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L’érysipèle: données microbiologiques et pathogéniques
Rapport d'experts
Med Mal Infect 2000 ; 30 Suppl4 : 296-305 © 2000 Editions scientiflques et medicales Elsevier SAS. Tous droits reserves
L'erysipele : donnees microbiologiques et pathogeniques F. Denis, C. Martin, M.e. Ploy Departement de bacteriologie, virologie, hygiene, CHU Dupuytren, 87042 Limoges, France
Resume Le rOle[oue par Streptococcus pyogenes dans l'etloloqle des eryslpeles ne fait pas de doute et les facteurs de virulence de cette espece commencent etre bien cernes. En revanche, la place de Staphylococcus aureus seul, ou assocle S. pyogenes, est encore bien mal comprise. Les autres etiologies sont rares. Les differentes methodes de diagnostic et leurs performances, qu'il s'agisse de diagnostic direct (examen direct, culture, recherche d'antigenes ou de genome...) sur prelevements locaux ou sur d'autres prelevements (gorge, hernoculture) ou de serodlaqnostlcs, sont passees en revue. En combinant to utes les approches de diagnostic, 20 % des eryslpeles demeurent sans etiologie. © 2000 Editions scientifiques et rnedicales Elsevier SAS
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erysipele I Streptococcus pyogenes
Summary - Erysipelas: microbiological and pathogenic data. Streptococcus pyogenes is considered as the primary cause of erysipelas and the virulence factors of this species are reviewed. The role of Staphylococcus aureus alone or associated with Streptococcus pyogenes remains unclear. Other etiologies are infrequent. Several techniques were used to detect bacteria (direct examination, culture, antigen or genome assay) in local samples (needle aspiration, swab...), in others sites (throat, blood cultures), or specific antibodies. The performance of the various diagnosis methods is evaluated. Despite the combination of 2 or more methods, the etiology remains unknown in almost 20% of the cases. © 2000 Editions scientifiques et medtceies Elsevier SAS erysipelas I Streptococcus pyogenes
Dermo-hypodermite Iocalisee, l'erysipele est une infection bacterienne c1assiquement due it Streptococcus pyogenes, Iavorisee par une stase veinoIymphatique (insuffisance veineuse, lymphcederne congenital ou acquis), un traumatisme, l'obesite ou plus rarement une maladie generale (diabete, neoplasie...). II se caracterise par un caractere tres inflammatoire et des lesions frequemment recidivantes (dans pres d'un tiers des cas). L'erysipele peut etre localise aux membres inferieurs (85-90 %), it la face (10 %), mais d'autres Iocalisations plus rares sont signalees (cuir chevelu, orifices naturels du tronc...).
ETIOLOGIE Les etiologies bacteriennes sont precisees dans une proportion tres variable d'une etude it l'autre (de 4 % a 79 %) en fonction des moyens mis en ceuvre. La part respective des differentes especes apparait dans Ie tableau I qui fait une synthese de la litterature. Toutes les etudes s'accordent a reconnaitre que la premiere espece bacterienne retrouvee a I'origine d'erysipele est Streptococcus pyogenes (streptocoque de groupe A ou SPA). D'autres streptocoques p-hemolytiques viennent ensuite, appartenant it d'autres groupes : B, C ou G.
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Diffusion des enzymes et exotoxines
II faut signaler la place importante occupee par Ie groupe G rap portee aussi bien par les auteurs des pays nordiques que par les Francais [1-4]. La presence d'autres streptocoques, Streptococcus pneumoniae et streptocoques de groupe D, a ete signalee, La place des staphylocoques, essentiellement de Staphylococcus aureus a ete certainement sousestimee (tableau I), mais il est parfois difficile de faire la part d'un reel pouvoir pathogene; ainsi dans l'etude multicentrique conduite par Bernard [5], si S. aureus est isole chez 22 patients sur 69, on peut considerer qu'il est en situation pathogene seulement pour 12 d'entre eux (17 %). Par ailleurs, des associations microbiennes ne sont pas exceptionnelles notamment entre streptocoques et staphylocoques ; ainsi sur une serie de 12 erysipeles, nous avions retrouve une etiologie streptococcique sept fois dont trois en association a S, aureus [6]. On ne peut que souscrire a l'hypothese emise par Bernard [7] d'une possible synergie entre streptocoques et S. aureus. Toutefois un portage cutaneornuqueux de S. aureus n'entraine pas de Surmorbidite dans les erysipeles a streptocoques du groupe A. Un certain nombre de bacilles a gram negatif (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter caleo«ceticus, enterobacteries...), parfois exigeants tel Haemophilus infiuen z ae, ont egalernent tHe retrouves dans des erysipeles seuls ou associes a d'autres bacteries notamment des cocci a Gram positif. D'autres especes peuvent etre a l'origine d'erysipeles ou de lesions erysipelas-like notamment dans un contexte de maladie de Lyme due a Borrelia burgdorferi et de bacteriemies a Campylobaeter jejuni (8J.
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Figure 1. Etapes physiopathologiues et support de virulence dans les erysipeles dus a Streptococcus pyogenes.
PHYSIOPATHOLOGIE Nous evoquerons successivement les mecanismes susceptibles d'intervenir dans la genese des erysipeles par les principales especes responsables. Streptococcus pyogenes (groupe A) (SPA) • Les streptocoques de groupe A (figure 1) sont proteges de la phagocytose par les polynucleaires grace it deux structures: la capsule (faite d'acides hyaluroniques) et les proteines M constituants externes de la paroi. Parmi ces proteines M, on distingue une subdivision en deux groupes, Ie groupe I avec des sequences repetitives, qui ne produit pas de facteur d'opacite (OF) et dont les souches sont associees au
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F. Denis et al.
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rhumatisme articulaire aigu (RAA) et Ie groupe II qui reunit des souches produisant un facteur d'opacite, ne possedant pas de sequences repetitives et non associees au RAA. On peut individualiser 100 serogroupes differents, Dans l'etude de Norrby et al. [9] etudiant des souches responsables d 'erysipele, iI apparait que 50 % des isolats produisent une reaction d'opacification du serum, les souches se repartissent done entre les deux groupes I et II (tableau II). • Les streptocoques de groupe A adherent et colonisent les cellules notamment de la peau grace aux : - acides lipoteichofques (ALT) qui recouvrent les fimbriae des streptocoques et se fixent sur les adh esines de la cellule hote ; - proteines M ; ces proteines dimeriques de surface interviendraient dans la seconde etape de l'adhesion en se fixant sur la fibronectine de la cellule cible
[10] ; - it noter que Norrby et al. [9] ont montre une
grande heterogeneite des groupes M retrouves sur
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les souches de SPA, avec une predominance non exclusive de M1 (31 %) (tableau II). • Les streptocoques de groupe A produisent des exoenzymes qui participent a I'extension des lesions (tableau III) : - streptolysine 0 (SLO), proteine active en anaerobiose qui agit en destabilisant les membranes cellulaires et en detruisant les erythrocytes et les polynucleaires ; - streptolysine S (SLS) qui entraine aussi une lyse osmotique des cellules ; - streptodornase (DNase) qui contribue a I'extension des lesions et qui degrade I'ADN cellulaire ; - nicotinamide adenine dinucleotidase (NADase) ; - streptokinase qui clive plasminogene et plasmine et done hydrolyse la fibrine des caillots ; - C5a peptidase qui inactive Ie complement au niveau des voies classique et alterne du complement; - IgA protease qui degrade les IgA secretoires et permet ainsi l'adherence ; - hyaluronidase qui favorise la diffusion dans les tissus.
L'erysipele : donnees microbiologiques et pathogeniques
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Cette liste d'exoenzymes n'est pas limitative (amylases, esterases,..). • Les streptocoques de groupe A produisent des exotoxines [12-14] variees telles que la toxine erythrogene, les toxines impliquees dans la fievre scarlatiniforme, et les exotoxines pyrogenes streptococciques (SPE) (tableau IV). Ces SPE sont au nombre de quatre : SPE.A, SPE.B, SPEC et SPE.F. Les genes codant les SPE.A et SPEC sont introduits dans les streptocoques par conversion phagique, alors que SPE.B et SPE.F sont presents sur Ie chromosome de toutes les souches de S. pyogenes. La proteine SPE.A est la plus connue, synthetisee et secretee sous forme de precurseur, elle doit etre clivee pour donner naissance a une forme active de la toxine. SPEB provoque des lesions cellulaires en synergie avec les constituants de paroi du streptocoque et la streptolysine O. Les SPE sont responsables de I'eruption, mais aussi du choc toxique. Ces toxines sont des superantigenes qui provoquent une activation polyclonale des cellules T avec liberation de mediateurs inflammatoires qui induisent ensuite la secretion de mediateurs a partir de monocytes, macrophages, polynucleaires, plaquettes et cellules endotheliales, A titre indicatif, une -etude canadienne [14] a montre une synthese independante de ces differentes exotoxines chez des souches de S. pyogenes : SPE.A : 34 % ; SPE.B : 99 % ; SPE.C : 29 % et 100 % pour la streptolysine 0 (SLO). La production varie avec le type de pathologie, SPE.A a une frequence decroissante en allant de la scarlatine (81 %), aux infections severes (43 %) et aux pharyngites (19 %). Le travail de Norrby et al. [9] a montre que tres peu de souches d'erysipeles possedaient Ie gene speA : 10 %, alors que les genes speB et speC sont presque constamment retrouves dans les isolats.
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Au total, les souches de S. pyogenes res ponsabIes d'erysipele ne montrent pas de clonalite avec une grande diversite de type M et une presence peu frequente du gene speA contrairement semble-toil aux souches impliquees dans le toxic shock syndrom [15]. La physiopathologie des recidives reste mal documentee, Streptococcus dysgalactiae sp, equisimilis (groupes C et G)
Ces souches sont mal individualisees et il a ete propose [16] de les regrouper (groupes C et G), qu'elles soient d'origine humaine ou animale, qu'elles soient ou non ~-hemolytiques,en une seule espece Streptococcus dysgalactiae sp. equisimilis. La place des streptocoques G dans les erysipeles semble importante [17-20]. De nombreuses souches produisent des streptolysines 0 et S (tableau III), quelques-unes de la streptokinase, de la neuraminidase, voire des esterases, Certaines souches de S. equisimilis synthetisent de la hyaluronidase et une proteinase. A noter que les streptocoques de groupe C produisent tout comme ceux de groupe A une capsule faite d'acide hyaluronique qui s'oppose a la phagocytose. Staphylococcus aureus
Differentes substances cytotoxiques, voire cytolytiques produites par S. aureus (hemolysines a et 8...) detruisent les proteines, I'acide hyaluronique ou I'ADN. D'autres sont epidermolytiques (exfoliatine), sans oubJier la toxine du syndrome de choc toxique (TSST) responsable de rash erythernateux avec ou sans desquamation [12] (tableau IV). D'autres substances inhibent la phagocytose ou detruisent les leucocytes telle la leucocidine. Certains constituants comme Ie peptidoglycane et les acides teichoiques induisent la secretion de cytokines. Tous ces elements font que S. aureus seul ou associe a des streptocoques ~-hemolytiques est susceptible de jouer un role dans les erysipeles ou des pathologies apparentees [7]. Pseudomonas aeruginosa
Cette espece produit une hemolysine thermostable cytotoxique, une phospholipase C qui produit une reaction inflammatoire erythemateuse chez l'animal (ressemblant a certaines formes cutanees observees chez I'homme), des proteases responsables de destructions tissulaires, une exoenzyme S qui peut entrainer une interruption de la barriere epitheliale ; de merne, un facteur de permeabilite vasculaire responsable d'une reaction erythernateuse a ete decrit,
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Plusieurs substances peuvent alterer la fonction phagocytaire telle l'exotoxine A, une leucocidine. On voit done que , outre l'ecthyma gangrenosum, P. aeruginosa possede tout un equipement enzymatique et fabrique diverses toxines susceptibles d'intervenir dans des tableaux erysipelas-like ou dans d'authentiques tableaux d'erysipele, seul ou en association avec notamment des streptocoques ~-hemo Iytiques. DIAGNOSTIC DIRECT
laire et une homogeneisation suffisante. Celles-ci peuvent etre obtenues en utilisant, par exemple, des microbroyeurs de tissus. La mise en culture sera effectuee sur des milieux solides (gelose columbia au sang et gelose au sang cuit incubees en atmosphere sous CO 2 , gelose columbia au sang incubee en anaerobiose) et liquide (bouillon Schaedler, bouillon cceur-cervelle) permettant la croissance des bacteries exigeantes et des streptocoques. Les milieux seront incubes 48 heures a 37°C et leur incubation eventuellement prolongee cinq jours en cas de culture negative. A partir du produit hornogeneise ou d'une empreinte, un frottis sera confectionne puis colore par la technique de Gram.
Le diagnostic bacteriologique des erysipeles est difficile, II repose classiquement sur des techniques de bacteriologic directe (examen direct et culture) et sur des examens serologiques, L'absence d'isolement de I'agent pathogene a partir des lesions cutanees dans une proportion importante a entraine la mise au point de techniques specifiques non conventionnelles permettant la mise en evidence d'antigenes par agglutination de particules de latex et par immunofluorescence directe sur biopsie et par la detection de genome des bacteries les plus frequemment rencontrees [I, 6, 21].
Ecouvillon de gorge Seuls les streptocoques ~-hemolytiques sont recherches sur un milieu selectif (gelose au sang columbia it l'acide nalidixique).
Mise en evidence de I'agent etiologique par culture
Hemocultures
Prelevements
Les flacons d'hernoculture classiques (Hemolines') ou geres par des automates (Biolvlerieux, Becton Dickinson, Organon Tecknika) presentent des performances de croissance comparables. La detection est cependant amelioree par la detection automatique . Pour chaque ponction, un flacon aerobie et un flacon anaerobic seront ensemences. La duree d'incubation et d'observation des hemocultures est de cinq jours. Les flacons detectes positifs seront repiques sur les memes milieux solides que les prelevements cutanes, Le releve des performances de la culture dans la litterature rend compte d'une grande disparite due a des donnees bacteriologiques partielies qui ne permettent pas toujours une analyse fine des resultats, L'autre difficulte, lors de I'analyse des donnees des travaux anglo-saxons est l'absence de distinction entre erysipeles et cellulites qui sont regroupes sous Ie meme vocable cellulitis [23]. Les prelevements cutanes (biopsies cutanees, aspirations de serosites) sont de rendement variable pour ce qui est des cultures (15 a 75 %) suivant les auteurs [1,6,24-26]. Une origine streptococcique est retrouvee majoritairement dans ces etudes. Staphylococcus aureus est isole souvent en association avec une autre bacterie, Les cultures realisees par Chartier et Grosshans [27} a partir de simples ecouvillonnages de lesions cutanees ont ete positives dans moins de 30 % des cas (102/379). L'origine streptococcique (53 %) reste
Les prelevernents au niveau de l'erysipele sont pratiques par biopsie punch de 4 mm de diametre ou par aspiration de serosite a I'aide d'une seringue rnontee d'une aiguille. La recherche d'une porte d'entree cutanee devra etre effectuee et, si elle existe, elle sera prelevee a I'aide d'un ecouvillon. II apparait souhaitable de pratiquer, parallelernent au prelevernent cutane et avant toute antibiotherapie, une serie d'hemocultures qui permettra d'augmenter les chances d'isolement de l'agent etiologique,
Examen direct et culture Biopsie cutanee et ecouvillonnage du fond de punch L'examen direct apres coloration de Gram permet la mise en evidence des bacteries et une orientation de genre. Cette methode rapide possede une sensibilite qu i est dependante de la densite bacterienne. Dans l'erysipele, I'examen direct realise a partir des prelevements cutanes est Ie plus souvent negatif [22]. De plus, cet examen peut etre trompeur, notamment lorsqu'il s'agit de distinguer sur des biopsies des cocci a Gram positif evocateurs de streptocoques ou de staphylocoques. Les performances (sensibilite et surtout specificite) sont ameliorees par I'utilisation d'anticorps fluorescents diriges contre des structures parietales et seront detaillees ulterieurernent. La principale ditficulte avant d'ensernencer une biopsie cutanee est d'obtenir une dissociation tissu-
Ecouvillon des portes d'entree cutanees La mise en culture de ces prelevernents sera effectuee sur les memes milieux que la biopsie.
L'erysipele : donnees microbiologiques et pathogeniques
predominante dans les lesions cutanees, Des souches de S. aureus ont ete isolees dans 16 % des prelevements, des bacilles a Gram negatif dans 12 % et une flore cutanee normale dans 10 % [27]. Les prelevements locaux (lesions cutanees et porte d'entree) se sont reveles positifs dans 66 % des 38 cas avec une etiologie staphylococcique plus frequente (48 %). Parmi les streptocoques, les streptocoques du groupe A sont les plus frequernment isoles suivis par les streptocoques du groupe G [2,3,27, 28]. Les cultures realisees a partir des prelevernents cutanes sont contaminees par une flore commensale dans 10 % des cas et par des bacilles a Gram negatif dans 12 % [28]. Les donnees de la litterature sur l'apport de la recherche d'une porte d'entree streptococcique oropharyngee montrent un rendement tres faible « 1 %) de prelevements positifs [28]. Recherche d'antigenes La recherche d'antigenes bacteriens dans le cadre des erysipeles est limitee au genre Streptococcus. Cette recherche est basee sur la detection d'antigenes extractibles de differentes specificites du polyoside C. Le polyoside C ou polysaccharide C est une structure parietale du streptocoque qui permet par sa composition et ses proprietes antigeniques de classer les streptocoques en groupes (classification de Lancefield). Les groupes les plus frequemment rencontres en bactertotcgie medicate sont les groupes A, C, G (responsables de septicernies et d'infections cutaneornuqueuses) et le groupe B (infections fretomaternelles) . Le polyoside C de groupe D est un antigene present chez certains streptocoques et chez les enterocoques. Les autres groupes de la classification ne sont pas recherches en pratique courante. La technique de mise en evidence des antigenes extractibles s'effectue en deux etapes, Dans une premiere phase, l'antigene est extrait soit par une methode chimique, soit, le plus souvent, par une methode enzymatique, puis la presence de l'antigene est revelee par agglutination de particules de latex sensibilisees ou par ELISA.
Mise en evidence des streptocoques par immunofluorescence directe a partir des coupes de biopsie cutanee Apres congelation de la biopsie cutanee dans l'azote liquide, des coupes semi-fines de 4 mm sont realisees. Chaque coupe ou frottis confectionne a partir d'ecouvillonnage est incube avec des serums de lapin polyclonaux contenant des anticorps diriges Contre le polyoside C de specificite A, C, D ou G couples avec l'isothiocyanate de fluoresceine (Difco Laboratoires, Detroit, Michigan). A l'examen, a l'aide d'un microscope a fluorescence,la presence de
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streptocoques (particules fluorescentes de 1 urn) a ete evaluee semi-quantitativement de 0 a 3 + selon la densite bacterienne [1]. La sensibilite de cette technique a ete evaluee a partir de cultures de differentes especes de streptocoques, de staphylocoques et de bacilles a Gram negatif, Aucune reaction croisee n'a ete mise en evidence. Les resultats de la premiere etude ont montre la presence d'antigenes streptococciques chez 17 des 27 patients atteints d 'erysipele [1]. Chez huit des 17 patients pour lesquels la bacteriologie des prelevements cutanes etait positive.Ia specificite des anticorps etait en concordance avec les resultats de la culture. Dans trois cas, la detection d'antigenes a l'aide d'anticorps fluorescents antigroupe A a permis de suspecter une etiologic streptococcique (S: pyogenes). L'association des donnees de bacteriologic conventionnelle avec celles obtenues avec la detection a l'aide d'anticorps fluorescents a permis de determiner une origine streptococcique chez 19 des 27 patients atteints d'erysipele. Le streptocoque du groupe A a ere implique dans 13 cas, Ie groupe G dans quatre cas et les groupes B et C dans un cas chacun. La sensibilite de cette technique a ete estimee dans cette etude a 70 %. Ce resultat a ete confirme (64 %) par la merne equipe lors d'une etude plus importante comprenant 174 patients atteints d'erysipele [26] et lors d'une etude plus recente (70 %) [29]. Cette technique n'est actuellement realisable qu 'apres preparation des serums parce que ceux-ei ne sont plus cornmercialises, Des recherches de S. aureus par immunofluorescence ont donne des resultats interessants, mais on ne dispose pas actuellement d'anticorps comrnercialises performants.
Mise en evidence d'antigenes streptococciques d'agglutination avec des partlcules de latex sensibllisees apartir de blopsie cutanee ou apres aspiration de pus
a l'aide d'une technique
Un fragment d'echantillon cutane digere par la pronase et la trypsine pendant 4 heures a 37°C est ensuite centrifuge afin de permettre l'extraction du polyoside C du streptocoque. La detection des antigenes des groupes A , B, C, D et G a ere ensuite entreprise sur le surnageant a l'aide d'une goutte de differents latex - Slidex Streptokit (Biolvlerieux), Streptex (Wellcome) et latex experimental (Biolvlerieux) - mise en contact avec une goutte d'extrait. Les resultats ont ete exprimes semi-quantitativement de 0 a 4 + selon l'intensite de la reaction [6]. La detection d'antigenes a partir de biopsies a etc positive dans sept des 12 cas d'erysipele (cinq appartenaient au groupe A, un au groupe C et un au groupe G). Dans quatre des 12 cas, la specificite de groupe etait en concordance avec l'espece de
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F. Den is et al.
streptocoque isole en culture. Lors d'une seconde etude [26], la me me equipe a obtenu des resultats equivalents puisque I'agglutination a I'aide de latex a ete contributive pour dix des 21 biopsies pre levees chez des patients atteints d'erysipele [26]. L'utitisation d'un coffret cornmercialise pour la detection de streptocoques de groupe A a partir d'echantillons oropharynges (Culturette Brandt Group A Rapid Strep 10, Marion Laboratories, Kansas City, Missouri) a ete appliquee a des ecouvillonnages recueillis sur des lesions superficielles de pyodermites chez 129 patients [30]. Les resultats ont montre une specificite de 96 % et une sensibilite de 94 %. Les coffrets de recherche d'antigene de groupe des streptocoques par technique ELISA sur membrane, developpes pour les prelevernents oropharynges [31], n'ont pas ete evalues sur les prelevements de biopsie cutanee. Vne etude prospective pour evaluer cette application aux biopsies et aspirations serait interessante a mettre en place. Detection du genome bacterien La detection du genome bacterien presente deux interets majeurs. En effet, it permet un diagnostic dans des situations cliniques particulieres (traitement antibiotique precoce, bacteries deficientes ou non cultivables par les methodes classiques de culture) et contribue a mieux comprendre certains mecanismes physiopathologiques. La detection de fragments d'acides nucleiques ou de genome est effectuee par hybridation a l'aide de sondes et par amplification. La detection d'un fragment de genome caracteristique d'un groupe bacterien, d'une espece ou d'un serotype est realisable apres amplification genique, a partir de differents produits pathologiques, notamment les biopsies cutanees, Technique L'etape d'extraction de I'ADN avant amplification est une etape importante. Divers travaux ont mis au point des techniques d'extraction d' ADN a partir de tissus cutanes [32, 33]. Le principe de la technique d'amplification genique ou PCR consiste a amplifier une sequence nucleotidique d' ADN specifique et connue en ayant recours a 30 a 40 cycles. La specificite du produit d'amplification est veriflee, Ie plus souvent par hybridation, a l'aide d'une sonde interne au segment arnplifie ou apres etude du profil de digestion par des enzymes de restriction. La specificite du produit obtenu peut etre egale ment verifiee a l'aide d'une seconde PCR utilisant des amorces internes complementaires du premier produit d'amplification (PCR nichee),
Donnees de /a litterature Vne seule etude de detection du streptocoque A a partir de biopsies cutanees obtenue chez des patients atteints de fasciites necrosantes a ete publiee [21]. La detection du gene chromosomique speB codant pour la toxine erythrogone B present chez toutes les souches de streptocoque du groupe A a ete effectuee sur des biopsies digerees par la proteinase K et dont I'ADN a ete extrait ensuite par melange phenolchloroforme. Apres amplification, le produit obtenu est digere a I'aide d'une enzyme de restriction HinfI afin de s'assurer de la specificite de la technique. Les resultats obtenus dans cette etude ant montre que la PCR a ete positive pour taus les echantillons des dix patients atteints de fasciite necrosante a streptocoque du groupe A. Aucune investigation par des techniques de biologie moleculaire concernant les erysipeles n'a ete publiee. Dans le cadre d'un travail personnel (manuscrit en cours de preparation), nous avons effectue une etude afin d'optimiser un systerne de detection des streptocoques A , C, et G et de S. aureus sur un panel de biopsies cutanees apres amplification genique, Ce travail avait comme objectif de preciser Ie role exact de S. aureus et de diminuer Ie nombre de dermohypodermites bacteriennes sans etiologic bacterienne. Les biopsies ant ete prelevees chez 35 patients presentant une dermo-hypodermite bacterienne et parallelernent chez cinq patients controles ne presentant pas d'infection cutanee, Apres extraction de l' ADN, la detection des genes speB, slo, nuc et femA [14, 34-37] codant respectivement pour la toxine erythrogene de S. pyogenes, la streptolysine 0 des streptocoques A, C et G, la thermonuclease de S. aureus, et pour une proteine intervenant dans I'expression de la resistance a la meticilline de S. aureus, a ete realisee par amplification genique, La specificite des produits d'amplification des sequences speB, slo, femA a ere effectuee par une technique de PCR nichee et par hybridation pour Ie gene nuc. Parmi les 35 biopsies prelevees chez des patients presentant une dermo-hypodermite bacterienne, 13 biopsies se sont revelees positives avec le systerne speB et/ou slo et sept biopsies avec les systernes femA et/ou nuc (S. aureus). Vne seule biopsie etait positive avec les systemes speB, slo et femA. La culture de I'ecouvillonnage du fond de biopsie etait negative pour toutes les biopsies exceptee une (streptocoque du groupe G). La comparaison des resultats avec ceux obtenus par la detection par immunofluorescence directe des streptocoques A. C et G (polyoside C) a montre une faible sensibilite (44 %) de la PCR, Iimitant I'interet de cette technique dans cette pathologie. En revanche, l'utilisa-
L'erys ipele : donnees microbiologiques et pathogeniques
tion des peR femA et nuc pour la detection de S. aureus semble d'autant plus interessante qu'aucune technique de detection immunologique sur biopsie n'est disponible. La detection du genome de S. aureus pourrait etre arnelioree a l'aide de la technique decrite recernment par Krimmer et a1. [38] qui permet de detecter une sequence de I'ARN 16S par amplification genique et hybridation. SERODIAGNOSTICS
Le diagnostic serologique des infections cutanees est limite a la detection d'anticorps diriges contre des antigenes streptococciques et staphylococciques. Serologie streptococcique Le diagnostic d'infection streptococcique et de ses complications aseptiques n 'est pas toujours aise. Comme nous l'avons indique precedemment, la mise en evidence par culture de la bacterie est souvent infructueuse. Aussi la reaction immunitaire vis-a-vis des divers antigenes streptococciques peut etre Ie seu] stigmate d'une infection par Ie streptocoque du groupe A ou par d'autres streptocoques ~-hemo Iytiques produisant des antigencs communs (tableau Ill). Cependant Ie diagnostic serologique a un interet pratique relatif du fait de son manque de specificite (si on prend en compte I'elevation du titre des anticorps vis-a-vis d'un seul antigene) et du delai necessaire pour objectiver la seroconversion, De plus, il est possible qu'une antibiotherapie precoce empeche l'elevation des taux d'anticorps. En pratique, on doit rechercher en parallele l'elevation du taux serique des anticorps neutralisants correspondant a I'une ou I'autre des exoproteines streptococciques. Les tests les plus utilises sont la determination du taux des anticorps antistreptolysine (ASLO) et celui des anticorps antidesoxyribonUclease B (ADNase B). Le titrage des anticorps ant ihyaluronidase (AHA), antistreptokinase (ASK) et anti-NADase (ANADase) est peu ou pas utilise. Celui des anticorps antiproteinase, antitoxine erythrogene A ou antiantigenes cellulaires (proteine M et polyoside C) n'a ete effectue que dans le cadre de certaines recherches.
Anticorps antistreptolyslne 0 Le titrage des anticorps antistreptolysine (ASLO) repose sur la neutralisation du pouvoir hernolytique de la streptolysine O. L'interpretation des resultats necessite la connaissance de la cinetique des anticorps: les ASLO apparaissent apres le dixie me jour d'une infection aigue , atteignent un taux maximal Vers la 3-4e semaine et demeurent a un taux faible entre Ie troisierne et Ie 12e mois. Cette cinetique est
303s
acceleree en cas d'infections repetees, En ce qui concerne les infections cutanees, les ASLO sont en theorie rarement elevees, Le titre «normal» d' ASLO est < 200 Vl/mL. Ce titre seuil permet d'eliminer les taux faibles d' ASLO retrouves dans une population generale. L'evolution du titre des ASLO a 15 jours d'intervalle reste tres utile lars d'une infection evolutive. II faut noter que les ASLO peuvent etre elevees dans des infections a streptocoque du groupe C au du groupe G.
Antistreptodornase (antidesoxyribonuclease B) Parmi les anticorps anti enzymes, seul Ie titrage des antistreptodornases est utilise en routine. Le titre de ces anticorps est pratiquement toujours augmente dans les infections cutanees tandis que la detection des ASLO est souvent mise en defaut. Dans le cadre des infections cutanees, il semble done necessaire d'associer Ie titrage des ASLO avec celui des antistreptodornases sur deux serums preleves a 15 jours d'intervalle, L'apport de la serologic streptococcique est detaille dans une revue de la Iitterature (tableau V). Bien que les antistreptodornases et antihyaluronidases soient c1assiquement plus sensibles que res antistreptolysines 0 (ASLO) pour les infections cutanees, une meilleure sensibilite des ASLO est generalement observee dans Ie cas particulier de l'erysipele, avec des resultats variant entre 36 et 58 % de positivite. Cependant, les etudes serologiques realisees chez les patients atteints d'erysipele montrent des resul tats positifs dans plus d'un cas sur deux. Serologle staphylococclque Seule la recherche des anticorps antistaphylolysine (a hernolysine staphylococci que ) est effectuee en routine. Le titre des antistaphylolysines est augmente dans les maladies staphylococciques typiques (furoncle, acne, osteomyelite). Le seuil de positivite est de 1 UI/mL. En pratique, un test de depistage est realise sur un serum pur a "aide de reactif titre (agglutination de particules de latex). Un titrage par dilution du serum est realise sur ehaque serum positif. Aueune donnee concernant l'interet des antistaphylolysines dans le diagnostic etiologique des erysipeles n'est disponible dans la litterature ; par ailleurs, on manque de recul pour juger de l'apport eventuel du dosage des anticorps antiacides teichoiques plus specifique. CONCLUSION Malgre le manque d'homogeneite des series et de clarte concernant les techniques utilisees, il a semble interessant de synthetiser les travaux publics portant
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sur le diagnostic etiologique des erysipeles, en tentant d'apprecier la sensibilite des differentes techniques (tableau VI). Les hernocultures sont peu performantes mais permettent un diagnostic de certitude; les techniques de culture sont certainement ameliorables. La recherche d'antigenes par immunofluorescence et recherche d'antigenes extractibles est rentable et peut-etre perfectible en utilisant des techniques ELISA ou d'immunochrornatographie, Les techniques serologiques ont une specificite discutable et les resultats doivent etre interpretes avec prudence. Le diagnostic bacteriologique precis des erysipeles demeure difficile [41]. L'amelioration de ce diagnostic reposera probablement sur le developpement de techniques de biologie moleculaire pour mettre en evidence Ie genome des bacteries arrivant en premiere ligne tels les streptocoques p-hemolytiques (A, G...). Ces techniques devraient permettre egalement de preciser le role de Staphylococcus aureus. Pour cette espece, on ne peut actuellement trancher pour savoir s'il s'agit d'un agent etiologique des
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Med Mal Infect 2000 ; 30 Suppl4 : 296-305 © 2000 Editions scientiflques et medicales Elsevier SAS. Tous droits reserves
L'erysipele : donnees microbiologiques et pathogeniques F. Denis, C. Martin, M.e. Ploy Departement de bacteriologie, virologie, hygiene, CHU Dupuytren, 87042 Limoges, France
Resume Le rOle[oue par Streptococcus pyogenes dans l'etloloqle des eryslpeles ne fait pas de doute et les facteurs de virulence de cette espece commencent etre bien cernes. En revanche, la place de Staphylococcus aureus seul, ou assocle S. pyogenes, est encore bien mal comprise. Les autres etiologies sont rares. Les differentes methodes de diagnostic et leurs performances, qu'il s'agisse de diagnostic direct (examen direct, culture, recherche d'antigenes ou de genome...) sur prelevements locaux ou sur d'autres prelevements (gorge, hernoculture) ou de serodlaqnostlcs, sont passees en revue. En combinant to utes les approches de diagnostic, 20 % des eryslpeles demeurent sans etiologie. © 2000 Editions scientifiques et rnedicales Elsevier SAS
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erysipele I Streptococcus pyogenes
Summary - Erysipelas: microbiological and pathogenic data. Streptococcus pyogenes is considered as the primary cause of erysipelas and the virulence factors of this species are reviewed. The role of Staphylococcus aureus alone or associated with Streptococcus pyogenes remains unclear. Other etiologies are infrequent. Several techniques were used to detect bacteria (direct examination, culture, antigen or genome assay) in local samples (needle aspiration, swab...), in others sites (throat, blood cultures), or specific antibodies. The performance of the various diagnosis methods is evaluated. Despite the combination of 2 or more methods, the etiology remains unknown in almost 20% of the cases. © 2000 Editions scientifiques et medtceies Elsevier SAS erysipelas I Streptococcus pyogenes
Dermo-hypodermite Iocalisee, l'erysipele est une infection bacterienne c1assiquement due it Streptococcus pyogenes, Iavorisee par une stase veinoIymphatique (insuffisance veineuse, lymphcederne congenital ou acquis), un traumatisme, l'obesite ou plus rarement une maladie generale (diabete, neoplasie...). II se caracterise par un caractere tres inflammatoire et des lesions frequemment recidivantes (dans pres d'un tiers des cas). L'erysipele peut etre localise aux membres inferieurs (85-90 %), it la face (10 %), mais d'autres Iocalisations plus rares sont signalees (cuir chevelu, orifices naturels du tronc...).
ETIOLOGIE Les etiologies bacteriennes sont precisees dans une proportion tres variable d'une etude it l'autre (de 4 % a 79 %) en fonction des moyens mis en ceuvre. La part respective des differentes especes apparait dans Ie tableau I qui fait une synthese de la litterature. Toutes les etudes s'accordent a reconnaitre que la premiere espece bacterienne retrouvee a I'origine d'erysipele est Streptococcus pyogenes (streptocoque de groupe A ou SPA). D'autres streptocoques p-hemolytiques viennent ensuite, appartenant it d'autres groupes : B, C ou G.
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Diffusion des enzymes et exotoxines
II faut signaler la place importante occupee par Ie groupe G rap portee aussi bien par les auteurs des pays nordiques que par les Francais [1-4]. La presence d'autres streptocoques, Streptococcus pneumoniae et streptocoques de groupe D, a ete signalee, La place des staphylocoques, essentiellement de Staphylococcus aureus a ete certainement sousestimee (tableau I), mais il est parfois difficile de faire la part d'un reel pouvoir pathogene; ainsi dans l'etude multicentrique conduite par Bernard [5], si S. aureus est isole chez 22 patients sur 69, on peut considerer qu'il est en situation pathogene seulement pour 12 d'entre eux (17 %). Par ailleurs, des associations microbiennes ne sont pas exceptionnelles notamment entre streptocoques et staphylocoques ; ainsi sur une serie de 12 erysipeles, nous avions retrouve une etiologie streptococcique sept fois dont trois en association a S, aureus [6]. On ne peut que souscrire a l'hypothese emise par Bernard [7] d'une possible synergie entre streptocoques et S. aureus. Toutefois un portage cutaneornuqueux de S. aureus n'entraine pas de Surmorbidite dans les erysipeles a streptocoques du groupe A. Un certain nombre de bacilles a gram negatif (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter caleo«ceticus, enterobacteries...), parfois exigeants tel Haemophilus infiuen z ae, ont egalernent tHe retrouves dans des erysipeles seuls ou associes a d'autres bacteries notamment des cocci a Gram positif. D'autres especes peuvent etre a l'origine d'erysipeles ou de lesions erysipelas-like notamment dans un contexte de maladie de Lyme due a Borrelia burgdorferi et de bacteriemies a Campylobaeter jejuni (8J.
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Figure 1. Etapes physiopathologiues et support de virulence dans les erysipeles dus a Streptococcus pyogenes.
PHYSIOPATHOLOGIE Nous evoquerons successivement les mecanismes susceptibles d'intervenir dans la genese des erysipeles par les principales especes responsables. Streptococcus pyogenes (groupe A) (SPA) • Les streptocoques de groupe A (figure 1) sont proteges de la phagocytose par les polynucleaires grace it deux structures: la capsule (faite d'acides hyaluroniques) et les proteines M constituants externes de la paroi. Parmi ces proteines M, on distingue une subdivision en deux groupes, Ie groupe I avec des sequences repetitives, qui ne produit pas de facteur d'opacite (OF) et dont les souches sont associees au
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rhumatisme articulaire aigu (RAA) et Ie groupe II qui reunit des souches produisant un facteur d'opacite, ne possedant pas de sequences repetitives et non associees au RAA. On peut individualiser 100 serogroupes differents, Dans l'etude de Norrby et al. [9] etudiant des souches responsables d 'erysipele, iI apparait que 50 % des isolats produisent une reaction d'opacification du serum, les souches se repartissent done entre les deux groupes I et II (tableau II). • Les streptocoques de groupe A adherent et colonisent les cellules notamment de la peau grace aux : - acides lipoteichofques (ALT) qui recouvrent les fimbriae des streptocoques et se fixent sur les adh esines de la cellule hote ; - proteines M ; ces proteines dimeriques de surface interviendraient dans la seconde etape de l'adhesion en se fixant sur la fibronectine de la cellule cible
[10] ; - it noter que Norrby et al. [9] ont montre une
grande heterogeneite des groupes M retrouves sur
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les souches de SPA, avec une predominance non exclusive de M1 (31 %) (tableau II). • Les streptocoques de groupe A produisent des exoenzymes qui participent a I'extension des lesions (tableau III) : - streptolysine 0 (SLO), proteine active en anaerobiose qui agit en destabilisant les membranes cellulaires et en detruisant les erythrocytes et les polynucleaires ; - streptolysine S (SLS) qui entraine aussi une lyse osmotique des cellules ; - streptodornase (DNase) qui contribue a I'extension des lesions et qui degrade I'ADN cellulaire ; - nicotinamide adenine dinucleotidase (NADase) ; - streptokinase qui clive plasminogene et plasmine et done hydrolyse la fibrine des caillots ; - C5a peptidase qui inactive Ie complement au niveau des voies classique et alterne du complement; - IgA protease qui degrade les IgA secretoires et permet ainsi l'adherence ; - hyaluronidase qui favorise la diffusion dans les tissus.
L'erysipele : donnees microbiologiques et pathogeniques
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Cette liste d'exoenzymes n'est pas limitative (amylases, esterases,..). • Les streptocoques de groupe A produisent des exotoxines [12-14] variees telles que la toxine erythrogene, les toxines impliquees dans la fievre scarlatiniforme, et les exotoxines pyrogenes streptococciques (SPE) (tableau IV). Ces SPE sont au nombre de quatre : SPE.A, SPE.B, SPEC et SPE.F. Les genes codant les SPE.A et SPEC sont introduits dans les streptocoques par conversion phagique, alors que SPE.B et SPE.F sont presents sur Ie chromosome de toutes les souches de S. pyogenes. La proteine SPE.A est la plus connue, synthetisee et secretee sous forme de precurseur, elle doit etre clivee pour donner naissance a une forme active de la toxine. SPEB provoque des lesions cellulaires en synergie avec les constituants de paroi du streptocoque et la streptolysine O. Les SPE sont responsables de I'eruption, mais aussi du choc toxique. Ces toxines sont des superantigenes qui provoquent une activation polyclonale des cellules T avec liberation de mediateurs inflammatoires qui induisent ensuite la secretion de mediateurs a partir de monocytes, macrophages, polynucleaires, plaquettes et cellules endotheliales, A titre indicatif, une -etude canadienne [14] a montre une synthese independante de ces differentes exotoxines chez des souches de S. pyogenes : SPE.A : 34 % ; SPE.B : 99 % ; SPE.C : 29 % et 100 % pour la streptolysine 0 (SLO). La production varie avec le type de pathologie, SPE.A a une frequence decroissante en allant de la scarlatine (81 %), aux infections severes (43 %) et aux pharyngites (19 %). Le travail de Norrby et al. [9] a montre que tres peu de souches d'erysipeles possedaient Ie gene speA : 10 %, alors que les genes speB et speC sont presque constamment retrouves dans les isolats.
299s
Au total, les souches de S. pyogenes res ponsabIes d'erysipele ne montrent pas de clonalite avec une grande diversite de type M et une presence peu frequente du gene speA contrairement semble-toil aux souches impliquees dans le toxic shock syndrom [15]. La physiopathologie des recidives reste mal documentee, Streptococcus dysgalactiae sp, equisimilis (groupes C et G)
Ces souches sont mal individualisees et il a ete propose [16] de les regrouper (groupes C et G), qu'elles soient d'origine humaine ou animale, qu'elles soient ou non ~-hemolytiques,en une seule espece Streptococcus dysgalactiae sp. equisimilis. La place des streptocoques G dans les erysipeles semble importante [17-20]. De nombreuses souches produisent des streptolysines 0 et S (tableau III), quelques-unes de la streptokinase, de la neuraminidase, voire des esterases, Certaines souches de S. equisimilis synthetisent de la hyaluronidase et une proteinase. A noter que les streptocoques de groupe C produisent tout comme ceux de groupe A une capsule faite d'acide hyaluronique qui s'oppose a la phagocytose. Staphylococcus aureus
Differentes substances cytotoxiques, voire cytolytiques produites par S. aureus (hemolysines a et 8...) detruisent les proteines, I'acide hyaluronique ou I'ADN. D'autres sont epidermolytiques (exfoliatine), sans oubJier la toxine du syndrome de choc toxique (TSST) responsable de rash erythernateux avec ou sans desquamation [12] (tableau IV). D'autres substances inhibent la phagocytose ou detruisent les leucocytes telle la leucocidine. Certains constituants comme Ie peptidoglycane et les acides teichoiques induisent la secretion de cytokines. Tous ces elements font que S. aureus seul ou associe a des streptocoques ~-hemolytiques est susceptible de jouer un role dans les erysipeles ou des pathologies apparentees [7]. Pseudomonas aeruginosa
Cette espece produit une hemolysine thermostable cytotoxique, une phospholipase C qui produit une reaction inflammatoire erythemateuse chez l'animal (ressemblant a certaines formes cutanees observees chez I'homme), des proteases responsables de destructions tissulaires, une exoenzyme S qui peut entrainer une interruption de la barriere epitheliale ; de merne, un facteur de permeabilite vasculaire responsable d'une reaction erythernateuse a ete decrit,
300s
F. Denis et al.
Plusieurs substances peuvent alterer la fonction phagocytaire telle l'exotoxine A, une leucocidine. On voit done que , outre l'ecthyma gangrenosum, P. aeruginosa possede tout un equipement enzymatique et fabrique diverses toxines susceptibles d'intervenir dans des tableaux erysipelas-like ou dans d'authentiques tableaux d'erysipele, seul ou en association avec notamment des streptocoques ~-hemo Iytiques. DIAGNOSTIC DIRECT
laire et une homogeneisation suffisante. Celles-ci peuvent etre obtenues en utilisant, par exemple, des microbroyeurs de tissus. La mise en culture sera effectuee sur des milieux solides (gelose columbia au sang et gelose au sang cuit incubees en atmosphere sous CO 2 , gelose columbia au sang incubee en anaerobiose) et liquide (bouillon Schaedler, bouillon cceur-cervelle) permettant la croissance des bacteries exigeantes et des streptocoques. Les milieux seront incubes 48 heures a 37°C et leur incubation eventuellement prolongee cinq jours en cas de culture negative. A partir du produit hornogeneise ou d'une empreinte, un frottis sera confectionne puis colore par la technique de Gram.
Le diagnostic bacteriologique des erysipeles est difficile, II repose classiquement sur des techniques de bacteriologic directe (examen direct et culture) et sur des examens serologiques, L'absence d'isolement de I'agent pathogene a partir des lesions cutanees dans une proportion importante a entraine la mise au point de techniques specifiques non conventionnelles permettant la mise en evidence d'antigenes par agglutination de particules de latex et par immunofluorescence directe sur biopsie et par la detection de genome des bacteries les plus frequemment rencontrees [I, 6, 21].
Ecouvillon de gorge Seuls les streptocoques ~-hemolytiques sont recherches sur un milieu selectif (gelose au sang columbia it l'acide nalidixique).
Mise en evidence de I'agent etiologique par culture
Hemocultures
Prelevements
Les flacons d'hernoculture classiques (Hemolines') ou geres par des automates (Biolvlerieux, Becton Dickinson, Organon Tecknika) presentent des performances de croissance comparables. La detection est cependant amelioree par la detection automatique . Pour chaque ponction, un flacon aerobie et un flacon anaerobic seront ensemences. La duree d'incubation et d'observation des hemocultures est de cinq jours. Les flacons detectes positifs seront repiques sur les memes milieux solides que les prelevements cutanes, Le releve des performances de la culture dans la litterature rend compte d'une grande disparite due a des donnees bacteriologiques partielies qui ne permettent pas toujours une analyse fine des resultats, L'autre difficulte, lors de I'analyse des donnees des travaux anglo-saxons est l'absence de distinction entre erysipeles et cellulites qui sont regroupes sous Ie meme vocable cellulitis [23]. Les prelevements cutanes (biopsies cutanees, aspirations de serosites) sont de rendement variable pour ce qui est des cultures (15 a 75 %) suivant les auteurs [1,6,24-26]. Une origine streptococcique est retrouvee majoritairement dans ces etudes. Staphylococcus aureus est isole souvent en association avec une autre bacterie, Les cultures realisees par Chartier et Grosshans [27} a partir de simples ecouvillonnages de lesions cutanees ont ete positives dans moins de 30 % des cas (102/379). L'origine streptococcique (53 %) reste
Les prelevernents au niveau de l'erysipele sont pratiques par biopsie punch de 4 mm de diametre ou par aspiration de serosite a I'aide d'une seringue rnontee d'une aiguille. La recherche d'une porte d'entree cutanee devra etre effectuee et, si elle existe, elle sera prelevee a I'aide d'un ecouvillon. II apparait souhaitable de pratiquer, parallelernent au prelevernent cutane et avant toute antibiotherapie, une serie d'hemocultures qui permettra d'augmenter les chances d'isolement de l'agent etiologique,
Examen direct et culture Biopsie cutanee et ecouvillonnage du fond de punch L'examen direct apres coloration de Gram permet la mise en evidence des bacteries et une orientation de genre. Cette methode rapide possede une sensibilite qu i est dependante de la densite bacterienne. Dans l'erysipele, I'examen direct realise a partir des prelevements cutanes est Ie plus souvent negatif [22]. De plus, cet examen peut etre trompeur, notamment lorsqu'il s'agit de distinguer sur des biopsies des cocci a Gram positif evocateurs de streptocoques ou de staphylocoques. Les performances (sensibilite et surtout specificite) sont ameliorees par I'utilisation d'anticorps fluorescents diriges contre des structures parietales et seront detaillees ulterieurernent. La principale ditficulte avant d'ensernencer une biopsie cutanee est d'obtenir une dissociation tissu-
Ecouvillon des portes d'entree cutanees La mise en culture de ces prelevernents sera effectuee sur les memes milieux que la biopsie.
L'erysipele : donnees microbiologiques et pathogeniques
predominante dans les lesions cutanees, Des souches de S. aureus ont ete isolees dans 16 % des prelevements, des bacilles a Gram negatif dans 12 % et une flore cutanee normale dans 10 % [27]. Les prelevements locaux (lesions cutanees et porte d'entree) se sont reveles positifs dans 66 % des 38 cas avec une etiologie staphylococcique plus frequente (48 %). Parmi les streptocoques, les streptocoques du groupe A sont les plus frequernment isoles suivis par les streptocoques du groupe G [2,3,27, 28]. Les cultures realisees a partir des prelevernents cutanes sont contaminees par une flore commensale dans 10 % des cas et par des bacilles a Gram negatif dans 12 % [28]. Les donnees de la litterature sur l'apport de la recherche d'une porte d'entree streptococcique oropharyngee montrent un rendement tres faible « 1 %) de prelevements positifs [28]. Recherche d'antigenes La recherche d'antigenes bacteriens dans le cadre des erysipeles est limitee au genre Streptococcus. Cette recherche est basee sur la detection d'antigenes extractibles de differentes specificites du polyoside C. Le polyoside C ou polysaccharide C est une structure parietale du streptocoque qui permet par sa composition et ses proprietes antigeniques de classer les streptocoques en groupes (classification de Lancefield). Les groupes les plus frequemment rencontres en bactertotcgie medicate sont les groupes A, C, G (responsables de septicernies et d'infections cutaneornuqueuses) et le groupe B (infections fretomaternelles) . Le polyoside C de groupe D est un antigene present chez certains streptocoques et chez les enterocoques. Les autres groupes de la classification ne sont pas recherches en pratique courante. La technique de mise en evidence des antigenes extractibles s'effectue en deux etapes, Dans une premiere phase, l'antigene est extrait soit par une methode chimique, soit, le plus souvent, par une methode enzymatique, puis la presence de l'antigene est revelee par agglutination de particules de latex sensibilisees ou par ELISA.
Mise en evidence des streptocoques par immunofluorescence directe a partir des coupes de biopsie cutanee Apres congelation de la biopsie cutanee dans l'azote liquide, des coupes semi-fines de 4 mm sont realisees. Chaque coupe ou frottis confectionne a partir d'ecouvillonnage est incube avec des serums de lapin polyclonaux contenant des anticorps diriges Contre le polyoside C de specificite A, C, D ou G couples avec l'isothiocyanate de fluoresceine (Difco Laboratoires, Detroit, Michigan). A l'examen, a l'aide d'un microscope a fluorescence,la presence de
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streptocoques (particules fluorescentes de 1 urn) a ete evaluee semi-quantitativement de 0 a 3 + selon la densite bacterienne [1]. La sensibilite de cette technique a ete evaluee a partir de cultures de differentes especes de streptocoques, de staphylocoques et de bacilles a Gram negatif, Aucune reaction croisee n'a ete mise en evidence. Les resultats de la premiere etude ont montre la presence d'antigenes streptococciques chez 17 des 27 patients atteints d 'erysipele [1]. Chez huit des 17 patients pour lesquels la bacteriologie des prelevements cutanes etait positive.Ia specificite des anticorps etait en concordance avec les resultats de la culture. Dans trois cas, la detection d'antigenes a l'aide d'anticorps fluorescents antigroupe A a permis de suspecter une etiologic streptococcique (S: pyogenes). L'association des donnees de bacteriologic conventionnelle avec celles obtenues avec la detection a l'aide d'anticorps fluorescents a permis de determiner une origine streptococcique chez 19 des 27 patients atteints d'erysipele. Le streptocoque du groupe A a ere implique dans 13 cas, Ie groupe G dans quatre cas et les groupes B et C dans un cas chacun. La sensibilite de cette technique a ete estimee dans cette etude a 70 %. Ce resultat a ete confirme (64 %) par la merne equipe lors d'une etude plus importante comprenant 174 patients atteints d'erysipele [26] et lors d'une etude plus recente (70 %) [29]. Cette technique n'est actuellement realisable qu 'apres preparation des serums parce que ceux-ei ne sont plus cornmercialises, Des recherches de S. aureus par immunofluorescence ont donne des resultats interessants, mais on ne dispose pas actuellement d'anticorps comrnercialises performants.
Mise en evidence d'antigenes streptococciques d'agglutination avec des partlcules de latex sensibllisees apartir de blopsie cutanee ou apres aspiration de pus
a l'aide d'une technique
Un fragment d'echantillon cutane digere par la pronase et la trypsine pendant 4 heures a 37°C est ensuite centrifuge afin de permettre l'extraction du polyoside C du streptocoque. La detection des antigenes des groupes A , B, C, D et G a ere ensuite entreprise sur le surnageant a l'aide d'une goutte de differents latex - Slidex Streptokit (Biolvlerieux), Streptex (Wellcome) et latex experimental (Biolvlerieux) - mise en contact avec une goutte d'extrait. Les resultats ont ete exprimes semi-quantitativement de 0 a 4 + selon l'intensite de la reaction [6]. La detection d'antigenes a partir de biopsies a etc positive dans sept des 12 cas d'erysipele (cinq appartenaient au groupe A, un au groupe C et un au groupe G). Dans quatre des 12 cas, la specificite de groupe etait en concordance avec l'espece de
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F. Den is et al.
streptocoque isole en culture. Lors d'une seconde etude [26], la me me equipe a obtenu des resultats equivalents puisque I'agglutination a I'aide de latex a ete contributive pour dix des 21 biopsies pre levees chez des patients atteints d'erysipele [26]. L'utitisation d'un coffret cornmercialise pour la detection de streptocoques de groupe A a partir d'echantillons oropharynges (Culturette Brandt Group A Rapid Strep 10, Marion Laboratories, Kansas City, Missouri) a ete appliquee a des ecouvillonnages recueillis sur des lesions superficielles de pyodermites chez 129 patients [30]. Les resultats ont montre une specificite de 96 % et une sensibilite de 94 %. Les coffrets de recherche d'antigene de groupe des streptocoques par technique ELISA sur membrane, developpes pour les prelevernents oropharynges [31], n'ont pas ete evalues sur les prelevements de biopsie cutanee. Vne etude prospective pour evaluer cette application aux biopsies et aspirations serait interessante a mettre en place. Detection du genome bacterien La detection du genome bacterien presente deux interets majeurs. En effet, it permet un diagnostic dans des situations cliniques particulieres (traitement antibiotique precoce, bacteries deficientes ou non cultivables par les methodes classiques de culture) et contribue a mieux comprendre certains mecanismes physiopathologiques. La detection de fragments d'acides nucleiques ou de genome est effectuee par hybridation a l'aide de sondes et par amplification. La detection d'un fragment de genome caracteristique d'un groupe bacterien, d'une espece ou d'un serotype est realisable apres amplification genique, a partir de differents produits pathologiques, notamment les biopsies cutanees, Technique L'etape d'extraction de I'ADN avant amplification est une etape importante. Divers travaux ont mis au point des techniques d'extraction d' ADN a partir de tissus cutanes [32, 33]. Le principe de la technique d'amplification genique ou PCR consiste a amplifier une sequence nucleotidique d' ADN specifique et connue en ayant recours a 30 a 40 cycles. La specificite du produit d'amplification est veriflee, Ie plus souvent par hybridation, a l'aide d'une sonde interne au segment arnplifie ou apres etude du profil de digestion par des enzymes de restriction. La specificite du produit obtenu peut etre egale ment verifiee a l'aide d'une seconde PCR utilisant des amorces internes complementaires du premier produit d'amplification (PCR nichee),
Donnees de /a litterature Vne seule etude de detection du streptocoque A a partir de biopsies cutanees obtenue chez des patients atteints de fasciites necrosantes a ete publiee [21]. La detection du gene chromosomique speB codant pour la toxine erythrogone B present chez toutes les souches de streptocoque du groupe A a ete effectuee sur des biopsies digerees par la proteinase K et dont I'ADN a ete extrait ensuite par melange phenolchloroforme. Apres amplification, le produit obtenu est digere a I'aide d'une enzyme de restriction HinfI afin de s'assurer de la specificite de la technique. Les resultats obtenus dans cette etude ant montre que la PCR a ete positive pour taus les echantillons des dix patients atteints de fasciite necrosante a streptocoque du groupe A. Aucune investigation par des techniques de biologie moleculaire concernant les erysipeles n'a ete publiee. Dans le cadre d'un travail personnel (manuscrit en cours de preparation), nous avons effectue une etude afin d'optimiser un systerne de detection des streptocoques A , C, et G et de S. aureus sur un panel de biopsies cutanees apres amplification genique, Ce travail avait comme objectif de preciser Ie role exact de S. aureus et de diminuer Ie nombre de dermohypodermites bacteriennes sans etiologic bacterienne. Les biopsies ant ete prelevees chez 35 patients presentant une dermo-hypodermite bacterienne et parallelernent chez cinq patients controles ne presentant pas d'infection cutanee, Apres extraction de l' ADN, la detection des genes speB, slo, nuc et femA [14, 34-37] codant respectivement pour la toxine erythrogene de S. pyogenes, la streptolysine 0 des streptocoques A, C et G, la thermonuclease de S. aureus, et pour une proteine intervenant dans I'expression de la resistance a la meticilline de S. aureus, a ete realisee par amplification genique, La specificite des produits d'amplification des sequences speB, slo, femA a ere effectuee par une technique de PCR nichee et par hybridation pour Ie gene nuc. Parmi les 35 biopsies prelevees chez des patients presentant une dermo-hypodermite bacterienne, 13 biopsies se sont revelees positives avec le systerne speB et/ou slo et sept biopsies avec les systernes femA et/ou nuc (S. aureus). Vne seule biopsie etait positive avec les systemes speB, slo et femA. La culture de I'ecouvillonnage du fond de biopsie etait negative pour toutes les biopsies exceptee une (streptocoque du groupe G). La comparaison des resultats avec ceux obtenus par la detection par immunofluorescence directe des streptocoques A. C et G (polyoside C) a montre une faible sensibilite (44 %) de la PCR, Iimitant I'interet de cette technique dans cette pathologie. En revanche, l'utilisa-
L'erys ipele : donnees microbiologiques et pathogeniques
tion des peR femA et nuc pour la detection de S. aureus semble d'autant plus interessante qu'aucune technique de detection immunologique sur biopsie n'est disponible. La detection du genome de S. aureus pourrait etre arnelioree a l'aide de la technique decrite recernment par Krimmer et a1. [38] qui permet de detecter une sequence de I'ARN 16S par amplification genique et hybridation. SERODIAGNOSTICS
Le diagnostic serologique des infections cutanees est limite a la detection d'anticorps diriges contre des antigenes streptococciques et staphylococciques. Serologie streptococcique Le diagnostic d'infection streptococcique et de ses complications aseptiques n 'est pas toujours aise. Comme nous l'avons indique precedemment, la mise en evidence par culture de la bacterie est souvent infructueuse. Aussi la reaction immunitaire vis-a-vis des divers antigenes streptococciques peut etre Ie seu] stigmate d'une infection par Ie streptocoque du groupe A ou par d'autres streptocoques ~-hemo Iytiques produisant des antigencs communs (tableau Ill). Cependant Ie diagnostic serologique a un interet pratique relatif du fait de son manque de specificite (si on prend en compte I'elevation du titre des anticorps vis-a-vis d'un seul antigene) et du delai necessaire pour objectiver la seroconversion, De plus, il est possible qu'une antibiotherapie precoce empeche l'elevation des taux d'anticorps. En pratique, on doit rechercher en parallele l'elevation du taux serique des anticorps neutralisants correspondant a I'une ou I'autre des exoproteines streptococciques. Les tests les plus utilises sont la determination du taux des anticorps antistreptolysine (ASLO) et celui des anticorps antidesoxyribonUclease B (ADNase B). Le titrage des anticorps ant ihyaluronidase (AHA), antistreptokinase (ASK) et anti-NADase (ANADase) est peu ou pas utilise. Celui des anticorps antiproteinase, antitoxine erythrogene A ou antiantigenes cellulaires (proteine M et polyoside C) n'a ete effectue que dans le cadre de certaines recherches.
Anticorps antistreptolyslne 0 Le titrage des anticorps antistreptolysine (ASLO) repose sur la neutralisation du pouvoir hernolytique de la streptolysine O. L'interpretation des resultats necessite la connaissance de la cinetique des anticorps: les ASLO apparaissent apres le dixie me jour d'une infection aigue , atteignent un taux maximal Vers la 3-4e semaine et demeurent a un taux faible entre Ie troisierne et Ie 12e mois. Cette cinetique est
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acceleree en cas d'infections repetees, En ce qui concerne les infections cutanees, les ASLO sont en theorie rarement elevees, Le titre «normal» d' ASLO est < 200 Vl/mL. Ce titre seuil permet d'eliminer les taux faibles d' ASLO retrouves dans une population generale. L'evolution du titre des ASLO a 15 jours d'intervalle reste tres utile lars d'une infection evolutive. II faut noter que les ASLO peuvent etre elevees dans des infections a streptocoque du groupe C au du groupe G.
Antistreptodornase (antidesoxyribonuclease B) Parmi les anticorps anti enzymes, seul Ie titrage des antistreptodornases est utilise en routine. Le titre de ces anticorps est pratiquement toujours augmente dans les infections cutanees tandis que la detection des ASLO est souvent mise en defaut. Dans le cadre des infections cutanees, il semble done necessaire d'associer Ie titrage des ASLO avec celui des antistreptodornases sur deux serums preleves a 15 jours d'intervalle, L'apport de la serologic streptococcique est detaille dans une revue de la Iitterature (tableau V). Bien que les antistreptodornases et antihyaluronidases soient c1assiquement plus sensibles que res antistreptolysines 0 (ASLO) pour les infections cutanees, une meilleure sensibilite des ASLO est generalement observee dans Ie cas particulier de l'erysipele, avec des resultats variant entre 36 et 58 % de positivite. Cependant, les etudes serologiques realisees chez les patients atteints d'erysipele montrent des resul tats positifs dans plus d'un cas sur deux. Serologle staphylococclque Seule la recherche des anticorps antistaphylolysine (a hernolysine staphylococci que ) est effectuee en routine. Le titre des antistaphylolysines est augmente dans les maladies staphylococciques typiques (furoncle, acne, osteomyelite). Le seuil de positivite est de 1 UI/mL. En pratique, un test de depistage est realise sur un serum pur a "aide de reactif titre (agglutination de particules de latex). Un titrage par dilution du serum est realise sur ehaque serum positif. Aueune donnee concernant l'interet des antistaphylolysines dans le diagnostic etiologique des erysipeles n'est disponible dans la litterature ; par ailleurs, on manque de recul pour juger de l'apport eventuel du dosage des anticorps antiacides teichoiques plus specifique. CONCLUSION Malgre le manque d'homogeneite des series et de clarte concernant les techniques utilisees, il a semble interessant de synthetiser les travaux publics portant
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erysipeles a part entiere ou d'un simple agent de surinfection. L'association de plusieurs methodes de diagnostic semble necessaire pour porter un diagnostic etiologique qui reste encore inconnu dans 20 % des cas (germes non cultivables? infections decapitees ?).
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sur le diagnostic etiologique des erysipeles, en tentant d'apprecier la sensibilite des differentes techniques (tableau VI). Les hernocultures sont peu performantes mais permettent un diagnostic de certitude; les techniques de culture sont certainement ameliorables. La recherche d'antigenes par immunofluorescence et recherche d'antigenes extractibles est rentable et peut-etre perfectible en utilisant des techniques ELISA ou d'immunochrornatographie, Les techniques serologiques ont une specificite discutable et les resultats doivent etre interpretes avec prudence. Le diagnostic bacteriologique precis des erysipeles demeure difficile [41]. L'amelioration de ce diagnostic reposera probablement sur le developpement de techniques de biologie moleculaire pour mettre en evidence Ie genome des bacteries arrivant en premiere ligne tels les streptocoques p-hemolytiques (A, G...). Ces techniques devraient permettre egalement de preciser le role de Staphylococcus aureus. Pour cette espece, on ne peut actuellement trancher pour savoir s'il s'agit d'un agent etiologique des
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