Microbiote respiratoire normal en santé et maladie

Les infections respiratoires graves représentent un risque pour tous les patients hospitalisés, mais sont particulièrement fréquentes dans l’unité de soins intensifs (USI). Les patients admis à l’USI courent un plus grand risque de développer une pneumonie nosocomiale que les patients admis dans d’autres services de l’hôpital, et les patients ventilés courent un risque 3 à 10 fois plus élevé de développer une pneumonie nosocomiale par rapport à ceux qui ne sont pas ventilés. Cela s’explique en partie par le fait que de nombreux patients en soins intensifs ont besoin d’un ventilateur pour aider à surmonter les voies obstruées ou d’autres conditions qui les empêchent de respirer par eux-mêmes. La ventilation consiste à placer un tube endotrachéal dans la trachée pour acheminer l’oxygène directement vers les poumons, ce qui est une procédure qui sauve des vies, mais qui n’est pas sans risques. Pour de nombreuses raisons, les patients ventilés mécaniquement sont particulièrement susceptibles de développer une pneumonie. En fait, la pneumonie est la deuxième infection nosocomiale la plus fréquente affectant les patients gravement malades en USI.

Pneumonie associée au ventilateur et Rôle de la flore respiratoire normale

Les patients sont les plus à risque de développer une pneumonie associée au ventilateur (PAV) dans les 48 premières heures suivant la pose d’une sonde endotrachéale. La mise en place du tube perturbe l’anatomie normale des voies respiratoires et empêche le patient d’avaler, de tousser ou de dégager normalement le mucus et d’autres sécrétions. Comme ces sécrétions s’accumulent dans l’oropharynx, les bactéries qui vivent dans les voies respiratoires peuvent commencer à s’accumuler le long du tube endotrachéal. Si le patient aspire ces bactéries, elles peuvent provoquer une infection dans les poumons.

 Représentation du placement du tube endotrachéal chez un patient gravement malade.
Représentation de la mise en place du tube endotrachéal chez un patient gravement malade.

Les organismes qui vivent normalement dans les voies respiratoires peuvent devenir les mêmes organismes responsables de la pneumonie chez ces patients. Comprendre qu’un seul organisme peut être un microbiote normal ou un agent pathogène encourage le microbiologiste et le clinicien à prendre en compte d’autres facteurs clés lors du diagnostic de PAV, tels que les organismes qui constituent une flore respiratoire normale et ce qui rend certains membres du microbiote respiratoire plus pathogènes que d’autres.

Les organismes commensaux Ont le potentiel de causer des dommages

Comme toutes les surfaces cutanées et muqueuses humaines, les voies respiratoires sont colonisées par des bactéries commensales qui protègent l’hôte des maladies, augmentent les taux de renouvellement des cellules épithéliales et favorisent la production d’immunoglobulines muqueuses. La difficulté à diagnostiquer la cause de la PAV vient du fait que beaucoup de ces organismes ont le potentiel de causer des maladies. Les organismes présents colonisent-ils simplement le tube endotrachéal et les voies respiratoires environnantes sans causer de dommages, ou sont-ils la cause de l’infection? Le tableau 1 énumère les organismes les plus souvent isolés des voies respiratoires et les rôles qu’ils peuvent jouer dans la colonisation inoffensive et la maladie.

Site de détection Organisme / Signification
L’oropharynx et le Nasopharynx

Les streptocoques du groupe C ou G

  • représentent le plus souvent une colonisation, mais peuvent provoquer des cas isolés et des épidémies de pharyngite symptomatique.

Le streptocoque du groupe A

  • Colonise jusqu’à 20% des enfants.
  • Moins fréquemment: provoque une pharyngite ou des infections respiratoires localisées.
  • La relation entre la maladie invasive à streptocoque du groupe A et la colonisation pharyngée n’est pas claire.

Streptococcus pneumoniae

  • Une large gamme (6% à 100%) de nourrissons et de tout-petits sont colonisés.
  • Environ 25% des enfants âgés de 3 mois à 4 ans sont colonisés et 5 à 10%% des personnes plus âgées et plus jeunes.
  • Peut persister pendant des semaines à des mois sur ce site.
  • Croissance de S. les pneumonies provenant d’une culture de l’oropharynx / nasopharynx n’ont aucune importance, mais environ 15% des enfants développeront des infections cliniques dans le mois suivant l’acquisition d’une nouvelle souche.
  • Un enfant qui développe une infection virale des voies respiratoires supérieures pendant sa colonisation peut développer une otite moyenne aiguë ou une sinusite.

Haemophilus influenzae et Moraxella catarrhalis non typables

  • Un grand pourcentage des nourrissons et des tout-petits sont colonisés.
  • La croissance de ces organismes à partir d’une culture de l’oropharynx / nasopharynx n’a aucune importance, mais les enfants atteints d’infections des voies respiratoires supérieures peuvent développer des infections secondaires comme l’otite moyenne ou la sinusite s’ils sont colonisés.

Neisseria meningitidis

  • 5 à 30% de la population est colonisée, le pourcentage le plus élevé représentant les adolescents et les jeunes adultes.
  • La culture de cet organisme à partir d’une culture de l’oropharynx ou du nasopharynx n’a aucune signification, mais la colonisation peut entraîner une bactériémie, une méningite ou une arthrite septique.
Voies respiratoires inférieures

Streptococcus pneumoniae

  • Contaminant commun des voies respiratoires supérieures (où il s’agit d’un organisme colonisateur), mais aussi une cause fréquente de maladie des voies respiratoires inférieures. L’importance de la présence de cet organisme en culture dépendra fortement du tableau clinique, d’autres tests diagnostiques et de la prédominance en culture.

Staphylococcus aureus

  • Environ un tiers des adultes sont colonisés par S. aureus dans leurs voies respiratoires supérieures. Cet organisme est l’une des causes les plus fréquentes de VAP, et une maladie grave avec S. aureus est presque toujours précédée d’une colonisation.

Les espèces non typables Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis et Enterococcus

  • Provoquent rarement des infections des voies respiratoires inférieures ou des VAP. S’ils sont cultivés en culture à partir des voies respiratoires inférieures, il est probable qu’ils représentent une contamination par la colonisation des voies respiratoires supérieures.

Enterobacteriaceae et bacilles Gram négatifs non fermentants

  • Ces organismes sont parmi les causes les plus fréquentes de PAV.
  • Colonisent les voies respiratoires supérieures chez les enfants qui ont été en soins intensifs ou qui ont reçu des traitements antibiotiques fréquents. Ceux-ci peuvent devenir le nouveau « microbiote normal » des enfants ventilés en USI et leur présence en culture peut ne pas toujours indiquer une infection.
  • L’importance de ces organismes en culture dépend fortement du tableau clinique, d’autres tests diagnostiques et de la prédominance en culture.
Tout Site des voies respiratoires

Streptocoques du groupe Viridans, Streptocoques non hémolytiques, staphylocoques à coagulase négative, Espèces de Neisseria Non pathogènes, espèces de Corynebacterium, espèces de Lactobacilles, espèces de Micrococcus, espèces de Stomatocoques et espèces de Bacilles

  • Faisant partie du microbiote normal des voies respiratoires supérieures et non associés à une maladie clinique.

Tableau 1. Les organismes les plus couramment isolés des voies respiratoires et leur signification.

De nombreux agents pathogènes respiratoires vivent normalement chez l’hôte sans causer de maladie. L’identification de l’un de ces organismes comme cause de l’infection doit se faire dans le contexte des signes et symptômes cliniques de la pneumonie*. Le traitement de tous les organismes identifiés dans les cultures des voies respiratoires peut entraîner une surutilisation d’antibiotiques et favoriser le développement d’organismes résistants aux antibiotiques. Qu’est-ce qui rend ces bactéries apparemment normales si dangereuses, et comment peuvent-elles vivre chez l’homme et ne pas causer de maladies la plupart du temps, mais parfois provoquer des infections mortelles? Il est important de comprendre comment certaines des causes les plus courantes de pneumonie passent des colonisateurs aux agents pathogènes opportunistes. Vous trouverez ci-dessous 3 bactéries principales associées à VAP et les traits qui leur permettent de le faire.

 Tache de gramme d'un échantillon respiratoire d'un patient sans pneumonie
Tache de gramme d’un échantillon respiratoire d’un patient sans pneumonie

Source: Photo gracieuseté de A. Prinzi.

Streptococcus pneumoniae en tant qu’agent pathogène des voies respiratoires inférieures

Streptococcus pneumoniae est un colonisateur normal des voies respiratoires, mais il est la principale cause de mortalité par pneumonie dans le monde. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que cet organisme est responsable de la mort d’un demi-million d’enfants dans le monde chaque année.
Caractère de virulence: Capsule polysaccharidique.

  • Aide la bactérie à échapper aux défenses de l’hôte.
  • La capsule, chargée négativement, permet à la bactérie d’éviter de se coincer dans les muqueuses, d’atteindre et de s’attacher aux cellules épithéliales.

Caractère de virulence: les protéines de surface (telles que la hyaluronate lyase)

  • Encouragent et favorisent l’attachement.
  • Favoriser la production de biofilms afin que davantage d’organismes puissent s’attacher et proliférer.

Si colonisant S. les organismes pneumoniae sont autorisés à pénétrer dans les voies respiratoires inférieures, à la suite de perturbations anatomiques telles qu’une sonde endotrachéale, d’une infection virale primaire telle que la grippe ou d’une aspiration, les bactéries utilisent une variété de facteurs pathogènes pour se fixer aux cellules alvéolaires et déclencher une réponse inflammatoire de l’hôte, entraînant une pneumonie.

 Colonies mucoïdes de S. pneumoniae sur une plaque de gélose sanguine. L'aspect mucoïde est dû à une production de capsules particulièrement abondante chez cette souche de S. pneumoniae.
Colonies mucoïdes de S. pneumoniae sur une plaque de gélose sanguine. L’aspect mucoïde est dû à une production de capsules particulièrement abondante chez cette souche de S. pneumoniae.

Pseudomonas aeruginosa en tant qu’agent pathogène des voies respiratoires inférieures

Pseudomonas aeruginosa ne fait généralement pas partie du microbiote des voies respiratoires, mais il peut devenir colonisateur chez les patients qui ont été admis à l’hôpital pendant une période prolongée. Cela est également vrai pour d’autres bâtonnets à Gram négatif, y compris les Entérobactéries. Chez un patient hospitalisé, en particulier un patient intubé, il n’est pas sûr de supposer que la présence de P. aeruginosa dans une culture respiratoire équivaut automatiquement à une infection. Cela dit, chez les patients présentant une PAV confirmée, P. aeruginosa est la cause bactérienne la plus fréquente. Si P. aeruginosa est l’organisme prédominant qui pousse dans une culture d’aspiration trachéale d’un patient ventilé présentant des symptômes de pneumonie, c’est probablement l’agent pathogène responsable.
L’effet de P. aeruginosa sur un patient intubé sera différent selon le sérotype:

  • Les isolats avec les sérotypes O6 et O11 colonisent l’homme plus souvent que les autres sérotypes mais 60% des patients résolvent des infections VAP avec ces sérotypes.
  • Les sérotypes O1 et O2 sont moins fréquents et sont associés à une mortalité plus élevée.

La pathogénicité de P. aeruginosa est très complexe et l’organisme utilise plusieurs mécanismes pour adhérer aux surfaces vivantes et non vivantes. Ses nombreuses propriétés d’adhérence permettent à P. aeruginosa de former des biofilms, en particulier sur les dispositifs médicaux; la formation de biofilms sur les tubes endotrachéaux augmente le risque pour le patient de contracter une VAP si l’organisme se déplace dans les poumons.

Staphylococcus aureus comme agent pathogène des voies respiratoires inférieures

Près d’un tiers des adultes sont colonisés par Staphylococcus aureus dans leurs voies respiratoires. Alors que de nombreuses personnes ne développeront jamais de complications à la suite de leur colonisation de S. aureus, les adultes colonisés et intubés courent un risque 15 fois plus élevé de développer une pneumonie à S. aureus que ceux qui n’ont pas été colonisés. De plus, S. aureus est responsable de > 20% des cas de PAV, dont 50% sont causés par le SARM.
Caractère de virulence: les protéines de surface bactériennes, en particulier la protéine A, sont essentielles pour que l’organisme puisse provoquer une mortalité liée à la pneumonie.
Bien que ces chiffres soient effrayants, il est important de se rappeler qu’une grande partie de la population est colonisée par cet organisme et que sa présence en culture ne suggère pas immédiatement une infection.

Les commensaux respiratoires en tant qu’agents pathogènes: Tout bien considéré

Les relations entre l’homme et les bactéries sont extrêmement complexes. Le microbiote respiratoire normal peut jouer un rôle clé dans la santé humaine, mais peut également jouer un rôle dans les maladies respiratoires graves. La compréhension de ces relations peut aider la communauté de la microbiologie clinique et des maladies infectieuses à mieux comprendre comment déchiffrer les résultats diagnostiques en matière de pneumonie contractée à l’hôpital.
* Comment un microbiologiste clinique peut-il poser un diagnostic dans le contexte des signes et symptômes cliniques? Assurez-vous d’attraper le prochain article de cette série qui discutera des défis et des avantages du diagnostic de la pneumonie.

Ce qui précède représente les points de vue de l’auteur et ne reflète pas nécessairement l’opinion de l’American Society for Microbiology.



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