aspect du pus avec des grains, l’aspect et la couleur de ceux-ci (quand ils existent) peut faire évoquer le diagnostic.

1. Anatomo-pathologie :

Cet examen permet parfois d’évoquer, voire d’affirmer pratiquement le diagnostic d’actinomycose, même si classiquement seule la bactériologie permet la confirmation du diagnostic.

Dans les lésions (tuméfaction fluctuante, aspects pseudotumoraux), deux éléments caractéristiques sont retrouvés de façon quasi constante :

– le follicule actinomycosique avec une zone centrale riche en polynucléaires altérés, et nécrose, et à la périphérie un tissu vasculaire infiltré de cellules inflammatoires,

– le grain actinomycosique, situé au centre de cette réaction inflammatoire non spécifique. Il est ovalaire, arrondi, parfois polylobé, fissuré ou fragmenté, d’une taille de 10 à 30 µm. Ces grains sont colorables au PAS.

D’autres colorations sont utilisées hémalun-éosine-safran, Gram, coloration à l’argent (Gomori Grocott).

2. Bactériologie :

– L’examen direct est indispensable, il permet :

– d’évoquer un Actinomycetes (aspect filamenteux, ramifié, avec renflements…),

– de préciser l’aspect mono ou polymicrobien du pus.

On a recours aux colorations de Gram, Giemsa, ZiehI-Neelsen, PAS.

– La culture comporte l’ensemencement en parallèle :

– de milieux d’enrichissement liquides (milieu au thioglycolate, milieux TGY ou PGY additionné de sérum, coeur-cervelle

– de milieux solides en boîte (gélose Columbia au sang de cheval, gélose au sang à l’acide nalidixique, gélose VCF…) placés pour les uns en aérobiose, pour les autres en anaérobiose. Parallèlement on ensemence des milieux en tube : Sabouraud glucose et milieu de Loewenstein. Incubation à 37°C, surveillance durant 3 semaines.

On effectue une culture sur lame pour observer au 40 x 10 sur le bord des colonies jeunes la morphologie filamenteuse ramifiée.

Une fois la souche pure obtenue, on procède à une vérification de la morphologie, des caractères aérobie ou anaérobie, puis on procède à une identification grâce aux caractères biochimiques, voire antigéniques dans le cas d’Actinomyces israelii.

Il n’existe pas de sérodiagnostic. Les anticorps fixant le complément et précipitants ne sont pas spécifiques.

VII – TRAITEMENT :

La chirurgie précède souvent le traitement médical, car le diagnostic n’est parfois posé que sur le seul examen anatomo-pathologique post-opératoire.

La base du traitement est l’antibiothérapie seule ou associée à la chirurgie.

A – Anaérobies :

La pénicilline G est l’antibiotique le plus utilisé, éventuellement en association avec le probénécide. A noter que des souches d’A. israelii résistantes à la pénicilline G ont été isolées lors de traitements prolongés.

En cas d’allergie, on a recours aux tétracyclines, lincomycine, clindamycine, voire au chloramphénicol.

Les Actinomyces sont résistants au métronidazole, l’association triméthoprimesulfaméthoxazole a une action irrégulière, les aminosides sont inactifs.

Les traitements doivent être intensifs et prolongés plusieurs semaines.

B – Aérobies :

1. Nocardia, Actinomadura et Streptomyces :

Nocardia et Streptomyces sont des germes multirésistants aux antibiotiques (la majorité des B-lactamines et des céphalosporines sont inefficaces). De plus, la croissance retardée de ces germes rend souvent délicate l’interprétation de l’antibiogramme par diffusion des disques d’antibiotiques en milieu gélose. La sulfadiazine et les sulfamides ont longtemps été considérés comme étant le traitement de choix. On préfère actuellement l’association triméthoprime- sulfaméthoxazole qui donnerait 90 % de succès thérapeutiques. Des résultats ont également été obtenus avec l’amikacine, la minocycline, la sulfone mère. Parmi les molécules récentes céfotaxime, ceftriaxone et imipénème sont actives in vitro, mais on manque de données thérapeutiques (à noter, chez Nocardia, la présence d’une pénicillinase inhibée par l’acide clavulanique).

2. Dermatophilus :

L’association pénicilline G-streptomycine est active, mais d’autres antibiotiques agissent du moins in vitro : chloramphénicol, tétracycline, érythromycine, mais pas la griséofùlvine.