J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 7 juin 1998
Dernière mise à jour partielle le 29 juin 2009
LEPTOSPIRA
Systématique
Le genre Leptospira est un des genres de la famille des ¤ Leptospiraceae placée dans l'ordre des ¤ Spirochaetales. La comparaison des séquences des ARN ribosomaux a confirmé les résultats des études phénotypiques à savoir que le genre Leptospira constitue bien un groupe individualisé au sein de l'ordre des Spirochaetales.
Avant octobre 1987, le genre Leptospira comprenait 3 espèces : (i) Leptospira interrogans regroupant les souches pathogènes pour l'homme et/ou l'animal, (ii) Leptospira biflexa rassemblant les souches non pathogènes isolées de l'eau, de la boue et parfois de l'homme ou de l'animal et (iii) Leptospira parva, espèce non pathogène isolée de l'eau, d'un échantillon d'albumine bovine et de l'utérus d'une truie.
En plus des critères de pathogénicité, les espèces du genre Leptospira se distinguaient par quelques caractères phénotypiques :
. Leptospira interrogans donne des formes sphériques en 2 heures lorsque les cellules sont placées dans une solution de NaCl (1 M) à 20-30 °C, ne cultive pas à 13 °C et ne cultive pas en présence de 8-azaguanine (225 mg/mL).
. Leptospira biflexa ne donne pas des formes sphériques en 2 heures lorsque les cellules sont placées dans une solution de NaCl (1 M) à 20-30 °C, cultive à 13 °C et en présence de 8-azaguanine.
. Leptospira parva cultive à 13 °C mais non en présence de 8-azaguanine.
Leptospira interrogans et Leptospira biflexa étaient en fait de simples nomenspecies c'est à dire des taxons définis dans un but pratique sur la base de quelques caractères particuliers.
Leptospira parva présente des caractères phénotypiques particuliers et les études d'hybridation ADN - ADN confirment la validité de ce taxon. Le 11 juillet 2005, cette espèce a été reclassée dans un nouveau genre (Turneriella) avec la dénomination de Turneriella parva.
En octobre 1987, des études d'hybridation ADN - ADN ont modifié de manière radicale la taxonomie des leptospires en montrant l'existence d'au moins 5 nouvelles genomospecies (pour la définition d'une genomospecies voir le fichier Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne) au sein de l'espèce Leptospira interrogans et d'au moins 2 nouvelles genomospecies au sein de l'espèce Leptospira biflexa. Cette classification génomique est étayée par des caractères phénotypiques (peu nombreux et difficiles à mettre en évidence) si bien que Yasuda et al. proposent 7 nouvelles espèces : Leptospira borgpetersenii, Leptospira inadai, Leptospira meyeri, Leptospira noguchii, Leptospira santarosai, Leptospira weilii et Leptospira wolbachii.
Cette description de nouvelles espèces conduit à faire de Leptospira interrogans et Leptospira biflexa des genomospecies que nous désignerons sous les appellations de Leptospira interrogans sensu stricto et de Leptospira biflexa sensu stricto pour les différencier des nomenspecies (Leptospira interrogans sensu lato et Leptospira biflexa sensu lato).
En 1992, Ramadass et al. décrivent l'espèce Leptospira kirschneri ; en 1998, Perolat et al. proposent l'espèce Leptospira fainei ; en 1999, Brenner et al. valident la nomenclature de Leptospira alexanderi ; en 2006, Levett et al. décrivent Leptospira broomii ; en 2008, Slack et al. valident la nomenclature de Leptospira wolffii ; en janvier 2009, Leptospira licerasiae Matthias et al. a été validement publiée par citation sur la liste de validation n° 125; et, en avril 2009, Slack et al. valident la nomenclature de Leptospira kmetyi.
Le nombre d'espèces dans le genre Leptospira est donc actuellement de 16 (voir le fichier Leptospira in List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature). À ces 16 espèces, s'ajoutent au moins 4 genomospecies qui n'ont pas encore été nommées.
En pratique, le taxon de base pour les leptospires est le sérovar défini de la manière suivante : "Deux souches sont considérées comme appartenant à des types sérologiques distincts si, après absorption croisée par une quantité appropriée d'antigène hétérologue, l'antisérum de l'une au moins des deux souches conserve régulièrement, dans des tests répétés par rapport à la souche homologue, un titre au moins égal à 10 p. cent de celui qu'il accusait primitivement avec cette souche". Les sérovars antigéniquement proches sont regroupés en sérogroupes. De manière comparable aux sérovars de Salmonella choleraesuis subsp. choleraesuis, les sérovars et les sérogroupes sont désignés par des noms (quelques sérovars sont toutefois désignés par des numéros ou des lettres ; par exemple les sérovars 21-74 et 26-73 du sérogroupe Bataviae). Le Code de Nomenclature des bactéries ne régit pas la désignation des taxons d'un rang inférieur à la sous-espèce et il est possible d'écrire les noms des sérovars de différentes manières. Toutefois, nous suivrons la désignation utilisée par le sous-comité de taxonomie des leptospires : ces noms ne seront pas écrits en italique, les noms des sérogroupes et des sérovars seront écrits avec une majuscule. Ces sérovars sont couramment désignés sous une forme simplifiée, par exemple : Leptospira Alice dont le nom complet serait Leptospira santarosai sérogroupe Autumnalis sérovar Alice. Au sein du genre Leptospira sensu stricto (excluant les genres Leptonema et "Turneria") il existe au moins 29 sérogroupes rassemblant plus de 260 sérovars.
Une des difficultés rencontrée lors de l'étude du genre Leptospira tient au fait qu'il n'y a pas une superposition entre les espèces nouvellement définies et les divisions sérologiques. Toutes les sérovars d'un même sérogroupe n'appartiennent pas à la même espèce, une seule espèce est constituée de sérovars appartenant à divers sérogroupes et les souches d'un unique sérovar peuvent être réparties entre différentes espèces. Ainsi, la souche 24K du sérovar Pomona est placée dans l'espèce Leptospira noguchii alors que les souches 164, S91, Wickard, Pomona et Johnson sont placées dans l'espèce Leptospira interrogans sensu stricto ; la souche Hardjoprajitno du sérovar Hardjo est placée dans l'espèce Leptospira interrogans sensu stricto, la souche Went 5 dans l'espèce Leptospira meyeri et les souches K-125 et T-20 dans l'espèce Leptospira borgpetersenii ; la souche Andaman du sérovar Grippotyphosa appartient à l'espèce Leptospira interrogans sensu stricto et les souches Moska V, DF, GG et STP appartiennent à l'espèce Leptospira kirschneri ; ...
Une liste alphabétique des sérovars indiquant les sérogroupes et les espèces auxquels ils appartiennent ainsi qu'une liste des espèces mentionnant les souches et les sérovars qui les composent sont disponibles sur Internet : "Serveur de Leptospira" (Centre National de Référence des Leptospires de l'Institut Pasteur de Paris).
Caractères bactériologiques
Les leptospires présentent tous les caractères des ¤ Spirochaetales et des ¤ Leptospiraceae. Ce sont des bactéries de 0,1 à 0,2 µm de diamètre (un microscope à fond noir est indispensable pour leur observation) et de 6 à 12 µm de longueur, finement spiralées, présentant des extrémités en crochets, mobiles grâce à deux flagelles (un à chaque pôle de la cellule) qui ne se chevauchent pas au centre de la cellule, aérobies strictes, catalase positive, oxydase négative, chimio-organotrophes, capables d'utiliser les acides gras à longues chaînes comme seule source de carbone et d'énergie, incapables de métaboliser les sucres et ne nécessitant pas d'acides aminés pour la croissance. Les leptospires n'incorporent pas les bases pyrimidiques et l'adjonction de 5-fluoro-uracile (100 mg/mL) est mise à profit pour rendre partiellement sélectif les milieux de culture.
Sur le plan génétique, des études effectuées sur quelques souches révèlent des particularités :
. Le génome est constitué de 2 chromosomes circulaires, l'un de 3850 à 5450 kb et l'autre de 350 kb. Ce dernier n'est pas un plasmide car il contient le gène asd qui code pour une enzyme (l'aspartate bêta-semi-aldéhyde déshydrogénase) essentielle dans la biosynthèse des acides aminés et de la paroi et il est qualifié de petit chromosome.
. Par comparaison avec une bactérie telle que Escherichia coli, les gènes codant pour les ARNr sont originaux par leur nombre et leur organisation. En effet ils sont peu nombreux (2 copies du gène rrs (codant pour l'ARNr 16S), 2 copies du gène rrl (codant pour l'ARNr 23S) et une copie du gène rrf (codant pour l'ARNr 5S)) et répartis isolément sur le chromosome.
La culture des leptospires est longue (temps de génération de 4 à 5 heures pour les sérovars saprophytes et de 8 à 12 heures pour les sérovars pathogènes) et difficile. Elle nécessite des acides gras à longues chaînes généralement fournis par des Tweens, des vitamines B1 et B12, du fer ferreux et de l'ion ammonium comme source d'azote. Le milieu le plus souvent utilisé est le milieu Tween-albumine ou milieu EMJH (Ellinghausen - McCullough modifié par Johnson et Harris) qui est commercialisé. La croissance est appréciée par une observation des cultures au microscope à fond noir.
Les différentes espèces peuvent présenter des caractères phénotypiques particuliers (tableau I). Toutefois, comme le soulignent Brenner et al., ces caractères ont peu d'intérêt pour le diagnostic différentiel. De plus, les techniques sont de mise en œuvre délicate et les caractères phénotypiques ne sont généralement pas donnés pour les espèces les plus récemment décrites (voir tableau I).
Habitat et pouvoir pathogène
Les espèces Leptospira biflexa sensu stricto et Leptospira wolbachii sont constituées de souches saprophytes, Leptospira meyeri rassemble soit des sérovars pathogènes (comme Ranarum, Sofia ou Perameles) soit des sérovars saprophytes (comme Semaranga), Leptospira alexanderi regroupe des sérovars pathogènes (comme Mengla ou Nanding) ou des sérovars dont l'origine est inconnue (Lushui = Manhao 1, Manhao 3) alors que, les autres espèces, comprennent des souches pathogènes.
Les sérovars pathogènes ont pour habitat les animaux infectés, malades ou non, qui hébergent le germe notamment dans les tubules rénaux et le tractus génital. Le réservoir de germes est variable selon les sérovars : le rat (Rattus norvegicus) pour Leptospira Icterohaemorrhagiae ; le campagnol pour Leptospira Grippotyphosa ; le chien pour Leptospira Canicola ; les bovins et les ovins pour Leptospira Hardjo ; les porcs et les suidés sauvages ainsi que les bovins (au moins en Amérique du Nord) pour Leptospira Pomona ; ... Cette spécificité réservoir - sérovar n'est pas exclusive et de nombreuses espèces animales peuvent être des réservoirs pour de nombreux sérovars.
Les animaux porteurs perpétuent l'infection de leurs congénères par transmission directe (passage transplacentaire, rapports sexuels, allaitement), ils peuvent contaminer l'homme par contact direct et ils contaminent d'autres espèces animales et l'homme par transmission indirecte (contact avec le milieu extérieur contaminé principalement par l'urine des animaux infectés). Dans le milieu extérieur, les leptospires pathogènes ne se multiplient pas mais ils survivent dans l'eau ou les sols boueux à pH légèrement alcalin, d'une salinité très faible et en l'absence de rayonnements ultraviolets (les sérovars pathogènes sont 3 à 5 fois plus sensibles aux radiations UV que les sérovars saprophytes). Cette survie peut atteindre jusqu'à 6 mois.
Les leptospiroses sont observées chez de nombreuses espèces de mammifères y compris l'homme. En revanche, elles ne semblent pas exister chez les oiseaux et, expérimentalement, il est impossible d'infecter les oiseaux adultes. L'infection des poissons, des batraciens, des animaux invertébrés aquatiques et des reptiles n'est pratiquement pas documentée (on sait toutefois que certains sérovars comme pingchang, sichuan et ranarum sont isolés de grenouilles paraissant en bonne santé).
D'une manière générale, chez les animaux, les infections chroniques sont beaucoup plus fréquentes que les infections aiguës ou subaiguës et dans la grande majorité des cas les infections sont asymptomatiques. Les formes aiguës se caractérisent par des septicémies, des hépatites, des néphrites et des hémoglobinuries. Dans les formes subaiguës, les signes généraux sont moins intenses et les avortements fréquents. Dans les formes chroniques, le tableau clinique est dominé par des avortements, des néphrites interstitielles et chez certaines espèces par de l'infertilité et des uvéites.
Les sérovars responsables d'infections chez les mammifères sont nombreux et variables selon les régions.
Les sérogroupes les plus fréquemment impliqués en France (selon les données fournies par l'Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes, concernant l'année 1997 et établies par sérologie) sont : Australis, Grippotyphosa, Hebdomadis, Icterohaemorrhagiae et Sejroe. Des réponses sérologiques sont également notées vis-à-vis des sérogroupes Autumnalis, Ballum, Canicola, Pomona et Tarassovi.
Chez l'homme, les leptospiroses sont principalement des zoonoses professionnelles ou des zoonoses de loisir.
. Les maladies professionnelles sont observées chez des individus en contact direct avec le germe (personnel de laboratoire), chez des individus en contact avec des animaux infectés ou leurs organes (éleveurs, vétérinaires, employés d'abattoir, bouchers, employés de tanneries...) et chez des individus travaillant dans un environnement contaminé par l'urine des animaux infectés (égoutiers, agents de voirie, éboueurs, dératiseurs, agents de bassins, agents de stations d'épuration, agents des entreprises de travaux publics, agriculteurs travaillant en terrain humide ou en rizières, forestiers, ...).
. Les zoonoses de loisir résultent principalement de la pratique de loisirs aquatiques (baignades, planche à voile, canoë-kayak, ... dans des eaux d'étangs ou de lacs ou de rivières contaminées), des activités de chasse et de pêche en eau douce.
. Lors de catastrophes naturelles, comme les inondations, la leptospirose n'est ni une zoonose professionnelle ni une zoonose de loisir.
L'homme est sensible à tous les sérovars de Leptospira interrogans sensu lato et la gravité de la maladie dépend plus de l'inoculum, de la virulence de la souche et de la sensibilité individuelle que du sérovar. Tous les sérovars peuvent entraîner une forme grave ou mortelle toutefois, les sérovars hardjo, grippotyphosa ou pomona et surtout les sérovars icterohaemorrhagiae, copenhageni et bataviae sont réputés plus pathogènes. Aucun syndrome clinique particulier ne peut être rattaché à tel ou tel sérovar et la leptospirose de l'homme est typiquement une maladie biphasique. Dans une première phase, qualifiée de leptospirémique, les symptômes apparaissent brutalement (fièvre, céphalée, myalgies, éventuellement signes digestifs ou respiratoires) et les leptospires sont isolés du sang et du liquide céphalo-rachidien. Après une amélioration de l'état général, la seconde phase ou phase immune, coïncide avec l'apparition des anticorps et elle donne lieu à des signes cliniques variés.
La forme ictérique sévère (maladie de Weil) est relativement rare (environ 5 p. cent des cas). Elle débute par un tableau septicémique (fièvre élevée, céphalées, prostration, troubles de la conscience, ...) puis la fièvre commence à diminuer vers le 5ème jour. La deuxième phase, au cours de laquelle apparaissent les anticorps (vers le 10ème jour), est caractérisée par une insuffisance rénale, des hémorragies diffuses, une atteinte hépatique (avec parfois un ictère flamboyant), un rash cutané, des signes méningés et myocardiques. L'ictère disparaît progressivement entre le 15ème et le 25ème jour et cette disparition peut être accompagnée d'une remontée thermique. Le taux de mortalité qui varie entre 15 et 40 p. cent, dépend des moyens de réanimation disponibles.
Les formes non ictériques sont très diverses : syndrome grippal avec atteintes multiviscérales, syndrome hémorragique, atteinte neuro-méningée, insuffisances rénales, atteintes respiratoires avec hémorragies pulmonaires, simple malaise général avec fièvre et myalgies, ...
L'évolution peut être bénigne ou conduire à la mort. Des complications oculaires (uvéite, irido-cyclite, kératite, rétinite hémorragique) peuvent provoquer une cécité.
Les données épidémiologiques concernant les infections humaines intervenues sur le territoire français (France métropolitaine et territoires d'outre mer) pour les années 1996, 1997 et 1998 sont disponibles sur le "Serveur de Leptospira" (Centre National de Référence des Leptospires de l'Institut Pasteur de Paris). En 1998, 684 cas de leptospirose ont été décrits dont 269 en France métropolitaine ce qui réalise une diminution par rapport à l'année 1997 (929 cas dont 344 en métropole).
Les sérovars les plus fréquents en métropole sont icterohaemorrhagiae (80 cas), grippotyphosa (51 cas), australis (23 cas), panama (17 cas), sejroe (11 cas), cynopteri (10 cas), bataviae (9 cas), canicola (7 cas), pyrogenes (6 cas), tarassovi (5 cas) et pomona (4 cas).
Parmi les territoires d'outre mer, le plus grand nombre de cas a été observé en Nouvelle Calédonie (184 cas) avec deux sérovars principaux : hurstbridge et icterohaemorrhagiae. Cinquante deux cas ont été diagnostiqués en Martinique et à la Réunion, 45 en Polynésie Française, 37 à Mayotte et 19 en Guadeloupe.
Leptospiroses des carnivores
Les principaux sérovars responsables d'infections chez les carnivores sont canicola et icterohaemorrhagiae et, dans une moindre mesure, pomona, grippotyphosa, copenhageni, bratislava, ballum, australis, autumnalis, hardjo et bataviae.
Les sérologies effectuées en France en 1998 (Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes) révèlent l'importance (titre supérieurs ou égaux à 320) du sérogroupe Icterohaemorrhagiae suivi de Hebdomadis/Sejroe (ces deux sérogroupes sont comptabilisés simultanément du fait de l'absence de discrimination sérologique), Australis, Canicola, Autumnalis et Grippotyphosa. Une partie des résultats sérologiques obtenue chez le chien vis-à-vis de Icterohaemorrhagiae et Canicola s'explique par la vaccination (titre inférieur à 320) mais celle-ci ne peut expliquer les titres supérieurs ou égaux à 320 obtenus chez 59 p. cent des 611 chiens positifs vis-à-vis de Icterohaemorrhagiae et chez 10 p. cent des 371 chiens positifs vis-à-vis de Canicola.
Chez le chien, les formes classiques sont dues aux sérovars canicola et icterohaemorrhagiae. L'infection par le sérovar icterohaemorrhagiae se caractérise par un syndrome hémorragique aigu ou subaigu, par des atteintes hépatiques sévères et par un syndrome urémique. Les animaux sont abattus, ils présentent un ictère, une gastro-entérite hémorragique, de la fièvre et des myalgies. Les analyses biologiques révèlent une leucocytose, une thrombocytopénie et une élévation de la concentration des enzymes hépatiques, de la bilirubine, de l'urée et de la créatinine. L'infection par le sérovar canicola est à l'origine de néphrites interstitielles chroniques et, dans environ 15 p. cent des cas, d'atteintes hépatiques. Ces formes classiques sont actuellement moins fréquentes car ces deux sérovars sont inclus dans les vaccins.
Les infections dues aux autres sérovars conduisent à des atteintes rénales (lésions des tubules rénaux avec glycosurie) et parfois à un ictère (notamment lors d'infection avec le sérovar bratislava). Le sérovar bratislava peut être responsable d'avortements et d'infertilité.
Chez le chat, les leptospiroses sont beaucoup moins fréquentes ou non diagnostiquées. Les sérovars identifiés sont icterohaemorrhagiae, pomona, grippotyphosa, ballum et canicola. Les signes cliniques sont comparables à ceux observés chez le chien.
L'infection des chevaux est souvent asymptomatique et des anticorps sont fréquemment mis en évidence chez des animaux sains. Ces réponses sérologiques fréquentes, concernant 68,4 p. cent des 1452 chevaux testés en France en 1998, s'expliquent, en grande partie, par le mode d'entretien de ces animaux. Les principaux sérovars sont pomona, icterohaemorrhagiae, grippotyphosa, autumnalis, canicola, sejroe et bratislava (le cheval serait même un réservoir pour ce dernier sérovar).
Les sérologies effectuées en France en 1998 (Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes) montrent le rôle du sérogroupe Icterohaemorrhagiae suivi de Australis, Hebdomadis/Sejroe (ces deux sérogroupes sont comptabilisés simultanément du fait de l'absence de discrimination sérologique), Grippotyphosa et Autumnalis.
Lorsque l'infection est cliniquement exprimée, elle se traduit par des avortements, des atteintes rénales, des atteintes hépatiques ou par des atteintes générales chez le poulain. Toutefois, la forme clinique la plus importante est une uvéite qui, expérimentalement, intervient 12 à 24 mois après une inoculation de leptospires. Cette uvéite qualifiée de "uvéite isolée du cheval" ne présente pas de caractères particuliers mais si elle persiste ou si elle récidive, elle est à l'origine de troubles de la vision et de lésions du bulbe oculaire (atrophie de l'iris, opacification de la cornée, opacification du cristallin, ...). Avant 1988, la forme récurrente de cette uvéite était connue sous le nom de "fluxion périodique des yeux" et les anglo-saxons la qualifie toujours de "equine periodic ophthalmia". Chez les chevaux atteints d'uvéite, des leptospires sont parfois isolés de l'humeur aqueuse mais la pathogénie de cette affection résulte d'une réaction immunitaire due à la présence de communautés antigéniques entre Leptospira interrogans sensu lato et les tissus oculaires (notamment cristallin et cornée). Chez les leptospires, cette protéine, localisée à l'intérieur de la cellule, a un poids moléculaire de 52 kDa. En France, l'uvéite isolée du cheval, quelle que soit son étiologie (la leptospirose n'est qu'une des étiologies possibles), est un vice rédhibitoire.
Les sérovars pomona et hardjo sont les plus fréquents mais des cas d'infections à grippotyphosa, icterohaemorrhagiae, bratislava, tarassovi, autumnalis, australis, hebdomadis, bataviae, hardjobovis, hardjo (hardjoprajitno), ... sont également observés.
Les sérologies effectuées en France en 1998 (Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes) montrent l'importance du sérogroupe Grippotyphosa suivi de Australis, Icterohaemorrhagiae, Hebdomadis/Sejroe (ces deux sérogroupes sont comptabilisés simultanément du fait de l'absence de discrimination sérologique) et Autumnalis.
L'infection conduit généralement à un avortement au cours du dernier trimestre de gestation. Dans certains cas, l'infection est aiguë et les animaux présentent une anémie, un ictère, une hémoglobinurie, des signes de pneumonie et parfois des symptômes méningés. Deux à quatre mois plus tard, il est possible de noter des cas d'avortement et de mortinatalité.
Leptospira Pomona et Leptospira Hardjo sont à l'origine d'un syndrome fébrile, d'une anorexie et, chez les vaches laitières, d'une chute importante voire totale de la sécrétion lactée durant une période de 2 à 10 jours. Le lait est de couleur jaune, il renferme des grumeaux et souvent du sang. Les répercussions sur la production de lait sont parfois les seuls signes observés. Cette forme clinique, appelée le "milk-drop syndrome", est souvent due au sérovar hardjo.
Leptospiroses des petits ruminants
Chez le mouton, les formes frustres voire même asymptomatiques sont les plus fréquentes. Lors de leptospiroses aiguës (rares), on note de l'anorexie, un état d'abattement, une hémoglobinurie, un ictère, une anémie et une mortalité importante chez les agneaux. Dans la forme chronique, des néphrites ont été observées mais les signes cliniques les plus fréquents sont des troubles de la reproduction (mortinatalité et surtout avortements). Les principaux sérovars responsables de ces infections sont variables selon les pays. En ce qui concerne la France, aucune donnée récente n'est disponible mais, en 1988, les sérovars les plus fréquents étaient grippotyphosa, sejroe, icterohaemorrhagiae et tarassovi.
Chez la chèvre, l'infection conduit à un ictère, à une hémoglobinurie, à une infécondité, à des avortements et à un taux de mortalité important chez les jeunes. Les sérovars les plus fréquents sont grippotyphosa, pomona, icterohaemorrhagiae et canicola. En ce qui concerne la France, aucune donnée récente n'est disponible mais, en 1990, les sérovars les plus souvent en cause étaient icterohaemorrhagiae, grippotyphosa et canicola.
Leptospiroses du porc
Chez le porc, les sérovars pomona, kennewicki (Amérique du Nord), tarassovi, bratislava, muenchen, icterohaemorrhagiae et dans une moindre mesure sejroe et hardjo (élevages de plein air) semblent les plus fréquents. Les sérovars pomona et bratislava sont bien adaptés au porc.
Les sérologies effectuées en France en 1998 (Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes) montrent le rôle du sérogroupe Icterohaemorrhagiae suivi de, Australis, Tarassovi, Hebdomadis/Sejroe (ces deux sérogroupes sont comptabilisés simultanément du fait de l'absence de discrimination sérologique), Autumnalis, Pomona, Ballum et Grippotyphosa. Le développement des élevages de plein air explique une augmentation des réponses positives observées depuis 1994.
En 1994, un nouveau sérovar, le sérovar hurstbridge, a été mis en évidence. Ce sérovar est l'unique représentant du sérogroupe Hurstbridge et, en 1998, il a été montré que le sérovar hurstbridge constituait une nouvelle espèce baptisée Leptospira fainei. Ce sérovar a été identifié en Australie mais des anticorps ont été mis en évidence chez des porcs en France métropolitaine, en Nouvelle Calédonie et au Vietnam, chez des bovins en Australie, en France et en Indonésie et chez l'homme en Australie, en Nouvelle Calédonie et au Vietnam.
Chez le porc, les leptospiroses s'expriment sous des formes très diverses : formes inapparentes, formes sub-cliniques (néphrites interstitielles chroniques conduisant à la saisie des reins), formes modérées (fièvre, anorexie, retards de croissance), formes sévères (fièvre, ictère, hémorragie, mort). Mais, les signes cliniques les plus fréquents consistent en des troubles de la reproduction (infertilité, avortements le plus souvent tardifs, contamination des porcelets par voie transplacentaire).
Facteurs de pathogénicité
Les leptospires pénètrent par voie transcutanée (peau saine dont la perméabilité est augmentée par un séjour prolongé dans l'eau, présence d'abrasions, d'excoriations ou de lésions plus importantes) ou muqueuse (conjonctivale, nasale, pharyngée, digestive, génitale). Le germe n'est généralement pas présent dans la salive et les morsures ne jouent pas un rôle direct dans la contamination de l'homme (elles sont cependant à l'origine de plaies pouvant offrir une porte d'entrée à la bactérie). Par la suite, les bactéries passent dans le sang où elles se multiplient avec un temps de doublement estimé à 8 heures puis gagnent la rate, le foie, le cerveau et d'autres organes. Les lésions les plus précoces sont des lésions des endothéliums vasculaires conduisant à des ischémies responsables de nécrose des tubules rénaux, de lésions d'hépatite, de méningite, de myosite et de placentite. Le développement d'une réponse immunitaire (anticorps opsonisants) peut entraîner une élimination des bactéries et la guérison mais, le germe peut également persister dans des sites privilégiés comme les tubes rénaux proximaux, le cerveau, la chambre antérieure de l'œil ou le tractus génital.
La virulence des leptospires se perd rapidement in vitro si bien que le passage sur animal sensible est nécessaire à la conservation du pouvoir pathogène. Les facteurs de virulence sont très mal connus.
. La mobilité particulière des leptospires (capable de se mouvoir dans des environnements visqueux) leur permet de franchir les barrières cutanéomuqueuses ou d'envahir des milieux denses comme l'humeur aqueuse ou l'humeur vitré.
. L'activité endotoxinique du LPS est controversée mais, chez les patients traités aux antibiotiques, on observe parfois une réaction de Jarisch-Herxheimer accompagnée d'un test limulus positif.
. La présence de toxines se réduit à la présence d'hémolysines : phospholipases synthétisées par les sérovars pathogènes ou non et une sphingomyélinase C synthétisée par tous les sérovars pathogènes. La sphingomyélinase C pourrait être excrétée lors de carences en fer (le fer est indispensable à la croissance des leptospires) et provoquer la lyse des hématies et une libération de fer. La sphingomyélinase C pourrait également agir sur des tissus riches en sphingomyéline qui libéreraient des acides gras libres nécessaires à la croissance de ces bactéries.
. L'adhésion des leptospires a été montrée in vivo sur de nombreuses cellules et elle ne concerne que les sérovars pathogènes. Cette adhésion, inhibée par les anticorps, impliquerait une structure de surface se liant à la fibronectine, à la laminine ou au collagène.
. Les leptospires trouveraient dans l'urée une source d'azote prépondérante ce qui expliquerait leur affinité pour les tubules rénaux où ils sont présents dans la lumière tubulaire. Les sérovars pathogènes possèdent une activité uréasique leur permettant de maintenir un pH alcalin favorable à leur croissance.
. La possibilité d'une pénétration intracellulaire est controversée. In vivo, par microscopie électronique, on peut voir des leptospires intracellulaires dans les cellules parenchymateuses hépatiques ou dans les cellules épithéliales des tubules rénaux. Toutefois, la persistance de ces bactéries dans les cellules n'a jamais été démontrée dans des études in vitro.
Diagnostic bactériologique
Les techniques utilisées dans le diagnostic bactériologique sont détaillées dans l'ouvrage de G. Baranton et D. Postic (1989).
Les leptospires de l'espèce Leptospira interrogans sensu lato appartiennent au groupe de risque 2 (arrêté du 8 juillet 1994) et leur manipulation nécessite des précautions (hottes, port de gants imperméables, lunettes protectrices, ...).
Lors d'infections aiguës, les leptospires peuvent être recherchés dans le sang (les chances d'isoler le germe sont d'autant plus grandes que le prélèvement est précoce), le LCR, l'urine, le liquide pleural des avortons ou dans divers tissus. Après 8 à 10 jours d'évolution, les prélèvements sont constitués par de l'urine ou divers produits d'autopsie (rein, cerveau, organes des avortons, ...). Les prélèvements doivent être effectués avant toute antibiothérapie et ne doivent pas être congelés.
Si l'ensemencement du sang ne peut être immédiat, il sera recueilli sur un tube hépariné (l'héparine est préférable au citrate qui provoque une acidification néfaste au développement des leptospires).
Les urines, prélevées dans de bonnes conditions d'asepsie, doivent parvenir au laboratoire le plus rapidement possible (en moins d'une heure) ou être conservées à + 4 °C et à l'obscurité. L'acidité des urines étant préjudiciable à la survie des leptospires, il est souhaitable de réaliser une alcalinisation préalable par une médication au bicarbonate de sodium (à défaut, il est possible d'ajouter une solution tamponnée stérile dans le prélèvement).
La recherche des leptospires peut se faire par un examen direct au microscope à fond noir ou après coloration.
L'examen au microscope à fond noir doit se réaliser sur des prélèvements très frais au sein desquels les leptospires auront conservé leur mobilité (la mobilité particulière de ces germes est importante pour orienter le diagnostic). Les leptospires apparaissent comme de fins spirochètes, aux extrémités recourbées en crochets et présentant une mobilité par rotation, flexion et translation. L'examen microscopique présente de nombreux inconvénients :
. il nécessite un observateur entraîné ;
. il ne permet pas de différencier les leptospires pathogènes des leptospires saprophytes ni de différencier le genre Leptospira des genres Leptonema et "Turneria" ;
. sa sensibilité est faible (le seuil de détection est estimé à 104 bactéries/mL) ;
. l'excrétion étant intermittente, il doit être renouvelé.
Pour toutes ces raisons, l'examen au fond noir doit être considéré comme un test d'orientation et il doit être confirmé par une mise en culture.
Les urines ou le LCR seront centrifugés et l'examen sera pratiqué sur le liquide prélevé à proximité du culot de centrifugation. Pour le sang, on procède à une double centrifugation : une première centrifugation (1000 g, 10 minutes) a pour but d'éliminer les cellules, une deuxième centrifugation (4000 g, 20 minutes) a pour but de concentrer les leptospires.
Les techniques de coloration par imprégnation argentique sont d'un intérêt limité et on leur préférera une coloration par l'acridine orange ou des "colorations" faisant appel à des réactions immunologiques (immunofluorescence ou "coloration" à la peroxydase) qui nécessitent l'utilisation d'antisérums spécifiques et qui sont généralement réservées à des laboratoires spécialisés.
La coloration à l'acridine orange est pratiquée sur des lames préalablement fixées à l'éthanol et recouvertes pendant 2 minutes du colorant (acridine orange : 10 mg ; tampon acétate pH 3,5 : 100 ml ; filtrer et conserver à l'obscurité). L'observation au microscope à fluorescence et à l'objectif à immersion permet d'apprécier la morphologie des leptospires.
La mise en culture est réservée à des laboratoires spécialisés. Elle est généralement réalisée sur le milieu EMJH liquide ou semi-solide (1 p. cent d'agar). Le sang ou les urines sont dilués 10 fois avant ensemencement pour limiter l'effet d'éventuels inhibiteurs. Lorsque les prélèvements sont contaminés, il est possible de filtrer les prélèvements liquides sur des membranes de porosité 0,45µm voire même de 0,22 µm ou de rendre les milieux sélectifs par adjonction de 5 fluoro-uracile (100 µg/mL) ou éventuellement de fosfomycine (400 µg/mL) ou de néomycine (300 µg/mL).
Les cultures sont incubées à 28 - 30 °C et examinées au fond noir aux jours 1, 3 et 5 puis chaque semaine pendant au moins 5 semaines.
L'identification du genre Leptospira repose sur les caractères morphologiques ainsi que sur son aptitude à pousser dans le milieu EMJH (à l'exception de Leptonema illini et de "Turneria parva", les autres spirochètes ne poussent pas sur ce milieu). L'identification de l'espèce par l'étude des caractères phénotypiques a peu d'intérêt. Il est éventuellement possible de recourir aux caractères mentionnés sur le tableau I. On peut également identifier Leptospira interrogans sensu lato par inoculation à l'animal (cobaye ou mieux hamster, sensible à un nombre plus important de sérovars). Cette technique présente quelques limites car les leptospires perdent rapidement leur virulence in vitro, tous les sérovars ne provoquent pas de signes cliniques évidents et la sensibilité des animaux est variable selon les individus (la sensibilité peut être augmentée par un traitement préalable à la cyclophosphamide). La détermination du sérogroupe et du sérovar se fait par la technique de micro-agglutination (agglutination lyse de Martin et Pettit). Elle nécessite de posséder toutes les souches de référence ainsi que leurs antisérums et elle est réservée à des laboratoires hautement spécialisés tels que les centres collaborateurs OMS.
Diagnostic sérologique
Les techniques utilisées dans le diagnostic sérologique sont détaillées dans l'ouvrage de G. Baranton et D. Postic (1989).
Compte tenu de la difficulté du diagnostic bactériologique par isolement et identification du germe, le diagnostic des leptospirose est assuré essentiellement par sérologie. Comme pour la très grande majorité des examens sérologiques, deux prélèvements espacés de 8 à 10 jours sont nécessaires à l'établissement du diagnostic des formes aiguës. Le diagnostic sérologique n'est possible que 10 à 12 jours après l'apparition des symptômes et une antibiothérapie préalable retarde l'apparition des anticorps, peut diminuer les titres et même négativer des réactions comme l'ELISA.
Le test de macro-agglutination sur lame ou test TR utilise un antigène thermorésistant (d'où le nom de TR) préparé à partir d'une souche de Leptospira Patoc. Ce test est de mise en œuvre très simple mais sa mauvaise sensibilité et, surtout, sa mauvaise spécificité le rende inadapté pour un diagnostic.
Un test ELISA faisant appel à un antigène extrait d'une souche de Leptospira Patoc se révèle spécifique (spécificité de genre) mais il présente l'inconvénient d'être fréquemment négatif lorsque l'infection est due à certains sérovars comme grippotyphosa ou australis. L'utilisation de plusieurs sérovars comme antigène améliore les résultats mais alourdit la mise en œuvre de la réaction. Sous sa forme actuelle, l'ELISA est considéré comme un test de dépistage.
Le test de micro-agglutination microscopique ou MAT (ancienne réaction d'agglutination-lyse de Martin et Pettit) est la technique de référence. Il consiste à mettre en présence le sérum à tester avec des cultures vivantes de leptospires puis à évaluer le degré d'agglutination au microscope à fond noir. La batterie de souches comprend une vingtaine de souches de référence représentatives des principaux sérogroupes, plus des souches isolées localement ainsi qu'une souche de Leptospira Patoc qui est agglutinée par les anticorps induits par de nombreux sérovars pathogènes. Un sérum est positif, à une dilution donnée et pour la souche testée, si au moins 50 p. cent des leptospires sont agglutinés par rapport à une souche témoin. Chez l'homme, le titre est fixé à 100. Chez l'animal le seuil de positivité retenu par l'Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes est fonction de l'espèce : 100 pour les bovins et les porcs, 200 pour les chevaux et 40 pour les chiens non vaccinés. Ces titres ont été établis en tenant compte de l'évolution clinique des leptospiroses : formes chroniques chez les bovins, chevaux et porcs (la réponse sérologique est le plus souvent établie lors de la réalisation du prélèvement), formes aiguës chez le chien non vacciné (le prélèvement est généralement réalisé au moment de la mise en place de la réponse en anticorps). La présence de co-agglutinines (anticorps agglutinant plusieurs sérovars) est fréquente en début de maladie et seul un sérum tardif permet de préciser le sérogroupe (d'où l'intérêt, dans le cas des leptospiroses, de tester un troisième sérum).
Cette technique de réalisation difficile (il faut entretenir les souches de leptospires au laboratoire) et d'interprétation délicate est réservée aux laboratoires spécialisés tel que le laboratoire de l'Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes (pour ce qui concerne la médecine vétérinaire).
Diagnostic par amplification génique
En raison des difficultés du diagnostic bactériologique classique et du diagnostic sérologique, des techniques d'amplification génique par PCR ont été proposées. L'amplification d'une séquence de 331 pb du gène rrs, spécifique du genre Leptospira, couplé à l'hybridation par une sonde complémentaire a été mise au point à l'Institut Pasteur de Paris. Elle permet un diagnostic rapide (36 heures) et pouvant être positif dès le premier jour d'évolution de la maladie sur des échantillons de sang ou d'urine. Sa positivité sur l'humeur aqueuse permet d'effectuer le diagnostic des complications oculaires. Des études complémentaires devraient permettre de codifier l'utilisation de cette technique pour le diagnostic.
D'autres techniques d'amplification ont été proposées notamment une technique amplifiant une séquence du gène rrs mais utilisant deux jeux d'amorces différents : un jeu spécifique des souches pathogènes et un jeu spécifique des souches saprophytes. Cette technique permet une détection des souches pathogènes dans le milieu extérieur, devrait permettre la détection d'une souche pathogène dans un prélèvement et son utilisation a montré que Leptospira meyeri rassemble des sérovars saprophytes et pathogènes et que Leptospira fainei appartient au groupe des leptospires pathogènes.
Sensibilité aux antibiotiques
Chez l'homme, l'efficacité des traitements par la doxycycline et la pénicilline a été démontrée par des études cliniques.
Chez l'animal, les antibiotiques les plus utilisés sont la streptomycine, les tétracyclines, la pénicilline G, l'amoxicilline, l'ampicilline et la doxycycline. Le traitement doit être précoce et prolongé. Chez le chien on préconise l'administration d'amoxicilline pendant un minimum d'un mois. Une alternative consiste à administrer de l'amoxicilline durant deux à trois semaines puis de la doxycycline durant également deux à trois semaines.
L'intérêt d'un traitement antibiotique dans l'uvéite isolée du cheval reste à démontrer car cette affection résulte d'un mécanisme immunitaire.
Prophylaxie
La prophylaxie sanitaire est difficile compte tenu du grand nombre d'espèces animales susceptibles d'héberger des leptospires et de la survie de ces bactéries dans le milieu extérieur. Elle repose sur l'information des personnels à risque, la lutte contre les rongeurs, l'assèchement des collections d'eau par drainage, l'assainissement des berges des cours d'eau, le contrôle des eaux de baignade, le nettoyage des locaux infectés (abattoirs, cliniques vétérinaires, ...) et sur le port de vêtements protecteurs par les professionnels exposés (gants, bottes, masques, ...). La lutte contre l'infection des animaux domestiques permet également d'éviter la contamination de l'homme.
La prophylaxie médicale fait appel à des vaccins inactivés. L'immunité étant spécifique de sérovars, les vaccins doivent contenir les principaux sérovars susceptibles d'infecter l'espèce animale objet de la vaccination. Des vaccins destinés aux bovins, aux porcs et aux chiens sont commercialisés dans plusieurs pays. En France, seuls des vaccins destinés aux chiens sont commercialisés (2 injections à 3 semaines d'intervalle suivies d'un rappel annuel ou, mieux, d'un rappel tous les 6 mois). Ces vaccins qui contiennent des souches des sérovars icterohaemorrhagiae et canicola, ont une efficacité limitée, ils ne protègent que pour une durée de 6 à 12 mois et ils n'empêchent ni le portage ni l'excrétion si bien qu'un chien vacciné peut être à l'origine de contaminations de l'homme. Selon André-Fontaine et al. ces vaccins pourraient conférer une certaine protection vis-à-vis d'autres sérovars (protection croisée due à des antigènes communs).
Un vaccin à usage humain a été mis sur le marché français en 1979. Ce vaccin inactivé par le formol, fabriqué à partir de deux sérovars du sérogroupe Icterohaemorrhagiae, est destiné aux professionnels très exposés.
Adresse utile en médecine vétérinaire
Madame le Professeur André-Fontaine, Laboratoire des Leptospires, Unité de Pathologie Infectieuse de l'École Nationale Vétérinaire de Nantes, BP 40706, 44307 Nantes CEDEX 03.
Orientation bibliographique
Ouvrage technique
BARANTON (G.) et POSTIC (D.) : Méthodes de laboratoire : Leptospire - Borréliose de Lyme. Institut Pasteur, Collection "Commission des laboratoires de référence et d'expertise de l'Institut Pasteur", Paris, 1989, 107 pages.
Synthèses
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Autres publications
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