J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 15 octobre 1999
Dernière mise à jour le 12 juin 2003
HAFNIA
Autre dénomination :
Hafnia alvei : "Enterobacter alvei", "Enterobacter aerogenes subsp. hafniae", "Enterobacter hafniae".
Note: Les souches de Hafinia alvei, isolées de cas de diarrhée chez les enfants et hébergeant le gène eae, ont été transférées en mai 2003 dans le genre Escherichia avec l'appellation de Escherichia albertii.
Systématique
Le genre Hafnia est l'un des genres de la famille des Enterobacteriaceae. Il est constitué d'une unique espèce, Hafnia alvei.
La nomenclature de Hafnia a été proposée par Møller en 1954 puis son statut a évolué du genre à l'espèce ("Enterobacter alvei" ou "Enterobacter hafniae") voire à la sous-espèce ("Enterobacter aerogenes subsp. hafniae"). Des études de taxonomie numérique montrent que les souches nommées Hafnia alvei (ou "Enterobacter alvei" ou "Enterobacter hafniae" ou "Enterobacter aerogenes subsp. hafniae") paraissent suffisamment distantes des souches de Enterobacter sp. pour mériter un statut de genre. Ces résultats sont confirmés par des hybridations ADN - ADN qui révèlent un pourcentage d'homologie inférieur à 27 p. cent entre Hafnia alvei et les Enterobacter sp. De ce fait les nomenclatures de Hafnia et de Hafnia alvei, figurent dans les Approved Lists of Bacterial Names.
Les résultats des hybridations ADN - ADN révèlent l'existence de 2 genomospecies au sein du taxon Hafnia alvei (pour la définition d'une genomospecies voir le fichier Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne). Toutefois, comme il est impossible de les distinguer par des caractères phénotypiques, ces deux genomospecies conservent le nom de Hafnia alvei.
En 1973, Priest et al. ont identifié deux biogroupes au sein de l'espèce Obesumbacterium proteus et ils ont proposé de transférer ce taxon dans la genre Hafnia avec la nouvelle dénomination de "Hafnia protea". Cette proposition n'a pas été validement publiée et la nomenclature de "Hafnia protea" ne figure ni dans les Approved Lists of Bacterial Names ni dans une des listes de validation.
Caractères bactériologiques
Le genre Hafnia présente tous les caractères des Enterobacteriaceae*.
Les activités physiologiques, métaboliques et enzymatiques de Hafnia alvei varient en fonction de la température d'incubation et elles sont plus intenses à 22 °C qu'à 37 °C. Selon Richard et Alonso (1976), le genre Hafnia se définit comme une entérobactérie très généralement mobile à 22 °C mais parfois immobile à 37 °C, présentant une réaction de Voges-Proskauer positive à 22 °C mais parfois négative à 37 °C, n'utilisant pas ou tardivement le citrate de Simmons comme unique source de carbone et d'énergie, ne produisant pas d'indole et possédant une lysine décarboxylase et une ornithine décarboxylase.
Selon Farmer (1999), les caractères obtenus après 48 heures d'incubation à 36 °C sont les suivants (en excluant les caractères communs à l'ensemble des entérobactéries) :
. Caractères positifs (90 p. cent des souches ou plus donnent un résultat positif) : ONPG, LDC, ODC, croissance sur un bouillon au KCN, fermentation du D-glucose avec production de gaz, fermentation du L-arabinose, du glycérol, du D-mannitol, du D-mannose, du maltose, du L-rhamnose, du tréhalose et du xylose.
. Caractères négatifs (90 p. cent des souches ou plus donnent un résultat négatif) : production d'indole, production d'H2S (milieu TSI), citrate de Simmons, hydrolyse de l'urée (4 à 7 p. cent des souches sont uréase positive), phénylalanine désaminase, arginine dihydrolase, lipase, DNase, fermentation de l'adonitol, du D-arabitol, du dulcitol, de l'érythritol, de l'alpha-méthyl-D-glucoside, du myo-inositol, du lactose (les souches acidifiant le lactose, soit environ 5 p. cent des souches, ont acquis un plasmide métabolique spontanément transférable par conjugaison à Salmonella typhi et à Escherichia coli), du mélibiose, du mucate, du raffinose, du saccharose et du D-sorbitol.
. Caractères variables : rouge de méthyl, VP (plus de 98 p. cent des souches sont VP positive à 22 °C), utilisation du malonate, utilisation de l'acétate et fermentation du cellobiose.
. Sur la base de l'hydrolyse de l'esculine, de l'hydolyse de l'arbutine, de la fermentation du D-arabinose et de la fermentation de la salicine, Janda et al. (2002) distinguent quatre biovars (voir tableau I) et ces auteurs montrent que les souches du biovar 1 représentent environ 75 p. des souches.
Hafnia alvei réduit les nitrates grâce à une nitrate réductase du type B** alors que la très grande majorité des entérobactéries possède une nitrate réductase du type A.
Plus de 96 p. cent des souches de Hafnia alvei sont lysées par un bactériophage (le phage Hafnia 1672, couramment désigné sous le nom de phage Hafnia) isolé de l'eau en 1968 par Guinée et Valkenburg. Ce phage est spécifique de Hafnia alvei et il est commercialisé et utilisé pour le diagnostic de cette espèce (Cf. infra).
Sur les milieux d'isolement classiques, gélose nutritive, gélose au sang, gélose lactosée de Drigalski, milieu BCP (gélose lactosée au bromocrésol pourpre), milieu EMB (éosine bleu de méthylène), gélose Salmonella-Shigella, gélose de MacConkey..., les colonies de Hafnia alvei ressemblent à des salmonelles (à l'exception de la production d'H2S). Elles apparaissent en effet comme des colonies lactose négative (sauf pour les souches ayant acquis un plasmide métabolique), irisées, un peu plates, rondes, d'un diamètre d'environ 2 mm après 24 heures d'incubation à 37 °C.
Habitat et pouvoir pathogène
L'habitat normal de Hafnia alvei est le sol et l'eau. Cette bactérie est également isolée de divers prélèvements d'origine humaine (coprocultures et plus rarement prélèvements effectués au niveau du rhino-pharynx, pus, expectorations, hémocultures, urines, prélèvements de bile, liquides gastriques), de prélèvements d'origine animale (bovins, moutons, porcs, chevaux, lièvres, chats, rongeurs, singes, diverses espèces d'oiseaux, diverses espèces de poissons) et d'aliments (fromages, laits, miels, saucisses, jambons, œufs, sardines). Hafnia alvei est parfois responsable de l'altération (production de gaz) des viandes emballées sous une atmosphère pauvre en oxygène.
Pouvoir pathogène chez l'homme
Hafnia alvei peut se comporter comme une bactérie pathogène opportuniste. Elle est rarement isolée, le plus souvent en milieu hospitalier et en association avec d'autres bactéries, lors de septicémies, de gastro-entérites, de pneumonies, d'abcès, d'infections urinaires et de plaies infectées.
En 1991, Albert et al. isolent ce germe, en culture pure, d’un cas de diarrhée chez un enfant de 9 mois et ces auteurs montrent que la souche est douée d’un pouvoir pathogène chez le lapin, qu’elle est capable d'adhérer à l’épithélium intestinal, qu’elle provoque une perte des villosités de l’iléon et du colon et qu’elle produit des lésions de la muqueuse comparables à celles provoquées par les pathovars entéropathogènes (souches EPEC) de Escherichia coli (lésions d’attachement effacement). Par contre, cette souche ne produit pas de toxine et ne possède pas de pouvoir invasif in vitro (cellules HeLa) ou in vivo (test de Sérény). Par la suite, la même équipe a isolé 6 autres souches ayant un pouvoir pathogène comparable et ils montrent que les 7 souches hébergent le gène eae (anciennement eaeA) caractéristique des souches entéropathogènes de Escherichia coli.
En 1999, Janda et al. ont étudié 5 des souches isolées par Albert et al. et leurs résultats prouvent que ces souches sont des souches atypiques de Escherichia coli. En 2003, Huys et al. confirment les conclusions de Janda et al. et ces auteurs transfèrent les souches possédant le gène eae dans une nouvelle espèce du genre Escherichia, Escherichia albertii. Comme le souligne très justement Janda et al. il est nécessaire d'identifier correctement une souche bactérienne avant de se lancer dans des études de biologie moléculaire ou dans des tests de pathogénicité !
Quelques souches dépourvues du gène eae ont été associées à des gastro-entérites. Toutefois, ces souches sont dépourvues de facteurs de virulence et, selon Janda et al. 2002, il n'existe aucun argument permettant de leur attribuer un rôle dans l'étiologie des diarrhées.
Pouvoir pathogène chez les poissons
Lors d’une épidémie de septicémie hémorragique de la truite, survenue en Bulgarie, les examens bactériologiques ont permis d'isoler, souvent en culture pure, une bactérie qui a été rapprochée du genre Brucella sur la base de ses caractères antigéniques (présence d’épitopes communs entre le lipo-polysaccharide de ce germe et le lipo-polysaccharide des brucelles sous forme S) ou de ¤ Yersinia ruckeri d’après certains caractères phénotypiques. En fait, des études d’hybridation ADN-ADN, la lyse par le phage Hafnia et une analyse plus approfondie des caractères biochimiques montrent que cette bactérie est Hafnia alvei.
Les truites infectées sont affaiblies, elles prennent une coloration sombre et elles présentent une exophtalmie, des hémorragies oculaires et des pétéchies cutanées. A l’autopsie, de nombreuses pétéchies sont visibles sur la paroi et la séreuse abdominale, sur le cœur, sur la rate, sur le foie, sur la vessie natatoire et dans les muscles.
Expérimentalement, la maladie peut être reproduite par inoculation par voie intrapéritonéale ou sous-cutanée. Le germe semble toutefois peu pathogène car les animaux maintenus dans une eau à 15 °C et inoculés par voie intrapéritonéale avec 5 X 106 à 3 X 107 bactéries ne présentent des signes cliniques qu'après 3 mois d'incubation.
Des infections à Hafnia alvei ont également été décrites, au Japon, chez des saumons d'élevage (Oncorhynchus masou). Les animaux présentent une mélanose, un gonflement de la région abdominale, une difficulté à la nage et des furoncles de couleur grise/blanchâtre sont visibles sur les reins.
Pouvoir pathogène chez les autres espèces animales
L'isolement de Hafnia alvei a été associé à des cas d'avortements de la jument, à des mammites chez la vache et à des pneumonies chez la chèvre.
Dans un élevage de poules pondeuses, cette bactérie a été isolée en culture pure d'oiseaux présentant des septicémies. La souche isolée de cet élevage reproduit l'infection chez des poules âgées de 30 semaines lorsqu'elles sont inoculées par voie orale ou péritonéale avec 3 X 108 bactéries.
Hafnia alvei est également responsable d’infections généralisées chez les abeilles. Ces infections sont plus fréquentes dans les ruches parasitées par Varroa jacobsoni.
Diagnostic bactériologique
Comme c'est le cas de la grande majorité des entérobactéries, l'isolement de Hafnia alvei ne pose pas de problèmes particuliers et cette bactérie pousse sur les milieux classiquement utilisés pour la recherche des entérobactéries, y compris sur les milieux pour coprocultures.
L'identification est plus délicate et des souches de Hafnia alvei sont parfois confondues avec des salmonelles H2S négative (les salmonelles ne sont toutefois jamais VP + alors que la grande majorité des souches de Hafnia alvei est VP + à 22 °C) ou avec Yersinia enterocolitica lorsque la souche est uréase positive (Yersinia enterocolitica se distingue de Hafnia alvei par ses caractères LDC -, sorbitol +, saccharose + et rhamnose -).
Le recours à des galeries prêtes à l'emploi peut également conduire à des confusions. Ainsi, l'identification des souches isolées par Albert et al. avait été réalisée à l'aide de galeries API 20E. De même, en galerie API 20 E, les souches isolées des poissons peuvent être confondues avec ¤ Yersinia ruckeri lorsqu'elles donnent le profil numérique 5 3 0 4 1 0 2.
Quelques tests, simples à réaliser, peuvent confirmer l'identification de Hafnia alvei : la recherche d'une nitrate réductase de type B (Cf. caractères bactériologiques), la lyse par le phage Hafnia*** et l'absence de lyse par le phage Salmonella O:1***.
Le diagnostic des souches résistantes au phage Hafnia repose sur la fermentation du glycérol, l'absence d'utilisation du citrate de Simmons à 37 °C, l'absence de fermentation du sorbitol et du mélibiose et sur la réaction de Voges-Proskauer positive à 22 °C.
Sensibilité aux antibiotiques
Les données publiées sont peu nombreuses mais, comme pour la plupart des entérobactéries, la sensibilité aux antibiotiques varie selon les souches.
La grande majorité des souches est sensible à la nétilmicine, à la gentamicine, à l'amikacine, à la tobramycine, à la ciprofloxacine et à l'imipénème mais résistante à l'ampicilline, à l'association amoxicilline-acide clavulanique et à la céfalotine.
Orientation bibliographique
Bactériologie
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Autres publications
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* : Caractères bactériologiques de la famille des Enterobacteriaceae : voir le fichier Enterobacteriaceae, "Enterobacteriales".
** : Détermination du type de nitrate réductase :
D'après : MARCHAL (N.), BOURDON (J.L.) et RICHARD (C.) : Les milieux de culture pour l'isolement et l'identification biochimique des bactéries. Doin éditeurs-Paris, 1982, 483 pages.
Pour une bactérie à métabolisme fermentatif, la possibilité ou l'impossibilité de croître dans une gélose viande-foie (VF) additionnée de chlorate de potassium permet de déterminer le type de nitrate réductase.
Le chlorate est un substrat pour la nitrate réductase de type A qui le transforme en chlorite toxique pour les bactéries. Dans ce cas, on observe une croissance en surface du milieu car l'oxygène inhibe le fonctionnement de la nitrate réductase de type A et quelques rares colonies isolées dans la profondeur du tube.
Pour les bactéries possédant une nitrate réductase de type B, le chlorate n'est pas un substrat et la croissance est visible sur toute la hauteur du tube.
Ensemencer deux tubes de gélose VF avec une goutte d'une dilution de la culture à étudier de façon à avoir environ 200 millions de germes par mL (pour une entérobactérie, il suffit de diluer au 1/5 une culture en bouillon âgée de 24 heures). Rajouter dans l'un des tubes, une goutte de chlorate de potassium à 10 p. cent (la solution, dont il convient de vérifier la stérilité, se conserve à 37 °C dans des flacons hermétiquement bouchés). Homogénéiser par agitation. Incuber 24 heures à 37 °C.
Après incubation, si la croissance en anaérobiose dans les 2 tubes est sensiblement identique, la bactérie possède une nitrate réductase de type B. Si la croissance anaérobie dans le tube avec chlorate est faible ou absente, la nitrate réductase est du type A.
La majorité des entérobactéries possède une nitrate réductase du type A. Toutefois, les Edwardsiella sp., les Yersinia sp., Hafnia alvei et quelques souches de Providencia sp. et de Citrobacter amalonaticus possèdent une nitrate réductase de type B.
*** : Sensibilité aux phages Hafnia et Salmonella O:1 :
D'après le Manuel Technique "Industrie, Environnement" de la société Sanofi Diagnostic Pasteur.
Environ 96 p. cent de souches de Hafnia alvei sont sensibles au phage Hafnia alors que les autres entérobactéries sont résistantes.
Le phage Salmonella O:1 de Félix et Callow est actif sur 85 à 98 p. cent des souches du genre Salmonella. Il peut lyser quelques souches de Escherichia coli mais il est inactif sur les souches de Hafnia alvei.
Ces bactériophages sont commercialisés par Sanofi Diagnostic Pasteur.
Le test se réalise sur un milieu faiblement gélosé, ensemencé par inondation avec une culture de densité comparable à celle utilisée pour un antibiogramme (obtention de colonies denses mais non complètement confluantes). Après séchage de la boîte (15 à 30 minutes à 37 °C), une goutte de chacune des suspensions phagiques est déposée en deux points éloignés de la gélose. Les boîtes sont séchées à proximité d'un bec bunsen puis incubées à 37 °C. La lecture s'effectue après 18 heures d'incubation. Si la souche bactérienne appartient à l'espèce Hafnia alvei, une zone de lyse ne sera observée qu'à l'endroit où a été effectué le dépôt du phage Hafnia.