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jeudi 1 décembre 2011

KLEBSIELLA, ENTEROBACTER, HAFNIA et SERRATIA


KLEBSIELLA
ENTEROBACTER
HAFNIA
SERRATIA

PAR : SALIM DJELOUAT



Salim Djelouat
Professor Medical Analyses and Medical bacteriology / Scientific Author / knolAuteur




 UNE MISE A JOUR SERA BIENTÔT DISPONIBLE

Ces entérobactéries, fréquemment responsables d'infections hospitalières, sont souvent désignées sous le sigle "KEHS".
Elles utilisent, pour la fermentation des sucres, une voie métabolique particulière qui produit de l'acétyl-méthyl-carbinol ou acétoïne qu'on met en évidence par la réaction de Voges Proskauer ou VP.
De ce fait, les KEHS sont dites VP+.
Toutefois, ce caractère phénotypique n'est pas exclusif à ce groupe ni d'ailleurs absolument constant.


Sommaire :
KLEBSIELLA
Caractères bactériologiques
Habitat
Pouvoir pathogène
Facteurs de pathogénicité
Diagnostic bactériologique
Typage des souches
Sensibilité aux antibiotiques
ENTEROBACTER
HAFNIA
Systématique
Caractères bactériologiques
Classification des hafnia
Caractères culturaux
Habitat
Pouvoir pathogène chez l'homme
Diagnostic bactériologique     
Sensibilité aux antibiotiques
SERRATIA
Généralités
Habitat et pouvoir pathogène
Les facteurs de virulence des serratia
 Caractères bactériologiques
Caractères culturaux
Caractères antigéniques
Caractéristiques de la pigmentation des serratia
 Diagnostic bactériologique
 Sensibilité aux antibiotiques
 ANNEXES
ANNEXE 01
Détermination du type de nitrate réductase :
 ANNEXE 02
Sensibilité aux phages hafnia et salmonella O:1 :




KLEBSIELLA
Les Klebsiella sont des entérobactéries immobiles et capsulées.
         On distingue 5 espèces dans le genre qu'on peut différencier par des caractères biochimiques :
·  Klebsiella pneumoniae, comprenant 2 sous espèces : ozaenae et rhinoscleromatis
·  Klebsiella oxytoca
·  Klebsiella planticola
·  Klebsiella terrigena
·  Klebsiella ornithinolytica

         L'espèce type est Klebsiella pneumoniae.

CARACTÈRES BACTÉRIOLOGIQUES
Caractères bactériologiques des espèces du genre Klebsiella à l'exception de Klebsiella granulomatis

Si on fait exception de Klebsiella granulomatis[1], le genre Klebsiella rassemble des bacilles à Gram négatif, de 0,3 à 1,0 µm de diamètre sur 0,6 à 6,0 µm de longueur, se présentant de manière isolée, ou en groupés par deux ou groupés en courtes chaînes et présentant les caractères généraux de la famille des Enterobacteriaceae.

Ce sont des bactéries :
*       Mobilité(-)
*       non sporulées
*       aéro-anaérobies, ayant un métabolisme respiratoire et fermentatif
*       fermentant le glucose avec production de gaz
*       oxydase (-)
*       catalase (+)
*       ADH (-)
*       tryptophane désaminase (-)
*       phénylalanine désaminase (-)
*       bêta-glucuronidase (-)
*       ne produisant pas d'hydrogène sulfuré  
*       fermentent de nombreux sucres dont l'inositol.

         La majorité des souches sont capsulées, mais environ 6 p. cent des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et 18 p. cent des souches de Klebsiella oxytoca sont dépourvues de capsule.
La culture dans des milieux contenant un sucre fermentescible favorise la formation d'une capsule.
En revanche, la culture dans un bouillon bilié à 50 p. cent favorise l'évolution vers des formes non capsulées.
Au moins 77 antigènes K ont été décrits, K1 à K72, K74, K79 à K82 (les antigènes K73 et K75 à K78 ne sont plus reconnus).
Les souches les plus souvent pathogènes pour l'homme et les animaux appartiennent au type capsulaire 1 et 2, plus rarement 3 et 4.
Klebsiella oxytoca et Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae donnent une réponse positive aux tests : 
*         ONPG
*         LDC
*         CITRATE
*         tests VP (test effectué à partir d'une culture incubée à 25-30 °C) et
*         uréase (test effectué en milieu urée-indole à partir d'une culture prélevée sur un milieu contenant un sucre fermentescible).
HABITAT
            Elles sont très répandues dans la nature : eaux de surface, eaux usées, effluents industriels (papeteries, minoteries, scieries, usines textiles…), sols, le bois, les végétaux divers, les aliments.
Ce sont aussi des commensales du tube digestif des animaux et de l'homme qui peut également en héberger dans l'oropharynx.
On peut les rencontrer aussi à l’état commensal sur la peau et les muqueuses, notamment les muqueuses respiratoires.

POUVOIR PATHOGÈNE
Elles sont responsables d'infections respiratoires (Klebsiella pneumoniae est appelée "pneumobacille de Friedlander"), d'infections urinaires, de bactériémies et d'infections neuro-méningées post traumatiques ou post-chirurgicales.
         Chez l'homme, Klebsiella oxytoca et Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae sont responsables d'infections diverses :
*       infections suppuratives
*       infections urinaires
*       infections respiratoires
*       infections biliaires
*       infections hépatiques
*       infections intra-abdominales
*       bactériémies
*       septicémies
*       elles sont responsables d'environ 5 à 10 p. cent des infections nosocomiales.
Des travaux réalisés en Inde rapportent également l’isolement de souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae de cas de diarrhées chez le jeune enfant.
-      Particulatirité dans le pouvoir pathogène -
         1/Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae et Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis sont isolées d'expectorations et de pus de sinus et elles sont responsables d'infections souvent chroniques et sévères de l'appareil respiratoire.

         2/Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae est responsable de l'ozène qui se manifeste par une ulcération chronique de la muqueuse nasale et par des écoulements nasaux purulents et nauséabonds.
         Cette sous-espèce est également isolée de bronchites chroniques, de surinfections de plaies, d'ulcères de la cornée, de bactériémies, de méningites, d'infections urinaires et d'abcès.

         3/Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis est l'agent du rhinosclérome ou infection granulomateuse chronique des voies respiratoires supérieures.

         4/Les souches de Klebsiella variicola, isolées chez l'homme, proviennent principalement de bactériémies et de septicémies.

         5/ Classiquement, les klebsielles ne sont pas considérées comme des agents de toxi-infections alimentaires.
         Toutefois, lors d’une toxi-infection alimentaire consécutive à la consommation de viande de dinde, une souche de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae du type capsulaire 15 et capable de produire une entérotoxine de type LT a été isolée de la viande et des selles des malades.
         Les principaux symptômes consistaient en une diarrhée aqueuse accompagnée de crampes abdominales en l’absence de tout vomissement.
         Les souches de Klebsiella pneumoniae et de Klebsiella oxytoca, produisant de l'histamine, sont en fait des souches de Raoultella sp. et les klebsielles ne sont plus considérées comme responsables d'intoxications histaminiques.

FACTEURS DE PATHOGÉNICITÉ
1/ La capsule a été le premier facteur de virulence décrit.
Elle protège les bactéries de la phagocytose et du pouvoir bactéricide du sérum.      In vitro, la présence d'une capsule diminue l'attachement aux cellules intestinales HCT-8 et aux cellules vésicales T-24.
Toutefois, in vivo, la capsule n'inhibe pas la colonisation de l'intestin et elle semble être un facteur de virulence important dans les infections urinaires.

         2/ Le fer joue un rôle essentiel dans la croissance et la multiplication bactérienne et la majorité des bactéries pathogènes ont développé des systèmes de captation du fer.          
3/ Les chaînes polysaccharidiques terminales (chaînes O spécifiques) du lipopolysaccharide protègent les bactéries de l'activation du système complémentaire et des anticorps spécifiques ont un rôle protecteur.

         4/ Comme chez de nombreuses entérobactéries, le lipide A (endotoxine) est doué de propriétés toxiques.
        
5/ Contrairement à ce qui est observé avec d'autres bactéries uréase positive (voir par exemple le genre Proteus), l'uréase des Klebsiella sp. n'est pas considérée comme un facteur de virulence.

6/ Klebsiella pneumoniae et Klebsiella oxytoca peuvent produire des fimbriae de type 1 qui semblent impliquées dans l'attachement aux cellules ciliées de l'appareil respiratoire et aux cellules vésicales.
Elles peuvent également produire des fimbriae de type 3 dont l'importance in vivo est mal connue, mais qui pourraient permettre un attachement sur des surfaces inertes comme du matériel médical.



DIAGNOSTIC BACTÉRIOLOGIQUE
                Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae et Klebsiella variicola, cultivent sur les milieux classiquement utilisés pour les entérobactéries :
*       gélose nutritive,
*       gélose trypticase soja,
*       gélose au sang,
*       gélose de MacConkey,
*       gélose lactosée au pourpre de bromocrésol (BCP),
*       gélose éosine bleu de méthylène (EMB),
*       gélose de Drigalski...         
         Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et Klebsiella variicola cultivent en 24 heures.
Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae, Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis ainsi que quelques souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae du type capsulaire K1 cultivent plus lentement.

         Sur les milieux contenant du lactose et un indicateur de pH, les colonies de Klebsiella oxytoca, de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et de Klebsiella variicola apparaissent lactose positive.


         Le diagnostic de genre est orienté par :
1/ l'immobilité constante,
2/ la morphologie des colonies
3/ le grand nombre de sucres fermentés.
         Une entérobactérie :

*       mobilité (-)
*       capsule (+)
*       ONPG (+),
*       VP (+) (test effectué à partir d'une culture incubée à 25-30 °C),
*    uréase (+) (test effectué en milieu urée-indole à partir d'une culture prélevée sur un milieu contenant un sucre fermentescible),
*       LDC (+),
*       ODC (-)
*       ADH (–)
 est très certainement une souche du genre Klebsiella ou du genre Raoultella.
Le diagnostic d'espèce peut s'appuyer sur les caractères mentionnés dans le tableau 01 et dans le tableau 02.

        TYPAGE DES SOUCHES
Le typage des souches fait appel à diverses méthodes, mais elles ne sont généralement pas mises en œuvre dans un laboratoire de diagnostic.
                   1/ La détermination des antigènes capsulaires (réaction de Neufeld ou de gonflement de la capsule, immunofluorescence indirecte, coagglutination, précipitation en milieu gélifié...) est une technique discriminante, mais elle nécessite l'absorption des sérums en raison de l'existence de nombreuses communautés antigéniques.
Le typage capsulaire peut également confirmer le diagnostic spécifique car les souches de Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis sont du type capsulaire 3 et la majorité des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae appartiennent au type capsulaire 4.
                        2/ La caractérisation des antigènes O est peu discriminante compte tenu du faible nombre de sérovars (le nombre de sérovars, initialement de 13, est maintenant réduit à 9 : O1, O2, O2ac, O3, O4, O5, O7, O8 et O12).                                                           De plus, elle est très délicate à réaliser en raison du caractère thermostable des antigènes capsulaires K.

SENSIBILITÉ AUX ANTIBIOTIQUES
          
         Les souches de Klebsiella oxytoca, de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et de Klebsiella variicola sont naturellement sensibles à :  
ª       la colistine,
ª       aux quinolones,
ª       aux aminosides,
ª       aux furanes
ª       association triméthoprime-sulfaméthoxazole.
         En revanche, elles sont naturellement résistantes aux
â    aminopénicillines
â    carboxypénicillines du fait de la synthèse d'une pénicillinase chromosomique de type SHV-1, inhibée par l'acide clavulanique.                                       Les mécanismes conférant une résistance acquise aux antibiotiques sont nombreux et souvent complexes.
Ils concernent principalement les souches isolées à l'hôpital.  
Les souches isolées à l'hôpital (jusqu'à 40 p. cent des souches) peuvent acquérir un plasmide codant pour une bêta-lactamase à spectre étendu de type SHV-5 et conférant une résistance à toutes les bêta-lactamines à l'exception de l'imipénème et des céphamycines ou 7-alpha-méthoxy-céphalosporines (céfotétan, céfoxitine...).


ENTEROBACTER

Ce sont des entérobactéries VP + (Voges-Proskauer + = production acétoïne) comprenant plusieurs espèces :

·         Enterobacter claocae est l'espèce type
·         Enterobacter aerogenes
·         Enterobacter agglomerans
·         Enterobacter gergoviae
·         Enterobacter sakazakii

Il s'agit d'un bacille à coloration de Gram négatif, chimio-hétérotrophe.

En plus des caractères communs aux entérobactéries, les enterobacter sont :

*       Glucose (+)
*       Lactose (+)
*       ONPG  (+)
*       Urée (-)
*       Indole (-)
*       Citrate (+)
*       Mobilité (+)
*       H2S (-)

Les Enterobacter, présents dans l'environnement, sont également des commensaux du tube digestif.
On les rencontres dans les eaux d’égouts, le sol, les produits laitiers.
Ce sont des pathogènes opportunistes responsables, en milieu hospitalier surtout, d'infections urinaires, de bactériémies, de méningites ou de suppurations diverses.
Certaines souches du genre enterobacter peuvent être responsables d’infections nosocomiales.
Enterobacter aerogenes est une bactérie commensale du tube digestif. Elle peut être responsable d'infections urinaires et d'infections nosocomiales.
Il existe des problèmes de polyrésistance aux antibiotiques.

         Enterobacter cloacae commensale du tube digestif de l'Homme et des animaux, pouvant être rencontré dans le sol et les eaux d'égouts.
Certaines souches peuvent être responsable d'infections nosocomiales.

         Enterobacter sakazakii est une cause rare mais connue de septicémie néonatale et d'une forme de méningite à évolution grave (Van Acker et al., 2001), provoquant une mortalité de 10 à 80 % (Peter et al., 1999; Agostini et al., 2004).
Plusieurs infections ont été mises en rapport avec la consommation d'aliments pour nourrissons.

Au sujet de la résistance aux antibiotiques

Enterobacter cloacae oppose une résistance naturelle aux pénicillines A et aux céphalosporines de 1ère génération.
Il a souvent acquis une polyrésistance, en particulier aux bêtalactamines par production d'une céphalosporinase déréprimée.
         Les autres espèces sont généralement plus sensibles aux antibiotiques, sauf en cas d'acquisition de résistances d'origine plasmidique (bétalactamase à spectre étendu d'Enterobacter aerogenes, par exemple, redoutable en milieu hospitalier où sévissent les infections nosocomiales).



HAFNIA

Autre dénomination :
Hafnia alvei : "Enterobacter alvei",

"Enterobacter aerogenes subsp. hafniae",
 "Enterobacter hafniae".

Note : Les souches de Hafinia alvei, isolées de cas de diarrhée chez les enfants et hébergeant le gène eae, ont été transférées en mai 2003 dans le genre Escherichia avec l'appellation de Escherichia albertii.

SYSTÉMATIQUE
Le genre Hafnia est l'un des genres de la famille des Enterobacteriaceae.
Il est constitué d'une unique espèce, Hafnia alvei.

CARACTÈRES BACTÉRIOLOGIQUES
         Le genre Hafnia présente tous les caractères des Enterobacteriaceae.
         Les activités physiologiques, métaboliques et enzymatiques de Hafnia alvei varient en fonction de la température d'incubation et elles sont plus intenses à 22 °C qu'à 37 °C.


            Selon Richard et Alonso (1976), le genre Hafnia se définit comme une entérobactérie très généralement :

*    mobile à 22 °C
*    immobile à 37 °C (parfois)
*     présentant une réaction de Voges-Proskauer positive à 22 °C
*    Voges-Proskauer négative à 37 °C, (parfois)
*    n'utilisant pas ou tardivement le citrate de Simmons comme unique source de carbone et d'énergie,
*    d'indole (-)
*    lysine décarboxylase (+)
*    ornithine décarboxylase (+)

Selon Farmer (1999), les caractères obtenus après 48 heures d'incubation à 36 °C sont les suivants (en excluant les caractères communs à l'ensemble des entérobactéries) :

*    ONPG (+)
*    LDC (+)
*    ODC (+)
*    Bouillon KCN (+)
*    D-GLUCOSE (+), AVEC PRODUCTION DE GAZ
*    L-arabinose, glycérol, D-mannitol, D-mannose, L-rhamnose (+)
*    Maltose, tréhalose et xylose (+)
*    Indole (-)
*    H2S (en milieu TSI) (-)
*    Citrate de Simmons (-)
*    Urée (-) (4à 7% des souches sont uréase positive)
*    Phénylalanine désaminase (-)
*    Arginine dihydrolase (-)
*    Lipase (-)
*    DNase (-)
*    Caractères variables : rouge de méthyle, VP (plus de 98 p. cent des souches sont VP positive à 22 °C)
*    utilisation du malonate, (+ ou -)
*    utilisation de l'acétate (+ ou -)
*    fermentation du cellobiose (+ ou -)
*    Hafnia alvei réduit les nitrates grâce à une nitrate réductase du type B** alors que la très grande majorité des entérobactéries possède une nitrate réductase du type A.
*    Plus de 96 p. cent des souches de Hafnia alvei sont lysées par un bactériophage (le phage Hafnia 1672, couramment désigné sous le nom de phage Hafnia) isolé de l'eau en 1968 par Guinée et Valkenburg.                                                  Ce phage est spécifique de Hafnia alvei et il est commercialisé et utilisé pour le diagnostic de cette espèce.

CLASSIFICATION DES HAFNIA

         Sur la base de l'hydrolyse de l'esculine, de l'hydolyse de l'arbutine, de la fermentation du D-arabinose et de la fermentation de la salicine, Janda et al. (2002) distinguent quatre biovars (voir tableau) et ces auteurs montrent que les souches du biovar 1 représentent environ 75 p. des souches.



BIOVAR 1
BIOVAR 2
BIOVAR 3
BIOVAR 4
HYDROLYSE                                         DE L'ARBUTINE
-
+
+
-
HYDROLYSE                            DE L'ESCULINE
-
+
+
-
FERMENTATION                     DU D-ARABINOSE
+
-
+
-
FERMENTATION                     DE LA SALICINE
-
+
+
-


CARACTÈRES CULTURAUX
         Sur les milieux d'isolement classiques :
*       gélose nutritive
*       gélose au sang
*       gélose lactosée de Drigalski
*       milieu BCP (gélose lactosée au bromocrésol pourpre)
*       milieu EMB (éosine bleu de méthylène)
*       gélose Salmonella-Shigella
*       gélose de MacConkey...,

Les colonies de Hafnia alvei ressemblent à des salmonelles (à l'exception de la production d'H2S).
Elles apparaissent en effet comme des colonies lactose négative (sauf pour les souches ayant acquis un plasmide métabolique), irisées, un peu plates, rondes, d'un diamètre d'environ 2 mm après 24 heures d'incubation à 37 °C.

HABITAT
         L'habitat normal de Hafnia alvei est le sol et l'eau.
§   coprocultures
§   plus rarement prélèvements effectués au niveau du rhino-pharynx, pus, expectorations, hémocultures, urines, prélèvements de bile, liquides gastriques
§   de prélèvements d'origine animale (bovins, moutons, porcs, chevaux, lièvres, chats, rongeurs, singes, diverses espèces d'oiseaux, diverses espèces de poissons)
§   d'aliments (fromages, laits, miels, saucisses, jambons, œufs, sardines).
§    Hafnia alvei est parfois responsable de l'altération (production de gaz) des viandes emballées sous une atmosphère pauvre en oxygène.

POUVOIR PATHOGÈNE CHEZ L'HOMME
         Hafnia alvei peut se comporter comme une bactérie pathogène opportuniste.
Elle est rarement isolée seule.
Le plus souvent en milieu hospitalier et en association avec d'autres bactéries, lors de septicémies, de gastro-entérites, de pneumonies, d'abcès, d'infections urinaires et de plaies infectées.

DIAGNOSTIC BACTÉRIOLOGIQUE
         Comme c'est le cas de la grande majorité des entérobactéries, l'isolement de Hafnia alvei ne pose pas de problèmes particuliers et cette bactérie pousse sur les milieux classiquement utilisés pour la recherche des entérobactéries, y compris sur les milieux pour coprocultures.
         L'identification est plus délicate et des souches de Hafnia alvei sont parfois confondues avec des salmonelles H2S négative (les salmonelles ne sont toutefois jamais VP + alors que la grande majorité des souches de Hafnia alvei est VP + à 22 °C) ou avec Yersinia enterocolitica lorsque la souche est uréase positive (Yersinia enterocolitica se distingue de Hafnia alvei par ses caractères LDC -, sorbitol +, saccharose + et rhamnose -).
         Quelques tests, simples à réaliser, peuvent confirmer l'identification de Hafnia alvei : la recherche d'une nitrate réductase de type B (Cf. caractères bactériologiques), la lyse par le phage Hafnia et l'absence de lyse par le phage Salmonella O : 1.
         Le diagnostic des souches résistantes au phage Hafnia repose sur la fermentation du glycérol, l'absence d'utilisation du citrate de Simmons à 37 °C, l'absence de fermentation du sorbitol et du mélibiose et sur la réaction de Voges-Proskauer positive à 22 °C.

SENSIBILITÉ AUX ANTIBIOTIQUES
Les données publiées sont peu nombreuses mais, comme pour la plupart des entérobactéries, la sensibilité aux antibiotiques varie selon les souches.
         La grande majorité des souches est sensible à la nétilmicine, à la gentamicine, à l'amikacine, à la tobramycine, à la ciprofloxacine et à l'imipénème mais résistante à l'ampicilline, à l'association amoxicilline-acide clavulanique et à la céfalotine.







 

GÉNÉRALITÉS
Les Serratia sont des entérobactéries VP+.
Elles sont très protéolytiques et liquéfient la gélatine, et elles produisent une lipase.
On distingue dix espèces dans le genre mais seule l'espèce type, Serratia marcescens est fréquemment isolée chez l'homme.
Les autres espèces sont des bactéries de l'environnement présentes sur les plantes, champignons ou mousses, dans l'eau, les sols et chez les petits mammifères sauvages.
On distingue, chez Serratia marcescens, des biovars et des sérovars dont la caractérisation est utile pour les enquêtes épidémiologiques.
Certains d'entre eux produisent un pigment rouge.
Longtemps considéré comme un saprophyte, Serratia marcescens se comporte de plus en plus souvent comme un pathogène opportuniste responsable, à l'hôpital, d'infections nosocomiales, urinaires, pulmonaires, cutanées ou bactériémiques.
Les Serratia opposent une résistance naturelle aux antibiotiques polypeptidiques et sont par ailleurs très souvent poly résistantes et ceci explique sans doute les isolements de plus en plus fréquents à l'hôpital.

HABITAT ET POUVOIR PATHOGÈNE
D’une manière générale, les espèces du genre Serratia sont isolées :  
·       des plantes (légumes, champignons, mousses),
·      du tube digestif des rongeurs (40 p. cent des petits mammifères sauvages sont porteurs de Serratia sp.)
·       des insectes,
·       de l’eau  
·       du sol.
Serratia marcescens subsp. marcescens ne représente que 10 p. cent des isolats du milieu extérieur mais cette espèce est fréquemment présente dans l’environnement hospitalier.
Ce germe est capable de se développer sur des aliments tels que
·         du pain,
·         des légumes,
·         de la viande  
·         du lait.
SERRATIA MARCESCENS SUBSP. MARCESCENS EST L'ESPÈCE LA PLUS IMPORTANTE EN BACTÉRIOLOGIE MÉDICALE.
*    Chez l'homme, elle est responsable :

         - d’infections urinaires,
         - d’infections respiratoires,
         - de contaminations des plaies,
                            - de kératites chez les sujets porteurs de lentilles de contact ou utilisant un collyre contaminé (après Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens subsp. marcescens est l’agent de contamination le plus souvent retrouvé dans des collyres mal conservés)
         - plus rarement, elle provoque des septicémies et
         -des méningites (notamment dans les maternités et dans les centres pédiatriques de soins intensifs)
Il convient de noter la fréquence des infections nosocomiales ou iatrogènes :
§  individus opérés
§  sondés
§  cathétérisés
§  traités avec des solutés ou des antiseptiques contaminés
§  porteurs d’implants contaminés...
AUTRES SERRATIA RESPONSABLES D’INFECTIONS CHEZ L’HOMME

            1/ Serratia ficaria a pu être isolée : 
-       d’expectorations,
-       d’infections des voies respiratoires,
-       de plaies d’origine traumatique,
-       de la bile,
-       du sang 
-       d’un cas d’ulcère de la jambe.
Une relation a pu être établie entre une infection à serratia ficaria et la consommation de figues fraîches ou un contact avec des figues.

            2/ Serratia odorifera et Serratia rubidaea sont isolées :
-       du tractus respiratoire,
-       du pharynx,
-       des selles,
-       de l’urine,
-       du sang,
-       de la bile,
-       de plaies...

            Des cas d’infections authentiques à Serratia odorifera ont été décrits chez des individus souffrant de pancréatites ou de diverses maladies chroniques.
*      Le biovar 1 de Serratia odorifera est exceptionnellement responsable de septicémies, de pancréatites ou d'infections urinaires chez des individus affaiblis et/ou porteurs de cathéters.
*      Le biovar 2 est isolé de nombreux prélèvements, notamment sang et LCR, ce qui suggère qu'il puisse être pathogène dans certains cas.
            3/ Serratia fonticola est (rarement) mise en évidence dans
-       les sécrétions bronchiques,
-       les selles,
-       le pus sans que son pouvoir pathogène soit démontré.
-        
            Un des seuls cas d’infections authentiques concerne un abcès de la jambe survenu après un traumatisme.
4/ Serratia plymuthica est occasionnellement isolée chez l'homme, principalement lors d'infections nosocomiales (surinfections de plaies de brûlure, ostéomyélites, septicémies, infections post-chirurgicales, infections respiratoires...).




LES FACTEURS DE VIRULENCE DES SERRATIA
         Des facteurs de virulence ont été identifiés chez Serratia marcescens :
·         système de captation du fer,
·         facteurs d’attachement,
·         hémolysines,
·         nucléases,
·         protéases (une protéase qui se révèle capable de provoquer des kératites à très faible dose et d’entraîner un clivage des Ig G, des Ig A et du lysozyme),
·         lécithinase...
Serratia liquefaciens produit :
·         des protéases actives sur des composants du complément (C3, C4, C5, C6, C7, C8 et C9),
·         la transferrine,
·         la fibronectine
·         les IgG  
·         les IgM.

CARACTÈRES BACTÉRIOLOGIQUES
Les Serratia sp. sont des entérobactéries généralement :
·            mobiles
·            très généralement ONPG positive,
·            le plus souvent VP positive
·            le plus souvent DNAse positive
·            le plus souvent lipase positive
·            le plus souvent gélatinase positive  
·            fermentant le glucose,
·            le mannitol, l
·            e D-mannose et
·            le tréhalose,
·           capables d’utiliser comme seule source de carbone le 4 - amino-butyrate
·            le caprate
·         le caprylate
·         le L-fucose
·         la tyrosine  
·           Les résultats sont négatifs pour les tests ADH production d'hydrogène sulfuré,
·         tryptophane désaminase,
·         phénylalanine désaminase
·         fermentation du dulcitol
·         de l’érythritol.

Les caractères permettant de différencier les espèces sont présentées dans le tableau I.

 CARACTÈRES CULTURAUX
La culture des espèces du genre Serratia est obtenue avec :
*         un optimum thermique de 37 °C pour Serratia ficaria, Serratia marcescens et Serratia odorifera  
*         de 22 à 30 °C pour les autres Serratia.

*         Sur gélose nutritive, les colonies ont un diamètre de 1,5 à 2 mm après 24 heures d’incubation et elles sont éventuellement pigmentées.
*         Sur gélose Hektoen, les colonies ont souvent une couleur saumon du fait de la fermentation du saccharose.                                                      
*         Sur gélose au sang, les colonies sont parfois hémolytiques (les Serratia possèdent généralement des hémolysines liées au corps bactérien mais elles sont très instables après libération si bien qu'elles ne sont pas toujours détectées par les techniques couramment mises en œuvre).                                                          
*         Sur les géloses de Mueller-Hinton, les cultures de Serratia marcescens subsp. marcescens et de la majorité des souches des autres espèces se développent autour des disques de colistine, de céfalotine et de polymyxine B.
            L’aspect des cultures autour des disques de colistine et de polymyxine B est particulier car la culture est visible au contact du disque puis elle est inhibée avant de reprendre à distance du disque d’antibiotique.
         Cet aspect en cocarde est évocateur mais il n’est pas véritablement spécifique des Serratia sp.

            Au sujet de l’odeur particulière des Serratia :                                                           Les cultures de Serratia ficaria, de Serratia odorifera et de quelques souches de Serratia rubidaea ont une odeur de sous-bois alors que les cultures des autres espèces ont une odeur rappelant le poisson ou l’urine.


CARACTÈRES ANTIGÉNIQUES

ANTIGÈNES O ET K :

Les analyses sérologiques et chimiques ont montré que parmi les 29 antigènes O préalablement identifiés, certains correspondaient en fait à des antigènes K.
Aussi, Aucken et al. ont proposé un nouveau schéma comprenant 19 antigènes O et 14 antigènes K. Les antigènes O sont caractérisés en utilisant des bouillons autoclavés (pour éliminer les antigènes K).
Les antigènes K sont identifiés à l'aide de bactéries cultivées sur une gélose au glycérol (pour favoriser l'expression des antigènes K) puis traitées au formol.

CARACTÉRISTIQUES DE LA PIGMENTATION DES SERRATIA
         Certaines souches de Serratia marcescens élaborent un pigment insoluble dans l’eau, non diffusible, lié aux enveloppes cellulaires et connu sous le nom de prodigiosine.
Ce pigment confère aux colonies des souches productrices une coloration rouge très prononcée tirant sur le violet.
Sa formation est favorisée par une culture effectuée à 30 °C sur un milieu pauvre tel que l’agar au glycérol (peptone : 5 g, glycérol : 10 ml, agar : 20 g, eau distillée : 1000 ml).
Quelques souches de Serratia marcescens produisent un autre pigment, soluble dans l’eau, diffusible et de couleur rose.
La production de ce pigment, appelé pyrimine, nécessite du fer.


HISTOIRE SUR LE PIGMENT DES SERRATIA

La production de prodigiosine a été à l'origine de phénomènes considérés comme miraculeux ou diaboliques (les hosties sanglantes, les fournées sanglantes...) et
c'est l'étude d'une polenta colorée en rouge qui a permis la première description de Serratia marcescens.
La synthèse de prodigiosine a eu quelques conséquences historiques importantes :
            - La présence de colonies rouges de Serratia sur des hosties a parfois été considérée comme un sacrilège et a conduit à des pogroms si bien que, en 1896, Scheurlen (cité par Isenberg, 1994) écrivait "ce saprophyte a tué beaucoup plus de gens que certaines bactéries pathogènes".
            - C'est également à une souche de Serratia que l'on doit le miracle de Bolsena.
En 1263, un moine allemand célèbre une messe dans l'église Santa Christina (Bolsena, Italie) et il observe des hosties présentant des traces rouges qu'il assimile au sang du Christ.
Le pape Ubain IV qui résidait alors à Orvieto (ville située à quelques kilomètres de Bolsena), a considéré ce phénomène comme un miracle ce qui l'a conduit à instituer la fête du Saint-Sacrement (bulle Transiturus de hoc mundo du 11 août 1264) et à entreprendre la construction de la cathédrale d'Orvieto (célèbre pour ses fresques de Signorelli et de Fra Angelico et pour ses mosaïques de façade).


DIAGNOSTIC BACTÉRIOLOGIQUE
            
    L’isolement des Serratia sera facilement réalisé à partir de prélèvements peu contaminés.
         Plusieurs milieux sélectifs, contenant des antibiotiques et permettant une orientation du diagnostic par la mise en évidence de la DNase, ont été décrits (
par exemple, le milieu DTC).
         Ces milieux sont principalement réservés à l'isolement de Serratia marcescens subsp. marcescens car ils peuvent être trop inhibiteurs pour les autres espèces.

Le milieu CT (Caprylate, Thallous sulfate) permet l'isolement de toutes les souches mais sa formule est complexe (composition donnée dans la référence Grimont et Grimont 1984) et il est rarement utilisé en routine.

L’identification se base sur les caractères biochimiques étudiés en galeries classiques ou à l’aide de galeries prêtes à l’emploi de type galerie API 20E (toutefois, il convient de ne pas faire une confiance absolue aux bases de données des fabricants).

Ces galeries devraient être ensemencées en double et incubées à deux températures (37 °C et 25 °C).
Quelques caractères utiles au diagnostic figurent sur le tableau I.

         Les espèces du groupe liquefaciens sont difficiles à distinguer les unes des autres et, il est souvent nécessaire de recourir à un auxanogramme car les tests de fermentation ne sont pas fiables.
Ce sont des espèces ODC et LDC positives mais seule Serratia grimesii est ADH positive.
Serratia liquefaciens assimile le D-malate mais pas le quinate alors que des résultats inverses sont observés pour Serratia quinivorans.
         La caractérisation des ribovars, des biovars, des sérovars, des lysovars, des bactériocinovars... est utile pour des enquêtes épidémiologiques mais elle est du domaine des laboratoires spécialisés.



GÉLOSE DTC
(Deoxyribonucleic acid, Toluidine blue, Cephalotin),
composition pour un litre.
 - Agar : 20,0 g
 - Digestion pancréatique de caséine : 15,0 g
 - Na Cl : 5,0 g
 - Digestion papainique de soja : 5,0 g
 - Acide désoxyribonucléique : 2,0 g
 - Bleu de toluidine : 0,1 g
 - Solution de céfalotine (
1,0 g pour 10 ml d'eau distillée) : 10,0 ml



SENSIBILITÉ AUX ANTIBIOTIQUES
         Les Serratia présentent une résistance naturelle aux céphalosporines de première génération, à la colistine et à la polymyxine B (rappelons que l’aspect des cultures autour des disques de colistine et de polymyxine B est évocateur du genre Serratia).
         De plus, les souches de Serratia marcescens subsp. marcescens (notamment les souches hospitalières) et plus rarement les souches des autres espèces ont évolué vers la résistance à de nombreux antibiotiques (ampicilline, carbénicilline, tétracyclines, aminosides, chloramphénicol, sulfamides, triméthoprime...).


ANNEXES
ANNEXE 01

DÉTERMINATION DU TYPE DE NITRATE RÉDUCTASE :
         D'après : MARCHAL (N.), BOURDON (J.L.) et RICHARD (C.) : Les milieux de culture pour l'isolement et l'identification biochimique des bactéries. Doin éditeurs-Paris, 1982, 483 pages.

         Pour une bactérie à métabolisme fermentatif, la possibilité ou l'impossibilité de croître dans une gélose viande-foie (VF) additionnée de chlorate de potassium permet de déterminer le type de nitrate réductase.
         Le chlorate est un substrat pour le nitrate réductase de type À qui le transforme en chlorite toxique pour les bactéries.

Dans ce cas, on observe une croissance en surface du milieu car l'oxygène inhibe le fonctionnement de la nitrate réductase de type A et quelques rares colonies isolées dans la profondeur du tube.
         Pour les bactéries possédant une nitrate réductase de type B, le chlorate n'est pas un substrat et la croissance est visible sur toute la hauteur du tube.
         Ensemencer deux tubes de gélose VF avec une goutte d'une dilution de la culture à étudier de façon à avoir environ 200 millions de germes par ml (pour une entérobactérie, il suffit de diluer au 1/5 une culture en bouillon âgée de 24 heures).
Rajouter dans l'un des tubes, une goutte de chlorate de potassium à 10 p. cent (la solution, dont il convient de vérifier la stérilité, se conserve à 37 °C dans des flacons hermétiquement bouchés).
 Homogénéiser par agitation.
Incuber 24 heures à 37 °C.
         Après incubation, si la croissance en anaérobiose dans les 2 tubes est sensiblement identique, la bactérie possède une nitrate réductase de type B.
Si la croissance anaérobie dans le tube avec chlorate est faible ou absente, la nitrate réductase est du type A.
         La majorité des entérobactéries possède une nitrate réductase du type A.
         Toutefois, les Edwardsiella sp., les Yersinia sp., Hafnia alvei et quelques souches de Providencia sp. et de Citrobacter amalonaticus possèdent une nitrate réductase de type B.

ANNEXE 02
SENSIBILITÉ AUX PHAGES HAFNIA ET SALMONELLA O:1 :
D'après le Manuel Technique "Industrie, Environnement" de la société Sanofi Diagnostic Pasteur.

Environ 96 p. cent de souches de Hafnia alvei sont sensibles au phage Hafnia alors que les autres entérobactéries sont résistantes.
         Le phage Salmonella O : 1 de Félix et Callow est actif sur 85 à 98 % des souches du genre Salmonella.
Il peut lyser quelques souches de Escherichia coli mais il est inactif sur les souches de Hafnia alvei.
         Ces bactériophages sont commercialisés par Sanofi Diagnostic Pasteur.
         Le test se réalise sur un milieu faiblement gélosé, ensemencé par inondation avec une culture de densité comparable à celle utilisée pour un antibiogramme (obtention de colonies denses mais non complètement confluantes).
Après séchage de la boîte (15 à 30 minutes à 37 °C), une goutte de chacune des suspensions phagiques est déposée en deux points éloignés de la gélose. Les boîtes sont séchées à proximité d'un bec bunsen puis incubées à 37 °C.
La lecture s'effectue après 18 heures d'incubation.
Si la souche bactérienne appartient à l'espèce Hafnia alvei, une zone de lyse ne sera observée qu'à l'endroit où a été effectué le dépôt du phage Hafnia.













 CARACTÈRES BACTÉRIOLOGIQUES DES ESPÈCES DU GENRE SERRATIA


S. MARCESCENS
S. MARCESCENS BIO GROUPE 1
SERRATIA LIQUEFACIENS
S. RUBIDAEA
S. ODORIFERA BIO GROUPE 1
S. ODORIFERA BIO GROUPE 2
SERRATIA PLYMUTHICA
SERRATIA FICARIA
SERRATIA ENTOMOPHILA
SERRATIA FONTICOLA
GLUCOSE
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D-MANNITOL
+
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D-MANNOSE
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TRÉHALOSE
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H2S
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PDA
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TDA
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ERYTHRITOL
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MOBILITÉ       A 36°C
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ONPG
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d
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INDOLE
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VP
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d
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CITRATE DE SIMMONS
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d
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URÉASE
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LDC
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ODC
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-
+














S. MARCESCENS
S. MARCESCENS BIO GROUPE 1
SERRATIA LIQUEFACIENS
S. RUBIDAEA
S. ODORIFERA BIO GROUPE 1
S. ODORIFERA BIO GROUPE 2
SERRATIA PLYMUTHICA
SERRATIA FICARIA
SERRATIA ENTOMOPHILA
SERRATIA FONTICOLA
HYDROLYSE DE L'ESCULINE
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d
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GÉLATINASE
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DNASE (25 °C)
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LIPASE
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ADONITOL*
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L-ARABINOSE*
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CELLOBIOSE*
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DULCITOL*
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MYO-INOSITOL*
d
d
d
d
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d
d
-
d
HYDROLYSE DE L'ESCULINE
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d
d
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GLYCÉROL*
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LACTOSE*
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MALTOSE*
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MÉLIBIOSE*
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RAFFINOSE*
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L-RHAMNOSE*
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SACCHAROSE*
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SALICINE*
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D-SORBITOL*
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D-XYLOSE*
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d
d

* : Acidification.
Note :
. Serratia marcescens subsp. marcescens se différencie de Serratia marcescens subsp. sakuensis car cette dernière sous-espèce est sporulée et elle n'acidifie pas le L-arabitol.
. L'acidification de l'inositol et du saccharose ainsi que l'assimilation du cellobiose, du L-rhamnose, de l'hydroxy-L-proline, de l'acide D-glucosaminique et de l'acide D-glucuronique permettent de différencier Serratia proteamaculans (réponse négative à l'ensemble de ces tests) de Serratia quinivorans (réponse positive pour l'ensemble des tests).





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