22.4 : Maladies bactériennes chez l'homme

Compétences à développer

• Identifier les maladies bactériennes à l'origine de fléaux et d'épidémies d'importance historique
• Décrire le lien entre les biofilms et les maladies d'origine alimentaire
• Expliquer comment la surutilisation d'antibiotiques peut créer des « superbactéries »
• Expliquer l'importance du SARM en ce qui concerne les problèmes de résistance aux antibiotiques

Des maladies et des fléaux dévastateurs transmis par des agents pathogènes, de nature virale et bactérienne, touchent les humains depuis le début de l'histoire de l'humanité. La véritable cause de ces maladies n'était pas comprise à l'époque et certaines personnes pensaient que les maladies étaient une punition spirituelle. Au fil du temps, les gens se sont rendu compte que le fait de rester à l'écart des personnes touchées et de se débarrasser des cadavres et des effets personnels des victimes de maladies réduisait leurs propres risques de tomber malades.

Les épidémiologistes étudient la façon dont les maladies affectent une population. Une épidémie est une maladie qui touche simultanément un nombre anormalement élevé de personnes au sein d'une population. Une pandémie est une épidémie généralisée, généralement mondiale. Une maladie endémique est une maladie qui est présente en permanence, généralement à faible incidence, dans une population.

Longue histoire de maladies bactériennes

Il existe des données sur les maladies infectieuses qui remontent à 3000 ans avant notre ère. Un certain nombre de pandémies importantes causées par des bactéries ont été documentées sur plusieurs centaines d'années. Certaines des pandémies les plus mémorables ont entraîné le déclin de villes et de nations.

Au ^XXIe siècle, les maladies infectieuses restent parmi les principales causes de décès dans le monde, malgré les progrès réalisés dans la recherche médicale et les traitements au cours des dernières décennies. Une maladie se propage lorsque l'agent pathogène qui la cause est transmis d'une personne à une autre. Pour qu'un agent pathogène cause une maladie, il doit être capable de se reproduire dans le corps de l'hôte et de l'endommager d'une manière ou d'une autre.

La peste d'Athènes

En 430 av. J.-C., la peste d'Athènes a tué le quart des troupes athéniennes qui combattaient pendant la grande guerre du Péloponnèse et a affaibli la domination et le pouvoir d'Athènes. La peste a touché les habitants d'Athènes surpeuplée ainsi que les troupes à bord de navires qui ont dû rentrer à Athènes. La source de la peste a peut-être été identifiée récemment lorsque des chercheurs de l'université d'Athènes ont pu utiliser l'ADN de dents prélevées dans un charnier. Les scientifiques ont identifié des séquences nucléotidiques provenant d'une bactérie pathogène, Salmonella enterica serovar Typhi (Figure\(\PageIndex{1}\)), responsable de la fièvre typhoïde. ¹ Cette maladie est fréquente dans les zones surpeuplées et a provoqué des épidémies tout au long de l'histoire.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Le sérovar Typhi de Salmonella enterica, l'agent responsable de la fièvre typhoïde, est une gamma-protobactérie en forme de bâtonnet à Gram négatif. La fièvre typhoïde, qui se transmet par les matières fécales, provoque une hémorragie intestinale, une forte fièvre, un délire et une déshydratation. Aujourd'hui, entre 16 et 33 millions de cas de cette maladie réémergente surviennent chaque année, entraînant plus de 200 000 décès. Les porteurs de la maladie peuvent être asymptomatiques. Dans un cas célèbre survenu au début des années 1900, une cuisinière nommée Mary Mallon a transmis la maladie à plus de cinquante personnes sans le savoir, dont trois sont décédées. D'autres sérotypes de Salmonella provoquent des intoxications alimentaires. (source : modification des travaux par le NCI, le CDC)

Peste bubonique

De 541 à 750, une épidémie de ce qui était probablement une peste bubonique (la peste de Justinien) a éliminé entre un quart et la moitié de la population humaine de la région de la Méditerranée orientale. La population en Europe a chuté de 50 pour cent lors de cette épidémie. La peste bubonique frapperait l'Europe plus d'une fois.

L'une des pandémies les plus dévastatrices a été la peste noire (1346 à 1361), qui aurait été une autre épidémie de peste bubonique causée par la bactérie Yersinia pestis. On pense qu'il est originaire de Chine et s'est répandu le long de la Route de la soie, un réseau de routes commerciales terrestres et maritimes, vers la région méditerranéenne et l'Europe, transporté par des puces vivant sur des rats noirs toujours présents sur les navires. La peste noire a réduit la population mondiale d'environ 450 millions à environ 350 à 375 millions. La peste bubonique a de nouveau durement frappé Londres au milieu des années 1600 (Figure\(\PageIndex{2}\)). De nos jours, environ 1 000 à 3 000 cas de peste surviennent chaque année dans le monde. Bien que le fait de contracter la peste bubonique avant les antibiotiques ait entraîné une mort quasi certaine, la bactérie répond à plusieurs types d'antibiotiques modernes et les taux de mortalité dus à la peste sont aujourd'hui très faibles.

Figure\(\PageIndex{2}\) : La (a) Grande Peste de Londres a tué environ 200 000 personnes, soit environ vingt pour cent de la population de la ville. L'agent causal, la bactérie (b) Yersinia pestis, est une bactérie à Gram négatif en forme de bâtonnet appartenant à la classe des protéobactéries gamma. La maladie se transmet par la piqûre d'une puce infectée, infectée par un rongeur. Les symptômes incluent des ganglions lymphatiques enflés, de la fièvre, des convulsions, des vomissements de sang et (c) une gangrène. (crédit b : Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH ; données à barre d'échelle fournies par Matt Russell ; crédit c : Textbook of Military Medicine, Washington, D.C., Département de l'armée des États-Unis, Bureau du chirurgien général, Institut Borden)

Lien vers l'apprentissage

Regardez une vidéo sur la compréhension moderne de la peste noire, la peste bubonique en Europe au ^XIVe siècle.

Migration de maladies vers de nouvelles populations

Au fil des siècles, les Européens ont eu tendance à développer une immunité génétique contre les maladies infectieuses endémiques, mais lorsque les conquérants européens ont atteint l'hémisphère occidental, ils ont apporté avec eux des bactéries et des virus pathogènes, ce qui a déclenché des épidémies qui ont complètement dévasté les populations d'Amérindiens, qui avaient aucune résistance naturelle à de nombreuses maladies européennes. On estime que jusqu'à 90 pour cent des Amérindiens sont morts de maladies infectieuses après l'arrivée des Européens, faisant de la conquête du Nouveau Monde une fatalité.

Maladies émergentes et réémergentes

La distribution d'une maladie donnée est dynamique. Par conséquent, les modifications de l'environnement, de l'agent pathogène ou de la population hôte peuvent avoir un impact considérable sur la propagation d'une maladie. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), une maladie émergente (Figure\(\PageIndex{3}\)) est une maladie qui est apparue dans une population pour la première fois ou qui a peut-être existé auparavant, mais dont l'incidence ou l'étendue géographique augmente rapidement. Cette définition inclut également les maladies réémergentes qui étaient auparavant maîtrisées. Environ 75 % des maladies infectieuses récemment apparues affectant les humains sont des zoonoses, des zoonoses, des maladies qui touchent principalement les animaux et sont transmises à l'homme ; certaines sont d'origine virale et d'autres d'origine bactérienne. La brucellose est un exemple de zoonose procaryote qui réapparaît dans certaines régions, et la fasciite nécrosante (communément appelée bactérie mangeuse de chair) est de plus en plus virulente depuis 80 ans pour des raisons inconnues.

Figure\(\PageIndex{3}\) : La carte montre les régions où des maladies bactériennes apparaissent ou réapparaissent. (source : modification d'un travail par le NIH)

Certaines des maladies émergentes actuelles ne sont pas réellement nouvelles, mais sont des maladies qui étaient catastrophiques par le passé (Figure\(\PageIndex{4}\)). Elles ont dévasté des populations et sont restées en sommeil pendant un certain temps, juste pour revenir, parfois plus virulentes qu'auparavant, comme ce fut le cas pour la peste bubonique. D'autres maladies, comme la tuberculose, n'ont jamais été éradiquées mais étaient maîtrisées dans certaines régions du monde avant leur retour, principalement dans les centres urbains à forte concentration de personnes immunodéprimées. L'OMS a identifié certaines maladies dont la réapparition dans le monde devrait être surveillée. Parmi celles-ci figurent deux maladies virales (dengue et fièvre jaune) et trois maladies bactériennes (diphtérie, choléra et peste bubonique). La guerre contre les maladies infectieuses n'a pas de fin prévisible.

Figure\(\PageIndex{4}\) : La maladie de Lyme provoque souvent, mais pas toujours, (a) une éruption cutanée caractéristique. La maladie est causée par une bactérie spirochète à Gram négatif du genre Borrelia. La bactérie (c) infecte les tiques qui, à leur tour, infectent les souris. Le cerf est l'hôte secondaire préféré, mais les tiques peuvent également se nourrir d'humains. Non traitée, la maladie provoque des troubles chroniques du système nerveux, des yeux, des articulations et du cœur. La maladie doit son nom à Lyme, dans le Connecticut, où une épidémie s'est produite en 1995 et s'est ensuite propagée. La maladie n'est toutefois pas nouvelle. Des preuves génétiques suggèrent qu'Ötzi l'homme des glaces, une momie âgée de 5 300 ans trouvée dans les Alpes, a été infectée par Borrelia. (crédit a : James Gathany, CDC ; crédit b : CDC ; données à barre d'échelle de Matt Russell)

Biofilms et maladies

Rappelons que les biofilms sont des communautés microbiennes très difficiles à détruire. Ils sont responsables de maladies telles que les infections chez les patients atteints de mucoviscidose, de maladie des légionnaires et d'otite moyenne. Ils produisent de la plaque dentaire et colonisent les cathéters, les prothèses, les dispositifs transcutanés et orthopédiques, les lentilles de contact et les dispositifs internes tels que les stimulateurs cardiaques. Ils se forment également dans les plaies ouvertes et les tissus brûlés. Dans les environnements de santé, les biofilms se développent sur des appareils d'hémodialyse, des ventilateurs mécaniques, des shunts et d'autres équipements médicaux. En fait, 65 % de toutes les infections contractées à l'hôpital (infections nosocomiales) sont attribuées à des biofilms. Les biofilms sont également liés à des maladies contractées par les aliments parce qu'ils colonisent la surface des feuilles de légumes et de la viande, ainsi que les équipements de transformation des aliments qui ne sont pas correctement nettoyés.

Les infections par biofilm se développent progressivement ; parfois, elles ne provoquent pas de symptômes immédiatement. Ils sont rarement résolus par les mécanismes de défense de l'hôte. Une fois qu'une infection par un biofilm est établie, elle est très difficile à éradiquer, car les biofilms ont tendance à résister à la plupart des méthodes utilisées pour contrôler la croissance microbienne, y compris les antibiotiques. Les biofilms répondent mal ou seulement temporairement aux antibiotiques ; il a été dit qu'ils peuvent résister à des concentrations d'antibiotiques jusqu'à 1 000 fois supérieures à celles utilisées pour tuer les mêmes bactéries lorsqu'ils vivent en liberté ou lorsqu'ils sont planctoniques. Une dose d'antibiotique aussi importante serait nocive pour le patient ; c'est pourquoi les scientifiques travaillent sur de nouvelles méthodes pour éliminer les biofilms.

Antibiotiques : sommes-nous confrontés à une crise ?

Le mot antibiotique vient du grec anti qui signifie « contre » et bios qui signifie « vie ». Un antibiotique est un produit chimique, produit par des microbes ou de manière synthétique, qui est hostile à la croissance d'autres organismes. Les actualités et les médias d'aujourd'hui abordent souvent les préoccupations relatives à une crise des antibiotiques. Les antibiotiques qui traitaient facilement les infections bactériennes par le passé sont-ils devenus obsolètes ? Existe-t-il de nouvelles « superbactéries », des bactéries qui ont évolué pour devenir plus résistantes à notre arsenal d'antibiotiques ? Est-ce le début de la fin des antibiotiques ? Toutes ces questions interpellent la communauté des soins de santé.

L'abus d'antibiotiques est l'une des principales causes des bactéries résistantes. L'utilisation imprudente et excessive d'antibiotiques a entraîné la sélection naturelle de formes résistantes de bactéries. L'antibiotique tue la plupart des bactéries infectieuses et, par conséquent, seules les formes résistantes subsistent. Ces formes résistantes se reproduisent, ce qui entraîne une augmentation de la proportion de formes résistantes par rapport aux formes non résistantes. Un autre usage abusif majeur des antibiotiques concerne les patients souffrant de rhume ou de grippe, pour lesquels les antibiotiques sont inutiles. Un autre problème est l'utilisation excessive d'antibiotiques chez le bétail. L'utilisation systématique d'antibiotiques dans les aliments pour animaux favorise également la résistance bactérienne. Aux États-Unis, 70 pour cent des antibiotiques produits sont administrés aux animaux. Ces antibiotiques sont administrés au bétail à faibles doses, ce qui maximise la probabilité de développer une résistance, et ces bactéries résistantes se transmettent facilement aux humains.

Lien vers l'apprentissage

Regardez un récent reportage sur le problème de l'administration systématique d'antibiotiques au bétail et aux bactéries résistantes aux antibiotiques.

L'une des superbactéries : le SARM

L'utilisation imprudente d'antibiotiques a permis aux bactéries d'accroître les populations de formes résistantes. Par exemple, le Staphylococcus aureu s, souvent appelé « staphylocoque », est une bactérie courante qui peut vivre dans le corps humain et qui est généralement facilement traitée avec des antibiotiques. Cependant, une souche très dangereuse, le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) a fait la une des journaux ces dernières années (Figure\(\PageIndex{5}\)). Cette souche est résistante à de nombreux antibiotiques couramment utilisés, notamment la méthicilline, l'amoxicilline, la pénicilline et l'oxacilline. Le SARM peut provoquer des infections de la peau, mais il peut également infecter la circulation sanguine, les poumons, les voies urinaires ou les sites de lésion. Bien que les infections au SARM soient courantes dans les établissements de santé, elles sont également apparues chez des personnes en bonne santé qui n'ont pas été hospitalisées mais qui vivent ou travaillent dans des populations restreintes (comme les militaires et les prisonniers). Les chercheurs se sont dits préoccupés par la façon dont cette dernière source de SARM cible une population beaucoup plus jeune que les personnes résidant dans des établissements de soins. Le Journal of the American Medical Association a indiqué que, parmi les personnes atteintes de SARM dans les établissements de santé, l'âge moyen est de 68 ans, tandis que les personnes atteintes de « SARM associé à la communauté » (SARM CA) ont en moyenne 23 ans. ²

Figure\(\PageIndex{5}\) : Cette micrographie électronique à balayage montre une bactérie Staphylococcus aureus résistante à la méthicilline, communément appelée SARM. S. aureus n'est pas toujours pathogène, mais peut provoquer des maladies telles que des intoxications alimentaires et des infections de la peau et des voies respiratoires. (source : modification de l'œuvre de Janice Haney Carr ; données de la barre d'échelle de Matt Russell)

En résumé, la communauté médicale fait face à une crise des antibiotiques. Certains scientifiques pensent qu'après avoir été protégés des infections bactériennes pendant des années par des antibiotiques, nous sommes peut-être en train de revenir à une époque où une simple infection bactérienne pourrait à nouveau dévaster la population humaine. Les chercheurs mettent au point de nouveaux antibiotiques, mais il faut de nombreuses années de recherche et d'essais cliniques, ainsi que des investissements financiers de plusieurs millions de dollars, pour créer un médicament efficace et approuvé.

Maladies d'origine alimentaire

Les procaryotes sont partout : ils colonisent facilement la surface de tout type de matière, et la nourriture ne fait pas exception. La plupart du temps, les procaryotes colonisent les aliments et les équipements de transformation des aliments sous forme de biofilm. Les épidémies d'infections bactériennes liées à la consommation alimentaire sont fréquentes. Une maladie d'origine alimentaire (familièrement appelée « intoxication alimentaire ») est une maladie résultant de la consommation de bactéries pathogènes, de virus ou d'autres parasites qui contaminent les aliments. Bien que les États-Unis disposent de l'un des approvisionnements alimentaires les plus sûrs au monde, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis ont indiqué que « 76 millions de personnes tombent malades, plus de 300 000 sont hospitalisées et 5 000 Américains meurent chaque année de maladies d'origine alimentaire ».

Les caractéristiques des maladies d'origine alimentaire ont évolué au fil du temps. Dans le passé, il était relativement fréquent d'entendre parler de cas sporadiques de botulisme, maladie potentiellement mortelle produite par une toxine de la bactérie anaérobie Clostridium botulinum. Les aliments en conserve non acides, les cornichons faits maison, ainsi que la viande et les saucisses transformées figuraient parmi les sources les plus courantes de cette bactérie. La boîte, le bocal ou l'emballage créaient un environnement anaérobie approprié où Clostridium pouvait se développer. Des procédures de stérilisation et de mise en conserve appropriées ont permis de réduire l'incidence de cette maladie.

Bien que les gens aient tendance à penser que les maladies d'origine alimentaire sont associées aux aliments d'origine animale, la plupart des cas sont désormais liés aux fruits et légumes. De graves foyers liés aux fruits et légumes ont été associés à des épinards crus aux États-Unis et à des germes de légumes en Allemagne, et ces types de foyers sont devenus plus courants. L'épidémie d'épinards crus en 2006 a été provoquée par la bactérie E. coli, sérotype O157:H7. Un sérotype est une souche de bactérie qui porte un ensemble d'antigènes similaires à la surface de sa cellule, et il existe souvent de nombreux sérotypes différents d'une espèce bactérienne. La plupart des E. coli ne sont pas particulièrement dangereux pour les humains, mais le sérotype O157:H7 peut provoquer une diarrhée sanglante et être potentiellement mortel.

Tous les types d'aliments peuvent potentiellement être contaminés par des bactéries. Les récents foyers de Salmonella signalés par les CDC se sont produits dans des aliments aussi divers que le beurre d'arachide, les germes de luzerne et les œufs. Une épidémie mortelle en Allemagne en 2010 a été provoquée par la contamination des germes de légumes par E. coli (Figure\(\PageIndex{6}\)). La souche à l'origine de l'épidémie s'est révélée être un nouveau sérotype qui n'avait jamais été impliqué dans d'autres épidémies, ce qui indique que E. coli évolue continuellement.

Figure\(\PageIndex{6}\) : (a) Les germes de légumes cultivés dans une ferme biologique ont été à l'origine (b) d'une épidémie d'E. coli qui a tué 32 personnes et en a rendu 3 800 malades en Allemagne en 2011. La souche responsable, E. coli O104:H4, produit de la toxine Shiga, une substance qui inhibe la synthèse des protéines dans la cellule hôte. La toxine (c) détruit les globules rouges et provoque une diarrhée sanglante. Des globules rouges déformés obstruent les capillaires du rein, ce qui peut entraîner une insuffisance rénale, comme cela s'est produit chez 845 patients lors de l'épidémie de 2011. L'insuffisance rénale est généralement réversible, mais certains patients présentent des problèmes rénaux des années plus tard. (crédit : NIDDK, NIH)

Lien de carrière : épidémiologiste

L'épidémiologie est l'étude de la survenue, de la distribution et des déterminants de la santé et de la maladie au sein d'une population. Elle fait donc partie de la santé publique. Un épidémiologiste étudie la fréquence et la distribution des maladies au sein des populations humaines et des environnements.

Les épidémiologistes collectent des données sur une maladie particulière et suivent sa propagation afin d'identifier le mode de transmission initial. Ils travaillent parfois en étroite collaboration avec des historiens pour tenter de comprendre l'évolution géographique et temporelle d'une maladie, en suivant l'histoire naturelle des agents pathogènes. Ils recueillent des informations à partir des dossiers cliniques, des entretiens avec les patients, de la surveillance et de tout autre moyen disponible. Ces informations sont utilisées pour développer des stratégies, telles que des vaccinations (Figure\(\PageIndex{7}\)), et concevoir des politiques de santé publique visant à réduire l'incidence d'une maladie ou à empêcher sa propagation. Les épidémiologistes mènent également des enquêtes rapides en cas d'épidémie afin de recommander des mesures immédiates pour la contrôler.

Figure\(\PageIndex{7}\) : Les vaccinations peuvent ralentir la propagation des maladies transmissibles. (crédit : modification de l'œuvre de Daniel Paquet)

Un épidémiologiste est titulaire d'un baccalauréat et d'une maîtrise en santé publique (MPH). De nombreux épidémiologistes sont également médecins (et possèdent un doctorat en médecine) ou possèdent un doctorat dans un domaine connexe, tel que la biologie ou la microbiologie.

Résumé

Des maladies et des fléaux dévastateurs sévissent depuis toujours. Des données font état de maladies microbiennes remontant à 3 000 ans avant notre ère. Les maladies infectieuses restent parmi les principales causes de décès dans le monde. Les maladies émergentes sont celles dont l'incidence ou l'étendue géographique augmentent rapidement. Il peut s'agir de maladies nouvelles ou réémergentes (auparavant maîtrisées). De nombreuses maladies émergentes affectant l'homme, telles que la brucellose, sont des zoonoses. L'OMS a identifié un groupe de maladies dont la réapparition doit être surveillée : celles causées par des bactéries incluent la peste bubonique, la diphtérie et le choléra.

Les biofilms sont considérés comme responsables de maladies telles que les infections bactériennes chez les patients atteints de mucoviscidose, de maladie des légionnaires et d'otite moyenne. Ils produisent de la plaque dentaire, colonisent les cathéters, les prothèses, les dispositifs transcutanés et orthopédiques, et infectent les lentilles de contact, les plaies ouvertes et les tissus brûlés. Les biofilms produisent également des maladies d'origine alimentaire parce qu'ils colonisent les surfaces des aliments et des équipements de transformation des aliments. Les biofilms résistent à la plupart des méthodes utilisées pour contrôler la croissance microbienne. L'utilisation excessive d'antibiotiques a créé un problème mondial majeur, car des formes de bactéries résistantes ont été sélectionnées au fil du temps. Une souche très dangereuse, le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM), a récemment fait des ravages. Les maladies d'origine alimentaire résultent de la consommation d'aliments contaminés, de bactéries pathogènes, de virus ou de parasites qui contaminent les aliments.

Notes

1. 1 Papagrigorakis MJ, Synodinos PN et Yapijakis C. Une ancienne épidémie de typhoïde révèle une souche ancestrale possible du sérotype Typhi de Salmonella enterica. Infect Genet Evol 7 (2007) : 126—7, Epub 2006, juin 2006
2. 2 Naimi, TS, LeDell, KH, Como-Sabetti, K et coll. Comparaison de l'infection à Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline associée à la communauté et aux soins de santé. JAMA 290 (2003) : 2976—84, doi : 10.1001/jama.290.22.2976.

Lexique

antibiotique

substance biologique qui, à faible concentration, est antagoniste à la croissance des procaryotes

Peste noire

pandémie dévastatrice qui aurait été une épidémie de peste bubonique causée par la bactérie Yersinia pestis

botulisme

maladie provoquée par la toxine de la bactérie anaérobie Clostridium botulinum

CA-MRSA

SARM contracté dans la communauté plutôt qu'en milieu hospitalier

maladie émergente

maladie qui fait son apparition initiale dans une population ou dont l'incidence ou l'étendue géographique augmente

maladie endémique

maladie qui est présente en permanence, généralement à faible incidence, dans une population

épidémie

maladie qui touche simultanément un nombre anormalement élevé d'individus au sein d'une population

maladies d'origine alimentaire

toute maladie résultant de la consommation d'aliments contaminés ou de bactéries pathogènes, de virus ou d'autres parasites qui contaminent les aliments

MRSA

(Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline) souche très dangereuse de Staphylococcus aureus résistante à de multiples antibiotiques

pandémie

maladie épidémique généralisée, généralement mondiale

sérotype

souche de bactérie qui porte un ensemble d'antigènes similaires à la surface de sa cellule, souvent plusieurs chez une même espèce bactérienne

zoonose

maladie qui infecte principalement les animaux et qui est transmise à l'homme