J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 04 septembre 2004
Dernière mise à jour le 01 décembre 2004
KLEBSIELLA
Autres dénominations :
. Klebsiella granulomatis : Calymmatobacterium granulomatis, "Encapsulatus inguinalis", "Klebsiella granulomatis", "Donovania granulomatis".
. Klebsiella mobilis : Enterobacter aerogenes (homotypique synonyme).
. Klebsiella oxytoca : "Bacillus oxytocus perniciosus".
. Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae : Klebsiella pneumoniae, pneumobacille (ou bacille) de Friedlander.
. Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae : Klebsiella ozaenae, "Bacillus mucosus ozaenae", "Bacillus ozaenae", "Bacterium ozaenae".
. Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis : Klebsiella rhinoscleromatis, "Bacterium rhinoscleromatis".
. Voir aussi le fichier ¤ Raoultella.
Systématique
Le genre Klebsiella et les espèces Klebsiella mobilis, Klebsiella oxytoca, Klebsiella ozaenae, Klebsiella pneumoniae et Klebsiella rhinoscleromatis sont cités dans les Approved Lists of Bacterial Names.
Klebsiella mobilis et Enterobacter aerogenes (taxon également inclus dans les Approved Lists of Bacterial Names) ont la même souche type (ATCC 13048) et ce sont des synonymes homotypiques. Sur la base des caractères phénotypiques et des homologies ADN-ADN, la souche ATCC 13048 est plus proche de Klebsiella pneumoniae (espèce type du genre Klebsiella) que de Enterobacter cloacae (espèce type du genre Enterobacter). Toutefois, pour éviter d'inclure dans le genre Klebsiella une espèce mobile, la majorité des bactériologistes utilise plus volontiers la nomenclature de Enterobacter aerogenes si bien que Klebsiella mobilis ne sera pas étudiée dans ce fichier.
Depuis la publication des Approved Lists of Bacterial Names, de nombreux changements ont été proposés au sein du genre Klebsiella.
Les hybridations ADN-ADN ont montré que Klebsiella ozaenae, Klebsiella pneumoniae et Klebsiella rhinoscleromatis forment une unique genomospecies (voir le fichier ¤ "Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne"). Dans la première édition du Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, Ørskov considère que ces taxons sont des sous-espèces de Klebsiella pneumoniae et cet auteur propose les nomenclatures de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae, de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et de Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis. Un an plus tard, les propositions de Ørskov seront validement publiées par inscription des trois sous-espèces sur la liste de validation n° 15.
En 1981, 1982, 1983 et 1989 seront décrites les espèces Klebsiella terrigena, Klebsiella planticola, Klebsiella trevisanii et Klebsiella ornithinolytica. En 1986, Gavini et al. montrent que Klebsiella trevisanii est un synonyme hétérotypique et ultérieur de Klebsiella planticola.
L'étude des séquences des ARNr 16S et du gène rpoB (codant pour la sous-unité bêta de l'ARN polymérase) ainsi que les résultats des hybridations ADN-ADN montrent que Klebsiella ornithinolytica, Klebsiella planticola et Klebsiella terrigena forment un groupe distinct pour lequel Drancourt et al. valident la nomenclature de Raoultella (Raoultella ornithinolytica, Raoultella planticola, Raoultella terrigena).
Klebsiella oxytoca a longtemps été considérée comme un biovar indologène de Klebsiella pneumoniae. Toutefois, les homologies ADN-ADN séparent nettement Klebsiella oxytoca et Klebsiella pneumoniae.
Le statut de Klebsiella oxytoca est controversé. Les études phylogénétiques montrent que ce taxon forme un groupe distinct à la fois de Klebsiella pneumoniae et des espèces du genre Raoultella. Selon Drancourt et al., Klebsiella oxytoca pourrait former un nouveau genre pour lequel aucune nomenclature n'a encore été validement publiée. L'espèce Klebsiella oxytoca est hétérogène et selon Granier et al., ce taxon devrait être divisé en trois groupes génétiques. Pour Boye et Hansen, cette espèce devrait être divisée en deux sous-espèces.
En 1999, Carter et al. transfèrent Calymmatobacterium granulomatis dans le genre Klebsiella. Ce transfert repose sur l'étude des séquences des ARNr 16S et du gène phoE (codant pour une porine). En l'absence d'hybridations ADN-ADN, il est impossible de savoir si ce taxon constitue une nouvelle sous-espèce de Klebsiella pneumoniae ou une nouvelle espèce du genre Klebsiella. Toutefois, en octobre 1999, Carter et al. valident la nouvelle combinaison de Klebsiella granulomatis. Les travaux de Boye et Hansen (séquences des ARNr 16S) et de Drancourt et al. (séquences des ARNr 16S et des gènes rpoB) confirment la parenté entre Klebsiella granulomatis et Klebsiella pneumoniae.
En janvier 2004, des études d'homologies ADN-ADN et le séquençage des gènes rpoB, phoE, gyrA (codant pour la sous-unité A de l'ADN gyrase), mdh (codant pour la malate déshydrogénase), infB (codant pour le facteur d'initiation 2) et nifH (codant pour une réductase convertissant l'azote atmosphérique en ammoniac) permettent d'individualiser, au sein de l'espèce Klebsiella pneumoniae, un groupe de souches qui sera dénommé Klebsiella variicola. Le 10 mai 2004, cette nomenclature sera validement publiée par inscription sur la liste de validation n° 97.
En 2001, Brisse et Verhoefen avaient caractérisé trois groupes au sein de l'espèce Klebsiella pneumoniae. Klebsiella variicola semble correspondre au groupe III de Brisse et Verhoefen et aux souches du groupe II ne fermentant pas l'adonitol.
En novembre 2004, Li et al. valident la nomenclature de Klebsiella singaporensis. L'individualisation de ce taxon repose sur le séquençage du gène rpoB, sur le séquençage des ARNr 16S, sur la valeur du G + C p. cent et sur les résultats des hybridations ADN-ADN.
Le genre Klebsiella, tel qu'il est étudié dans ce fichier, est donc restreint aux espèces Klebsiella granulomatis, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae (Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae, Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis), Klebsiella singaporensis et Klebsiella variicola. Toutefois, l'espèce Klebsiella singaporensis a été décrite sur la base d'une unique souche isolée du sol et elle n'est pas citée dans les chapitres "Habitat et pouvoir pathogène" "Facteurs de pathogénicité", "Diagnostic bactériologique" et "Sensibilité aux antibiotiques".
Caractères bactériologiques
Caractères bactériologiques des espèces du genre Klebsiella à l'exception de Klebsiella granulomatis
Si on fait exception de Klebsiella granulomatis, le genre Klebsiella rassemble des bacilles à Gram négatif, de 0,3 à 1,0 µm de diamètre sur 0,6 à 6,0 µm de longueur, se présentant de manière isolée, ou en groupés par deux ou groupés en courtes chaînes et présentant les caractères généraux de la famille des Enterobacteriaceae*.
Ce sont des bactéries immobiles, non sporulées, aéro-anaérobies, ayant un métabolisme respiratoire et fermentatif, fermentant le glucose avec production de gaz, oxydase négative, catalase positive, ODC négative, ADH négative, tryptophane désaminase et phénylalanine désaminase négatives, bêta-glucuronidase négative, n'hydrolysant ni l'ADN ni le Tween 80, ne produisant pas d'hydrogène sulfuré et fermentant de nombreux sucres dont l'inositol.
La majorité des souches sont capsulées, mais environ 6 p. cent des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et 18 p. cent des souches de Klebsiella oxytoca sont dépourvues de capsule. La culture dans des milieux contenant un sucre fermentescible favorise la formation d'une capsule. En revanche, la culture dans un bouillon bilié à 50 p. cent favorise l'évolution vers des formes non capsulées. Au moins 77 antigènes K ont été décrits, K1 à K72, K74, K79 à K82 (les antigènes K73 et K75 à K78 ne sont plus reconnus). Les souches les plus souvent pathogènes pour l'homme et les animaux appartiennent au type capsulaire 1 et 2, plus rarement 3 et 4.
Klebsiella oxytoca et Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae donnent une réponse positive aux tests ONPG, LDC et assimilation du citrate ainsi qu'une réponse très généralement positive aux tests VP (test effectué à partir d'une culture incubée à 25-30 °C) et uréase (test effectué en milieu urée-indole à partir d'une culture prélevée sur un milieu contenant un sucre fermentescible).
Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae et Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis peuvent être considérées comme des biovars métaboliques de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae.
Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis est métaboliquement beaucoup moins actif que Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae alors que l'activité métabolique de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae est variable selon les souches. Les souches de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae, métaboliquement les plus actives, peuvent être difficiles à différencier de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae.
Klebsiella variicola semble avoir des caractères phénotypiques comparables à ceux de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae. Selon Rosenblueth et al., seule la fermentation de l'adonitol (caractère négatif pour Klebsiella variicola et positif pour Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae) permet de différencier ces deux taxons.
Klebsiella singaporensis est la seule espèce à donner un résultat négatif au test indole et assimilation du palatinose et une réponse positive aux tests VP et uréase. De plus, avec Klebsiella oxytoca, c'est la seule espèce du genre à croître à 10 °C (Cf. infra).
Contrairement aux Raoultella sp., les espèces du genre Klebsiella, à l'exception de Klebsiella oxytoca et de Klebsiella singaporensis ne cultivent pas à 10 °C. La culture ne nécessite pas de facteurs de croissance et elle est obtenue sur des milieux à base de viande. Les colonies sont rondes, plus ou moins bombées, brillantes et visqueuses.
L'aspect des colonies est variable selon les espèces et selon les souches. Après 24 heures d'incubation, les colonies de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et de Klebsiella oxytoca ont un diamètre de 3 à 4 mm et elles ont un aspect muqueux. Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae, Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis et Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae type capsulaire K1 croissent plus lentement et, après 48 heures d'incubation, les colonies sont volumineuses, bombées, d'aspect très muqueux, translucides et elles présentent une tendance à la confluence.
Quelques caractères permettant de différencier les espèces des genres Klebsiella et Raoultella sont donnés dans le tableau I et dans le tableau II.
Caractères bactériologiques de Klebsiella granulomatis
Klebsiella granulomatis est une bactérie polymorphe (bacilles droits ou incurvés, formes coccoïdes ou diplocoques), d'un diamètre de 0,5 à 0,7 µm et d'une longueur variant de 1,0 à 1,5 µm. La condensation polaire ou bipolaire de la chromatine confère à Klebsiella granulomatis une forme en épingle de nourrice. Comme les autres espèces du genre, c'est une bactérie immobile, capsulée, non sporulée, aéro-anaérobie. Des pili et des fimbriae sont généralement présents et de nombreuses vésicules rondes, liées à la paroi ou libres, sont fréquemment observées.
Klebsiella granulomatis ne cultive pas sur les milieux classiquement utilisés pour les entérobactéries. Cette espèce est cultivable dans le sac du jaune ou dans le cerveau d'embryons de poulets, dans des cellules HEp-2, dans des milieux spéciaux à base de jaune d'œufs et dans un milieu semi-synthétique contenant un hydrolysat de lactalbumine. La température optimale de croissance est de 37 °C et la croissance est favorisée par une atmosphère micro-aérophile.
Les souches sont difficiles à conserver in vitro ce qui explique qu'il n'existe aucune souche type pour cette espèce.
Habitat et pouvoir pathogène
Klebsiella granulomatis, Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae et Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis
Klebsiella granulomatis, Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae et Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis sont des espèces adaptées à l'homme. Toutefois, des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae ont été isolées de nodules pulmonaires chez le mouton ainsi que de poissons de mer.
Klebsiella granulomatis est l'agent de la donovanose ou granuloma inguinale. La donovanose est le plus souvent une maladie sexuellement transmissible. Après une incubation de quelques semaines à quelques mois, apparaissent des papules indolores s'ulcérant progressivement. Puis se développent des granulations qui s'étendent progressivement à toute la région inguinale. Non traitée, la donovanose provoque une ulcération étendue, sévère et très invalidante. Des localisations extra-génitales (ulcérations de la paroi abdominale, infections des sinus, abcès osseux) évoquent la possibilité d'une transmission non sexuelle.
Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae et Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis sont isolées d'expectorations et de pus de sinus et elles sont responsables d'infections souvent chroniques et sévères de l'appareil respiratoire.
. Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae est responsable de l'ozène qui se manifeste par une ulcération chronique de la muqueuse nasale et par des écoulements nasaux purulents et nauséabonds. Cette sous-espèce est également isolée de bronchites chroniques, de surinfections de plaies, d'ulcères de la cornée, de bactériémies, de méningites, d'infections urinaires et d'abcès.
. Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis est l'agent du rhinosclérome ou infection granulomateuse chronique des voies respiratoires supérieures.
Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et Klebsiella variicola
Klebsiella oxytoca et Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae sont des espèces ubiquistes, isolées des eaux de surface, des eaux usées, des effluents industriels (papeteries, minoteries, scieries, usines textiles), du sol, du bois, de végétaux divers et des aliments. Ces taxons sont également retrouvés dans la flore fécale d’environ 30 p. cent des animaux et de l’homme et ils existent à l’état commensal sur la peau et les muqueuses, notamment les muqueuses respiratoires.
Les souches de Klebsiella variicola ont été isolées de végétaux et de l'homme. À la connaissance de l'auteur, cette espèce n'a pas encore été caractérisée chez les animaux.
Chez l'homme, Klebsiella oxytoca et Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae sont responsables d'infections diverses (infections suppuratives, infections urinaires, infections respiratoires, infections biliaires, infections hépatiques, infections intra-abdominales, bactériémies, septicémies, fasciites nécrosantes...) et elles sont responsables d'environ 5 à 10 p. cent des infections nosocomiales. Des travaux réalisés en Inde rapportent également l’isolement de souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae de cas de diarrhées chez le jeune enfant.
Les souches de Klebsiella variicola, isolées chez l'homme, proviennent principalement de bactériémies et de septicémies.
Chez les ruminants, et notamment chez la vache, Klebsiella oxytoca et surtout Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae sont responsables de mammites survenant préférentiellement lors du tarissement. Plusieurs types capsulaires sont isolés : K1, K9, K12, K31, K34, K46...
Chez les chevaux, la pathologie est dominée par les métrites, les avortements, les infections pulmonaires, les infections des poches gutturales, les septicémies et les arthrites chez le poulain. Quelques rares cas de mammite ont également été décrits.
Les métrites semblent consécutives à une infection de la jument par du sperme contaminé et les métrites à klebsielles semblent pouvoir se transmettre comme de véritables maladies vénériennes. Les types capsulaires les plus fréquents sont K1, K2, K5 et K7.
Chez le chien et chez le chat, les Klebsiella sp. sont responsables d'infections de l'appareil urinaire et d'infections respiratoires. Des mammites, des métrites, des entérites, des septicémies, des ostéomyélites et des infections néonatales ont également été décrites chez le chien.
Des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae, produisant une toxine LT et une toxine ST, ont été isolées de cas de diarrhées chez le chien.
D’autres infections ont été caractérisées chez diverses espèces animales : septicémies et entérites chez le veau ; arthrites chez le chevreau ; pneumonies chez les ovins ; mammites chez la truie ; diarrhées chez le porcelet ; mortalité chez des lapereaux âgés de 14 à 28 jours ; détresse respiratoire, diarrhée et mortalité chez le chinchilla ; abcès chez le singe écureuil (Saimiri sciureus) élevé en captivité ; infections généralisées chez des lémuriens élevés en captivité.
Classiquement, les klebsielles ne sont pas considérées comme des agents de toxi-infections alimentaires. Toutefois, lors d’une toxi-infection alimentaire consécutive à la consommation de viande de dinde, une souche de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae du type capsulaire 15 et capable de produire une entérotoxine de type LT a été isolée de la viande et des selles des malades. Les principaux symptômes consistaient en une diarrhée aqueuse accompagnée de crampes abdominales en l’absence de tout vomissement.
Les souches de Klebsiella pneumoniae et de Klebsiella oxytoca, produisant de l'histamine, sont en fait des souches de Raoultella sp. et les klebsielles ne sont plus considérées comme responsables d'intoxications histaminiques.
Facteurs de pathogénicité
Klebsiella pneumoniae et Klebsiella oxytoca peuvent produire des fimbriae de type 1 qui semblent impliquées dans l'attachement aux cellules ciliées de l'appareil respiratoire et aux cellules vésicales. Elles peuvent également produire des fimbriae de type 3 dont l'importance in vivo est mal connue, mais qui pourraient permettre un attachement sur des surfaces inertes comme du matériel médical.
La capsule a été le premier facteur de virulence décrit. Elle protège les bactéries de la phagocytose et du pouvoir bactéricide du sérum. In vitro, la présence d'une capsule diminue l'attachement aux cellules intestinales HCT-8 et aux cellules vésicales T-24. Toutefois, in vivo, la capsule n'inhibe pas la colonisation de l'intestin et elle semble être un facteur de virulence important dans les infections urinaires. Divers modèles expérimentaux montrent (i) qu'il existe une relation entre la taille de la capsule et l'intensité du pouvoir pathogène et (ii) que les types capsulaires K1, K2, K4 et K5 sont les plus pathogènes.
Le fer joue un rôle essentiel dans la croissance et la multiplication bactérienne et la majorité des bactéries pathogènes ont développé des systèmes de captation du fer. Les souches de Klebsiella pneumoniae et de Klebsiella oxytoca sont aptes à synthétiser trois sidérophores. Grâce à ces sidérophores, environ 97 p. cent des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae utilisent la transferrine comme source de fer, 74 p. cent utilisent la transferrine, 74 p. cent utilisent l'hémoglobine et 56 p. cent utilisent l'hémoglobine liée à l'haptoglobine.
. La grande majorité des souches synthétise de l'entérobactine. Le rôle de l'entérobactine dans la virulence est encore mal connu. Dans le sérum, ce sidérophore est inactivé par l'albumine et les IgA. Cependant, l'entérobactine semble un facteur de virulence important dans les infections urinaires.
. L'aérobactine est produite par environ 16 à 50 p. cent des souches. Les gènes codant pour la synthèse de l'aérobactine sont présents sur un plasmide de 180 kb. L'introduction de ce plasmide dans une souche qui en est dépourvue permet d'augmenter la virulence d'un facteur 100.
. Parmi les souches produisant de l'aérobactine, certaines d'entre elles hébergent l'îlot de pathogénicité HPI (High-Pathogenicity Island) des Yersinia sp. et synthétisent de la yersiniabactine.
Les chaînes polysaccharidiques terminales (chaînes O spécifiques) du lipopolysaccharide protègent les bactéries de l'activation du système complémentaire et des anticorps spécifiques ont un rôle protecteur. Comme chez de nombreuses entérobactéries, le lipide A (endotoxine) est doué de propriétés toxiques.
Contrairement à ce qui est observé avec d'autres bactéries uréase positive (voir par exemple le genre ¤ Proteus), l'uréase des Klebsiella sp. n'est pas considérée comme un facteur de virulence.
Diagnostic bactériologique
Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae et Klebsiella variicola
Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae et Klebsiella variicola cultivent sur les milieux classiquement utilisés pour les entérobactéries : gélose nutritive, gélose trypticase soja, gélose au sang, gélose de MacConkey, gélose lactosée au pourpre de bromocrésol (BCP), gélose éosine bleu de méthylène (EMB), gélose de Drigalski...
Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et Klebsiella variicola cultivent en 24 heures alors que Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae, Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis ainsi que quelques souches de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae du type capsulaire K1 cultivent plus lentement. Sur les milieux contenant du lactose et un indicateur de pH, les colonies de Klebsiella oxytoca, de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et de Klebsiella variicola apparaissent lactose positive.
Différents milieux sélectifs ont été proposés pour l'isolement et le dénombrement des Klebsiella. Ces milieux ne sont pas systématiquement utilisés en bactériologie médicale, mais quelques-uns uns d'entre eux sont présentés dans une note infrapaginale.
Le diagnostic de genre est orienté par l'immobilité constante, la morphologie des colonies et le grand nombre de sucres fermentés. Un problème de diagnostic différentiel existe (i) entre les Klebsiella sp. et les Enterobacter sp. dont certaines espèces ou souches sont immobiles et métaboliquement très actives et (ii) entre les espèces des genres Klebsiella et Raoultella.
Une entérobactérie immobile, capsulée, ONPG +, VP + (test effectué à partir d'une culture incubée à 25-30 °C), uréase + (test effectué en milieu urée-indole à partir d'une culture prélevée sur un milieu contenant un sucre fermentescible), LDC +, ODC - et ADH - est très certainement une souche du genre Klebsiella ou du genre Raoultella.
Aucun caractère ne permet de différencier les Klebsiella sp. des Raoultella sp. Toutefois, à l'exception de Klebsiella oxytoca, les klebsielles sont incapables de cultiver à 10 °C.
Klebsiella oxytoca se différencie de toutes les espèces du genre Raoultella par sa capacité à assimiler le dulcitol et le L-tartrate et par son incapacité à assimiler le 3-O-méthyl-D-glucose (voir le tableau II).
Le diagnostic d'espèce peut s'appuyer sur les caractères mentionnés dans le tableau I et dans le tableau II. En août 2004, la revue Journal of Clinical Microbiology a publié une étude réalisée par trois laboratoires de référence européens. Les auteurs de cette étude conseillent l'utilisation de 18 tests pour réaliser le diagnostic différentiel des Klebsiella sp., des Raoultella sp. et des bactéries phénotypiquement proches. Malheureusement, les techniques utilisées sont peu adaptées aux exigences d'un simple laboratoire de diagnostic. Toutefois, les résultats de cette étude sont présentés dans le tableau III.
. Klebsiella oxytoca se différencie facilement de Klebsiella pneumoniae par son pouvoir indologène.
. Klebsiella variicola se distingue de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae par la fermentation de l'adonitol (caractère négatif pour Klebsiella variicola et positif pour Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae).
. Il existe environ 4 p. cent de souches atypiques de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et, notamment, des souches uréase négative après 24 heures d'incubation à 37 °C dans le milieu urée-indole. L'ensemencement d'un milieu urée-indole avec une culture effectuée sur un milieu contenant un sucre fermentescible permet d'augmenter le pourcentage de souches uréase positive car l'acidification du milieu favorise la synthèse d'une uréase. Toutefois, il existe quelques souches authentiquement dépourvues d'uréase.
Une technique AFLP (amplified fragment lenght polymorphism) permet de différencier Klebsiella pneumoniae de Klebsiella oxytoca et l'amplification du gène pehX (codant pour une polygalacturonase) permet d'identifier Klebsiella oxytoca.
Le typage des souches fait appel à diverses méthodes, mais elles ne sont généralement pas mises en œuvre dans un laboratoire de diagnostic.
. La détermination des antigènes capsulaires (réaction de Neufeld ou de gonflement de la capsule, immunofluorescence indirecte, coagglutination, précipitation en milieu gélifié...) est une technique discriminante, mais elle nécessite l'absorption des sérums en raison de l'existence de nombreuses communautés antigéniques. Le typage capsulaire peut également confirmer le diagnostic spécifique car les souches de Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis sont du type capsulaire 3 et la majorité des souches de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae appartiennent au type capsulaire 4.
. La caractérisation des antigènes O est peu discriminante compte tenu du faible nombre de sérovars (le nombre de sérovars, initialement de 13, est maintenant réduit à 9 : O1, O2, O2ac, O3, O4, O5, O7, O8 et O12). De plus, elle est très délicate à réaliser en raison du caractère thermostable des antigènes capsulaires K.
. Plusieurs schémas de biotypage ont été proposés. La caractérisation des biovars est simple, mais peu discriminante. Elle peut toutefois être effectuée dans un premier temps avant la détermination des types capsulaires.
. Les techniques de lysotypie et de bactériocinotypie sont moins utilisées, elles sont coûteuses, réservées à des laboratoires de référence et elles ne permettent pas de caractériser toutes les souches.
. Les techniques de biologie moléculaire (profil plasmidique, ribotypie, RAPD, RFLP, électrophorèse en champ pulsé, AFLP...) sont actuellement les plus utilisées. Les modalités techniques sont variables selon les laboratoires et les résultats sont difficiles à comparer.
Klebsiella granulomatis
Le diagnostic de la donovanose se base sur la mise en évidence d'inclusions bactériennes caractéristiques, en épingle à nourrice, appelés les corps de Donovan. Cet examen s'effectue sur un frottis coloré au Giemsa.
Plus récemment, une technique de PCR, amplifiant le gène phoE, a été proposée par Carter et al. La spécificité de la technique repose sur le changement de deux bases dans la séquence du gène phoE de Klebsiella granulomatis, ce qui élimine un site de restriction pour l'enzyme HaeIII, présent chez les autres Klebsiella sp. Une variante colorimétrique de la technique originale a été développée pour un diagnostic de routine.
Sensibilité aux antibiotiques
La sensibilité de Klebsiella granulomatis ne peut être étudiée in vitro. Toutefois, la donovanose est traitée avec succès par de nombreux antibiotiques dont les tétracyclines, les macrolides, le chloramphénicol et l'association triméthoprime-sulfaméthoxazole.
À la connaissance de l'auteur peu d'études ont concerné la sensibilité aux antibiotiques de Klebsiella pneumoniae subsp. ozaenae et de Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis. Une étude datant de 1992 montre que 23 souches de Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis étaient sensibles à l'association triméthoprime-sulfaméthoxazole, à l'association amoxicilline-acide clavulanique, au chloramphénicol, à la ciprofloxacine, à la céfalexine, au céfuroxime et à la cefpodoxime.
Les souches de Klebsiella oxytoca, de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et de Klebsiella variicola sont naturellement sensibles à la colistine, aux quinolones, aux aminosides, aux furanes et à l'association triméthoprime-sulfaméthoxazole. En revanche elles sont naturellement résistantes aux aminopénicillines et aux carboxypénicillines du fait de la synthèse d'une pénicillinase chromosomique de type SHV-1, inhibée par l'acide clavulanique.
Les mécanismes conférant une résistance acquise aux antibiotiques sont nombreux et souvent complexes. Ils concernent principalement les souches isolées à l'hôpital et sortent donc du cadre d'un fichier consacré à la bactériologie vétérinaire. Seules quelques indications sommaires sont données ci-dessous.
Des plasmides de résistance aux aminosides peuvent conférer une résistance à la gentamicine seule ; à la gentamicine et à la tobramycine ; à la gentamicine, à la tobramycine et à la nétilmycine ; à la tobramycine, à la nétilmycine et à l'amikacine ; à la gentamicine, à la tobramycine, à la nétilmycine et à l'amikacine.
Les souches isolées à l'hôpital (jusqu'à 40 p. cent des souches) peuvent acquérir un plasmide codant pour une bêta-lactamase à spectre étendu de type SHV-5 et conférant une résistance à toutes les bêta-lactamines à l'exception de l'imipénème et des céphamycines ou 7-alpha-méthoxy-céphalosporines (céfotétan, céfoxitine...).
Des souches portant les gènes codant pour la béta-lactamase à spectre étendu SHV-5 et pour l’imipénémase VIM-1 ont également été décrites. Ainsi, du 02 décembre 2003 au 30 mai 2004, une souche de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae, résistante à toutes les béta-lactamines, y compris à l’imipénème, a été isolée chez 6 patients d’un service de chirurgie en région parisienne. Cette souche était également résistante à tous les aminosides (y compris l'isépamycine), aux fluoroquinolones, au cotrimoxazole, au chloramphénicol, aux cyclines et à la rifampicine. Pour plus d'informations, voir le fichier intitulé Cas groupés d’infections à Klebsiella pneumoniae résistante à toutes les béta-lactamines y compris à l’imipénème en région parisienne (disponible sur le site de l'Institut de Veille Sanitaire).
Orientation bibliographique
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Caractères bactériologiques de la famille des Enterobacteriaceae : voir le fichier Enterobacteriaceae, "Enterobacteriales".
Quelques milieux sélectifs pour l'isolement ou la numération des Klebsiella sp.
(D'après GRIMONT (F.), GRIMONT (P.D.A.) et RICHARD (C.) : The genus Klebsiella. In : M. Dworkin et al., eds., The Prokaryotes: An Evolving Electronic Resource for the Microbiological Community, 3rd edition, release Release 3.0, 5/21/1999, Springer-Verlag, New York, http://link.springer-ny.com/link/service/books/10125/.)
Gélose de MacConkey à l'inositol et à la carbénicilline
MacConkey agar base (Difco) : 40 g
m-Inositol : 10 g
Eau distillée : 1 L
Après autoclavage et refroidissement à 50 °C, ajouter 0,05 g de carbénicilline dissoute dans 5 mL d'eau distillée stérile.
Conserver à + 4 °C et utiliser dans les 3 jours.
Les souches du genre Klebsiella donnent des colonies pigmentées en rose ou rouge. Toutefois, environ 1 p. cent des klebsielles donnent des colonies jaunes.
Gélose de MacConkey à l'inositol et au tellurite de potassium
Suspendre 40 g de MacConkey agar base (Difco) dans 1 L d'eau distillée.
Après autoclavage et refroidissement à 50 °C, ajouter une solution stérile de m-inositol (concentration finale 10 mM) et du tellurite de potassium (concentration finale 3 µg/mL).
Conserver à + 4 °C et utiliser dans les 2 mois.
Milieu de Wong et al.
Eau désionisée : 800 mL
Lactose : 5 g
Désoxycholate de sodium : 1 g
Na2HPO4 : 0,7 g
KNO3 : 1,08 g
NaH2P : 0,3 g
MgSO4.H2O : 0,2 g
MnSO4 : 0,1 g
FeCl2 : 0,005 g
ZnCl2 : 0,005 g
CoCl2 : 0,005 g
Mo(OH)2 : 0,005 g
Dissoudre à chaud et stériliser par filtration.
Ajuster le pH à 6,8.
Ajouter 0,03 g de rouge neutre, 0,004 g de cristal violet et 15 g d'agar Noble.
Stériliser à l'autoclave.
Après 36 heures d'incubation à 35 °C, les colonies de Klebsiella oxytoca ou de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae donnent des colonies roses ou rouges ou rouges pâles avec un centre rouge foncé. Les autres bactéries capables de se développer sur ce milieu donnent des colonies non pigmentées.
Milieu au citrate de Koser à l'ornithine et au raffinose
Agar (BBL) 20 g
Citrate de Koser (Difco) : 5,7 g
Rouge de phénol (à 5 p. cent dans de l'alcool à 50 p. cent) : 10 mL
L-Ornithine : 10 g
Raffinose : 7 g
Ajuster le pH à 5,6 et stériliser par autoclavage.
Les souches de Klebsiella oxytoca et de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae donnent des colonies jaunes et d'aspect muqueux. Les autres entérobactéries capables de cultiver sur ce milieu donnent de petites colonies incolores ou pigmentées en rose, en orange ou en rouge.
Ce milieu ne contient ni antibiotique ni inhibiteur et il permet de détecter un faible nombre de bactéries (voir Bruce et al. J. Clin. Microbiol. 1981, 13, 1114-1116).
Milieu de Van Kregten et al.
Ce milieu, utilisé pour l'isolement à partir des fèces, est constitué d'une gélose au citrate de Simmons contenant 1 p. cent d'inositol. Le milieu de Van Kregten et al. doit être conservé à + 4 °C. Seules Escherichia coli et des souches du genre Klebsiella sont capables de croître sur ce milieu. Les colonies de klebsielles sont jaunes, bombées, souvent muqueuses alors que les colonies de Escherichia coli sont minuscules.