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Escherichia coli O157:H7 et les Escherichia producteurs de Shigatoxines (STEC) dans la viande

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Escherichia coli O157:H7 et les Escherichia producteurs de Shigatoxines (STEC) dans la viande Bien comprendre le mécanisme d’infection pour mieux combattre la maladie. Pr Christine VERNOZY-ROZAND Journées  « STEC Experts » 25-26 juin 2008.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
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Escherichia coli O157:H7 et les Escherichia producteurs de Shigatoxines (STEC)

dans la viande

Bien comprendre le mécanisme d’infection pour mieux combattre la maladie

Pr Christine VERNOZY-ROZAND

Journées  « STEC Experts »

25-26 juin 2008

infections e coli producteurs de shigatoxines
Infections à E. coli producteurs de Shigatoxines
  • Préoccupation de santé publique dans les

pays industrialisés

  • Formes cliniques variées :
      • Diarrhée parfois sanglante
      • SHU : principale cause IRA chez l’enfant < 3 ans
      • PTT chez les adultes
      • Complications neurologiques et séquelles rénales
      • Létalité : 1 à 6 %
  • Potentiel épidémique
slide3

173 Ag O

80 Ag K

56 Ag H

E.coli

intestinaux

E.coli

extra-intestinaux

Méningites

néonatales

hly

K1

,

pap

O1,O7, O16,O18

sfa

H7

fimbriae type 1

sfa

OmpA

ibe

10

E.COLI : POUVOIR PATHOGENE

{

Escherichia coli

~ 700.000

Infections urinaires

ETEC Toxines LT, ST

UPEC

EPEC

eae, bfp

EHEC eae, VT

EIEC Invasion

EAggEC

afa

, LT

DAEC

afa

slide4

Escherichia coli

VTEC=STEC

(stx gene)

EHEC = STEC isolé des

malades

E. coli O157:H7, O103, O26, O111..)

Définitions

facteurs de virulence
Facteurs de virulence
  • Adhésion à la muqueuse digestive
  • Production de verotoxine ou shigatoxine
  • Autres facteurs de pathogénicité
slide7

Locus d’effacement des Entérocytes (LEE)

Système de sécrétion

de Type III

Récepteur Intimine

tir eae

Protéines effectrices

espA, espB, espD

= Seringue moléculaire

Lésions d’attachement et d’effacement

  • - Au niveau du colon et du caecum
  • Effacement et / ou destruction des microvillosités de l'épithélium intestinal
  • Condensation de l'actine cellulaire piédestal
  • Adhésion étroite par l'intermédiaire de l’intimine produit du gène eae

(Knutton et al, Infect. Immun. 1987)

slide9
Multiplication des EHEC au niveau du colon sans invasion
  • Synthèse de Shiga toxines diffusant dans tout l'organisme
slide10

Exotoxines protéiques

  • Effet cytopathogène sur cellules Vero, HeLa
  • Synthèse codée par des phages tempérés

(transfert horizontal du gène stx de

Shigella dysenteriae type 1 vers E. coli

par des bactériophages… passage vers d’autres coliformes)

  • Récepteurs Gb3 (cellules intestinales , capillaires sanguins) mort par arrêt de la synthèse protéique

n

Verotoxines ou Shiga like toxines

slide11

Verotoxine ou shigatoxine

Nouvelle dénomination

Ancienne dénomination

gène protéine

Toxine de Shiga

stx

Stx

99 % d'homologie

Toxine Shiga-like de type I ou

(SLT-I) ou vérotoxine 1(VT1)

stx1

Stx1

55 % d'homologie

SLT-II ou VT2

stx2

Stx2

Stx2c/d

90% d'homologie

SLT-IIc/d ou VT2c/d

stx2c/d

stx 2e/f

Stx2e/f

SLT-II/f ou VT2e/f

Autres variants décrits très récemment : stx2 g, . stx2-NV206

slide12

Protéines

espA, espB, espD

Système de sécrétion

de type III

Tir eae

stx1

stx2

Chromosome

Gènes codant les facteurs de virulence

LEE

espP

KatP

ehx

Plasmide

90 Kb

slide13

Récepteurs glycolipidiques

Recepteurs glycolipidiques

Globotriosylcéramide (Gb3)

à la surface des entérocytes, capillaires du TD

sur les cellules endothéliales du rein humain

dans les glomérules des enfants < 2 ans

Masqué chez l'adulte

sur les cellules endothéliales du pancréas et du système

nerveux central

Lingwood, Nephron, 1994

slide14

B

B

A

32kDa

B

B

B

B

B

A

32kDa

B

B

B

Gb3

(globotriosyl céramide)

LES SHIGATOXINES

slide15

Mécanisme d ’action de la toxine

ENDOCYTOSE

Pénétration dans l ’entérocyte

Protéolyse

Libération des

fragments actifs A

Mort

cellulaire

ARNm

Inhibition de la sous unité 60S du ribosome

slide16

Autres facteurs de pathogénicité

Hémolysine

: gène

ehxA

(plasmides)

Système de transport du fer : gène chuA (chromosome)

  • Résistance à l'acidité gastrique : gène rpoS codant pour un facteur permettant la survie du germe à un pH <2,5
  • Serine protéase (EspP) plasmidique : clivage du facteur V
  • Enterotoxine thermostable EAST1: diarrhée aqueuse
  • Catalase (KatP) plasmidique : burst oxydatif des PNN et des macrophages
  • Toxine Clostridium difficile like

Law, J Applied Microb, 2000

pathog nie

Stx

Passage dans le sang

et transport par les PNN

Organes cibles

Pathogénie

Infection intestinale

Diarrhée

Colite hémorragique

slide19

Ingestion de EHEC

3- 4 jours

10%

Crampes abdominales, diarrhée non sanglante

Résolution

90%

90%

Diarrhée sanglante

Résolution

7 jours

10%

SHU

5% décès

~ 30% Protéinurie

~ 60% Résolution

5% IRC

?

Complications tardives

Heuvelink,2000

slide20
SHU Caractéristiques cliniques à la phase aiguëwww.invs.sante.fr; Gerber 2002 ; Loirat 2004 ; Noris 2005 ; Lynn 2005

Diarrhée prodromique 90-95 %

sanglante 60-70 %

Intervalle entre diarrhée et SHU 5-6 jours (1 à 35 j)

Transfusion à la phase aiguë≃ 70 %

Dialyse à la phase aiguë 50 %-60 %

Complications neurologiques ≃ 20 %

Complications intestinales/pancréatiques ≃ 10 %

Cardiomyopathie ≃ 2 %

Décès à la phase aiguë 1 %-2 % en France

shu post diarrhee d
SHU POST-DIARRHEE (D+)

SHU défini par la triade

anémie hémolytique (Hb<10 g/dl) + schizocytes

thrombopénie (< 150 000/mm3)

insuffisance rénale aiguë

SHU D+ 90-95 % des SHU

du à une infection à E.coli producteurs de shiga toxine (Stx)

surveillance du shu chez les enfants de moins de 15 ans
Surveillance du SHUchez les enfants de moins de 15 ans
  • Recherche des STEC non réalisée en routine dans les laboratoires d'analyses médicales
  • Mise en place en 1996
  • Volontariat de néphrologues pédiatres de 31 centres hospitaliers (Société de Néphrologie Pédiatrique)
  • Coordination par l’Institut de veille sanitaire
  • Collaboration avec le Centre National de Référence des Escherichia coli et Shigella et le laboratoire associé
objectifs de la surveillance du shu
Objectifs de la surveillance du SHU
  • Suivre les tendances spatio-temporelles du SHU
  • Identifier les sérogroupes de STEC responsables du SHU
  • Détecter les foyers de cas groupés de SHU ou d’infections à STEC
modalit s de la surveillance du shu
Modalités de la surveillance du SHU

Données collectées

  • Informations cliniques et biologiques
  • Expositions à des facteurs de risque connus :
      • Consommation de viande bovine, de produits laitiers,
      • Cas de diarrhée dans l’entourage,
      • Contact avec des animaux de ferme,
      • Baignade
  • Confirmation microbiologique :
      • détection d’anticorps sériques dirigés contre 7 STEC
      • détection de gènes codant les Shigatoxines
      • isolement de souches de STEC dans les selles
r sultats de la surveillance du shu 1996 2005
Résultats de la surveillance du SHU 1996-2005
  • Participation constante de 31 néphrologues pédiatres
  • 859 cas de SHU notifiés pour 1996-2005
  • Incidence annuelle 0,7 / 100 000
  • stable depuis 1996 :

< 1 / 100 000 enfants de moins de 15 ans

slide27
Italie (1988-2000) 0,28/100 000 enfants de moins de 15 ans (Tozzi, Caprioli et al. 2003) ;
  • Danemark (1997-2000) 0,67/100 000 enfants de moins de 5 ans (Scheutz, Olesen et al. 2001);
  • Allemagne et Autriche (1997-2000) respectivement 0,71/100 000 et 0,36/100 000 enfants de moins de 15 ans (Gerber, Karch et al. 2002), Fischer et al., 2001) ;
  • Belgique (1996) 0,42/100 000 enfants de moins de 15 ans (Pierard et al., 1999) ;
  • Angleterre, Écosse, Pays de Galles et Irlande du Nord (1997-2001) respectivement 0,71, 1,56, 0,71 et 0,97/100 000 enfants de moins de 16 ans (Lynn et al., 2005).
slide28

SHU D+INCIDENCE ANNUELLE CHEZ L’ENFANT (< 15 ans) EN France 1996-2006

Réseau de Surveillance, Institut de Veille Sanitaire (InVS) et Société de Néphrologie Pédiatrique

www.invs.sante.fr

2007 2008
2007 - 2008
  • 2007 : 72 cas ont été déclarés
  • En 2008 : 31 jusqu’au 18 juin 2008 
    • Plusieurs retraits des produits alimentaires, concernant principalement la viande de bœuf hachée, ont été effectués depuis mars 2008
    • 31 cas de SHU ont été identifiés jusqu’au 18 juin 2008, ce que ne représente pas une augmentation dans le nombre de cas habituel
    • Un épisode de cas groupés du SHU en cours d’investigation
    • Aucun cas identifié n’a rapporté la consommation des aliments concernés par les retraits effectués en 2008
shu age de survenue france 1996 2006
SHU :AGE DE SURVENUEFrance, 1996-2006

▪ Les 2/3 des enfants ont moins de 3 ans → incidence annuelle avant 3 ans : 2.3/105

▪ 15 % des enfants ont moins de 1 an, dont 5 % ont moins de 6 mois

▪ Âge minimum : 7 jours

r sultats de la surveillance du shu caract ristiques des cas de shu
Résultats de la surveillance du SHUCaractéristiques des cas de SHU
  • Age médian : 27 mois [extrêmes : 15 jours-15 ans]
  • Incidence la plus élevée chez ≤ 2 ans : 2,3 / 100 000
    • <= 1ans : 40 % (344)
    • <= 3 ans : 71% (609)
    • <= 5 ans : 83 % (718)
    • <= 10 ans : 96,5 % (829)
  • 53% de filles
  • Durée hospitalisation moyenne : 10 jours (1-93)
  • 9 décès (létalité = 1%)
shu d incidence annuelle moyenne departementale france 1996 2006
SHU (D+)INCIDENCE ANNUELLE MOYENNE DEPARTEMENTALEFrance, 1996-2006

Incidence annuelle la plus élevée :

Régions : Franche Comté 1.6/105

Bretagne 1.3/105

Départements : Finistère 2.2/105

Territoire de Belfort1.9/105

s rogroupes d ehec impliqu s dans ces shu
Sérogroupes d’EHEC impliqués dans ces SHU

Confirmation d’infection à STEC : 64% (798 testés)

Infection O157 : 84% (433/514) sérologies positives ou isolement

Parmi ces infections à STEC confirmées.

O26 (6%),

O103 (3%),

O145 (2%),

O91, O111 et O55 (1%).

slide35
Proportion de sérogroupes non O157 identifiée parmi les souches STEC
    • 10% (1996-2001)
    • 23% (2002-2006).
  • Forte prédominance du sérogroupe O157 très probablement liée à une sous estimation du nombre réel d’infections à STEC non O157, due à l’absence de stratégies d’isolement efficaces pour ces souches à ce jour
facteurs de risque de survenue du shu sporadiques chez l enfant
Facteurs de risque de survenue du SHU sporadiques chez l’enfant

Étude 2000-2001 : 105 cas de SHU / 196 témoins

  • consommation de steak haché de bœuf peu cuit
  • existence de cas de diarrhée dans le foyer familial ou dans la collectivité
  • consommation d’eau de puits non traitée
  • contact avec des bovins en été (SHU à STEC)
r sultats de la surveillance du shu epid mies
Résultats de la surveillance du SHU Epidémies
  • Majorité de cas sporadiques
  • 5 épidémies depuis 1996
    • E. coli O157, merguez (2000), 10 cas infection STEC dont 2 SHU adultes, Tiac familiale
    • E. coli O148, viande de mouton mal cuite (2002) , Tiac familiale
    • E. coli O157 fromage de chèvre frais (2004), 2 cas SHU famille
    • E. coli O157 , steak haché congelé (2005), 69 cas d’infection à STEC dont 17 SHU (16 enfants)
    • E coli O26, camembert au lait cru (2005), 17 enfants avec SHU
slide39

Diagnostic bactériologique des infections à STEC

  • Recueil des selles
  • STEC : portage bref
  • 4 à 7 jours maximum
  • après le début des symptômes
  • Tarr, CID, 1995
slide40

Selles ou écouvillonnage rectal

Culture

gènes de virulence

Diagnostic bactériologique

des infections à STEC

Sérologie

Anticorps anti LPS

methodes de detection des stec non o157
METHODES DE DETECTION DES STEC non O157

Isolement

- Drigalski, Hektoen

- Gélose au sang - enterohemolysin agar

Agglutination des sérotypes « EPEC » classiques

Mise en évidence des gènes de virulence

mise en vidence des g nes de virulence
Mise en évidence des gènes de virulence
  • Directement dans les selles après enrichissement (4 à 6h en eau peptonée)
  • Sur les colonies suspectes
  • Sur une primoculture de la selle

PCR

slide43

PCR MULTIPLEX

Sur les selles de patients atteints de SHU

pcr positive
PCR POSITIVE

Isolement de la bactérie indispensable

Etudes épidémiologiques moléculaires

(Ribotypie, pulsotypie)

slide45

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M

Epidémie du Sud Ouest - 2005

E.coli O157 H7

PFGE après digestion par XbaI

1 –profil 2

2 - profil 3

3 – profil 4

4-12 : profil 1 retrouvé chez

- 38 souches humaines

- 34 souches de steaks

13 = souche non reliée 1

14 = souche non reliée 2

M : marqueur de poids moléculaire

profil 1

slide46

Diagnostic sérologique des infections à STEC

Sérum précoce et sérum tardif

Mise en évidence des anticorps anti LPS

de 25 serogroupes d' E.coli dont O157 : H7

Ac de classe IgA, IgM, et IgG

Techniques :

 ELISA, immunoblotting, hémagglutination

Indispensable

- pour les études épidémiologiques lorsque la mise

en évidence des STEC dans les selles est négative

ou impossible

- l ’identification des autres sérogroupes STEC

conclusion
Conclusion
  • Incidence stable depuis 1996 (< 1/ 100 000)
  • Incidence du SHU en France comparable à celle d'autres pays européens
  • Forte prévalence du sérogroupe O157
  • Infection par d'autres sérogroupes non O157 en augmentation