Les bactéries anaérobies en pathologie osseuse

Mt’d Ma) Infect 0 2000 Editions

2000 : 30 SuppI : 97-101 scientifiques et mkdicales

Elsevier

SAS. Tous droits

r&erv&

Pathologie

Les backies

anakrobies

en pathologie

osseuse

osseuse

N. Desplaces H6pitd

de la Croix

Snint-Simon,

125. me d‘Avron,

75960

Pusis

cedes

20. Fruncr

R&urn6 Bien qu’ayant ete isolees il y a plus d’un siecle, les batteries anaerobies restent difficiles a cultiver et leur importance dans les infections osteoarticulaires est sous-estimee. Leur mise en evidence se heut-te a I’obtention de prelevements osteoarticulaires satisfaisants ainsi qu’a I’utilisation d’une methodologie au laboratoire permettant leur croissance delicate. L’interpretation des resultats bacteriologiques est facile lorsque la culture est pure et abondante, difficile lorsqu’une bacterie est isolee en petite quantite tardivement d’un prelevement unique et est encore plus difficile en cas d’association avec d’autres batteries aeroanaerobies. Des prelevements multiples permettent mieux d’interpreter les resultats. Ces infections osteoarticulaires acquises par inoculation directe (traumatique ou peroperatoire) par extension locale d’une infection contigue ou bien encore par voie hematogene, sont dues a de nombreuses batteries anaerobies ou microaerophiles. La recherche soigneuse des batteries anaerobies dans des prelevements de qualite devrait faire diminuer le nombre de resultats bacteriologiques rendus trop rapidement c et ameliorer la prise en charge de la therapeutique medicale de ces infections. 0 2000 Editions scientifiques et medicales Elsevier SAS batteries

anakobies

I infections

osseuses

I Peptostreptococcus

spp I

Propionibacterium

acnes

Summary - Anaerobic bacteria in bone and joint infections. Anaerobic bacteria were discovered more than a century ago. However, they still remain difficult to cultivate, and their role in bone and joint infections is underestimated. The ability to bring them out depends on the availability of adequate samples and the use in the laboratory of bacteriologic methods appropriate to overcome the difficulties of growth. Bacteriologic results are easy to interpret in the case of abundant growth and pure culture. They are more questionable when low numbers of a slow-growing pathogen are isolated. The situation is even more ambiguous in the case of isolation of more than one aerobic or anaerobic bacteria. Multiple bacteriologic samples are useful in overcoming these difficulties. The anaerobic or microaerophilic organisms that may cause bone and joint infections, either acquired by direct inoculation (traumatic or surgical wound) or by local extension of a contiguous infection or by hematogenous transmission are numerous. The careful search for anaerobic bacteria in appropriate samples is required to reduce the number of falsely negative results, too quickly issued as ‘sterile after 48 hours’. It is a condition for a better therapeutic management of these infections that occur much more frequently than usually thought. 0 2000 Editions scientifiques et medicales Elsevier SAS anaerobic

bacteria

I bone

and joint

infection

INTRODUCTION Bien qu’ayant CtC isolees il y a plus d’un siecle. les batteries anaerobies restent difficiles a cultiver et leur importance dans les infections osteoarticulaires

I Peptostreptococcus

spp. I

Propionibacterium

acnes

sous-estimke. L’absence d’utilisation systematique en routine des techniques appropriees a la culture des anaerobies a limit6 leur mise en evidence et de ce fait la connaissance de la physiopathologie et de la symptomatologie clinique des infections est

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osteoarticulaires dues a ces batteries. Depuis une quinzaine d’annees, la simplification des techniques bacteriologiques permettant la croissance de ces batteries et la reconnaissance d’infections osteoarticulaires a anaerobies a accru I’interet pour ces infections qui restent grandement meconnues. PHYSIOPATHOLOGIE Par analogie avec les infections osteoarticulaires dues a des pyogenes traditionnels, les infections a anaerobies sont consecutives a une contamination hematogene a partir d’un foyer septique endogene profond (ORL, dentaire, digestif, urogenital) qui reste souvent non identifie, a l’inoculation directe des batteries a la suite d’un traumatisme (fracture ouverte, plaie articulaire) ou d’un geste chirurgical, enfin a l’extension locoregionale dune infection des tissus mous survenant sur un terrain particulier (diab&e et ma1 perforant, neuropathie peripherique ou escarre de decubitus). Les localisations osteoarticulaires des infections anaerobies sont variees et touchent les OS longs, les OS plats, la colonne vertebrale, les grosses ou les petites articulations et les structures osteoarticulaires entourant un materiel orthopedique implant6 (prothese articulaire, osteosynthese, ligamentoplastie par exemple). BACTkRIOLOGIE Des que le diagnostic dune infection osteoarticulaire est suspecte, la responsabilite de batteries anaerobies doit &tre envisagee au m&me titre que d’autres bacteries. Certains elements peuvent faire suspecter une infection a anaerobies : un Ccoulement nauseabond, la presence de bulles dans l’ecoulement et sur les radiographies standards dans 1’0s ou dans les parties molles ; B la coloration de Gram, on peut avoir la chance de voir au milieu dune nappe de polynucleaires neutrophiles une flare polymorphe caracteristique dune infection a anaerobies. mais le plus souvent aucune bacterie n’est visible ; un autre argument est la sterilite des cultures aerobics bien que le prelevement soit purulent et que le malade n’ait pas pris d’antibiotique. En fait, les infections osteoarticulaires a anaerobies presentent rarement des particularites qui orientent vers leur Ctiologie bacterienne et la recherche correcte des anaerobies dans des prelevements osteoarticulaires doit etre systematique. La qualite du resultat bacteriologique depend d’au moins trois facteurs aussi importants les uns que les autres. Le premier est l’obtention de prelevements satisfaisants, le second le transport rapide et dans de bonnes conditions des prelevements, le troisieme

l’utilisation dune methodologie simple permettant d’isoler et d’identifier les batteries anaerobies cause de cette infection. Les pditvements Les prelevements osteoarticulaires doivent etre effectues en l’absence d’antibiotherapie (depuis lo-15 jours dans les infections chroniques). Les ecouvillonnages de plaie ou de tistule sont a proscrire, car la plupart du temps les ecouvillons arrivent desseches au laboratoire ou n’ont ramasse qu’une flore cutanee sans interet pathogene qui devalorise l’examen bacteriologique. Les prelevements profonds sont effectues apres desinfection cutanee rigoureuse et minutieuse (ponction a la seringue d’une collection fermee. aspiration profonde d’unc collection ouverte fistulisee au moyen d’un Cathlon@ monte sur une seringue ou prelevements tissulaires peroperatoires). Plusieurs prelevements profonds sont indispensables pour assurer un diagnostic bacteriologique de qualite. Le transport Ces prelevements doivent etre transport& rapidement au laboratoire, a temperature ambiante, dans des conditions permettant la survie des anaerobies (milieux geloses de transport). 11 n’est pas admissible que des prelevements profonds, bien faits. attendent des heures durant le bon vouloir d’un coursier pour arriver au laboratoire a l’heure de la fermeture. Au laboratoire Une methodologie simple, permettant la croissance des batteries anaerobies, doit systematiquement etre utilisee pour tous les prelevements osteoarticulaires : apres homogeneisation. ensemencement rapide des prelevements a la fois sur des milieux geloses enrichis, frais, pre-reduits, pouvant Cventuellement contenir des antibiotiques pour inhiber des enterobacteries envahissantes mais egalement dans des milieux liquides enrichis (Schaedler pre-reduit, milieux d’hemocultures anaerobies...). L’incubation prolongee au moins une semaine en anaerobiose sera systematique ainsi que le repiquage des bouillons sur milieux geloses enrichis. L’isolement des colonies (importance de la loupe binoculaire) puis l-etude de la sensibilite aux antibiotiques et I’identification bacterienne completeront I’examen microbiologique. Interprhtation

bactkriologique

L’interpretation des resultats est facile lorsque la culture est pure et abondante ; elle est difficile lorsqu’une bacterie est isolee d’un prelevement

Les bactkries anaCrobies en pathologie osseuse

I. Les bactkries anakrobies responsables d’infections 0stCoarticulaires. Tableau

Bacttries

anakobies

strictes

Actinomyces spp. Bacteroides groupe fiagilisClostridium spp. Eubacterium spp. Fusobacterium spp. Prevotella/Porphyromonas Peptostreptococcus spp. Propionibacterium spp.

Bactkries

microadrophiles

Campylobacter Streptococcus

spp. anginosus

Streptococcus intermedius Streptococcus Capnocytophaga

constellatus

spp.

Streptocoques anakrobies Veillonella

unique en petite quantitk, tardivement, dans un seul milieu de culture. D’autre part, le pouvoir pathogkne indiscutable de certaines bactkies anakrobies permet d’ktablir la responsabilitk de Clostridium ou de Fusobacterium quelle que soit leur abondance, mais des bactkries anakrobies faisant partie de la flore commensale du patient (Propionihacterium acnes, Peptostreptococcus magnus), dont le pouvoir pathogkne ma1 Ctabli ne se rkvkle que dans certaines circonstances (prksence de matkriel par exemple), peuvent B tort &tre prises pour une souillure ou un contaminant des cultures, si on leur a 1aissCle temps de pousser. Le r61e des backries anakrobies est encore plus difficile 2 interprkter en cas d’association avec d’autres bactkries akroanakobies. La prksence des m&mes bactkies dans plusieurs prklkvements permet de leur attribuer une responsabilitk dans l’infection. LES BACTkRIES ANAkROBIES CAUSE D’INFECTIONS OSTkOARTICULAIRES On peut considker qu’il existe deux sortes de bactCries anakobies cause d’infections ostCoarticulaires : des bactkries anakrobies strictes et des bactkries microakrophiles. Les bactkries anakobies strictes se dkveloppent uniquement en anakrobiose stricte, c’est-&-dire dans une atmosphkre complktement dkpourvue d’oxygkne ; les microakrophiles ont besoin d’un tout petit peu d’oxygkne (1 2 5 %) pour leur croissance (tableau I). La plupart de ces bactkries ont un pouvoir pathogkne ktabli de longue date. Mais certaines telles que Propionibacterium acnes et Peptostreptococcus spp. sont cause d’infections ostkoarticulaires dont le diagnostic est rendu difficile du fait de leur croissance trks lente au primo-isolement.

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Les infections 0stCoarticulaires i Propionibacterium acnes Propionibacterium acnes est un bacille B Gram positif, anakrobie non sporulk, pouvant apparaitre lCg& rement ramifik Pour certains, il est anakrobie strict, pour d’autres il est microakrophile. 11peut &re is016 dans des milieux strictement anakrobies, mais kgalement sur gklose chocolat polyvitex incubke sous 5 % de CO,. C’est une bactkrie commensale des couches profondes de la peau, des conjonctives, de la flore salivaire et Cgalement de l’appareil digestif. Sa croissance est lente, au minimum 5 jours mais demande parfois 7 B 10 jours. Les colonies de taille diffkente, bien rondes, brillantes au dCpart sont parfois lkgkrement pigmentkes en beige. La culture dCgage une odeur aromatique particulikre trks reconnaissable. p acnes est catalase et indole positif. D’autres Propionibacterium (catalase positive) peuvent kgalement &re cause d’infections ostkoarticulaires, il s’agit de P avidum dont les colonies sont b&tahkmolytiques sur gelose au sang et de I? granulosum qui nkessite une identification [l]. Propionibacterium spp. sont sensiblesB de nombreux antibiotiques sauf aux aminosides, aux quinolones et aux imidazok. Propionibacterium acnes est une bactkrie rarement incriminCe dans les infections ostkoarticulaires. Elle a Ct6 isolke en 1913, pour la premiere fois en flare unique dans une mastoi’dite d’un enfant [2]. En 1974, Kamme [3] rapporte plusieurs cas d’infections B p acnes sur prothkse totale de hanche et d’autres cas seront rapport& par la suite. Dans notre sCrie de plus de 300 prothkses articulaires infectkes et traitkes B l’h6pital de la Croix Saint-Simon, p acnes est l’unique responsable de 12 % de ces infections. Les infections sur prothkses articulaires 2 p acnes (ou B d‘autres Propionibacterium) peuvent etre conskutives au geste opkratoire ou se dkclarer des annCes aprks la mise en place d’une prothkse qui n’avait posC aucun problkme. ConsCcutives B l’intervention, elles s’installent progressivement sarisphase aigug kitable, bien que le malade se plaigne de n’avoir jamais 6tC bien depuis la pose de la prothkse ; les signes locaux inflammatoires sont souvent inexistants et le syndrome inflammatoire biologique mod&k quand il existe. Ce sont des infections d&rites comme t&s douloureuses par les patients. Lorsqu’elles surviennent des annCesapr&s la mise en place d’une prothkse qui n’avait posC jusqu’alors aucun problkme, ces infections signent vraisemblablement la contamination secondaire hkmatogkne dont la Porte d’entrke cutanke, dentaire ou digestive doit &tre recherchke. P. acnes est Cgalement responsable d’ostComyClites hkmatogknes chez l’enfant [4], de spondylodiscites hkmatogknes [5] ainsi qu’aprgs cure de hernie dis-

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tale [6-S]. Son role pathogene a ete egalement retenu dans des infections sur materiel orthopedique en particulier sur les arthrodeses vertebrales [9-l 11. F! a~rzes est suspecte d’etre responsable du SAPHO, syndrome clinique signifiant synoviteacne-pustulose-hyperostose-osteite decrit en 1987 par Kahn [12]. Cette bacterie a etC isolee de plusieurs lesions osseuses hyperostosantes dans des osteites multifocales 113. 141. Les infections 0stCoarticulaires B Peptostreptococcus SQQ. Peptostreptococcus spp., cocci a Gram positif, est un anaerobic strict. C’est une bacterie commensale des couches profondes de la peau, des conjonctives. des dents et egalement des appareils digestif et urogenital. Les colonies tres petites, regulieres, arrondies, brillantes. grisatres ou pratiquement incolores apparaissent apres 5 a 10 jours de culture en anaerobiose. A la coloration de Gram, R magnus se caracterise par des coques de taille irreguliere associant des gros et des petits cocci. assembles en amas ou en tetrades, P micros est caracteristique avec ses coques tres petits. Des caracteres biochimiques permettent de differencier les differentes especes de Peptostreptococcus. Ces batteries sont sensibles a de nombreux antibiotiques sauf aux aminosides, et aux quinolones. Les infections sur protheses articulaires dues a Peptostreptococcus spp. peuvent &tre consecutives au geste operatoire ou se declarer des annees apres la mise en place dune prothese qui n‘avait pose aucun probleme. Consecutives a I’intervention, elles s’installent progressivement chez un malade qui se plaint de n’avoir jamais ete bien depuis la pose de la prothese [ll] ; les signes locaux inflammatoires peuvent ttre inexistants ou au contraire un abces pseudo-tumoral dans lequel aucune bacterie n’est isolee signe I’infection. Le syndrome inflammatoire biologique peut etre intense ou mod&e. Lorsque l-infection survient des annees apres la pose dune prothese qui ne posait aucun probleme, la Porte d’entree cutanee, dentaire, urogenitale ou digestive a l’origine de la contamination secondaire de la prothese doit &tre recherchee. Peptostreptococcus spp. est egalement cause de spondylodiscites hematogenes [15]. Son role pathogene a ete egalement retenu dans des osteites chroniques et dans des infections autour de materiel orthopedique [16-191. Peptostreptococclls spp. est une bacterie rarement impliquee dans les infections osteoarticulaires probablement en raison de son isolement difficile. Elle est cause de 6 % d’infections dans notre serie de protheses articulaires infect&s traitees a l’hopital de la Croix Saint-Simon.

Les autres bactkries

anahobies

Avant I’ere des antibiotiqucs, l’actinomvcose Ctait l’infection osseuse la plus souvent rapportee [2]. Elle touchait la colonne vertebralc. le sternum, les c&es, la machoire, les OS du crane. Elle est parfois rapportee en raison de ses caracteristiques cliniques [20]. D’autres batteries anaerobies strictes sont inoculees directement dans 1‘0s ou l’articulation a la suite d’un traumatisme : Clostridium spp. est isole dans des fractures ouvertes ou des plaies articulaires [18, 211, Bacteroides. Prevotella et PejJtostreptoCOCCUSspp. sont isoles dans des maux perforants diabetiques [22]. Peptostreptococcus spp., Actinornyces spp., Prevotella peuvent etre mis en evidence dans des osteites mandibulaires. des morsures humaines ou animales et des osteo-arthrites metacarpophalangiennes consecutives a une ouverture de l’articulation a la suite d’un coup de poing dans les dents. Des arthrites hirmatogenes B Bacteroides fragilis ont ete d&rites chez des malades immunodeprimes [23]. Des infections aigues sur protheses articulaires a Campylobacter jejuni ou C. fetus, batteries microaerophiles, ont Cgalement et& identifiees (serie personnelle non publike). CONCLUSION Les batteries anaerobies ont CtC reconnues comme responsables ou coresponsables de multiples infections, mais leur responsabilite dans les infections osteoarticulaires a la veille de l’an 2000 reste largement meconnue, car elles sont mal recherchees. Le diagnostic bacteriologique incorrect aboutit invariablement pour le patient a l’echec therapeutique et a une aggravation des lesions osseuses.La recherche systematique des batteries anaerobies strictes ou microaerophiles fait partie integrante de l’examen bacteriologique de tout prelevement osteoarticulaire profond. La connaissance de l’existence de ces infections devrait faire diminuer le nombre de resultats bacteriologiques rendus trop rapidement cqsteriles en 48 heures B et ameliorer la prise en charge de la therapeutique medicale de ces infections. RlkFlkRENCES 1 Estoppey 0. River G, Blanc C-H. Widmer F. Gallusser A. SO AK. Pro~ioniha~r~rilr,ll N~~(/u?TI sacroiliitis and osteomyelitis. Rev Rhum Engl Ed 1997 : 64 : 54-6. 2 Lewis RP, Sutter VL. Finegold SM. Boric infections involving anacrohic bacteria. Medecine 1978 ; S4 : 279.305. 3 Kamme C, Lidgrcn L. Lindberg L. Mardh PA. Anaerobic hactcria in late infections after total hip arthroplasty. Stand J infect Dis 1974 : 6 : 161-S.

Les batteries

anaerobies

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en pathologie

osseuse

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