B classification des entérobactéries








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date de publication06.01.2017
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LES ENTEROBACTERIES : L'ESSENTIEL


PAR : Salim Djelouat




A - Introduction  


    Le groupe des entérobactéries comprend de nombreux genres bactériens qui ont une définition commune et se résume à : 

- ceux sont généralement des bacilles à Gram négatif, aéro-anaérobies facultatifs. 
- Ils sont soit mobiles (ciliatures le plus souvent péritriche) ou immobiles.
- ceux sont des germes non exigeants et facilement cultivables et se développent sur milieux ordinaires, ou ils poussent en 18 à 24 heures.

    Ceux sont des bactéries qui :

  • fermentent le glucose avec ou sans production de gaz.

  • nitrates réductase positive

  • oxydase négative (caractère essentiel de diffèrenciation, ceux qui les différencient des vibrions et du pseudomonas aéroginosa qui eux sont oxydase positive.

  • on rencontre certaines souches qui sont capsulées (Klebsiella)

  • généralement catalase positive (ce caractère est rarement recherché dans les laboratoires d'analyses)


    A noter que cette définition aussi précise soit elle, ne peut que supporter des exceptions qui seront étudiées en systématique bactérienne pour les différents groupes. 

    Leur nom d’entérobactéries vient du fait que ceux des hôtes normaux du tube digestif de l’homme et de l’animal. 
    Ils peuvent cependant devenir pathogènes et sont alors responsables d’infections humaines parfois graves, telles que la fièvre typhoïde par exemple.
    Les espèces les plus communément étudiées en bactériologie clinique appartiennent aux genres :

  • Citrobacter

  • Enterobacter

  • Eschérichia

  • Hafnia

  • Klebsiella

  • Morganella

  • Proteus

  • Providencia

  • Salmonella

  • Serratia

  • Shigella

  • Yersinia

 

B - Classification des entérobactéries  
    En raison de leur pouvoir pathogène et/ou de leur contagiosité plusieurs espèces (ou sérovars ou pathovars) sont citées dans les listes d'agents biologiques pathogènes. 
    Ces listes, dont le contenu est d'ailleurs discutable, sont établies par des organismes internationaux, européens ou nationaux. 
    Dans la classification des agents biologiques en fonction de l'importance du risque d'infection qu'ils présentent pour l’homme, deux groupes sont intéressants : le groupe 3 et le groupe 2.
    Le groupe 3, rassemble les agents biologiques qui peuvent provoquer une maladie grave chez l’homme et constituent un danger sérieux pour les travailleurs. 
    Les agents pathogènes de se groupe, présentent un risque de propagation dans la collectivité, mais il existe généralement une prophylaxie ou un traitement efficace.
    Les principales entérobactéries du groupe 3 sont :


  • les souches verotoxinogènes d’Escherichia coli (par exemple, les souches des sérovars O157 :H7 et O103)

  • Salmonella Typhi (Salmonella typhi)

  • Shigella dysenteriae type 1

  • Yersinia pestis


     Le groupe 2, de la même classification, rassemble les agents biologiques pouvant provoquer une maladie chez l'homme et constituer un danger pour les travailleurs, mais dont la propagation dans la collectivité est improbable et pour lesquels il existe généralement une prophylaxie ou un traitement efficace.

    Ce groupe inclut les entérobactéries suivantes : 

  • Edwardsiella tarda

  • Enterobacter aérogènes

  • Enterobacter cloacae

  • Enterobacter spp.

  • Escherichia coli (à l'exception des souches non pathogènes et des souches verotoxinogènes)

  • Klebsiella oxytoca

  • Klebsiella pneumoniae

  • Klebsiella spp.

  • Morganella morganii

  • Plesiomonas shigelloides

  • Proteus mirabilis

  • Proteus penneri

  • Proteus vulgaris

  • Providencia alcalifaciens

  • Providencia rettgeri

  • Providencia spp.

  • Salmonella enterica subsp. arizonae

  • Salmonella Enteritidis (Salmonella Enteritidis)

  • Salmonella Paratyphi A (Salmonella Paratyphi)

  • Salmonella Paratyphi B

  • Salmonella Paratyphi C

  • Salmonella Typhimurium (Salmonella Typhimurium)

  • Salmonella spp. (à l'exception de Salmonella Typhi)

  • Shigella boydii

  • Shigella dysenteriae (à l'exception de Shigella dysenteriae type 1),

  • Shigella flexneri

  • Shigella sonnei

  • Yersinia enterocolitica

  • Yersinia pseudotuberculosis et Yersinia spp. (à l'exception de Yersinia pestis).

C - Étude bactériologiques 

   
    1 - caractères morphologiques : 

    Les entérobactéries répondent aux caractères morphologiques suivants : 

  • Ceux sont des bacilles droits à Gram négatif

  • Ils ont une longueur de 1,0 à 6,0 µm et un diamètre de 0,3 à 1,0 µm

  • Ils ont une ciliature péritriche pour les formes mobiles

  • non sporulés

  • on rencontre parfois des formes capsulées

    On note cependant quelques exceptions : 

1. Les Proteus sont très polymorphes : ils peuvent prendre des formes longues et filamenteuses ou petits bacilles droits (Protée est un dieu de la mythologie grecque qui changeait de forme à volonté). 
2. l’immobilité est retrouvée chez les Klebsiella et les Shigella. 
3. Les Klebsiella sont capsulées. 
4. La plupart des espèces pathogènes pour l'homme possèdent des fimbriae ou pili communs qui sont des facteurs d'adhésion. 
5. Serratia marcescens subsp. sakuensis est une bactérie sporulée (mais très rarement isolée en pathologie clinique). 
6. Shigella dysenteriae type I est catalase négative (caractère biochimique très important à connaitre, pour l’identification).

 

    2 - caractères culturaux  :  

    Les entérobactéries sont des germes aéro-anaérobies facultatifs. 
    Se développent sur tous les milieux ordinaires à base de peptone ou d’extraits de viande en 18 heures. 
    La température optimale de croissance est 37°C mais la culture est possible entre 20° et 40°C.
    En milieu liquide : Les entérobactéries occasionnent un trouble homogène en bouillon.
    Sur gélose : Les colonies sont généralement rondes, lisses, à contour régulier et leur diamètre est de 2 à 3 mm après 18 heures d'incubation à 35 - 37 °C.


    Quelques espèces font cependant exception :

  • Ainsi, les colonies de Shigella spp. sont plus petites que celles d’Escherichia coli et les colonies de Yersinia spp. n'atteignent un diamètre de 2 mm qu'après 2 à 3 jours d'incubation.

  • Des colonies naines sont constamment obtenues avec certains sérovars de salmonelles (par exemple, Salmonella Abortus bovis et Salmonella Typhi suis).

  • Toutes les entérobactéries mobiles peuvent envahir la surface des milieux gélosés si on diminue la concentration en agar.

  • Toutefois, seules les espèces du genre Proteus peuvent envahir la surface des milieux normalement gélosés utilisées pour les isolements et forment un tapis uniforme.

  • Des colonies muqueuses, de consistance gélatineuse, de taille plus importante, présentant une tendance à la confluence, sont fréquemment obtenues avec les souches capsulées du genre Klebsiella.

  • Un aspect similaire peut également être rencontré avec des souches d’Escherichia coli et exceptionnellement avec des souches du genre Salmonella.

    3 - caractères biochimiques  : 
    Les entérobactéries sont chimio-organotrophes, possédant à la fois un métabolisme respiratoire et fermentatif, fermentant le glucose (avec ou sans production de gaz). 
    Les entérobactéries possèdent les caractères biochimiques suivants : 

  • catalase positive

  • oxydase négative

  • nitrate réductase positive

  • fermentation du glucose avec ou sans gaz


    On note cependant quelques exceptions : Les espèces des genres Erwinia, Proteus et Yersinia sont nitrate réductase négative

 

    4 - caractères antigèniques  : 

    Les entérobactéries possèdent différents antigènes :

    Un antigène commun dénommé ECA (pour Enterobacterial Common Antigen) ou antigène de Kunin. 

    Cet antigène n'existe que chez les entérobactéries et, de ce fait, a un intérêt taxonomique. 

    Sa présence chez les Yersinia a permis d'inclure ce genre dans la famille des entérobactéries.

    Les antigènes O ou somatiques, correspondent aux polyosides fixés sur les lipopolysaccharides (LPS). Ils sont thermostables et résistent à l’alcool. Les bactéries portant des antigènes O sont agglutinées par les anticorps correspondants ; les agglutinats sont fins, lents à se constituer et difficilement dissociables par agitation (agglutination "corps à corps").

    L'antigène R correspond au polysaccharide du core central
    La disparition de l'antigène O le démasque et rend les souches "rough" (colonies rugueuses) auto agglutinables dans l'eau physiologique, plus sensibles aux substances bactéricides du sérum, plus facilement phagocytées et donc moins pathogènes. 

    Les antigène H ou flagellaires, n'existent que chez les souches mobiles. 
    Constitués de protéines spécifiques dénommées flagelline, ils sont thermolabiles et inactivés par l'alcool. 
     Ils provoquent une agglutination floconneuse (accolement des bactéries par leurs flagelles), rapidement constituée mais facilement dissociable par agitation (rupture des flagelles). 

    Les antigènes de surfaces,comprenant : 

les antigènes K, capsulaires, de nature polysaccharidique :

    Chez les Escherichia coli, les Shigella ou chez certaines Salmonella et Citrobacter (alors appelés Vi), ils masquent l'agglutination par les anticorps anti O qui peut être restituée après chauffage de la souche car ils sont détruits par ébullition. 

les antigènes d'adhérence ou adhésines :

    de nature protéique, portés par des pili communs (encore appelés fimbriae). 
    L'étude de ces antigènes permet de caractériser des sérovars. 

    Le sérotypage peut être réalisé pour de nombreuses espèces et il est couramment mis en œuvre pour 


  • les salmonelles (étude des antigènes O, H et Vi)

  • les shigelles (antigènes O)

  • les souches de Escherichia coli (antigènes O, H et éventuellement K),

  • les klebsielles (antigènes K)

  • Yersinia enterocolitica (antigènes O).


D - Habitat 

    Les entérobactéries sont présentes dans le monde entier et elles ont un habitat très large : 


  • eau douce

  • eau de mer (Alterococcus agarolyticus)

  • sol

  • végétaux

  • animaux (des insectes jusqu'à l'homme)

  • les aliments (après contamination)         


E - Pouvoir pathogène naturel 


    Certaines espèces sont responsables de diarrhée et/ou d'infections opportunistes :


  • infections urinaires

  • infections respiratoires

  • surinfections des plaies

  • septicémies

  • méningites...


    Chez l'homme, les entérobactéries sont responsables d’environ 50% des infections nosocomiales et plus particulièrement les entérobactéries suivantes : 


  • Escherichia col

  • Les Klebsiella spp.

  • les Enterobacter spp.

  • les Proteus spp.

  • les Providencia spp.

  • Serratia marcescens subsp. marcescens

 

F - Démarche du diagnostic bactériologique

    F1 - les différents prélèvements et leur ensemencement
    1/ Les prélèvements d'origine extra-intestinale, effectués chez l'homme ou les animaux, sont ensemencés sur une gélose au sang ou une gélose chocolat lorsqu'ils proviennent d'un site normalement stérile. 

    2/ Les prélèvements urinaires, respiratoires ou effectués au niveau d'une plaie sont ensemencés en parallèle sur un milieu non sélectif et sur un milieu sélectif (par exemple, gélose de Mac Conkey ou gélose de Drigalski ou gélose EMB). 
    La phase d'isolement peut être précédée par une étape d'enrichissement en bouillon.

    3/ Les échantillons de selles sont ensemencés sur un milieu non sélectif, un milieu modérément sélectif (par exemple, Mac Conkey ou Drigalski ou EMB) et sur un milieu plus sélectif (par exemple, gélose Hektoen, gélose XLD).

    4/ Une étape d'enrichissement dans un bouillon tel qu'un bouillon au sélénite ou au tétrathionate peut être réalisée.

 

    F2 - Ensemencement sur les milieux de culture spéciaux pour enterobactéries


    La recherche de quelques entérobactéries fait appel à l'ensemencement de milieux particuliers comme  par exemple : 


  • une gélose de Mac Conkey au sorbitol pour la recherche d’Escherichia coli sérovar O157 :H7

  • une gélose CIN (Cefsulodine Irgasan Novobiocine) pour la recherche de Yersinia enterocolitica 

  • une gélose au vert brillant ou une gélose de Wilson-Blair ou une gélose SS pour recherche des salmonelles...


    Pour les autres entérobactéries, voir les cours sur la systématique bactérienne 
    La recherche et/ou le dénombrement des entérobactéries dans les aliments ou l'eau font appel à des méthodes spécifiques qui sont souvent réglementées et qui peuvent varier d'un pays à un autre.

    L'AFNOR diffuse des normes françaises, européennes et internationales concernant : 


  • le dénombrement des coliformes

  • le dénombrement des coliformes thermo tolérants

  • recherche et dénombrement des Enterobacteriaceae

  • recherche des Escherichia coli O157,

  • dénombrement d'Escherichia coli présumés

  • recherche des Salmonella spp.

  • recherche de Shigella spp.

  • recherche de Yersinia enterocolitica présumées pathogènes....



    F3 - la démarche d'identification

    Les tests et les milieux utilisés pour l'étude des caractères biochimiques varient de pays en pays, mais les résultats obtenus par divers laboratoires sont généralement concordants. 
    Compte tenu de la multiplicité des genres et des espèces, il devient très difficile de donner les caractères permettant de caractériser les genres. 
    La recherche des caractères généraux de la famille et la recherche des caractères biochimiques demeurent les moyens d'identification couramment mis en œuvre. 

    Elle repose sur des méthodes conventionnelles et établie grâce à l’étude de :


  • la mobilité

  • la pigmentation des colonies sur milieux spéciaux

  • la production ou non de gaz

  • milieu de Kliger ou milieu TSI

  • milieu de citrate de Simmons

  • milieu urée/indole

  • milieu mannitol/mobilité

  • la recherche de l’ONPG

  • la fermentation des sucres

  • la recherche de la LDC, ODC

  • la recherche de la TDA, et de la PDA

  • la recherche du VP et du RM

  • la recherche de la lipase et de la gélatinase…

    
    
ET  plus de 42 autres tests afin de pouvoir identifier les différentes entérobactéries et qui sont :

    1/ la fermentation des sucres et les polyalcools : adonitol, L-arabinose, D-arabitol, cellobiose , dulcitol , érythritol , le D-mannitol,le glycérol…

    2/ Recherche de l'utilisation de substrats en milieux complexes, tels que le malonate et le tartrate. 

    3/ la caractérisation de certaines autres enzymes telles que : arginine dihydrolase, DNase (à 25 °C) , gélatinase (à 22 °C), la thiosulfate réductase (production d'hydrogène sulfuré en milieu TSI) 

    4/ l’étude la croissance en présence d’inhibiteurs, tel que le milieu de Braun ou milieu KCN. 

    5/ l’étude de certains tests afin de caractériser un genre ou une espèce tel que :


  • Le phage Hafnia lyse environ 96 % de souches de Hafnia alvei alors que les autres entérobactéries sont résistantes.

  • Le phage Salmonella O : 1 de Félix et Callow est actif sur 85 à 98 p. cent des souches du genre Salmonella.

  • Au sein de la famille des Enterobacteriaceae, la synthèse d'une 4-méthyl-umbelliferyl caprylate (test MUCAP) est spécifique du genre Salmonella.

  • La production d'une 4-méthyl-umbelliferyl-bêta-D-glucuronidase est spécifique de Escherichia coli (à l'exception des souches du groupe entéro-hémorragique dont Escherichia coli O157 : H7).

  Les résultats obtenus sont comparés à ceux listés dans des tables d'identification. 

    Les méthodes en tubes sont souvent remplacées par l’utilisation de kits prêts à l’emploi ou par des automates.


    Pour des raisons épidémiologiques et pour les souches appartenant aux principales espèces (Escherichia coli, Klebsiella spp., Salmonella spp., Shigella spp., Yersinia spp.). il est possible d'effectuer en plus : 

  • un typage moléculaire ou d'étudier la constitution antigénique,

  • l’étude de la sensibilité aux bactériophages,

  • la production de bactériocines etc.

    L'étude de la résistance aux antibiotiques apporte une aide pour le diagnostic de certaines espèces. 
    L'identification par des techniques issues de la biologie moléculaire (par exemple l'amplification du gènephoE pour identifier Escherichia coli ou les Shigella spp.) n'est pas encore à la portée de tous les laboratoires.



    F4 - le diagnostic sérologique  

    Un diagnostic sérologique est parfois utilisé pour quelques espèces d'entérobactéries. 
    Un tel diagnostic est toujours moins fiable qu'un diagnostic direct en raison de l'existence de nombreuses communautés antigéniques croisées. 
    Il s'agit plus d'un diagnostic d'orientation que d'un diagnostic de certitude. 
    Chez l'homme, le sérodiagnostic est utilisé pour les shigelloses, pour les salmonelloses provoquées par les sérovars Typhi, Paratyphi A, Paratyphi B et Paratyphi C, pour les infections à Yersinia enterocolitica, à Yersinia pestis et à Yersinia pseudotuberculosis.

 

    F5 - l'antibiogramme ou l'étude de la sensibilité aux antibiotiques

    Les entérobactéries résistent souvent à de multiples antibiotiques en raison d'une résistance intrinsèque et/ou d'une résistance acquise (par exemple acquisition de plasmides) 

    Selon J.J. Farmer III, les résistances intrinsèques des espèces les plus courantes sont les suivantes :


  • La plupart des souches de Buttiauxella spp., de Citrobacter freundii, d’Enterobacter cloacae subsp. cloacae, d’Enterobacter aérogènes, de Ewingella americana et de Hafnia alvei résistent à la céfalotine.

  • La plupart des souches de Edwardsiella tarda résistent à la colistine.

  • La plupart des souches d’Escherichia hermannii et de Klebsiella pneumoniae résistent à l'ampicilline et à la carbénicilline.

  • La plupart des souches de Morganella morganii résistent à l'ampicilline, à la céfalotine et aux polymyxines.

  • La plupart des souches de Proteus mirabilis résistent à la nitrofurantoïne, aux polymyxines et à la tétracycline.

  • La plupart des souches de Proteus vulgaris résistent à l'ampicilline, à la nitrofurantoïne, aux polymyxines et à la tétracycline.

  • La plupart des souches de Providencia rettgeri et de Providencia stuartii résistent à la céfalotine, à la nitrofurantoïne, aux polymyxines et à la tétracycline.

  • La plupart des souches de Serratia marcescens subsp. marcescens résistent à la céfalotine, à la nitrofurantoïne et aux polymyxines.

  • La plupart des souches des autres espèces du genre Serratia résistent à la céfalotine et aux polymyxines.


    La résistance aux antibiotiques peut être mise à profit pour l'identification. 
    En cas de discordance entre les résultats de l'identification classique et les résultats de l'antibiogramme (par exemple une souche de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae sensible à l'ampicilline et à la carbénicilline ; une souche de Proteus spp., de Providencia spp. ou de Serratia spp. sensible à la colistine), la pureté de la culture doit être vérifiée et il convient de procéder à une nouvelle identification et à un nouvel antibiogramme.

 

LE TABLEAU CI DESSOUS RESUME LES CARACTERES D'IDENTIFICATION

DES GENRES LE PLUS FRÉQUEMMENT RENCONTRES :
http://knol.google.com/k/-/-/1yexqll01wr4o/5k0r5v/tableau-didentification-des-enterobactries.png


 
                                                                                            Avec tous Mes Respects et Merci

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