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22.2 : Infections bactériennes des voies respiratoires - Biologie

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Objectifs d'apprentissage

  • Identifier les bactéries les plus courantes pouvant causer des infections des voies respiratoires supérieures et inférieures
  • Comparer les principales caractéristiques de maladies bactériennes spécifiques des voies respiratoires

Les voies respiratoires peuvent être infectées par une variété de bactéries, à la fois gram positives et gram négatives. Bien que les maladies qu'ils provoquent puissent varier de légères à graves, dans la plupart des cas, les microbes restent localisés dans le système respiratoire. Heureusement, la plupart de ces infections répondent également bien à l'antibiothérapie.

Infections streptococciques

Une infection courante des voies respiratoires supérieures, la pharyngite streptococcique (angine streptococcique) est causée par Streptocoque pyogène. Cette bactérie à Gram positif apparaît sous forme de chaînes de cocci, comme le montre la figure (PageIndex{1}). Rebecca Lancefield a classé sérologiquement les streptocoques dans les années 1930 en utilisant des antigènes glucidiques des parois cellulaires bactériennes. S. pyogenes est le seul membre des streptocoques du groupe A de Lancefield et est souvent appelé GAS ou streptocoque du groupe A.

Semblable aux infections streptococciques de la peau, les membranes muqueuses du pharynx sont endommagées par la libération d'une variété d'exoenzymes et d'exotoxines par cet agent pathogène extracellulaire. De nombreuses souches de S. pyogenes peut dégrader les tissus conjonctifs en utilisant la hyaluronidase, la collagénase et la streptokinase. La streptokinase active la plasmine, ce qui entraîne la dégradation de la fibrine et, à son tour, la dissolution des caillots sanguins, ce qui contribue à la propagation de l'agent pathogène. Les toxines libérées comprennent les streptolysines qui peuvent détruire les globules rouges et blancs. Les signes classiques de la pharyngite streptococcique sont une fièvre supérieure à 38 °C (100,4 °F); douleur pharyngée intense; érythème associé à une inflammation du pharynx ; et amygdales palatines enflées, rouge foncé, souvent parsemées de plaques de pus; et pétéchies (hémorragies microcapillaires) sur le palais mou ou dur (toit de la bouche) (Figure (PageIndex{2})). Les ganglions lymphatiques sous-maxillaires sous l'angle de la mâchoire sont également souvent enflés pendant l'angine streptococcique.

Certaines souches de streptocoques du groupe A produisent une toxine érythrogène. Cette exotoxine est codée par un bactériophage tempéré (virus bactérien) et est un exemple de conversion de phage (voir Le cycle de vie viral). La toxine attaque les membranes plasmiques des cellules endothéliales capillaires et entraîne la scarlatine (ou scarlatine), une fine éruption rouge disséminée sur la peau, et la langue de fraise, une éruption rouge sur la langue (Figure (PageIndex{2}) ). Les cas graves peuvent même conduire au syndrome de choc toxique streptococcique (STSS), qui résulte de la production massive de superantigènes entraînant un choc septique et la mort.

S. pyogenes peut se propager facilement par contact direct ou par transmission de gouttelettes par la toux et les éternuements. La maladie peut être diagnostiquée rapidement en utilisant un dosage immunoenzymatique rapide pour l'antigène du groupe A. Cependant, en raison d'un taux important de résultats faussement négatifs (jusqu'à 30%1), l'identification par culture reste l'étalon-or pour confirmer la pharyngite due à S. pyogenes. pyogène peut être identifiée comme une bactérie bêta-hémolytique catalase-négative qui est sensible à 0,04 unité de bacitracine. La résistance aux antibiotiques est limitée pour cette bactérie, donc la plupart des β-lactamines restent efficaces ; l'amoxicilline orale et la pénicilline G intramusculaire sont les plus couramment prescrites.

Séquelles de S. pyogenes Infections

L'une des raisons pour lesquelles les infections de l'angine streptococcique sont traitées de manière agressive avec des antibiotiques est qu'elles peuvent entraîner des séquelles graves, des conséquences cliniques ultérieures d'une infection primaire. On estime que 1 à 3 % des enfants non traités S. pyogenes les infections peuvent être suivies de séquelles non suppuratives (sans production de pus) qui se développent 1 à 3 semaines après la résolution de l'infection aiguë. Deux de ces séquelles sont le rhumatisme articulaire aigu et la glomérulonéphrite aiguë.

Le rhumatisme articulaire aigu peut faire suite à une pharyngite causée par des souches rhumatogènes spécifiques de S. pyogenes (souches 1, 3, 5, 6 et 18). Bien que le mécanisme exact responsable de cette séquelle reste incertain, le mimétisme moléculaire entre la protéine M de souches rhumatogènes de S. pyogenes et on pense que le tissu cardiaque initie l'attaque auto-immune. La manifestation clinique la plus grave et la plus mortelle du rhumatisme articulaire aigu est une lésion et une inflammation du cœur (cardite). La glomérulonéphrite aiguë résulte également d'une réponse immunitaire aux antigènes streptococciques à la suite de pharyngites et d'infections cutanées. La glomérulonéphrite aiguë se développe dans les 6 à 10 jours suivant la pharyngite, mais peut prendre jusqu'à 21 jours après une infection cutanée. Comme pour le rhumatisme articulaire aigu, il existe de fortes associations entre des souches néphritogènes spécifiques de S. pyogenes et la glomérulonéphrite aiguë, et les preuves suggèrent un rôle pour le mimétisme de l'antigène et l'auto-immunité. Cependant, le mécanisme principal de la glomérulonéphrite aiguë semble être la formation de complexes immuns entre S. pyogenes antigènes et anticorps, et leur dépôt entre les cellules endothéliales des glomérules du rein. La réponse inflammatoire contre les complexes immuns entraîne des dommages et une inflammation des glomérules (glomérulonéphrite).

Exercice (PageIndex{1})

  1. Quels sont les symptômes de l'angine streptococcique ?
  2. Qu'est-ce que la toxine érythrogène et quel effet a-t-elle ?
  3. Quelles sont les causes du rhumatisme articulaire aigu et de la glomérulonéphrite aiguë?

Otite moyenne aiguë

Une infection de l'oreille moyenne est appelée otite moyenne aiguë (OMA), mais elle est souvent simplement appelée mal d'oreille. La condition est la plus fréquente entre les âges de 3 mois et 3 ans. Aux États-Unis, l'OMA est la deuxième cause de visites chez le pédiatre par les enfants de moins de 5 ans, et c'est la première indication de prescription d'antibiotiques.2

L'OMA se caractérise par la formation et l'accumulation de pus dans l'oreille moyenne. Incapable de s'écouler, le pus s'accumule, entraînant un gonflement modéré à sévère de la membrane tympanique et une otalgie (douleur à l'oreille). L'inflammation résultant de l'infection entraîne un gonflement des trompes d'Eustache et peut également entraîner de la fièvre, des nausées, des vomissements et de la diarrhée, en particulier chez les nourrissons. Les nourrissons et les tout-petits qui ne peuvent pas encore parler peuvent présenter des signes non verbaux suggérant une OMA, tels que tenir, tirer ou frotter l'oreille, ainsi que des pleurs ou une détresse inhabituels en réponse à la douleur.

L'OMA peut être causée par une variété de bactéries. Chez les nouveau-nés, S. pneumoniae est la cause la plus fréquente d'OMA, mais Escherichia coli, Entérocoque spp., et groupe B Streptocoque des espèces peuvent également être impliquées. Chez les nourrissons plus âgés et les enfants de moins de 14 ans, les causes bactériennes les plus courantes sont S. pneumoniae, Haemophilus influenzae, ou Moraxella catarrhalis. Parmi S. pneumoniae infections, les souches encapsulées sont des causes fréquentes d'OMA. En revanche, les souches de H. influenzae et M. cattarhalis responsables de l'OMA ne possèdent pas de capsule. Plutôt que d'endommager directement les tissus par ces agents pathogènes, les composants bactériens tels que le lipopolysaccharide (LPS) chez les agents pathogènes à Gram négatif induisent une réponse inflammatoire qui provoque un gonflement, du pus et des lésions tissulaires dans l'oreille moyenne (Figure (PageIndex{3}) ).

Tout blocage des trompes d'Eustache, avec ou sans infection, peut entraîner le piégeage et l'accumulation de liquide dans l'oreille moyenne. C'est ce qu'on appelle l'otite moyenne avec épanchement (OME). Le liquide accumulé offre un excellent réservoir pour la croissance microbienne et, par conséquent, des infections bactériennes secondaires s'ensuivent souvent. Cela peut entraîner des maux d'oreille récurrents et chroniques, particulièrement fréquents chez les jeunes enfants. L'incidence plus élevée chez les enfants peut être attribuée à de nombreux facteurs. Les enfants ont plus d'infections des voies respiratoires supérieures, en général, et leurs trompes d'Eustache sont également plus courtes et se drainent à un angle moins profond. Les jeunes enfants ont également tendance à passer plus de temps allongés que les adultes, ce qui facilite le drainage du nasopharynx par la trompe d'Eustache et dans l'oreille moyenne. L'alimentation au biberon en position couchée augmente ce risque car l'action de succion sur le biberon provoque une accumulation de pression négative dans la trompe d'Eustache, favorisant le mouvement des fluides et des bactéries du nasopharynx.

Le diagnostic est généralement établi sur la base des signes et symptômes cliniques, sans tests de laboratoire pour déterminer l'agent causal spécifique. Les antibiotiques sont fréquemment prescrits pour le traitement de l'OMA. L'amoxicilline à forte dose est le médicament de première intention, mais avec des problèmes de résistance croissants, les macrolides et les céphalosporines peuvent également être utilisés. Le vaccin antipneumococcique conjugué (PCV13) contient des sérotypes qui sont des causes importantes d'OMA, et il a été démontré que la vaccination diminue l'incidence de l'OMA. Il a également été démontré que la vaccination contre la grippe diminue le risque d'OMA, probablement parce que les infections virales comme la grippe prédisposent les patients à des infections secondaires avec S. pneumoniae. Bien qu'il existe un vaccin conjugué contre le sérotype invasif B de H. influenzae, ce vaccin n'a pas d'impact sur l'incidence de H. influenzae AOM. Parce que les souches non encapsulées de H. catarrhalis sont impliqués dans l'OMA, des vaccins contre des facteurs cellulaires bactériens autres que les gélules devront être développés.

Rhinosinusite bactérienne

La communauté microbienne du nasopharynx est extrêmement diversifiée et abrite de nombreux agents pathogènes opportunistes, il n'est donc peut-être pas surprenant que les infections conduisant à la rhinite et à la sinusite aient de nombreuses causes possibles. Ces affections surviennent souvent sous forme d'infections secondaires après une infection virale, ce qui compromet efficacement les défenses immunitaires et permet aux bactéries opportunistes de s'installer. La sinusite bactérienne implique une infection et une inflammation dans les sinus paranasaux. Parce que la sinusite bactérienne se produit rarement sans rhinite, le terme préféré est rhinosinusite. Les causes les plus fréquentes de rhinosinusite bactérienne sont similaires à celles de l'OMA, notamment S. pneumoniae, H. influenzae, et M. catarrhalis.

Exercice (PageIndex{2})

  1. Quels sont les agents causals habituels de l'otite moyenne aiguë?
  2. Quels facteurs facilitent l'otite moyenne aiguë avec épanchement chez les jeunes enfants ?
  3. Quel facteur déclenche souvent la rhinosinusite bactérienne?

Diphtérie

L'agent causal de la diphtérie, Corynebacterium diphtheriae, est un bâtonnet à Gram positif en forme de massue qui appartient au phylum des Actinobactéries. Les diphtéroïdes sont des membres communs du microbiote nasopharyngé normal. Cependant, certaines souches de C. diphtheriae devenir pathogène en raison de la présence d'une protéine tempérée codée par un bactériophage, la toxine diphtérique. La diphtérie est généralement une infection respiratoire de l'oropharynx, mais peut également provoquer des lésions de type impétigo sur la peau. Bien que la maladie puisse toucher des personnes de tous âges, elle a tendance à être plus grave chez les moins de 5 ans ou plus de 40 ans. Comme l'angine streptococcique, la diphtérie est couramment transmise par les gouttelettes et les aérosols produits par la toux. Après avoir colonisé la gorge, la bactérie reste dans la cavité buccale et commence à produire la toxine diphtérique. Cette protéine est une toxine A-B qui bloque la synthèse des protéines de la cellule hôte en inactivant le facteur d'élongation (EF)-2 (voir Facteurs de virulence des agents pathogènes bactériens et viraux). L'action de la toxine entraîne la mort des cellules hôtes et une réponse inflammatoire. Une accumulation d'exsudat grisâtre constitué de cellules hôtes mortes, de pus, de globules rouges, de fibrine et de bactéries infectieuses entraîne la formation d'une pseudomembrane. La pseudomembrane peut recouvrir les muqueuses de la cavité nasale, des amygdales, du pharynx et du larynx (Figure (PageIndex{4})). C'est un signe classique de la diphtérie. Au fur et à mesure que la maladie progresse, la pseudomembrane peut s'élargir pour obstruer les orifices du pharynx ou de la trachée et peut entraîner la suffocation et la mort. Parfois, l'intubation, la mise en place d'un tube respiratoire dans la trachée, est nécessaire dans les infections avancées. Si la toxine diphtérique se propage dans tout le corps, elle peut également endommager d'autres tissus. Cela peut inclure une myocardite (lésions cardiaques) et des lésions nerveuses pouvant altérer la respiration.

Le diagnostic présomptif de diphtérie est principalement basé sur les symptômes cliniques (c'est-à-dire la pseudomembrane) et les antécédents de vaccination, et est généralement confirmé par l'identification de cultures bactériennes obtenues à partir de prélèvements de gorge. La toxine diphtérique elle-même peut être détectée directement in vitro à l'aide de systèmes de détection directe basés sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR) pour la diphtérie toxicomanie gène, et des techniques immunologiques comme l'immunodiffusion radiale ou le test d'immunodiffusion d'Elek.

Les antibiotiques à large spectre comme la pénicilline et l'érythromycine ont tendance à contrôler efficacement C. diphtheriae infections. Malheureusement, ils n'ont aucun effet contre les toxines préformées. Si la production de toxine s'est déjà produite chez le patient, des antitoxines (anticorps préformés contre la toxine) sont administrées. Bien que cela soit efficace pour neutraliser la toxine, les antitoxines peuvent conduire à la maladie sérique car elles sont produites chez les chevaux (voir Hypersensibilités).

Les efforts de vaccination à grande échelle ont réduit l'apparition de la diphtérie dans le monde. Il existe actuellement quatre vaccins toxoïdes combinés disponibles qui offrent une protection contre la diphtérie et d'autres maladies : DTaP, Tdap, DT et Td. Dans tous les cas, les lettres « d », « t » et « p » représentent respectivement la diphtérie, le tétanos et la coqueluche ; le « a » signifie acellulaire. Si elles sont en majuscules, les lettres indiquent une dose à pleine puissance ; les lettres minuscules indiquent des doses réduites. Selon les recommandations actuelles, les enfants devraient recevoir cinq doses du vaccin DTaP dans leur jeunesse et un rappel Td tous les 10 ans. Les enfants présentant des réactions indésirables au vaccin anticoquelucheux peuvent recevoir le vaccin DT à la place du DTaP.

Exercice (PageIndex{3})

  1. Quel effet a la toxine diphtérique ?
  2. De quoi est composée la pseudomembrane ?

Pneumonie bactérienne

La pneumonie est un terme général désignant les infections des poumons qui entraînent une inflammation et une accumulation de liquides et de globules blancs dans les alvéoles. La pneumonie peut être causée par des bactéries, des virus, des champignons et d'autres organismes, bien que la grande majorité des pneumonies soient d'origine bactérienne. La pneumonie bactérienne est une infection répandue et potentiellement grave; il a causé plus de 50 000 décès aux États-Unis en 2014.3 Au fur et à mesure que les alvéoles se remplissent de fluides et de globules blancs (consolidation), l'échange d'air devient altéré et les patients souffrent de détresse respiratoire (Figure (PageIndex{5})). De plus, la pneumonie peut entraîner une pleurésie, une infection de la membrane pleurale entourant les poumons, ce qui peut rendre la respiration très douloureuse. Bien que de nombreuses bactéries différentes puissent provoquer une pneumonie dans les bonnes circonstances, trois espèces bactériennes sont à l'origine de la plupart des cas cliniques : Streptococcus pneumoniae, H. la grippe, et Mycoplasma pneumoniae. En plus de ceux-ci, nous examinerons également certaines des causes les moins courantes de pneumonie.

Pneumonie à pneumocoques

La cause la plus fréquente de pneumonie bactérienne communautaire est Streptococcus pneumoniae. Ce streptocoque alpha-hémolytique à Gram positif se trouve couramment dans le microbiote normal des voies respiratoires humaines. Les cellules ont tendance à avoir la forme d'une lancette et apparaissent généralement par paires (Figure (PageIndex{6})). Les pneumocoques colonisent initialement les bronchioles des poumons. Finalement, l'infection se propage aux alvéoles, où la capsule polysaccharidique du microbe interfère avec la clairance phagocytaire. D'autres facteurs de virulence incluent les autolysines comme Lyt A, qui dégradent la paroi cellulaire microbienne, entraînant la lyse cellulaire et la libération de facteurs de virulence cytoplasmiques. L'un de ces facteurs, la pneumolysine O, est important dans la progression de la maladie ; cette protéine formant des pores endommage les cellules hôtes, favorise l'adhérence bactérienne et améliore la production de cytokines pro-inflammatoires. La réponse inflammatoire qui en résulte provoque le remplissage des alvéoles d'un exsudat riche en neutrophiles et en globules rouges. En conséquence, les personnes infectées développent une toux productive avec des expectorations sanglantes.

Les pneumocoques peuvent être identifiés par présomption par leur morphologie cellulaire distinctive à Gram positif en forme de lancette et leur disposition diplocoque. Dans les cultures de gélose au sang, l'organisme présente des colonies alpha-hémolytiques qui sont autolytiques après 24 à 48 heures. En outre, S. pneumoniae est extrêmement sensible à l'optochine et les colonies sont rapidement détruites par l'ajout d'une solution à 10 % de désoxycholate de sodium. Tous les isolats cliniques de pneumocoques sont sérotypés en utilisant la réaction d'extinction avec des antisérums de typage produits par les CDC. Les réactions positives d'extinction sont considérées comme une identification définitive des pneumocoques.

Les antibiotiques restent le traitement de base des pneumocoques. Les -lactames comme la pénicilline sont les médicaments de première intention, mais la résistance aux -lactames est un problème croissant. Lorsque la résistance aux -lactamines est préoccupante, des macrolides et des fluoroquinolones peuvent être prescrits. Cependant, S. pneumoniae la résistance aux macrolides et aux fluoroquinolones augmente également, limitant les options thérapeutiques pour certaines infections. Il existe actuellement deux vaccins contre le pneumocoque : le vaccin conjugué contre le pneumocoque (PCV13) et le vaccin polyosidique contre le pneumocoque (PPSV23). Celles-ci sont généralement attribuées aux populations d'individus les plus vulnérables : les enfants de moins de 2 ans et les adultes de plus de 65 ans.

Pneumonie à Haemophilus

Souches encapsulées de Haemophilus influenzae sont connus pour causer la méningite, mais les souches non encapsulées sont des causes importantes de pneumonie. Ce petit coccobacille à Gram négatif se trouve dans le pharynx de la majorité des enfants en bonne santé ; cependant, Haemophilus la pneumonie est principalement observée chez les personnes âgées. Comme d'autres agents pathogènes qui causent la pneumonie, H. influenzae se propage par les gouttelettes et les aérosols produits par la toux. Un organisme exigeant, H. influenzae ne se développera que sur des milieux avec le facteur X (hémine) et le facteur V (NAD) disponibles, comme la gélose au chocolat (Figure (PageIndex{7})). Un sérotypage doit être effectué pour confirmer l'identité de H. influenzae isole.

Infections des alvéoles par H. influenzae entraîner une inflammation et une accumulation de fluides. L'augmentation de la résistance aux β-lactamines, aux macrolides et aux tétracyclines présente des défis pour le traitement des Haemophilus pneumonie. La résistance aux fluoroquinolones est rare parmi les isolats de H. influenzae mais a été observé. Comme discuté pour l'OMA, un vaccin dirigé contre H. influenzae, s'il était développé, fournirait une protection contre la pneumonie causée par cet agent pathogène.

POURQUOI MOI?

Tracy est une fillette de 6 ans qui a développé une toux grave qui ne semble pas disparaître. Au bout de 2 semaines, ses parents se sont inquiétés et l'ont emmenée chez le pédiatre, qui a suspecté un cas de pneumonie bactérienne. Les tests ont confirmé que la cause était Haemophilus influenzae. Heureusement, Tracy a bien réagi au traitement antibiotique et s'est finalement complètement rétablie.

Parce qu'il y avait eu plusieurs autres cas de pneumonie bactérienne à l'école primaire de Tracy, les responsables locaux de la santé ont exhorté les parents à faire dépister leurs enfants. Parmi les enfants qui ont été dépistés, il a été découvert que plus de 50 % portaient H. influenzae dans leurs cavités nasales, mais tous sauf deux étaient asymptomatiques.

Pourquoi certaines personnes tombent-elles gravement malades à cause d'infections bactériennes qui semblent avoir peu ou pas d'effet sur les autres ? La pathogénicité d'un organisme, c'est-à-dire sa capacité à causer des dommages à l'hôte, n'est pas uniquement une propriété du micro-organisme. C'est plutôt le produit d'une relation complexe entre les facteurs de virulence du microbe et les défenses immunitaires de l'individu. Des conditions préexistantes et des facteurs environnementaux tels que l'exposition à la fumée secondaire peuvent rendre certaines personnes plus sensibles à l'infection en créant des conditions favorables à la croissance microbienne ou en compromettant le système immunitaire. De plus, les individus peuvent avoir des facteurs immunitaires génétiquement déterminés qui les protègent – ​​ou non – contre des souches particulières d'agents pathogènes. Les interactions entre ces facteurs de l'hôte et les facteurs de pathogénicité produits par le micro-organisme déterminent finalement l'issue de l'infection. Une meilleure compréhension de ces interactions peut permettre une meilleure identification des personnes à risque et des interventions prophylactiques à l'avenir.

Pneumonie à mycoplasmes (pneumonie à pied)

La pneumonie atypique primitive est causée par Mycoplasma pneumoniae. Cette bactérie ne fait pas partie du microbiote normal des voies respiratoires et peut provoquer des épidémies de maladies. Aussi connue sous le nom de pneumonie ambulatoire, mycoplasmeles infections à pneumonie sont courantes dans les environnements surpeuplés comme les campus universitaires et les bases militaires. Elle se propage par les aérosols formés lors de la toux ou des éternuements. La maladie est souvent bénigne, avec une faible fièvre et une toux persistante. Ces bactéries, qui n'ont pas de parois cellulaires, utilisent un organite de fixation spécialisé pour se lier aux cellules ciliées. Dans le processus, les cellules épithéliales sont endommagées et le bon fonctionnement des cils est entravé (Figure (PageIndex{8})).

Les mycoplasmes se développent très lentement lorsqu'ils sont cultivés. Par conséquent, la pénicilline et l'acétate de thallium sont ajoutés à la gélose pour empêcher la prolifération de contaminants potentiels à croissance plus rapide. Depuis M. pneumoniae n'a pas de paroi cellulaire, il est résistant à ces substances. Sans paroi cellulaire, les cellules microbiennes semblent pléomorphes. M. pneumoniae les infections ont tendance à être spontanément résolutives, mais peuvent également bien répondre à l'antibiothérapie macrolide. Les -lactamines, qui ciblent la synthèse de la paroi cellulaire, ne sont pas indiquées pour le traitement des infections par ce pathogène.

Pneumonies à Chlamydia et Psittacose

La pneumonie à Chlamydia peut être causée par trois espèces différentes de bactéries : Chlamydophila pneumoniae (anciennement connu sous le nom Chlamydia pneumoniae), Chlamydophila psittaci (anciennement connu sous le nom Chlamydia psittaci), et Chlamydia trachomatis. Tous les trois sont des agents pathogènes intracellulaires obligatoires et provoquent une pneumonie et une bronchite légères à sévères. De l'arbre, Chlamydophila pneumoniae est la plus courante et se transmet par des gouttelettes respiratoires ou des aérosols. C. psittaci provoque la psittacose, une zoonose qui affecte principalement les oiseaux domestiques tels que les perruches, les dindes et les canards, mais qui peut être transmise des oiseaux aux humains. La psittacose est une infection relativement rare et se rencontre généralement chez les personnes qui travaillent avec les oiseaux. Chlamydia trachomatis, l'agent causal de la chlamydia, une maladie sexuellement transmissible, peut provoquer une pneumonie chez les nourrissons lorsque l'infection est transmise de la mère au bébé pendant l'accouchement.

Le diagnostic de la chlamydia par culture a tendance à être difficile et lent. Parce qu'ils sont des agents pathogènes intracellulaires, ils nécessitent de multiples passages à travers la culture tissulaire. Récemment, une variété de tests basés sur la PCR et la sérologie ont été développés pour permettre une identification plus facile de ces agents pathogènes. Les tétracyclines et les macrolides sont généralement prescrits pour le traitement.

Pneumonie associée aux soins de santé

Une variété de bactéries opportunistes qui ne causent généralement pas de maladie respiratoire chez les personnes en bonne santé sont des causes courantes de pneumonie associée aux soins de santé. Ceux-ci inclus Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, et les protéobactéries telles que les espèces de Escherichia, Protée, et Serratia. Les patients à risque comprennent les personnes âgées, celles qui ont d'autres affections pulmonaires préexistantes et celles qui sont immunodéprimées. De plus, les patients recevant des thérapies de soutien telles que l'intubation, les antibiotiques et les médicaments immunomodulateurs peuvent également être à risque car ces interventions perturbent l'escalier mucociliaire et d'autres défenses pulmonaires. Les dispositifs médicaux invasifs tels que les cathéters, les implants médicaux et les ventilateurs peuvent également introduire des agents pathogènes opportunistes provoquant une pneumonie dans le corps.4

Pneumonie causée par K. pneumoniae se caractérise par une nécrose pulmonaire et des « expectorations de gelée de groseille », ainsi nommée parce qu'elle se compose d'amas de sang, de mucus et de débris provenant de l'épaisse capsule de polysaccharide produite par la bactérie. K. pneumoniae est souvent multirésistante. Les aminosides et les céphalosporines sont souvent prescrits mais ne sont pas toujours efficaces. Klebsiella la pneumonie est souvent mortelle même lorsqu'elle est traitée.

Pneumonie à Pseudomonas

Pseudomonas aeruginosa est un autre agent pathogène opportuniste qui peut provoquer des cas graves de pneumonie bactérienne chez les patients atteints de mucoviscidose (FK) et les patients hospitalisés assistés par des ventilateurs artificiels. Cette bactérie est extrêmement résistante aux antibiotiques et peut produire une variété d'exotoxines. Pneumonie associée au ventilateur avec P. aeruginosa est causée par un équipement contaminé qui provoque l'aspiration de l'agent pathogène dans les poumons. Chez les patients atteints de mucoviscidose, une anomalie génétique du récepteur transmembranaire de la mucoviscidose (CFTR) entraîne l'accumulation de mucus séché en excès dans les poumons. Cela diminue l'efficacité des défensines et inhibe l'escalator mucociliaire. P. aeruginosa est connu pour infecter plus de la moitié de tous les patients atteints de mucoviscidose. Il s'adapte aux conditions pulmonaires du patient et commence à produire de l'alginate, un exopolysaccharide visqueux qui inhibe l'escalator mucociliaire. Les lésions pulmonaires dues à la réponse inflammatoire chronique qui s'ensuit sont la principale cause de mortalité chez les patients atteints de mucoviscidose.5

Exercice (PageIndex{4})

  1. Quels sont les trois agents pathogènes responsables des types les plus répandus de pneumonie bactérienne ?
  2. Quelle cause de pneumonie est la plus susceptible d'affecter les jeunes ?
  3. Dans quels contextes Pseudomonas aeruginosa provoquer une pneumonie ?

orientation clinique - partie 2

La radiographie du thorax de John a révélé une importante consolidation dans le poumon droit et ses cultures d'expectorations ont révélé la présence d'un bâtonnet à Gram négatif. Son médecin lui a prescrit une cure d'antibiotique clarithromycine. Il a également ordonné les tests de diagnostic rapide de la grippe (RIDT) pour la grippe de type A et B afin d'exclure une éventuelle infection virale sous-jacente. Malgré l'antibiothérapie, l'état de John a continué à se détériorer, il a donc été admis à l'hôpital.

Exercice (PageIndex{5})

Quelles sont les causes possibles de pneumonie qui n'auraient pas répondu à l'antibiotique prescrit ?

Tuberculose

La tuberculose (TB) est l'une des maladies infectieuses les plus mortelles de l'histoire de l'humanité. Bien que les taux d'infection tuberculeuse aux États-Unis soient extrêmement faibles, le CDC estime qu'environ un tiers de la population mondiale est infecté par Mycobacterium tuberculosis, l'organisme causal de la tuberculose, avec 9,6 millions de nouveaux cas de tuberculose et 1,5 million de décès dans le monde en 2014.6

M. tuberculose est un bâtonnet résistant aux acides, à G + C élevé, à Gram positif et non sporulé. Sa paroi cellulaire est riche en acides mycoliques cireux, qui rendent les cellules imperméables aux molécules polaires. Cela provoque également une croissance lente de ces organismes. tuberculose provoque une maladie granulomateuse chronique qui peut infecter n'importe quelle partie du corps, bien qu'elle soit généralement associée aux poumons. tuberculose se propage par inhalation de gouttelettes respiratoires ou d'aérosols d'une personne infectée. La dose infectieuse de M. tuberculose n'est que de 10 cellules.7

Après inhalation, les bactéries pénètrent dans les alvéoles (Figure (PageIndex{9})). Les cellules sont phagocytées par les macrophages mais peuvent survivre et se multiplier au sein de ces phagocytes en raison de la protection par l'acide mycolique cireux dans leurs parois cellulaires. Si elle n'est pas éliminée par les macrophages, l'infection peut progresser, provoquant une réponse inflammatoire et une accumulation de neutrophiles et de macrophages dans la région. Plusieurs semaines ou mois peuvent s'écouler avant qu'une réponse immunologique soit montée par les cellules T et les cellules B. Finalement, les lésions des alvéoles se murent, formant de petites lésions rondes appelées tubercules. Les bactéries continuent d'être libérées au centre des tubercules et la réponse immunitaire chronique entraîne des lésions tissulaires et l'induction de l'apoptose (mort programmée de la cellule hôte) dans un processus appelé liquéfaction. Cela crée un centre caséeux, ou poche d'air, où l'aérobie M. tuberculose peut grandir et se multiplier. Les tubercules peuvent éventuellement se rompre et les cellules bactériennes peuvent envahir les capillaires pulmonaires; à partir de là, les bactéries peuvent se propager par la circulation sanguine vers d'autres organes, une maladie connue sous le nom de tuberculose miliaire. La rupture des tubercules facilite également la transmission de la bactérie à d'autres individus via des aérosols de gouttelettes qui sortent du corps lors de la toux. Étant donné que ces gouttelettes peuvent être très petites et rester en l'air pendant une longue période, des précautions particulières sont nécessaires lors des soins aux patients atteints de tuberculose, telles que l'utilisation de masques faciaux et de systèmes de ventilation et de filtrage à pression négative.

Finalement, la plupart des lésions guérissent pour former des complexes de Ghon calcifiés. Ces structures sont visibles sur les radiographies thoraciques et constituent une caractéristique diagnostique utile. Mais même après la fin apparente de la maladie, des bactéries viables restent séquestrées à ces endroits. La libération de ces organismes à un moment ultérieur peut produire une tuberculose de réactivation (ou une tuberculose secondaire). Ceci est principalement observé chez les personnes souffrant d'alcoolisme, les personnes âgées ou chez les personnes immunodéprimées (Figure (PageIndex{9})).

La tuberculose étant une maladie chronique, les traitements chimiothérapeutiques se poursuivent souvent pendant des mois ou des années. Les souches multirésistantes (MDR-TB) et ultrarésistantes (XDR-TB) de M. tuberculose sont une préoccupation clinique croissante. Ces souches peuvent survenir en raison d'une mauvaise utilisation ou d'une mauvaise gestion des traitements antibiotiques. Par conséquent, il est impératif que des protocoles multimédicaments appropriés soient utilisés pour traiter ces infections. Les antibiotiques courants inclus dans ces mélanges sont l'isoniazide, la rifampicine, l'éthambutol et le pyrazinamide.

Il existe un vaccin antituberculeux basé sur la souche dite du bacille Calmette-Guérin (BCG) de M. bovis trouve couramment chez les bovins. Aux États-Unis, le vaccin BCG n'est administré qu'aux travailleurs de la santé et aux membres de l'armée qui risquent d'être exposés à des cas actifs de tuberculose. Il est plus largement utilisé dans le monde. De nombreuses personnes nées dans d'autres pays ont été vaccinées avec la souche BCG. Le BCG est utilisé dans de nombreux pays à forte prévalence de tuberculose, pour prévenir la méningite tuberculeuse infantile et la maladie miliaire.

Le test cutané à la tuberculine de Mantoux (Figure (PageIndex{10})) est régulièrement utilisé aux États-Unis pour dépister une exposition potentielle à la TB (voir Hypersensibilités). Cependant, des vaccinations antérieures avec le vaccin BCG peuvent provoquer des résultats faussement positifs. Des radiographies thoraciques pour détecter la formation du complexe de Ghon sont donc nécessaires pour confirmer l'exposition.

Exercice (PageIndex{6})

  1. Quelle caractéristique de Mycobacterium tuberculosis lui permet d'échapper à la réponse immunitaire ?
  2. Que se passe-t-il pour causer la tuberculose miliaire?
  3. Expliquer les limites du test cutané à la tuberculine de Mantoux.

Coqueluche (coqueluche)

L'agent causal de la coqueluche, communément appelé coqueluche, est Bordetella pertussis, un coccobacille à Gram négatif. La maladie se caractérise par une accumulation de mucus dans les poumons qui entraîne une longue période de toux sévère. Parfois, à la suite d'une quinte de toux, un son ressemblant à un « coqueluche » est produit lorsque de l'air est inhalé par les voies respiratoires enflammées et restreintes, d'où le nom de coqueluche. Bien que les adultes puissent être infectés, les symptômes de cette maladie sont plus prononcés chez les nourrissons et les enfants. La coqueluche est hautement transmissible par la transmission par gouttelettes, de sorte que la toux incontrôlable produite est un moyen efficace de transmettre la maladie dans une population sensible.

Après inhalation, B. coqueluche se fixe spécifiquement aux cellules épithéliales à l'aide d'une adhésine, l'hémagglutinine filamenteuse. Les bactéries se développent ensuite sur le site de l'infection et provoquent des symptômes de maladie par la production d'exotoxines. L'un des principaux facteurs de virulence de cet organisme est une exotoxine A-B appelée toxine coquelucheuse (PT). Lorsque la PT pénètre dans les cellules hôtes, elle augmente les niveaux d'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) et perturbe la signalisation cellulaire. La PT est connue pour améliorer les réponses inflammatoires impliquant l'histamine et la sérotonine. En plus du TP, B. coqueluche produit une cytotoxine trachéale qui endommage les cellules épithéliales ciliées et entraîne une accumulation de mucus dans les poumons. Le mucus peut favoriser la colonisation et la croissance d'autres microbes et, par conséquent, les infections secondaires sont courantes. Ensemble, les effets de ces facteurs produisent la toux qui caractérise cette infection.

Une infection coquelucheuse peut être divisée en trois stades distincts. L'infection initiale, appelée stade catarrhal, est relativement bénigne et sans particularité. Les signes et symptômes peuvent inclure une congestion nasale, un écoulement nasal, des éternuements et une fièvre légère. C'est pourtant l'étape à laquelle B. coqueluche est le plus contagieux. Au stade paroxystique, l'accumulation de mucus entraîne des spasmes de toux incontrôlables qui peuvent durer plusieurs minutes et provoquer fréquemment des vomissements. Le stade paroxystique peut durer plusieurs semaines. Une longue phase de convalescence suit la phase paroxystique, au cours de laquelle les patients souffrent d'une toux chronique qui peut durer jusqu'à plusieurs mois. En fait, la maladie est parfois appelée la toux de 100 jours.

Chez les nourrissons, la toux peut être suffisamment forte pour provoquer des fractures des côtes, et des infections prolongées peuvent entraîner la mort. Le CDC a signalé 20 décès liés à la coqueluche en 2012,9 mais ce nombre était tombé à cinq en 2015.10

Au cours des 2 premières semaines d'infection, le diagnostic de laboratoire est mieux réalisé en cultivant l'organisme directement à partir d'un échantillon nasopharyngé (NP) prélevé dans le nasopharynx postérieur. L'échantillon NP est strié sur milieu Bordet-Gengou. Les échantillons doivent être transportés au laboratoire le plus rapidement possible, même si des milieux de transport sont utilisés. Des délais de transport supérieurs à 24 heures réduisent la viabilité de B. coqueluche significativement.

Dans le premier mois de l'infection, B. coqueluche peuvent être diagnostiqués à l'aide de techniques PCR. Au cours des derniers stades de l'infection, les anticorps spécifiques de la coqueluche peuvent être détectés immunologiquement à l'aide d'un dosage immuno-enzymatique (ELISA).

La coqueluche est généralement une maladie spontanément résolutive. L'antibiothérapie à l'érythromycine ou à la tétracycline n'est efficace qu'aux tout premiers stades de la maladie. Les antibiotiques administrés plus tard dans l'infection, et à titre prophylactique aux personnes non infectées, réduisent le taux de transmission. La vaccination active est une meilleure approche pour contrôler cette maladie. Le vaccin DTC était autrefois d'usage courant aux États-Unis. Dans ce vaccin, le composant P consistait en cellules entières tuées B. coqueluche les préparatifs. En raison de certains effets indésirables, cette préparation a maintenant été remplacée par les vaccins DTaP et Tdap. Dans ces deux nouveaux vaccins, le composant « aP » est une anatoxine coquelucheuse.

La vaccination généralisée a considérablement réduit le nombre de cas signalés et empêché de grandes épidémies de coqueluche. Récemment, cependant, la coqueluche a commencé à réapparaître en tant que maladie infantile dans certains États en raison de la baisse des taux de vaccination et de l'augmentation de la population d'enfants sensibles.

Cette page Web contient un extrait audio du son distinctif de « coqueluche » associé à la coqueluche chez les nourrissons.

Cette carte interactive montre les épidémies de maladies évitables par la vaccination, y compris la coqueluche, dans le monde.

Exercice (PageIndex{7})

  1. Qu'est-ce qui explique la production de mucus dans une infection coquelucheuse?
  2. Quels sont les signes et symptômes associés aux trois stades de la coqueluche?
  3. Pourquoi la coqueluche est-elle de plus en plus courante aux États-Unis?

Maladie du légionnaire

Une pneumonie atypique appelée maladie du légionnaire (également connue sous le nom de légionellose) est causée par un bacille aérobie à Gram négatif, Legionella pneumophila. Cette bactérie infecte les amibes libres qui habitent des environnements humides, et les infections se produisent généralement à partir de réservoirs artificiels tels que les tours de refroidissement de climatisation, les humidificateurs, les systèmes de brumisation et les fontaines. Les aérosols de ces réservoirs peuvent entraîner des infections chez les personnes sensibles, en particulier celles souffrant de maladies cardiaques ou pulmonaires chroniques ou d'autres affections qui affaiblissent le système immunitaire.

Lorsque L. pneumophila les bactéries pénètrent dans les alvéoles, elles sont phagocytées par les macrophages résidents. Cependant, L. pneumophila utilise un système de sécrétion pour insérer des protéines dans la membrane endosomale du macrophage; ces protéines empêchent la fusion lysosomale, permettant L. pneumophila de continuer à proliférer dans le phagosome. La maladie respiratoire qui en résulte peut aller d'une pneumonie légère à grave, selon l'état des défenses immunitaires de l'hôte. Bien que cette maladie affecte principalement les poumons, elle peut également provoquer de la fièvre, des nausées, des vomissements, de la confusion et d'autres effets neurologiques.

Le diagnostic de la maladie du légionnaire est quelque peu compliqué. L. pneumophila est une bactérie exigeante et difficile à cultiver. De plus, étant donné que les cellules bactériennes ne sont pas efficacement colorées avec la coloration de Gram, d'autres techniques de coloration, telles que la procédure de précipité d'argent Warthin-Starry, doivent être utilisées pour visualiser ce pathogène. Un test de diagnostic rapide a été mis au point pour détecter la présence de Legionella antigène dans l'urine d'un patient; les résultats prennent moins d'une heure et le test a une sélectivité et une spécificité élevées (supérieures à 90 %). Malheureusement, le test ne fonctionne que pour un seul sérotype de L. pneumophila (type 1, le sérotype responsable de la plupart des infections). Par conséquent, l'isolement et l'identification des L. pneumophila des crachats reste le test déterminant pour le diagnostic.

Une fois diagnostiquée, la maladie du légionnaire peut être traitée efficacement avec des antibiotiques fluoroquinolones et macrolides. Cependant, la maladie est parfois mortelle; environ 10 % des patients meurent de complications.11 Il n'y a actuellement aucun vaccin disponible.

Exercice (PageIndex{8})

  • Pourquoi la maladie du légionnaire est-elle associée aux systèmes de climatisation ?
  • Comment Legionella pneumophila contourner le système immunitaire ?

Fièvre Q

La maladie zoonotique fièvre Q est causée par une rickettsie, Coxiella burnetii. Les principaux réservoirs de cette bactérie sont les animaux domestiques tels que les bovins, les moutons et les chèvres. La bactérie peut être transmise par les tiques ou par exposition à l'urine, aux matières fécales, au lait ou au liquide amniotique d'un animal infecté. Chez l'homme, la principale voie d'infection est l'inhalation d'aérosols contaminés de basse-cour. Il s'agit donc en grande partie d'une maladie professionnelle des agriculteurs. Les humains sont extrêmement sensibles à C. burnetii— la dose infectieuse est estimée à quelques cellules seulement.12 De plus, l'organisme est robuste et peut survivre dans un environnement sec pendant une période prolongée. Les symptômes associés à la fièvre Q aiguë comprennent une forte fièvre, des maux de tête, de la toux, une pneumonie et un malaise général. Chez un petit nombre de patients (moins de 5%13), la maladie peut devenir chronique, conduisant souvent à une endocardite, qui peut être fatale.

Le diagnostic de l'infection à rickettsies par culture en laboratoire est à la fois difficile et dangereux en raison de la facilité d'aérosolisation de la bactérie, c'est pourquoi la PCR et l'ELISA sont couramment utilisées. La doxycycline est le médicament de première intention pour traiter la fièvre Q aiguë. Dans la fièvre Q chronique, la doxycycline est souvent associée à l'hydroxychloroquine.

MALADIES BACTÉRIENNES DES VOIES RESPIRATOIRES

De nombreux agents pathogènes peuvent provoquer des infections des voies respiratoires. Bon nombre de ces infections produisent des signes et des symptômes similaires, mais un traitement approprié dépend d'un diagnostic précis effectué par des tests de laboratoire. Les tableaux de la figure (PageIndex{11}) et de la figure (PageIndex{12}) résument les infections respiratoires bactériennes les plus importantes, cette dernière se concentrant spécifiquement sur les formes de pneumonie bactérienne.

Concepts clés et résumé

  • Une grande variété de bactéries peut provoquer des maladies respiratoires; la plupart sont traitables avec des antibiotiques ou évitables avec des vaccins.
  • Streptocoque pyogène cause angine streptococcique, une infection du pharynx qui provoque également une forte fièvre et peut entraîner scarlatine, rhumatisme articulaire aigu, et glomérulonéphrite aiguë.
  • Otite moyenne aiguë est une infection de l'oreille moyenne qui peut être causée par plusieurs bactéries, dont Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, et Moraxella catarrhalis. L'infection peut bloquer les trompes d'Eustache, entraînant otite moyenne avec épanchement.
  • Diphtérie, causé par Corynebacterium diphtheriae, est maintenant une maladie rare en raison de la vaccination généralisée. Les bactéries produisent des exotoxines qui tuent les cellules du pharynx, conduisant à la formation d'un pseudomembrane; et endommager d'autres parties du corps.
  • Bactérien pneumonie résulte d'infections qui provoquent une inflammation et une accumulation de liquide dans les alvéoles. Elle est le plus souvent causée par S. pneumoniae ou H. influenzae. Le premier est généralement multirésistant.
  • Mycoplasme pneumonie résulte d'une infection par Mycoplasma pneumoniae; elle peut se propager rapidement, mais la maladie est bénigne et spontanément résolutive.
  • Pneumonie à Chlamydia peut être causée par trois agents pathogènes qui sont des parasites intracellulaires obligatoires. Chlamydophila pneumoniae est généralement transmis par une personne infectée, alors que C. psittaci est généralement transmis par un oiseau infecté. Chlamydia trachomatis, peut provoquer une pneumonie chez les nourrissons.
  • Plusieurs autres bactéries peuvent provoquer une pneumonie chez les personnes immunodéprimées et celles atteintes de mucoviscidose.
  • Tuberculose est causé par Mycobacterium tuberculosis. L'infection entraîne la production d'agents protecteurs tuberculesdans les alvéoles et calcifié Complexes ghons qui peut héberger la bactérie pendant une longue période. Les formes résistantes aux antibiotiques sont courantes et le traitement est généralement à long terme.
  • coqueluche est causé par Bordetella pertussis. L'accumulation de mucus dans les poumons entraîne des épisodes de toux sévères prolongés (coqueluche) qui facilitent la transmission. Malgré un vaccin disponible, les épidémies sont encore fréquentes.
  • Maladie du légionnaire est causée par une infection provenant de réservoirs environnementaux de la Legionella pneumophila bactérie. La bactérie est endocytaire dans les macrophages et l'infection peut entraîner une pneumonie, en particulier chez les individus immunodéprimés.
  • fièvre Q est causé par Coxiella burnetii, dont les hôtes primaires sont des mammifères domestiqués (maladie zoonotique). Il provoque une pneumonie principalement chez les travailleurs agricoles et peut entraîner de graves complications, telles que l'endocardite.

Choix multiple

Lequel des énoncés suivants n'implique pas une exotoxine bactérienne ?

A. diphtérie
B. coqueluche
C. scarlatine
D. Fièvre Q

Quelle maladie est causée par Coxiella burnetii?

A. Fièvre Q
B. tuberculose
C. diphtérie
D. pneumonie à pied

UNE

À quel stade de la coqueluche est émis le bruit caractéristique de la coqueluche ?

A. convalescence
B. catarrhale
C. paroxystique
D. prodromique

C

Quel est l'agent causal de la fièvre Q?

A. Coxiella burnetii
B. Chlamydophila psittaci
C. Mycoplasma pneumoniae
D. Streptococcus pyogenes

UNE

Lequel de ces microbes cause la « pneumonie de la marche » ?

A. Klebsiella pneumoniae
B. Streptococcus pneumoniae
C. Chlamydophila pneumoniae

C

Remplir les trous

Des lésions calcifiées appelées _______ se forment dans les poumons des patients atteints de tuberculose.

Complexes ghons

Une inflammation de l'oreille moyenne est appelée _______.

otite moyenne

Le _______ est utilisé pour identifier sérologiquement Streptococcus pneumoniae isole.

réaction d'étouffement

_______ est une infection zoonotique qui peut être contractée par les personnes qui manipulent des oiseaux.

Psittacose

Le principal facteur de virulence impliqué dans la scarlatine est le _______.

toxine érythrogène

Réponse courte

Nommez trois bactéries qui causent couramment la pneumonie. Quelle est la cause la plus fréquente ?

Comment le tabagisme rend-il un individu plus sensible aux infections ?

Comment l'agent pathogène de la diphtérie forme-t-il une pseudomembrane?

Esprit critique

Pourquoi les antibiotiques β-lactamines pourraient-ils être inefficaces contre Mycoplasma pneumoniae infection?

Pourquoi une antibiothérapie appropriée est-elle particulièrement importante pour les patients atteints de tuberculose ?

Notes de bas de page

  1. 1 WL Lean et al. « Tests de diagnostic rapide pour la pharyngite streptococcique du groupe A : une méta-analyse. » Pédiatrie 134, non. 4 (2014) : 771–781.
  2. 2 G. Worrall. "Otite moyenne aiguë." Médecin de famille canadien 53 non. 12 (2007) : 2147-2148.
  3. 3 KD Kochanek et al. « Décès : données finales pour 2014. » Rapports nationaux de l'état civil 65 n° 4 (2016).
  4. 4 SM Koenig et al. « Pneumonie associée à un ventilateur : diagnostic, traitement et prévention ». Examens de microbiologie clinique 19 non. 4 (2006) : 637-657.
  5. 5 R. Sordé et al. « Gestion des réfractaires Pseudomonas aeruginosa Infection dans la fibrose kystique. Infection et résistance aux médicaments 4 (2011):31–41.
  6. 6 Centres de contrôle et de prévention des maladies. « La tuberculose (TB). Données et statistiques. http://www.cdc.gov/tb/statistics/default.htm
  7. 7 D. Saini et al. « Dose ultra-faible de Mycobacterium tuberculosis L'aérosol crée une infection partielle chez les souris. Tuberculose 92 non. 2 (2012) : 160-165.
  8. 8 G. Kaplan et al. "Mycobacterium tuberculosis Croissance à la surface de la cavité : un microenvironnement avec une immunité défaillante. » Infection et immunité 71 n°12 (2003) : 7099-7108.
  9. 9 Centres de contrôle et de prévention des maladies. « 2012 Rapport final de surveillance de la coqueluche. » 2015. http://www.cdc.gov/pertussis/downloa...eport-2012.pdf. Consulté le 6 juillet 2016.
  10. 10 centres de contrôle et de prévention des maladies. « 2015 Rapport provisoire de surveillance de la coqueluche. » 2016. http://www.cdc.gov/pertussis/downloa...rovisional.pdf. Consulté le 6 juillet 2016.
  11. 11 Centres de contrôle et de prévention des maladies. "Legionella (Maladie des légionnaires et fièvre de Pontiac : diagnostic, traitement et complications). » http://www.cdc.gov/legionella/about/diagnosis.html. Consulté le 14 septembre 2016.
  12. 12 WD Tigertt et al. « Fièvre Q aéroportée ». Examens bactériologiques 25 non. 3 (1961):285-293.
  13. 13 Centres de contrôle et de prévention des maladies. « Fièvre Q. Symptômes, diagnostic et traitement. 2013. http://www.cdc.gov/qfever/symptoms/index.html. Consulté le 6 juillet 2016.

Batailles bactériennes dans les infections respiratoires chroniques

Les candidatures sont invitées des candidats ayant une formation en microbiologie, bioinformatique, biochimie, sciences biomédicales ou dans une discipline connexe, pour une bourse de doctorat de 3 ans pour étudier les mécanismes sous-jacents aux mécanismes de virulence de Pseudomonas aeruginosa. Une formation en génomique microbienne et en microbiologie moléculaire serait utile.

Description du projet

Pseudomonas aeruginosa est classé 2e sur la liste des priorités critiques de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) pour les agents pathogènes nécessitant de nouveaux antibiotiques/stratégies de traitement. Cela est dû à sa capacité à provoquer des infections graves et souvent mortelles, à son niveau intrinsèquement élevé de résistance antimicrobienne à une large gamme d'antibiotiques et à sa capacité à former des biofilms. Ces infections surviennent à divers endroits, notamment les voies respiratoires, les voies urinaires, le tractus gastro-intestinal, les yeux, les oreilles et la circulation sanguine. De plus, cette bactérie provoque des infections chroniques chez les patients atteints de mucoviscidose (FK) qui ont peu d'options de traitement et est l'une des principales causes de mortalité pour ces patients. Heures supplémentaires P. aeruginosa tend à dominer et à supplanter les organismes dans ces niches par la compétition et une résistance élevée à certains antibiotiques. Un poste de doctorat passionnant existe pour étudier les mécanismes et les facteurs qui permettent que cela se produise et s'appuiera sur l'élan des récentes publications à fort impact (https://www.pnas.org/content/114/29/7707.short?rss=1 , https://www.pnas.org/content/115/49/12519) dans Actes de l'Académie nationale des sciences

et https://www.atsjournals.org/doi/pdf/10.1164/rccm.202009-3639LE dans l'American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. Ce poste sera co-supervisé par le Dr Luke Allsopp et le professeur Jane Davies permettant des liens solides dans le monde réel et un accès à divers isolats cliniques. Ce projet de microbiologie moléculaire de pointe nécessite un candidat enthousiaste et passionné par l'étude des interactions microbiennes. Les candidats ayant des points forts ou des intérêts manifestes en bioinformatique et en génomique microbienne sont particulièrement encouragés à postuler.

L'Imperial College London offre d'excellentes opportunités pour la formation des étudiants en recherche. Tous les étudiants bénéficient d'un programme complet de formation à la recherche et aux compétences transférables organisé par la Graduate School, dont la qualité a été reconnue à plusieurs reprises lors des Times Higher Education (THE) Awards.

L'étudiant sera basé au National Heart and Lung Institute qui offre un environnement passionnant, avec des installations de pointe et d'excellentes opportunités pour la formation des doctorants, y compris des séminaires de recherche et des clubs de lecture. En outre, l'institut offre de nombreuses possibilités de collaboration avec d'autres groupes de recherche. Le professeur Davies occupe un poste clinique dans notre institution partenaire, le Royal Brompton & Harefield Hospital, l'un des plus grands centres de fibrose kystique d'Europe, offrant un accès inégalé aux échantillons de patients et à l'expertise clinique. Le projet sera intégré au Centre de recherche stratégique sur l'infection à Pseudomonas dans la fibrose kystique, une collaboration multicentrique de scientifiques et de professionnels de la santé cliniques et paramédicaux actifs dans la recherche. Le poste sera basé dans le centre de Londres dans un laboratoire de biosécurité de classe 2 entièrement équipé et niché dans les groupes de recherche dynamiques de Luke Allsopp et Jane Davies.

Admissibilité

Les candidats doivent détenir un diplôme de premier cycle ou de deuxième cycle supérieur ou l'équivalent britannique. Un diplôme de maîtrise (mérite ou supérieur) dans une matière appropriée et d'un établissement universitaire reconnu est fortement souhaitable (ou envisagez d'obtenir) mais pas nécessaire. Les candidats solides qui approchent de l'achèvement de la maîtrise après juillet sont invités à postuler et à indiquer clairement qu'ils souhaitent être pris en compte pour cette opportunité et les futures.

Comment s'inscrire

Pour postuler, veuillez envoyer un CV, une déclaration personnelle d'une page et les noms et adresses d'au moins deux références académiques au Dr Luke Allsopp par e-mail sur [Email Address Removed]. Veuillez noter que les candidats doivent remplir les critères d'admission du Collège.

Date limite d'inscription: 3 mai

Date d'entrevue virtuelle proposée : 14 et 17 mai.

Engagé en faveur de l'égalité et de la valorisation de la diversité. Nous sommes également lauréats du prix Athena SWAN Silver Award, un champion de la diversité Stonewall, un employeur confiant en matière de handicap et travaillons en partenariat avec GIRES pour promouvoir le respect des personnes trans.


Infections des voies respiratoires supérieures

Les infections des voies respiratoires sont regroupées selon leur symptomatologie et leur atteinte anatomique. Les infections aiguës des voies respiratoires supérieures (URI) comprennent le rhume, la pharyngite, l'épiglottite et la laryngotrachéite (Fig. 93-1). Ces infections sont généralement bénignes, transitoires et spontanément résolutives, bien que l'épiglottite et la laryngotrachéite puissent être des maladies graves chez les enfants et les jeunes nourrissons. Les agents étiologiques associés à l'URI comprennent les virus, les bactéries, les mycoplasmes et les champignons (tableau 93-1). Les infections respiratoires sont plus fréquentes en automne et en hiver lorsque l'école commence et que le surpeuplement intérieur facilite la transmission.

93-1

Infections des voies respiratoires supérieures et inférieures.

Rhume

Étiologie

Les rhumes communs sont l'entité la plus répandue de toutes les infections respiratoires et sont la principale cause de visites de patients chez le médecin, ainsi que d'absentéisme au travail et à l'école. La plupart des rhumes sont causés par des virus. Les rhinovirus avec plus de 100 sérotypes sont les agents pathogènes les plus courants, causant au moins 25 % des rhumes chez les adultes. Les coronavirus peuvent être responsables de plus de 10 % des cas. Les virus parainfluenza, le virus respiratoire syncytial, les adénovirus et les virus de la grippe ont tous été liés au syndrome du rhume. Tous ces organismes présentent des variations saisonnières de l'incidence. La cause de 30 à 40 % des syndromes du rhume n'a pas été déterminée.

Pathogénèse

Les virus semblent agir par invasion directe des cellules épithéliales de la muqueuse respiratoire (Fig. 93-2), mais l'existence d'une destruction et d'une desquamation réelle de ces cellules ou d'une perte d'activité ciliaire dépend de l'organisme spécifique impliqué. Il y a une augmentation à la fois de l'infiltration leucocytaire et des sécrétions nasales, y compris de grandes quantités de protéines et d'immunoglobulines, suggérant que les cytokines et les mécanismes immunitaires peuvent être responsables de certaines des manifestations du rhume (Fig. 93-3).

93-2

Pathogenèse des infections respiratoires muqueuses virales et bactériennes.

93-3

Pathogenèse des infections des voies respiratoires supérieures.

Manifestations cliniques

Après une période d'incubation de 48 heures, les symptômes classiques d'écoulement et d'obstruction nasale, d'éternuements, de maux de gorge et de toux surviennent chez les adultes et les enfants. Des myalgies et des maux de tête peuvent également être présents. La fièvre est rare. La durée des symptômes et de l'excrétion virale varie avec l'agent pathogène et l'âge du patient. Les complications sont généralement rares, mais une sinusite et une otite moyenne peuvent s'ensuivre.

Diagnostic microbiologique

Le diagnostic d'un rhume est généralement basé sur les symptômes (absence de fièvre associée à des symptômes de localisation au niveau du nasopharynx). Contrairement à la rhinite allergique, les éosinophiles sont absents des sécrétions nasales. Bien qu'il soit possible d'isoler les virus pour un diagnostic définitif, cela est rarement justifié.

Prévention et traitement

Le traitement du rhume banal non compliqué est généralement symptomatique. Les décongestionnants, les antipyrétiques, les liquides et le repos au lit suffisent généralement. La restriction des activités pour éviter d'infecter les autres, ainsi qu'un bon lavage des mains, sont les meilleures mesures pour prévenir la propagation de la maladie. Aucun vaccin n'est disponible dans le commerce pour la prophylaxie du rhume.

Sinusite

La sinusite est une affection inflammatoire aiguë d'un ou plusieurs des sinus paranasaux. L'infection joue un rôle important dans cette affection. La sinusite résulte souvent d'infections d'autres sites des voies respiratoires puisque les sinus paranasaux sont contigus et communiquent avec les voies respiratoires supérieures.

Étiologie

La sinusite aiguë suit le plus souvent un rhume qui est généralement d'étiologie virale. La rhinite vasomotrice et allergique peut également être un antécédent au développement d'une sinusite. L'obstruction de l'ostie sinusale due à une déviation de la cloison nasale, la présence de corps étrangers, de polypes ou de tumeurs peut prédisposer à la sinusite. L'infection des sinus maxillaires peut faire suite à des extractions dentaires ou à une extension de l'infection à partir des racines des dents supérieures. Les agents bactériens les plus courants responsables de la sinusite aiguë sont Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, et Moraxella catarrhalis. D'autres organismes, y compris Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, des organismes à Gram négatif et des anaérobies ont également été récupérés. La sinusite chronique est généralement une infection mixte d'organismes aérobies et anaérobies.

Pathogénèse

Les infections causées par des virus ou des bactéries altèrent l'activité ciliaire de la muqueuse épithéliale des sinus et augmentent les sécrétions muqueuses. Cela conduit à une obstruction des ostiums sinusaux paranasaux qui entrave le drainage. Avec la multiplication bactérienne dans les cavités sinusales, le mucus est transformé en exsudats mucopurulents. Le pus irrite davantage la muqueuse, provoquant plus d'œdème, une destruction épithéliale et une obstruction ostiale. Lorsque la sinusite aiguë n'est pas résolue et devient chronique, il en résulte un épaississement de la muqueuse et le développement de mucocèles et de polypes peut s'ensuivre.

Manifestations cliniques

Les sinus maxillaires et ethmoïdaux sont le plus souvent impliqués dans la sinusite. Les sinus frontaux sont moins souvent atteints et les sinus sphénoïdes sont rarement atteints. Douleur, sensation de pression et sensibilité sur le sinus affecté sont présents. Un malaise et une fièvre légère peuvent également survenir. L'examen physique n'est généralement pas remarquable avec seulement une muqueuse nasale œdémateuse et hyperémique.

Dans la sinusite chronique non compliquée, un écoulement nasal purulent est la constatation la plus constante. Il peut ne pas y avoir de douleur ni de sensibilité au niveau des zones des sinus. Un épaississement de la muqueuse sinusale et un niveau de liquide sont généralement observés sur les films radiographiques ou l'imagerie par résonance magnétique.

Diagnostic microbiologique

Pour la sinusite aiguë, le diagnostic est fait à partir des résultats cliniques.Une culture bactérienne de l'écoulement nasal peut être effectuée mais n'est pas très utile car les organismes récupérés sont généralement contaminés par la flore résidente du passage nasal. Dans la sinusite chronique, un examen dentaire minutieux, avec des radiographies des sinus, peut être nécessaire. Une ponction antrale pour obtenir des échantillons sinusaux pour la culture bactérienne est nécessaire pour établir un diagnostic microbiologique spécifique.

Prévention et traitement

Un traitement symptomatique avec des analgésiques et de la chaleur humide sur la douleur sinusale affectée et un décongestionnant pour favoriser le drainage des sinus peut suffire. Pour le traitement antimicrobien, un antibiotique résistant aux bêta-lactamases tel que l'amoxicilline-clavulanate ou une céphalosporine peut être utilisé. Pour la sinusite chronique, lorsqu'un traitement conservateur ne conduit pas à une guérison, l'irrigation du sinus affecté peut être nécessaire. La culture à partir d'une ponction antrale du sinus maxillaire peut être réalisée pour identifier l'organisme responsable du choix d'un traitement antimicrobien. Des procédures préventives spécifiques ne sont pas disponibles. Une prise en charge appropriée de la rhinite infectieuse et/ou allergique, une correction chirurgicale pour soulager ou éviter l'obstruction des osties sinusales sont importantes. Les abcès radiculaires des dents supérieures doivent recevoir des soins dentaires appropriés pour éviter une infection secondaire des sinus maxillaires.

Otite

Les infections des oreilles sont des événements courants rencontrés en pratique médicale, en particulier chez les jeunes enfants. L'otite externe est une infection impliquant le conduit auditif externe tandis que l'otite moyenne désigne une inflammation de l'oreille moyenne.

Étiologie

Pour les otites externes, la flore cutanée telle que Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, des diphtéroïdes et parfois un organisme anaérobie, Propionibacterium acnes sont des agents étiologiques majeurs. Dans un environnement humide et chaud, une otite externe aiguë diffuse (oreille du nageur) peut être causée par Pseudomonas aeruginosa, ainsi que d'autres flores cutanées. L'otite externe maligne est une infection nécrosante sévère généralement causée par Pseudomonas aeruginosa.

Pour l'otite moyenne, les bactéries responsables les plus courantes sont Streptococcus pneumoniae, Hemophilus influenzae et producteur de bêta-lactamase Moraxella catarrhalis. Les virus respiratoires peuvent jouer un rôle dans l'otite moyenne mais cela reste incertain. Mycoplasma pneumoniae a été signalé comme provoquant une myringite bulleuse hémorragique dans une étude expérimentale chez des volontaires humains non immuns inoculés avec M pneumoniae. Cependant, dans les cas naturels de M pneumoniae une infection, une myringite bulleuse clinique ou une otite moyenne est rare.

Pathogénèse

Le conduit auditif étroit et tortueux est bordé par un épithélium de surface protecteur. Les facteurs pouvant perturber les mécanismes naturels de protection, tels que la température et l'humidité élevées, les traumatismes, l'allergie, la macération des tissus, l'élimination du cérumen et un environnement à pH alcalin, favorisent le développement d'une otite externe. Une immersion prolongée dans une piscine couplée à un nettoyage fréquent des oreilles augmente le risque d'otite externe.

L'otite moyenne aiguë fait généralement suite à une infection des voies respiratoires supérieures s'étendant du nasopharynx à l'oreille moyenne en passant par la trompe d'Eustache. Le mouchage vigoureux lors d'un rhume, les changements brusques de pression atmosphérique et la perforation de la membrane tympanique favorisent également le développement de l'otite moyenne. La présence d'exsudat purulent dans l'oreille moyenne peut entraîner une propagation de l'infection à l'oreille interne et aux mastoïdes ou même aux méninges

Manifestations cliniques

Otite externe

Les furoncles de l'oreille externe, similaires à ceux d'une infection cutanée, peuvent provoquer une douleur intense et une sensation de plénitude dans le conduit auditif. Lorsque le furoncle se draine, une otorrhée purulente peut être présente. Dans l'otite externe généralisée, des démangeaisons, des douleurs et une sensibilité du lobe de l'oreille à la traction sont présentes. La perte de l'audition peut être due à une obstruction du conduit auditif par gonflement et à la présence de débris purulents.

L'otite externe maligne a tendance à survenir chez les patients diabétiques âgés. Elle se caractérise par un mal d'oreille sévère et persistant, un écoulement purulent nauséabond et la présence de tissu de granulation dans le conduit auditif. L'infection peut se propager et conduire à une ostéomyélite de l'os temporal ou à l'extérieur pour impliquer le pavillon avec une ostéochondrite.

Otite moyenne

L'otite moyenne aiguë survient le plus souvent chez les jeunes enfants. La plainte initiale est généralement un mal d'oreille sévère et persistant (pleurs chez le nourrisson) accompagné de fièvre et de vomissements. L'examen otologique révèle une membrane tympanique bombée et érythémateuse avec perte du réflexe lumineux et des repères. En cas de perforation de la membrane tympanique, un écoulement sérosanguineux ou purulent peut être présent. En cas d'obstruction de la trompe d'Eustache, l'accumulation d'un épanchement habituellement stérile dans l'oreille moyenne entraîne une otite moyenne séreuse. L'otite moyenne chronique présente fréquemment une perforation permanente de la membrane tympanique. Une perforation centrale de la pars tensa est plus bénigne. En revanche, une perforation attique de la pars placcida et une perforation marginale de la pars tensa sont plus dangereuses et souvent associées à un cholestéatome.

Diagnostic

Le diagnostic d'otite externe et d'otite moyenne peut être établi à partir de l'anamnèse, de la symptomatologie clinique et des examens physiques. L'inspection de la membrane tympanique est une compétence indispensable pour les médecins et les travailleurs de la santé. Tous les écoulements, cérumen et débris doivent être retirés et effectuer une otoscopie adéquate. Chez la majorité des patients, les cultures de routine ne sont pas nécessaires, car un certain nombre de bonnes études bactériologiques ont montré systématiquement les mêmes agents pathogènes microbiens mentionnés dans la section étiologie. Si le patient est immunodéprimé ou toxique et ne répond pas au traitement antimicrobien initial, une tympanocentèse (aspiration à l'aiguille) pour obtenir un épanchement de l'oreille moyenne pour une culture microbiologique est indiquée.

Prévention et traitement

Otite externe

Le traitement topique est généralement suffisant et les antimicrobiens systémiques sont rarement nécessaires à moins qu'il n'y ait des signes de propagation de la cellulite et que le patient semble toxique. Une combinaison d'antibiotiques topiques tels que le sulfate de néomycine, le sulfate de polymyxine B et les corticostéroïdes utilisés comme gouttes auriculaires, est une thérapie préférée. Dans certains cas, l'acidification du conduit auditif par application topique d'une solution d'acide acétique à 2% peut également être efficace. Si un furoncle est présent dans le canal externe, le médecin doit le laisser se vider spontanément.

Otite moyenne

L'amoxicilline est un antibiotique efficace et privilégié pour le traitement de l'otite moyenne aiguë. Étant donné que la production de bêta-lactamase H grippe et M catarrhalis peut être un problème dans certaines communautés, l'amoxicilline-clavulanate est utilisé par de nombreux médecins. Des préparations orales de triméthoprime/sulfaméthoxazole, de céphalosporines de deuxième et troisième génération, de tétracyclines et de macrolides peuvent également être utilisées. Lorsqu'il y a un épanchement important, la tympanocentèse peut accélérer le processus de résolution en diminuant l'épanchement stérile. Les patients atteints d'otite moyenne chronique et de récidives fréquentes d'infections de l'oreille moyenne peuvent bénéficier d'une chimioprophylaxie avec de l'amoxicilline orale une fois par jour ou du triméthoprime/sulfaméthoxazole pendant les mois d'hiver et de printemps. Chez les patients présentant un épanchement persistant de l'oreille moyenne, des interventions chirurgicales avec myringotomie, adénoïdectomie et mise en place de tubes de tympanotomie ont été utiles.

L'utilisation de vaccins antipneumococciques polyvalents a été évaluée pour la prévention de l'otite moyenne chez l'enfant. Cependant, les enfants de moins de deux ans ne répondent pas de manière satisfaisante aux antigènes polysaccharidiques, aucune réduction significative du nombre d'infections de l'oreille moyenne n'a été démontrée. De nouveaux vaccins composés de polysaccharides capsulaires pneumococciques conjugués à des protéines peuvent augmenter l'immunogénicité et font actuellement l'objet d'études cliniques pour leur efficacité et leur sécurité.

Pharyngite

Étiologie

La pharyngite est une inflammation du pharynx impliquant les tissus lymphoïdes du pharynx postérieur et les bandes latérales du pharynx. L'étiologie peut être des infections bactériennes, virales et fongiques ainsi que des étiologies non infectieuses telles que le tabagisme. La plupart des cas sont dus à des infections virales et accompagnent un rhume ou une grippe. Les virus coxsackie de type A peuvent provoquer une pharyngite ulcéreuse grave chez les enfants (herpangine), et l'adénovirus et le virus de l'herpès simplex, bien que moins fréquents, peuvent également provoquer une pharyngite grave. La pharyngite est un symptôme courant du virus d'Epstein-Barr et des infections à cytomégalovirus.

Streptocoque bêta-hémolytique du groupe A ou Streptocoque pyogène est l'agent bactérien le plus important associé à la pharyngite aiguë et à l'amygdalite. Corynebacterium diphtheriae provoque des cas occasionnels de pharyngite aiguë, tout comme les infections anaérobies mixtes (angine de Vincent), Corynebacterium haemolyticum, Neisseria gonorrhoeae, et Chlamydia trachomatis. Éclosions de Chlamydia pneumoniae (agent TWAR) causant une pharyngite ou une pneumonite se sont produits chez des recrues militaires. Mycoplasma pneumoniae et Mycoplasma hominis ont été associés à une pharyngite aiguë. Candida albicans, qui provoque une candidose buccale ou un muguet, peut impliquer le pharynx, entraînant une inflammation et une douleur.

Pathogénèse

Comme pour le rhume, les agents pathogènes viraux de la pharyngite semblent envahir les cellules muqueuses du nasopharynx et de la cavité buccale, entraînant un œdème et une hyperémie des muqueuses et des amygdales (Fig 93-2). Les bactéries se fixent et, dans le cas des streptocoques bêta-hémolytiques du groupe A, envahissent la muqueuse des voies respiratoires supérieures. De nombreuses manifestations cliniques de l'infection semblent être dues à la réaction immunitaire aux produits de la cellule bactérienne. Dans la diphtérie, une puissante exotoxine bactérienne provoque une inflammation locale et une nécrose cellulaire.

Manifestations cliniques

La pharyngite se présente généralement avec une gorge rouge, douloureuse ou “scratchy”. Un exsudat ou des membranes inflammatoires peuvent recouvrir les amygdales et les piliers amygdaliens. Des vésicules ou des ulcères peuvent également être observés sur les parois du pharynx. Selon l'agent pathogène, de la fièvre et des manifestations systémiques telles qu'un malaise, une myalgie ou des maux de tête peuvent être présents. La lymphadénopathie cervicale antérieure est fréquente dans la pharyngite bactérienne et des difficultés à avaler peuvent être présentes.

Diagnostic microbiologique

L'objectif du diagnostic de la pharyngite est d'identifier les cas dus aux streptocoques bêta-hémolytiques du groupe A, ainsi que les infections les plus inhabituelles et potentiellement graves. Les différentes formes de pharyngite ne peuvent être distinguées sur le plan clinique. Les cultures de routine de la gorge pour les bactéries sont inoculées sur des plaques de gélose au sang de mouton et au chocolat. Le milieu Thayer-Martin est utilisé si N gonorrhée est suspecté. Les cultures virales ne sont pas systématiquement obtenues pour la plupart des cas de pharyngite. Des études sérologiques peuvent être utilisées pour confirmer le diagnostic de pharyngite due à des agents pathogènes viraux, mycoplasmiques ou à chlamydia. Des tests de diagnostic rapide avec anticorps fluorescents ou agglutination au latex pour identifier les streptocoques du groupe A à partir d'écouvillons pharyngés sont disponibles. Une sonde génétique et une réaction en chaîne par polymérase peuvent être utilisées pour détecter des organismes inhabituels tels que M pneumoniae, chlamydia ou virus, mais ces procédures ne sont pas des méthodes de diagnostic de routine.

Prévention et traitement

Un traitement symptomatique est recommandé en cas de pharyngite virale. L'exception est l'infection par le virus de l'herpès simplex, qui peut être traitée par l'acyclovir si cela est cliniquement justifié ou si elle est diagnostiquée chez des patients immunodéprimés. Les agents antibactériens spécifiques dépendront de l'organisme en cause, mais la pénicilline G est le traitement de choix pour la pharyngite streptococcique. Les infections à mycoplasmes et à chlamydia répondent à l'érythromycine, aux tétracyclines et aux nouveaux macrolides.

Épiglottite et laryngotrachéite

Étiologie

L'inflammation des voies respiratoires supérieures est classée comme épiglottite ou laryngotrachéite (croup) sur la base de la localisation, des manifestations cliniques et des agents pathogènes de l'infection. Haemophilus influenzae le type b est la cause la plus fréquente d'épiglottite, en particulier chez les enfants âgés de 2 à 5 ans. L'épiglottite est moins fréquente chez l'adulte. Certains cas d'épiglottite chez l'adulte peuvent être d'origine virale. La plupart des cas de laryngotrachéite sont dus à des virus. Des infections bactériennes plus graves ont été associées à H grippe streptocoque bêta-hémolytique de type b, groupe A et C diphtéries. Les virus parainfluenza sont les plus courants, mais les virus respiratoires syncytial, les adénovirus, les virus de la grippe, les entérovirus et Mycoplasma pneumoniae ont été impliqués.

Pathogénèse

Une infection virale des voies respiratoires supérieures peut précéder l'infection par H grippe dans les épisodes d'épiglottite. Cependant, une fois H grippe l'infection de type b commence, un érythème rapidement progressif et un gonflement de l'épiglotte s'ensuivent, et une bactériémie est généralement présente. L'infection virale de la laryngotrachéite commence généralement dans le nasopharynx et finit par se déplacer dans le larynx et la trachée. L'inflammation et l'œdème touchent l'épithélium, la muqueuse et la sous-muqueuse de la sous-glotte, ce qui peut entraîner une obstruction des voies respiratoires.

Manifestations cliniques

Le syndrome d'épiglottite débute par l'apparition brutale de fièvre, de maux de gorge, d'enrouement, de bave, de dysphagie et évolue en quelques heures vers une détresse respiratoire sévère et une prostration. L'évolution clinique peut être fulminante et fatale. Le pharynx peut être enflammé, mais le diagnostic est une épiglotte 𠇌herry-red”.

Des antécédents de symptômes semblables à ceux du rhume sont typiques d'une laryngotrachéite, avec rhinorrhée, fièvre, mal de gorge et une toux légère. Une tachypnée, une toux aboyante profonde et un stridor inspiratoire finissent par se développer. Les enfants atteints de trachéite bactérienne semblent plus malades que les adultes et sont plus à risque de développer une obstruction des voies respiratoires.

Haemophilus influenzae le type b est isolé du sang ou de l'épiglotte chez la majorité des patients atteints d'épiglotte, c'est pourquoi une hémoculture doit toujours être réalisée. Des cultures d'expectorations ou des cultures d'écouvillons pharyngés peuvent être utilisées pour isoler les agents pathogènes chez les patients atteints de laryngotrachéite. Des études sérologiques pour détecter une augmentation des titres d'anticorps contre divers virus sont utiles pour le diagnostic rétrospectif. Des techniques de diagnostic plus récentes et rapides, utilisant la coloration par immunofluorescence des anticorps pour détecter le virus dans les expectorations, les écouvillonnages pharyngés ou les lavages nasaux, ont été utilisées avec succès. Le dosage immunoenzymatique (ELISA), la sonde ADN et les procédures de réaction en chaîne par polymérase pour la détection d'anticorps ou d'antigènes viraux sont désormais disponibles pour un diagnostic rapide.

Prévention et traitement

L'épiglottite est une urgence médicale, surtout chez l'enfant. Tous les enfants avec ce diagnostic doivent être observés attentivement et être intubés pour maintenir les voies respiratoires ouvertes dès que le premier signe de détresse respiratoire est détecté. Le traitement antibactérien doit être dirigé contre H grippe. Les patients atteints de croup sont généralement pris en charge avec succès avec une surveillance étroite et des soins de soutien, tels que des fluides, de l'air humidifié et de l'épinéphrine racémique. Pour la prévention, Haemophilus influenzae Le vaccin conjugué de type b est recommandé pour tous les patients pédiatriques, de même que la vaccination contre la diphtérie.


Colonisation et infection des voies respiratoires : que savons-nous ?

Distinguer la colonisation de l'infection est un facteur important pour établir le diagnostic correct dans une grande variété de conditions pédiatriques. Par exemple, dans ce numéro de Pédiatrie & Santé de l'enfant, Al-Mutairi et Kirk (pages 25&# x0201330) décrivent la difficulté à distinguer la trachéite bactérienne des autres causes d'obstruction des voies respiratoires supérieures. Une partie de cette difficulté est que la croissance de bactéries de la trachée peut se produire en raison de la contamination des échantillons par des organismes qui colonisent les voies respiratoires supérieures.

La colonisation implique que le patient a une concentration suffisamment élevée d'organismes sur un site pour qu'ils puissent être détectés, mais l'organisme ne provoque aucun signe ou symptôme. Ceci diffère de la contamination, où l'organisme n'a jamais été présent dans le site à partir duquel il a été détecté, mais a été introduit dans l'échantillon à partir d'un autre site ou d'une contamination au laboratoire. Un porteur est une personne qui est colonisée par un organisme et peut transmettre l'organisme à d'autres personnes. La colonisation peut persister pendant des jours, voire des années, avec une résolution influencée par la réponse immunitaire à l'organisme, la compétition sur le site avec d'autres organismes et, parfois, l'utilisation d'antimicrobiens.

Le tableau 1 résume les organismes les plus courants isolés des voies respiratoires et leur importance. Le facteur le plus important pour déterminer si un patient est colonisé ou infecté par un organisme est le tableau clinique. Par exemple, dans les voies respiratoires supérieures, jusqu'à 20 % des enfants sont colonisés par le streptocoque du groupe A (SGA) (1), la concentration la plus élevée d'organismes se trouvant dans l'oropharynx. Les cultures de gorge ne doivent être effectuées que chez les enfants qui présentent des symptômes de pharyngite à SGA (mal de gorge en l'absence de toux, de rhinite ou de laryngite) car la culture de tous les enfants souffrant de maux de gorge permet de traiter ces porteurs avec des antibiotiques qui n'amélioreront pas leurs symptômes. Les antibiotiques réussissent beaucoup moins à éradiquer l'organisme à l'état de porteur que chez un patient présentant une pharyngite à GAS symptomatique (1), par conséquent, leur utilisation ne peut pas être justifiée comme mesure pour réduire la transmission de l'organisme.

TABLEAU 1

Les organismes les plus courants isolés des voies respiratoires et leur importance

- la colonisation de la cavité nasale survient chez environ 30% des enfants et des adultes

- cela conduit parfois à l'impétigo dans la cavité nasale, mais sinon c'est une affection bénigne

- augmente le risque de cathéter veineux à demeure ou d'infections des plaies avec S. aureus

- un patient avec une colonisation mais pas d'infection peut nécessiter un isolement si l'organisme est résistant à la méthicilline

- présent chez jusqu'à 20% des enfants (1)

- représente le plus souvent la colonisation, qui est une affection bénigne

- provoque moins fréquemment une pharyngite ou des infections suppurées locales, le rhumatisme articulaire aigu étant une séquelle rare s'il n'est pas traité

- la relation entre la maladie invasive à streptocoque du groupe A et la colonisation pharyngée n'est pas claire

- représente le plus souvent une colonisation, mais peut provoquer des cas isolés et des flambées de pharyngite symptomatique

- une glomérulonéphrite post-streptococcique a été décrite, mais il n'est pas certain que les antibiotiques diminuent l'incidence de cette complication rare, le traitement n'est donc recommandé qu'en cas de symptômes persistants

- présent chez un grand pourcentage de nourrissons et de jeunes enfants (intervalle de 6 % à 100 % [3])

- persiste pendant des semaines à des mois

- la croissance à partir de l'oropharynx/nasopharynx n'a pas d'importance, mais environ 15 % des enfants développeront des infections cliniques dans le mois suivant l'acquisition d'une nouvelle souche (2)

- un enfant qui développe une infection virale des voies respiratoires supérieures alors qu'il est colonisé peut développer une otite moyenne aiguë à pneumocoque ou une sinusite

- la colonisation peut être suivie d'une bactériémie, le risque étant le plus élevé peu de temps après l'acquisition d'une nouvelle souche

- la bactériémie peut disparaître spontanément mais peut conduire à une maladie invasive grave (pneumonie, méningite, arthrite septique)

- présent chez un grand pourcentage de nourrissons et de tout-petits

- la croissance à partir de l'oropharynx/nasopharynx n'a pas d'importance, mais un enfant qui développe une infection virale des voies respiratoires supérieures alors qu'il est colonisé peut développer une otite moyenne aiguë ou une sinusite avec ces organismes

- présent chez environ 5% à 15% des individus dans les zones non endémiques (plus élevé dans les zones endémiques ou lors d'une épidémie) (4)

- la croissance à partir de l'oropharynx/nasopharynx est sans importance, mais la colonisation peut être suivie d'une bactériémie, qui peut se résoudre spontanément mais conduit plus fréquemment à une maladie invasive grave (choc septique, méningite, arthrite septique)

- peut entraîner des lésions vésiculaires dans l'oropharynx, mais l'excrétion asymptomatique est plus fréquente

- l'excrétion se produit en période de stress, et est donc souvent isolée de la bouche ou du pharynx des patients en soins intensifs

- la croissance en l'absence de lésions n'est significative que chez un hôte immunodéprimé ou chez un nourrisson de moins de 30 jours

- provoque le muguet si la concentration est trop élevée

- n'est pas considéré comme une cause de maladie des voies respiratoires supérieures, sauf chez l'hôte immunodéprimé, où la laryngite et la trachéite peuvent survenir

- bien que la colonisation du pharynx soit fréquente, il est rare que les échantillons des voies respiratoires inférieures soient contaminés par conséquent, l'isolement des voies respiratoires inférieures doit généralement être traité

- des contaminants courants des voies respiratoires supérieures (où ils colonisent des organismes), mais aussi des causes courantes de maladies des voies respiratoires inférieures

- la signification dépend du tableau clinique et des résultats des investigations ( Figure 1 )

- contaminants courants des voies respiratoires supérieures (où ils colonisent des organismes) et causes rares de maladies des voies respiratoires inférieures chez les enfants

- ne nécessitent généralement aucun traitement

- généralement un agent pathogène s'il est isolé des voies respiratoires inférieures, il doit donc être traité

- colonisent les voies respiratoires supérieures chez les enfants ayant été en réanimation ou ayant reçu des cures fréquentes d'antibiotiques, contaminent donc souvent les prélèvements des voies respiratoires inférieures

- cependant, peut provoquer une pneumonie, en particulier chez les patients ventilés

- la signification dépend du tableau clinique et des résultats des investigations ( Figure 1 )

- un patient colonisé peut nécessiter un isolement si l'organisme est résistant à plusieurs antibiotiques

- cause rare de maladie des voies respiratoires inférieures, même chez les hôtes immunodéprimés

- s'ils sont cultivés à partir d'échantillons des voies respiratoires inférieures, proviennent généralement des voies respiratoires supérieures

- généralement pas des voies respiratoires inférieures (peut provenir de l'oropharynx ou de l'œsophage chez un hôte immunodéprimé atteint d'œsophagite fongique)

- peut provoquer une maladie des voies respiratoires inférieures chez les hôtes immunodéprimés

- peuvent être des contaminants, mais peuvent entraîner une maladie invasive rapidement progressive. Par conséquent, une biopsie pulmonaire est souvent effectuée si le tableau clinique correspond

- fait partie de la flore normale des voies respiratoires supérieures et n'est pas considérée comme la cause d'une maladie des voies respiratoires inférieures

- la plupart des laboratoires ne rapporteraient pas car le traitement n'est pas indiqué

- généralement un agent pathogène, mais peut occasionnellement être détecté chez des hôtes bien normaux

- généralement un agent pathogène, mais l'état de porteur a été décrit

- peut provoquer une sinusite, une bronchite ou une pneumonie mais peut aussi faire partie de la flore normale

- la signification dépend du tableau clinique

- un état de porteur n'a pas été décrit, donc l'identification de ces organismes par quelque moyen que ce soit est probablement toujours indicative d'une infection active ou récente, bien que le spectre de la maladie puisse varier considérablement

La pharyngite bactérienne dans le monde développé est généralement due à des streptocoques bêta-hémolytiques. Cependant, de nombreux autres organismes peuvent être présents dans le pharynx. Les nourrissons et les tout-petits sont souvent colonisés par Streptococcus pneumoniae, non typable Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis et/ou Moraxella catarrhalis, la concentration la plus élevée d'organismes se trouvant généralement dans le nasopharynx (2). La colonisation par ces organismes se produit plus tôt dans la vie si les enfants fréquentent une garderie ou vivent dans des conditions de surpeuplement (2). La clairance d'un sérotype de S pneumoniae est souvent suivie d'une colonisation par un autre sérotype, et il a été suggéré que les enfants peuvent être colonisés par plusieurs sérotypes simultanément, le type prédominant se développant dans les cultures (3). Un petit pourcentage d'enfants développeront une maladie invasive après la colonisation par S pneumoniae ou N méningite. Ce risque semble être le plus élevé immédiatement après la colonisation, probablement parce que le patient n'a pas encore produit d'anticorps contre l'organisme (2). Une inflammation du nasopharynx (comme celle qui survient avec la grippe ou le tabagisme) peut augmenter le risque de maladie invasive après une colonisation par N méningite (4). Si un enfant développe une infection des voies respiratoires supérieures alors qu'il est colonisé par S pneumoniae, H grippe ou M catarrhalis, ils peuvent développer une otite moyenne aiguë ou une sinusite avec la souche colonisatrice. Les antibiotiques peuvent éradiquer la souche, mais ils peuvent également augmenter le risque que l'enfant soit colonisé par un autre organisme résistant à l'antibiotique choisi (2).

Environ un tiers des adultes sont colonisés de façon persistante par Staphylococcus aureus (5), la concentration la plus élevée d'organismes dans les voies respiratoires se trouvant dans le nasopharynx. La colonisation de la peau et du rhinopharynx peut survenir peu de temps après la naissance. Colonisation avec S. aureus précède la plupart des maladies invasives causées par S. aureus (ostéomyélite, cellulite ou pneumonie), mais de telles affections sont si rares que leur éradication ne pourrait jamais être justifiée pour tenter de les prévenir. L'éradication peut être utile pour prévenir l'infection des cathéters veineux à demeure ou les infections des plaies chez les patients subissant des procédures invasives (6). D'autres indications possibles pour l'éradication sont si un agent de santé est porteur de virus résistant à la méthicilline. S. aureus (SARM), ou si un porteur de SARM a une maladie chronique sévère et est donc susceptible de passer de longues périodes en isolement strict s'il reste colonisé. Cependant, la raison de tenter l'éradication est à des fins de contrôle des infections, car le risque de maladie invasive est très faible.

Des virus et des champignons peuvent également être détectés dans les voies respiratoires supérieures. Les virus respiratoires traditionnels (adénovirus, grippe, virus parainfluenza, virus respiratoire syncytial et rhinovirus) sont presque toujours des agents pathogènes s'ils sont détectés n'importe où dans les voies respiratoires, bien qu'ils n'entraînent parfois que des signes ou des symptômes mineurs. De plus, il existe des preuves que le virus parainfluenza peut persister pendant des semaines après une infection aiguë (7). Le virus de l'herpès simplex peut provoquer une stomatite, mais la réactivation de ce virus et d'autres virus de l'herpès, tels que le virus d'Epstein Barr et le cytomégalovirus, peut entraîner une excrétion asymptomatique dans le pharynx et la bouche, ce qui n'a pas d'importance. Candidose Les espèces peuvent faire partie de la flore gastro-intestinale normale de la bouche à l'anus, le muguet se produisant lorsque la concentration d'organismes dans la bouche est élevée. Croissance de Candidose des voies respiratoires supérieures implique généralement qu'un échantillon est contaminé par la flore buccale.

On pense que les voies respiratoires inférieures doivent être stériles et, par conséquent, tout organisme détecté là-bas est un agent pathogène. Cependant, les techniques moléculaires permettent de détecter des concentrations d'organismes beaucoup plus faibles que les techniques de culture traditionnelles (8), et il peut éventuellement devenir évident qu'une colonisation asymptomatique se produit également dans les voies respiratoires inférieures. Lorsque l'on tente d'obtenir des échantillons des voies respiratoires inférieures, il est toujours possible qu'ils soient contaminés par des organismes à l'origine de la colonisation des voies respiratoires supérieures. Les expectorations sont difficiles à obtenir chez les patients pédiatriques, et des études chez l'adulte ont montré que la sensibilité et la spécificité étaient suffisamment faibles pour que certains experts recommandent d'obtenir des expectorations d'adultes suspectés de pneumonie bactérienne uniquement dans des circonstances sélectionnées (9). Pour les patients atteints de pneumonie sévère, il n'y a pas de consensus sur la valeur relative des échantillons obtenus par aspiration endotrachéale, lavage broncho-alvéolaire ou prélèvement en brosse protégée (10), mais tous sont supérieurs aux expectorations. L'aspiration pulmonaire directe est rarement pratiquée, mais elle a été décrite comme une technique utile chez les enfants atteints de pneumonie bactérienne (11). Le moyen ultime de déterminer si un organisme est un agent pathogène est d'obtenir une biopsie pulmonaire, car la contamination de tels échantillons est extrêmement rare. Cependant, même cela peut ne pas confirmer un diagnostic si le patient a déjà reçu des antimicrobiens ou si des cultures ne sont pas demandées pour le bon organisme (comme les mycobactéries). Un problème avec toutes les techniques est que la sensibilité est limitée par le fait que la zone échantillonnée peut ne pas être celle avec la plus forte concentration d'organismes. Cependant, un principe de base qui s'applique aux échantillons obtenus à partir de tous les sites respiratoires inférieurs est qu'un organisme observé sur une coloration de Gram est présent à une concentration plus élevée qu'un organisme détecté uniquement sur culture, il est donc plus probable qu'il s'agisse d'un agent pathogène. De plus, comme les infections polymicrobiennes des voies respiratoires inférieures sont rares, il est plus probable que le véritable agent pathogène ait été identifié s'il y a une forte croissance d'un seul organisme que s'il y a une croissance mixte.

L' importance des organismes spécifiques détectés dans les voies respiratoires inférieures est indiquée dans le tableau 1 . La plupart du temps, il faut assembler les pièces du puzzle qui constituent le tableau clinique ( Figure 1 ) pour déterminer si des antimicrobiens doivent être démarrés.

Diagnostic de l'infection des voies respiratoires inférieures chez le patient pédiatrique. Tous les facteurs indiqués dans le puzzle doivent être pris en compte pour décider si un enfant a une infection des voies respiratoires inférieures et pour choisir des agents antimicrobiens

La difficulté de détecter les anaérobies signifie que les cliniciens sont rarement confrontés à la détermination de l'importance de ces isolats dans les échantillons des voies respiratoires. Un dilemme plus courant est de savoir s'il faut ajouter une couverture anaérobie empirique pour les maladies des voies respiratoires. Lorsque des techniques d'isolement appropriées sont utilisées, les anaérobies sont isolés des otites moyennes persistantes (12), des sinusites (12), des trachéites bactériennes (13) et des pneumonies pédiatriques (14). On ignore quand les anaérobies sont des agents pathogènes et quand ils sont des contaminants ou des organismes colonisateurs, mais un traitement doit être envisagé s'il s'agit de l'organisme prédominant cultivé à partir d'un site respiratoire stérile ou inférieur.

En résumé, pour déterminer l'importance d'un organisme isolé des voies respiratoires, il faut considérer le site à partir duquel l'organisme a été isolé, la méthode d'obtention de l'échantillon, les résultats de la coloration de Gram, les autres organismes isolés du même site et, le plus important, le tableau clinique.


2 CONCLUSION

Les virus respiratoires tels que le SRAS-CoV-2 sont bien caractérisés pour provoquer des troubles graves et une pneumonie, en particulier chez les personnes présentant de graves comorbidités médicales et les populations âgées. De plus, une infection virale respiratoire pourrait généralement conduire à une sensibilité accrue aux infections bactériennes secondaires. Cependant, les mécanismes responsables de la co-infection bactérienne-SRAS-CoV-2 nécessitent une étude plus approfondie. Il a été noté qu'une réaction immunitaire adaptative provoquée contre une infection virale fait échouer la réaction de l'immunité innée de l'hôte contre une infection bactérienne. Cette situation peut expliquer pourquoi les co-infections bactériennes se produisent lorsque le virus commence à être éradiqué des poumons des patients atteints de COVID-19. Ceci s'accompagne d'un changement dans l'activité phagocytaire des cellules pulmonaires qui médient les niveaux basaux de protection innée via la phagocytose et la formation de cytokines pro-inflammatoires vers des cellules mieux adaptées à la présentation de l'antigène et à la stimulation des réactions immunitaires adaptatives. De plus, il a été récemment découvert que la diversité du microbiome façonne notre système immunitaire. Dans cette optique, l'épuisement du microbiome intestinal entrave la capacité du système immunitaire à créer une réponse humorale contre des virus comme le virus de la grippe. Cependant, ce nouveau paradigme permet finalement le développement de nouvelles approches d'intervention immunitaire pour la prévention et la gestion des co-infections virales-bactériennes chez les patients COVID-19. La pandémie de COVID-19 renforce l'importance des mesures préventives telles que la vaccination et les traitements antimicrobiens dans le maintien de la santé humaine.


La microbiologie des infections du système respiratoire

La microbiologie des infections du système respiratoire passe en revue les approches modernes dans le diagnostic, le traitement et la prophylaxie des infections du système respiratoire. Le livre est très utile pour les chercheurs, les scientifiques, les universitaires, les médecins, les étudiants diplômés et de troisième cycle et les spécialistes des sociétés pharmaceutiques et de diagnostic de laboratoire. Le livre a été divisé en trois sections selon les types d'agents pathogènes respiratoires.

La première section contient des revues sur les virus respiratoires les plus courants et les plus importants sur le plan épidémiologique, tels que le virus de la grippe, le coronavirus du système respiratoire aigu sévère et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient récemment découvert.

La deuxième section est consacrée aux agents pathogènes bactériens et fongiques, qui traite de l'étiologie et de la pathogenèse, y compris les infections chez les patients dont le système immunitaire est affaibli, et les infections causées par des agents pathogènes fongiques, tels que Aspergillus et Pneumocystis.

La troisième section intègre des approches de traitement contre différents types d'infections bactériennes des voies respiratoires inférieures. Cette section passe en revue les approches antimicrobiennes et phytomédicales classiques ainsi que l'application de la nanotechnologie contre les agents pathogènes respiratoires.

La microbiologie des infections du système respiratoire passe en revue les approches modernes dans le diagnostic, le traitement et la prophylaxie des infections du système respiratoire. Le livre est très utile pour les chercheurs, les scientifiques, les universitaires, les médecins, les étudiants diplômés et de troisième cycle et les spécialistes des sociétés pharmaceutiques et de diagnostic de laboratoire. Le livre a été divisé en trois sections selon les types d'agents pathogènes respiratoires.

La première section contient des revues sur les virus respiratoires les plus courants et les plus importants sur le plan épidémiologique, tels que le virus de la grippe, le coronavirus du système respiratoire aigu sévère et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient récemment découvert.

La deuxième section est consacrée aux agents pathogènes bactériens et fongiques, qui traite de l'étiologie et de la pathogenèse, y compris les infections chez les patients dont le système immunitaire est affaibli, et les infections causées par des agents pathogènes fongiques, tels que Aspergillus et Pneumocystis.

La troisième section intègre des approches de traitement contre différents types d'infections bactériennes des voies respiratoires inférieures. Cette section passe en revue les approches antimicrobiennes et phytomédicales classiques ainsi que l'application de la nanotechnologie contre les agents pathogènes respiratoires.


Mécanismes de défense du système respiratoire

La personne moyenne qui est modérément active pendant la journée respire environ 20 000 litres (plus de 5 000 gallons) d'air toutes les 24 heures. Inévitablement, cet air (qui pèserait plus de 20 kilogrammes [44 livres]) contient des particules et des gaz potentiellement nocifs. Des particules telles que la poussière et la suie, les moisissures, les champignons, les bactéries et les virus se déposent sur les voies respiratoires et les surfaces alvéolaires. Heureusement, le système respiratoire dispose de mécanismes de défense pour se nettoyer et se protéger. Seules des particules extrêmement petites, de moins de 3 à 5 microns (0,00118 à 0,000196 pouces) de diamètre, pénètrent dans les poumons profonds.

Cilia, De minuscules projections musculaires ressemblant à des cheveux sur les cellules qui tapissent les voies respiratoires sont l'un des mécanismes de défense du système respiratoire. Les cils propulsent une couche liquide de mucus qui recouvre les voies respiratoires.

Les couche de mucus piège les agents pathogènes (micro-organismes potentiellement infectieux) et d'autres particules, les empêchant d'atteindre les poumons.

Les cils battent plus de 1 000 fois par minute, déplaçant le mucus qui tapisse la trachée vers le haut d'environ 0,5 à 1 centimètre par minute (0,197 à 0,4 pouce par minute). Les agents pathogènes et les particules qui sont piégés sur la couche de mucus sont toussés ou déplacés vers la bouche et avalés.

Macrophages alvéolaires, un type de globule blanc à la surface des alvéoles, sont un autre mécanisme de défense des poumons. En raison des exigences des échanges gazeux, les alvéoles ne sont pas protégées par le mucus et les cils - le mucus est trop épais et ralentirait le mouvement de l'oxygène et du dioxyde de carbone. Au lieu de cela, les macrophages alvéolaires recherchent les particules déposées, s'y attachent, les ingèrent, tuent tous ceux qui sont vivants et les digèrent. Lorsque les poumons sont exposés à de graves menaces, des globules blancs supplémentaires dans la circulation, en particulier des neutrophiles, peuvent être recrutés pour aider à ingérer et à tuer les agents pathogènes. Par exemple, lorsque la personne inhale une grande quantité de poussière ou combat une infection respiratoire, davantage de macrophages sont produits et des neutrophiles sont recrutés.


Système de transport d'électrons

Les système de transport d'électrons (ETS) est le dernier composant impliqué dans le processus de respiration cellulaire, il comprend une série de complexes protéiques associés à la membrane et des porteurs d'électrons accessoires mobiles associés (Figure 1). Le transport d'électrons est une série de réactions chimiques qui ressemble à une brigade de seau en ce que les électrons du NADH et du FADH2 sont passés rapidement d'un porteur d'électrons ETS au suivant. Ces porteurs peuvent transmettre des électrons dans l'ETS en raison de leur potentiel redox. Pour qu'une protéine ou un produit chimique accepte des électrons, il doit avoir un potentiel redox plus positif que le donneur d'électrons. Par conséquent, les électrons passent des porteurs d'électrons avec un potentiel redox plus négatif à ceux avec un potentiel redox plus positif. Les quatre grandes classes de porteurs d'électrons impliqués dans les systèmes de transport d'électrons eucaryotes et procaryotes sont les cytochrome, flavoprotéines, protéines fer-soufre, et le quinones.

Dans respiration aérobie, l'accepteur d'électrons final (c'est-à-dire celui qui a le potentiel redox le plus positif) à la fin de l'ETS est une molécule d'oxygène (O2) qui se réduit en eau (H2O) par le transporteur ETS final. Ce porteur d'électrons, cytochrome oxydase, diffère selon les types bactériens et peut être utilisé pour différencier des bactéries étroitement apparentées à des fins de diagnostic. Par exemple, l'opportuniste gram-négatif Pseudomonas aeruginosaet le choléra à Gram négatif Vibrio choleraeutilisation cytochrome c oxydase, qui peut être détectée par le test à l'oxydase, tandis que d'autres entérobactéries gram-négatives, commeE. coli, sont négatifs pour ce test car ils produisent différents types de cytochrome oxydase.

Il existe de nombreuses circonstances dans lesquelles la respiration aérobie n'est pas possible, notamment l'une ou plusieurs des situations suivantes :

  • La cellule manque de gènes codant une cytochrome oxydase appropriée pour transférer les électrons à l'oxygène à la fin du système de transport d'électrons.
  • La cellule manque de gènes codant pour des enzymes afin de minimiser les effets très dommageables des radicaux oxygène dangereux produits pendant la respiration aérobie, tels que le peroxyde d'hydrogène (H2O2) ou superoxyde (O2 – ).
  • La cellule manque d'une quantité suffisante d'oxygène pour effectuer la respiration aérobie.

Une alternative possible à la respiration aérobie est respiration anaérobie, utilisant une molécule inorganique autre que l'oxygène comme accepteur final d'électrons. Il existe de nombreux types de respiration anaérobie chez les bactéries et les archées. Les dénitrifiants sont d'importantes bactéries du sol qui utilisent les nitrates (NO 3 – ) et les nitrites ( NON 2 – ) comme accepteurs d'électrons finaux, produisant de l'azote gazeux (N2). De nombreuses bactéries à respiration aérobie, y compris E. coli, passer à l'utilisation du nitrate comme accepteur final d'électrons et produire du nitrite lorsque les niveaux d'oxygène ont été épuisés.

Les microbes utilisant la respiration anaérobie ont généralement un cycle de Krebs intact, de sorte que ces organismes peuvent accéder à l'énergie du NADH et du FADH2 molécules formées. Cependant, les respirations anaérobies utilisent des porteurs ETS modifiés codés par leurs génomes, y compris des complexes distincts pour le transfert d'électrons vers leurs accepteurs d'électrons finaux. Des gradients électrochimiques plus petits sont générés à partir de ces systèmes de transfert d'électrons, donc moins d'ATP est formé par la respiration anaérobie.


Résultats

Au cours de la période d'étude, 7196 échantillons de 4958 patients ont été inclus dans l'analyse. Conformément à notre définition et exclusion des échantillons répétés, aucun échantillon obtenu, dans les 30 jours, de la même zone des voies respiratoires d'un patient donné que l'échantillon initial n'a été inclus. L'intervalle médian entre deux échantillons inclus provenant de la même région des voies respiratoires du même patient était de 133 jours (intervalle interquartile [IQR] = 63-223). L'âge médian des patients était de 59,9 ans [IQR = 48,0–70,0] et 40,0% [IC95 = 38,2–41,4%] des patients étaient des femmes. Dans l'ensemble, 2098 (29,2%, [IC95 = 28,1-30,2]) échantillons ont été testés positifs pour un virus respiratoire et il y avait 118 co-infections virales (1,6%, [IC95 = 1,3-2,0%]). Les groupes de virus identifiés étaient, par ordre décroissant de prévalence : picornavirus (n = 762, 34,3% [IC95 = 32,2–36,3%]), grippe (n = 592, 26,6% [IC95 = 24,8–28,5%]), coronavirus (n = 260, 11,7% [IC95 = 10,4-13,1%]), virus respiratoire syncytial (VRS) (n = 215, 9,7% [IC95 = 8,5-11,0%]), parainfluenza (n = 179, 8,1% [IC95 = 7,0-9,3 %]), le métapneumovirus (n = 126, 5,7 % IC95 = 4,7-6,7 %]), l'adénovirus (n = 61, 2,7 % [IC95 = 2,1-3,5 %]) et le bocavirus (n = 28, 1,3 % [IC95 = 0,8-1,8%]).

La distribution globale des virus, d'une année à l'autre, est représentée sur les figures 1 et S1. la période d'étude, de 634 à 1640 échantillons (tableau 1).

Pour chaque groupe de virus, le nombre mensuel d'identifications est indiqué pour toute la période d'étude.

Saisonnalité

Les résultats cumulatifs mensuels et la distribution virale au cours de la période d'étude sont illustrés dans le tableau 2 et la figure 1. Le nombre cumulé d'échantillons et la fréquence des tests positifs étaient plus élevés de novembre à avril, une période s'étendant de la fin de l'automne au début du printemps. Nous appelons ici cette période la « période hivernale ». La fréquence des tests positifs pour les virus était plus élevée en période hivernale qu'en période estivale (33,3 vs 22,2%, p<0.0001), et, comme prévu, la distribution des virus différait entre ces deux périodes (Fig 2, p<0,0001). La distribution de la grippe a suivi le schéma saisonnier typique observé en Europe, avec une circulation active de janvier à mars. Le VRS, le coronavirus, le métapneumovirus et le bocavirus ont également été plus fréquemment détectés en hiver, avec une période de circulation s'étendant de novembre à mai. Deux groupes de virus ont circulé tout au long de l'année : les picornavirus et les virus parainfluenza. Ensemble, ces deux groupes représentaient 78,6 % de tous les virus détectés pendant la période estivale et les picornavirus constituaient le deuxième groupe de virus le plus fréquent pendant l'hiver (26,1 %), après la grippe (34,4 %). L'adénovirus avait un schéma saisonnier plus complexe au cours des années couvertes par cette étude. Elle a été très rare chez les adultes en 2011 et 2014, a circulé toute l'année en 2012 et a provoqué une épidémie exclusivement durant l'hiver 2013.

Zone des voies respiratoires

La zone des voies respiratoires échantillonnée a été indiquée pour 6594 échantillons (91,6 %) : 58,6 de ces échantillons provenaient de l'URT et 41,4 % provenaient du LRT. Les résultats sont présentés dans la figure 2 et le tableau 2.

L'URT était plus fréquemment échantillonné durant l'hiver (77,5 % vs 55,5 % pour le LRT, p<0,0001) et le taux de positivité était plus élevé pour l'URT que pour le LRT (32,0% [IC95 = 31,1–34,1] vs 25,3% [20,9–23,5], p<0,0001). La distribution des groupes viraux différait significativement entre l'URT et le LRT (p<0,0001). Les trois groupes viraux les plus fréquents dans l'URT étaient la grippe (32,0 %, [IC95 = 29,4–34,6]), le picornavirus (30,0 %, [27,5, 32,6]) et le coronavirus (13,1 %, [11,7–15,5]). Les groupes viraux les plus fréquents dans le LRT étaient le picornavirus (41,3 %, [37,6–44,9]), le parainfluenza (11,7 %, [9,8–14,7]), la grippe (16,3 %, [13,4–18,8]) et le VRS (10,5 %, [8,1–12,7]).

Unités médicales

Les résultats obtenus pour les 6532 (90,7 %) échantillons pour lesquels le type d'unité médicale a été enregistré sont illustrés à la figure 2 et au tableau 2. Les taux de positivité différaient significativement entre les types d'unité médicale (p<0.001), allant de 23,8 dans les unités de soins intensifs à 34,0% dans les unités de transplantation pulmonaire. La distribution des virus différait également entre les types d'unités médicales (p<0.001) : les picornavirus étaient le groupe le plus fréquent dans les unités de soins intensifs (37,6 %, [IC95 = 33,2–42,0]), les unités de pneumologie (43,9%, [IC95 = 36,9–51,0]) et les unités de transplantation pulmonaire (40,5 %, [IC95 = 36,5–44,6]). En revanche, dans d'autres unités médicales, la grippe et le picornavirus représentaient 39,4 % [IC95 = 36,0–42,9] et 27,4 % [IC95 = 24,4–30,7] de tous les virus, respectivement. La proportion d'échantillons obtenus durant l'hiver différait significativement entre les types d'unités médicales : 58,9 % [56,5–61,4] pour les unités de transplantation pulmonaire, 65,1 % [63,0–67,2] pour les unités de soins intensifs, 72,3 % [69,1–75,4] pour les unités de pneumologie et 75,6 % [74,0–77,4] pour les autres unités médicales (p<0,001), cohérent avec l'accent mis sur l'identification du virus pendant les épidémies de grippe.

Les infections de la zone du TLR sont plus représentatives des infections graves et les taux d'échantillonnage pour cette partie des voies respiratoires sont constants tout au long de l'année. Nous avons donc analysé la distribution virale entre les types d'unités médicales séparément pour les échantillons de LRT (S2 ​​Fig). Pour les échantillons de TLR, les taux de positivité étaient de 20,6 % [IC95 = 18,0–23,3] pour les unités de soins intensifs, 24,0 % [19,3–29,2] pour les unités de pneumologie, 33,0 % [30,0–36,1] pour les unités de transplantation pulmonaire et 21,5 % [18,1–25,2] pour autres unités. La prévalence de la grippe était plus élevée pour les USI que pour tous les autres types d'unités (24,6 % [18,9–31,2], contre 11,3 % [8,8–14,3], p<0.001). Le groupe picornavirus était le groupe viral le plus fréquent dans toutes les unités, à des fréquences allant de 41,4% [34,5-48-5] de tous les virus détectés en USI à 43,0% [34,0-52,3] dans le groupe de transplantation pulmonaire et les autres unités médicales.

Les taux de positivité ne différaient pas significativement entre les groupes d'âge, allant de 27,2 % à 31,8 % (p = 0,61). Cependant, la distribution des virus différait entre les groupes d'âge (figure 2 et tableau 2, p<0,0001). Les picornavirus représentaient entre 20,1 % [IC95 = 15,1–25,9] et 40,1 % [IC95 = 34,5–46,0] des virus identifiés dans tous les groupes d'âge. Ce groupe de virus était le plus fréquent dans tous les groupes d'âge considérés, sauf les plus extrêmes (20-30 et >80 ans), dans lesquels la grippe était la plus fréquente (35,6 % [IC95 = 27,0-44,9] et 40,6 % [IC95 = 34,2 –47,3], respectivement).

Une analyse des échantillons URT et LRT séparément (Fig S3) a montré que la grippe était moins fréquente dans l'URT que dans l'URT pour tous les groupes d'âge. Le groupe des picornavirus était le groupe de virus le plus fréquemment détecté dans les échantillons de TLR, pour tous les groupes d'âge.

Co-infections virales

Seuls 118 des 7196 échantillons testés (1,6%, [IC95 = 1,3-2,0%]) correspondaient à des co-infections virales, dont six étaient des co-infections impliquant trois virus. La proportion de virus identifiés dans les co-infections différait entre les groupes : 7,3 % [IC95 = 5,3–9,7] pour la grippe, 9,4 % [7,5, 11,8] pour le picornavirus, 10,6 % [6,5–16,1] pour la parainfluenza, 11,9 % [6,8– 18,9] pour le métapneumovirus, 13,6 % [9,3–18,9] pour le VRS, 15,8 % [11,6–20,8] pour le coronavirus, 24,6 % [14,5–37,3] pour l'adénovirus et 28,6 % [13,2–48,7] pour le bocavirus (p<0.001). Tous les groupes de virus semblaient pouvoir coexister avec d'autres virus dans les co-infections, et aucune association préférentielle entre les virus respiratoires n'a été identifiée.


Méthodes

Population étudiée

Un total de 64 sujets, dont 35 patients COVID-19 confirmés en laboratoire, 10 patients négatifs pour le SRAS-CoV-2 atteints de diverses maladies (non-COVID-19) et 19 adultes en bonne santé ont été inclus dans cette étude. Le COVID-19 a été diagnostiqué chez des patients adultes conformément aux Directives nationales pour le diagnostic et le traitement du COVID-19. L'ARN du virus a été extrait de tous les échantillons à l'aide d'un kit d'extraction d'ARN Mag-Bind (MACCURA, Sichuan, Chine) conformément aux instructions du fabricant. Puis le ORFlab et N Les gènes du SRAS-CoV-2 ont été détectés à l'aide d'un kit de RT-PCR en temps réel pour le nouveau coronavirus (2019-nCoV) (Liferiver, Shanghai, Chine) selon les instructions du fabricant. Seuls les individus qui ont subi au moins deux prélèvements de gorge consécutifs ont été positifs pour les deux ORFlab et N les gènes du SRAS-CoV-2 ont été définis comme des patients COVID-19. Tous les échantillons positifs de patients COVID-19 ont été confirmés par le Centre de contrôle et de prévention des maladies (CDC) de Nantong à l'aide du test RT-PCR en temps réel recommandé par le CDC chinois. Les cas légers et modérés sont définis comme présentant des symptômes cliniques (par exemple, fièvre, toux, etc.) avec et sans pneumonie à l'imagerie pulmonaire. La COVID-19 sévère (adulte) est définie comme la présence de l'un des éléments suivants : fréquence respiratoire ≥ 30 respirations/minute, saturation artérielle en oxygène ≤ 93 % au repos PaO2/FiO2 300 mmHg. Les patients COVID-19 ont été hospitalisés au troisième hôpital de Nantong affilié à l'Université de Nantong. Parmi les 35 patients COVID-19, 34 étaient des cas légers ou modérés, et un seul (P09) était un cas grave.

Les caractéristiques démographiques et cliniques des patients COVID-19 ont été fournies dans les données supplémentaires 2 et 3 43 . Des échantillons, y compris des prélèvements de gorge et des prélèvements anaux, ont été collectés auprès des patients COVID-19 à différents moments de leur hospitalisation (10 à 40 jours). Le prélèvement a été effectué à l'aide d'écouvillons souples, stériles et secs, qui peuvent atteindre facilement l'oropharynx postérieur et l'anus (

2 pouces) par les professionnels de l'hôpital. Au moins deux prélèvements de gorge à des jours différents étaient disponibles pour 32 des 35 patients COVID-19 (Fig supplémentaire S1).

Les patients témoins non COVID-19 ont été sélectionnés parmi les patients hospitalisés dans le même hôpital pendant la pandémie de COVID-19 en raison d'autres maladies, et les témoins sains ont été sélectionnés parmi les adultes qui sont venus pour un examen physique de routine et n'ont montré aucun symptôme. Des prélèvements de gorge de patients non-COVID-19 et de témoins sains ont été collectés lors de leur visite à l'hôpital.

L'étude a été approuvée par le comité d'éthique du troisième hôpital de Nantong (EL2020006 : 28 février 2020). Des consentements éclairés écrits ont été obtenus de chacune des personnes impliquées. Toutes les expériences ont été réalisées conformément aux directives et réglementations en vigueur.

Séquençage du gène de l'ARNr 16S

L'ADN bactérien a été extrait des écouvillons à l'aide d'un kit QIAamp DNA Microbiome (QIAGEN, Düsseldorf, Allemagne) selon les instructions du fabricant, et élué avec de l'eau sans nucléase et stocké à -80 ° C jusqu'à utilisation. La région hypervariable V4 (515-806 nt) du gène de l'ARNr 16 S a été amplifiée par des amorces bactériennes universelles 44 . Pour regrouper et trier plusieurs échantillons dans un seul tube de réactions, deux séries d'amplifications PCR ont été effectuées en utilisant une nouvelle stratégie de séquençage d'amplicons à triple index comme décrit précédemment 45 . Le premier tour de l'amplification PCR (PCR1) a été réalisé avec un mélange réactionnel contenant 8 L d'eau sans nucléase, 0,5 L KOD-Plus-Neo (TOYOBO, Osaka Boseki, Japon), 2,5 μL de 1 M d'amorce directe PCR1, 2,5 L d'amorce inverse PCR1 1 M et 5 L de matrice d'ADN. Les produits des réactions PCR1 ont été vérifiés à l'aide d'un gel d'agarose à 1,5%, purifiés à l'aide du kit d'extraction de gel d'ADN Monarch (New England Biolabs, Ipswich, MA, USA), et quantifiés par un fluoromètre Qubit® 4.0 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) ). Des quantités égales de produits PXR1 purifiés ont été regroupées et soumises au cycle secondaire d'amplification PCR (PCR2). La PCR2 a été réalisée avec un mélange réactionnel contenant 21 L d'eau sans nucléase, 1 L de KOD-Plus-Neo (TOYOBO, Osaka Boseki, Japon), 5 L de 1 M d'amorce directe PCR2, 5 L de 1 M d'amorce inverse PCR2, et 5 L de produits PCR1 regroupés. Les produits PCR2 ont été vérifiés à l'aide d'un gel d'agarose à 2 %, purifiés à l'aide du même kit d'extraction de gel et qualifiés à l'aide du fluoromètre Qubit® 4.0. Les quantités des bandes de produits spécifiques ont été encore qualifiées par Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent, Santa Clara, CA, USA). Des molaires égales de produits spécifiques ont été regroupées et purifiées après mélange avec des billes AMPure XP (Beckman Coulter, Pasadena, CA, USA) dans un rapport de 0,8:1. Les amplicons purifiés ont été séquencés par paires (2 × 250) à l'aide du séquenceur Illumina-P250.

Analyse bioinformatique des données de séquence du gène 16S-rRNA

Les lectures directes et inverses séquencées ont été fusionnées à l'aide du logiciel USEARCH11 46 , puis démultiplexées selon les codes-barres connus à l'aide de FASTX-Toolkit 47 . Après rognage des séquences de codes à barres, d'adaptateurs et d'amorces à l'aide de USEARCH11, 19 096 003 séquences ont été retenues avec une moyenne de 105508 séquences par échantillon. Après avoir exclu les échantillons avec des séquences <1000, 157 échantillons de 35 patients COVID-19, 10 patients non-COVID-19 et 13 individus sains ont été soumis à l'analyse suivante.

Étant donné que la sélection traditionnelle des OTU (unités taxonomiques opérationnelles) basée sur un seuil de similarité de séquence de 97% peut manquer une variation de séquence biologique subtile et réelle 48, plusieurs nouvelles méthodes telles que DADA2 49 et Deblur 50 ont été développées pour résoudre les données de séquence en variantes à séquence unique. Ici, le DADA2 a été utilisé pour effectuer le contrôle qualité, la déréplication, la suppression des chimères sur la plate-forme Qiime2 51 avec les paramètres par défaut, à l'exception de la troncature de la longueur de la séquence à 250 pb. Enfin, une table de variantes de séquence d'amplicons (ASV), équivalente à la table OTU, a été générée puis crachée dans la table ASV intestinale (2348 ASV) et la table ASV gorge (4050 ASV). La classification taxonomique des séquences représentatives de l'ASV a été réalisée à l'aide de l'algorithme RDP Naive Bayesian Classifier 52 basé sur la base de données du projet de base de données Ribosomal (RDP) 16 S rRNA Training Set (v16) 53 . Pour éliminer le biais de séquençage dans tous les échantillons, la table ASV intestinale et la table ASV de la gorge ont été sous-échantillonnées à une profondeur égale de 4 700 et 3 000 séquences par échantillon, respectivement. La couverture ASV de 82,6 % (intestin) et 77,2 % (gorge) était suffisante pour capturer la diversité microbienne des deux sites.

Identification et caractérisation des types de communautés microbiennes

Les mélanges multinomiaux de Dirichlet (DMM) 54 sont un algorithme qui peut efficacement regrouper des échantillons en fonction de la composition microbienne, sa sensibilité, sa fiabilité et sa précision ont été confirmées dans de nombreuses études sur le microbiome 55,56,57. Le clustering DMM a été effectué avec l'abondance du genre bactérien du microbiote de la gorge et de l'intestin à l'aide de la commande "get.communitytype" introduite par la v1.44.1 de mothur 58 . Les nombres appropriés de type de communauté microbienne (clusters DMM) ont été déterminés sur la base de l'indice d'approximation de Laplace le plus bas. Selon le nombre d'échantillons par grappe, le test exact de Fisher a été appliqué pour découvrir des associations significatives entre chaque grappe et les conditions de l'hôte (telles que les témoins sains, les patients COVID-19 et les patients non COVID-19) sous P des valeurs inférieures à 0,05 ajustées par le taux de fausses découvertes (FDR). Conjuguée à l'analyse des similitudes (ANOSIM), la fiabilité du clustering DMM a été encore validée puis visualisée par la mise à l'échelle multidimensionnelle non métrique (NMDS) basée sur la distance Bray-Curtis au niveau du genre bactérien. La statistique ANOSIM « R » compare la moyenne des dissemblances classées entre les groupes à la moyenne des dissemblances classées au sein des groupes. Une valeur R proche de « 1,0 » indique une dissemblance entre les groupes, tandis qu'une valeur R proche de « 0 » indique une répartition égale des rangs élevés et faibles au sein et entre les groupes ». La statistique ANOSIM R est toujours comprise entre -1 et 1. Les valeurs R positives plus proches de 1 suggèrent plus de similarité au sein des sites qu'entre les sites, et celles proches de 0 ne représentent aucune différence entre les sites ou au sein des sites 59 . ANOSIM p des valeurs inférieures à 0,05 impliquent une plus grande similarité au sein des sites. La richesse (OTU/ASV observés) et la régularité de Pielou pour chaque type de communauté ont été calculées pour estimer la différence d'alpha-diversité. Les analyses de l'alpha-diversité, du NMDS et de l'ANOSIM ont été réalisées à l'aide du package R "vegan" v2.5-6. Un changement dynamique des types de communauté a été montré en fonction des dates collectées des spécimens avec le package « pheatmap » dans R.De plus, pour compenser les effets de la taille de l'échantillon, l'indice de Margalef a été calculé en divisant le nombre d'espèces dans un échantillon par le log naturel du nombre d'organismes collectés 15 . Pour l'association entre les types de communauté et les facteurs de confusion potentiels tels que le sexe, l'âge, l'existence du virus et l'utilisation d'antibiotiques, le test exact de Fisher basé sur le nombre d'échantillons a été effectué et l'association avec FDR corrigée p la valeur < 0,05 a été considérée comme significative.

Analyse des indicateurs dans les types de communauté de la gorge et de l'intestin

Selon la définition donnée par le Programme des Nations Unies pour l'environnement (1996), les espèces indicatrices sont un groupe d'espèces dont l'état fournit des informations sur l'état général de l'écosystème et d'autres espèces dans cet écosystème, reflétant la qualité et les changements des conditions environnementales ainsi que des aspects de la composition de la communauté. Pour obtenir le genre indicateur fiable qui est spécifique à chaque type de communauté, nous avons effectué l'analyse des espèces indicatrices à l'aide du package indicspecies (ver.1.7.8) 60 dans la plate-forme R avec les 30 premiers genres contribuant au regroupement DMM dans les deux gorges (représentant 66 % de différence cumulée) et intestin (68 % de différence cumulée). Des changements dynamiques des genres indicateurs correspondant à chaque type de communauté de la gorge ont été montrés chez tous les patients COVID-19 utilisant le package pheatmap dans R et seuls les genres indicateurs intestinaux avec des valeurs d'indicateur supérieures à 0,05 ont été présentés chez les patients.

Analyse de réseau de cooccurrence d'une interférence entre le microbiote de la gorge et de l'intestin

Sur la base des abondances de genres microbiens normalisées par la transformation du rapport logarithmique centré des échantillons de gorge et d'intestin collectés auprès de 13 patients COVID-19 au même moment, nous avons calculé le coefficient de corrélation de Pearson (r de Pearson) parmi les genres microbiens de la gorge et de l'intestin. Le r de Pearson avec P les valeurs inférieures à 0,05 après l'ajustement du FDR ont été considérées comme des corrélations significatives. Un réseau de cooccurrence de paires de genres microbiens significativement corrélés a été visualisé à l'aide de Cytoscape v3.8.0 61 .

Statistiques et reproductibilité

Les séquences brutes ont été analysées sur l'environnement Linux (Red Hat 4.8.5-36) et Windows10. Les logiciels sous environnement Linux incluent USEARCH11, FASTX-Toolkit, DADA2 et Deblur, tous deux intégrés dans Qiime2 (v2019.10) et l'algorithme RDP Naive Bayesian Classifier. Logiciel sous Windows10 incluant les mélanges multinomiaux Dirichlet intégrés dans Mothur v1.44.1, RStudio v1.2.1335. L'analyse et le traçage des données ont été effectués dans RStudio avec les packages R v3.6.1 et R, y compris pheatmap (v1.0.12), vegan (v2.5-6), permute (v0.9-5), lattice (v0.20-38) , ggplot2 (v3.3.0), RColorBrewer (v1.1-2), viridis (v0.5.1), indicspecies (v 1.7.9), ade4 (v 1.7-15), ggalluvial (v 0.11.3) et grille . Pour favoriser la reproductibilité, nous avons fourni les scripts/code d'analyse du package d'analyse de corrélation R en tant que fichier supplémentaire 1. Des informations détaillées sur les statistiques et les comparaisons sont fournies dans les légendes de la méthode et/ou des figures.

Résumé du rapport

De plus amples informations sur la conception de la recherche sont disponibles dans le résumé des rapports de recherche sur la nature lié à cet article.


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