J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 08 octobre 2003
Dernière mise à jour le 04 novembre 2003
CLOSTRIDIUM BOTULINUM, CLOSTRIDIUM ARGENTINENSE, CLOSTRIDIUM BARATII, CLOSTRIDIUM BUTYRICUM
Autres dénominations :
. Clostridium baratii : "Inflabilis barati" (sic), Clostridium barati (sic).
. Clostridium botulinum : "Bacillus botulinus", "Ermengemillus botulinus", "Botulobacillus botulinus".
. Clostridium butyricum : "Bacillus amylobacter", "Metallacter amylobacter", "Bacterium navicula", "Bacillus butyricus", "Bacillus navicula", "Amylobacter navicula", "Clostridium naviculum".
Note 1 : La nomenclature de Clostridium argentinense rassemble toutes les souches de Clostridium botulinum produisant de la toxine G et quelques souches non toxinogènes préalablement qualifiées de Clostridium subterminale et de Clostridium hastiforme.
Note 2 : Selon la neuvième édition du dictionnaire de l'Académie française, le nom botulisme (nom de la maladie provoquée par Clostridium botulinum) est un dérivé savant du latin botulus (boudin, saucisse...). Botulisme ne dérive donc pas de l'épithète spécifique botulinum. En ce qui concerne les noms des toxines produites par Clostridium botulinum il serait plus logique de les faire dériver de botulinum et de les qualifier de toxines botuliniques. Toutefois, les spécialistes français de cette bactérie utilisent plutôt botulique (toxines botuliques) et c'est le terme qui a été retenu dans ce fichier.
Sommaire
Action des agents physico-chimiques
Utilisation thérapeutique des toxines botuliques
Le regroupement au sein d'un unique fichier des espèces Clostridium argentinense, Clostridium baratii, Clostridium botulinum et Clostridium butyricum est justifié par le fait que les souches de ces espèces produisent ou peuvent produire des toxines protéiques. Ces toxines, au nombre de sept et désignées par les lettres A à G, diffèrent par leurs propriétés antigéniques mais leurs activités biologiques sont identiques. Ces toxines sont responsables, chez l'homme et chez l'animal, d'une maladie connue sous le nom de botulisme et caractérisée par des paralysies flasques. Dans les conditions naturelles, le botulisme résulte de l'ingestion de toxines préformées dans un aliment contaminé (intoxination) ou de la multiplication dans l'intestin ou dans une plaie de souches produisant des toxines (toxi-infection).
Les neurotoxines botuliques sont les toxines les plus puissantes connues et, après ingestion, la dose létale pour l'homme, est estimée à 0,1-1 µg pour la toxine botulique A. Un exemple théorique montre qu'un seul gramme de toxine, disséminé et inhalé, pourrait tuer plus d'un million de personnes. Du fait de cette extrême toxicité, les toxines botuliques peuvent constituer des armes biologiques (dispersion de la toxine par aérosols ou contamination volontaire d'un réseau d'eau potable).
De manière un peu paradoxale, l'utilisation potentielle des toxines botuliques dans des actes de malveillance connaît un regain d'intérêt à une époque où ces toxines sont utilisées pour le traitement des maladies caractérisées par une hyperactivité musculaire (Botox, Dysport, Neurobloc) ou pour supprimer les rides (Vistabel).
L'ingestion de boudins ou de saucisses était une cause fréquente de neuro-intoxination d'où le nom de botulisme donné à la maladie (en latin, botulus -i désigne le boyau d'un animal utilisé en charcuterie et par extension boudin, saucisse et d'une manière générale tous boyaux farcis). Le botulisme est connu depuis l'Antiquité mais son étude scientifique a débuté en 1896 lorsque survient à Ellezelles (Belgique) un foyer de botulisme chez 22 personnes (trois morts) qui avaient consommé du jambon cru. Van Ermengem mit en évidence une neurotoxine dans le jambon incriminé et il isola du jambon et de la rate d'un malade décédé un bacille anaérobie, sporulé et toxinogène qu'il appela "Bacillus botulinus". En 1904, Landman isola une souche de "Bacillus botulinus" lors d'une intoxination (21 personnes malades et 11 morts) consécutive à l'ingestion d'une conserve de haricots blancs. En 1923, Bergey et al. reclassent "Bacillus botulinus" dans le genre Clostridium avec la dénomination de Clostridium botulinum.
. Dès 1910, Leuchs remarquait que la souche bactérienne isolée par Landman présentait des caractères bactériologiques ne correspondant pas à la description de la souche isolée par van Ermengem. Leuchs montra également que les antisérums préparés contre les toxines de ces deux souches ne neutralisaient que la souche homologue. La souche isolée par Landman fut qualifiée de type A et celle isolée par van Ermengem fut désignée type B.
. En 1922, un nouveau type, dénommé type C, fut isolé simultanément aux États Unis de cas de botulisme chez des volailles et en Australie de cas de botulisme chez des bovins.
. Le type toxinique D fut identifié en Afrique du Sud en 1927 par Theiler et Robinson lors d'un foyer de botulisme bovin (maladie alors dénommée en Afrique du Sud "lamsiekte" ou "lam ziekte" ou "lame-sickness").
. L'étude de foyers de botulisme consécutifs à l'ingestion de poissons et apparus en Ukraine en 1936 et en 1937, a permis d'isoler un nouveau type toxinique, le type E.
. Le type F a été isolé en 1960 d'un pâté de fabrication familiale à l'origine d'une intoxination observée dans l'île danoise de Langeland.
. En 1970, la recherche systématique de Clostridium botulinum dans le sol a permis d'isoler le type G d'un échantillon de sol argentin. Au cours de cette enquête, une souche produisant une toxine A et une toxine F fut également isolée d'un échantillon de sol argentin.
. En 1983, une souche produisant une toxine A et une toxine B fut isolée en France d'un pâté familial et, en 1984, une deuxième souche produisant une toxine A et une toxine B a été décrite en Argentine.
. En 1985 et en 1986, une souche de Clostridium baratii produisant une toxine F et une souche de Clostridium butyricum produisant une toxine E ont été décrites lors de toxi-infections touchant de jeunes enfants.
Les souches de Clostridium botulinum diffèrent non seulement par les toxines produites mais également par leurs caractères bactériologiques (voir ci-dessous le chapitre ¤ "Caractères bactériologiques"). Ainsi, au sein de l'espèce Clostridium botulinum, il est possible de reconnaître des souches protéolytiques et des souches non protéolytiques. En 1922, Bengtson avait proposé la nomenclature de Clostridium botulinum pour les souches protéolytiques et celle de "Clostridium parabotulinum" pour les souches non protéolytiques. En 1953, ces propositions ont été rejetées par Prévot (président du "Sous-comité Clostridium pour l'unification de la nomenclature des types toxinogènes de Clostridium botulinum") et pour cet auteur toutes les souches capables de produire de la toxine botulique devaient être appelées Clostridium botulinum même s'il acceptait que le nom d'espèce soit suivi des mentions "var. ovolyticus" (pour les souches protéolytiques) ou "var. nonovolyticus" (pour les souches non protéolytiques).
Bien qu'ils soient dépourvus de réalité sur le plan taxonomique, les termes de souches protéolytiques et non protéolytiques sont encore largement utilisés.
Le 01 janvier 1980, la dénomination de Clostridium botulinum a été incluse dans les Approved Lists of Bacterial Names, mais les quelques notions historiques, relatées ci-dessus, laissent présager de la complexité taxonomique de cette espèce. Cette complexité est liée à plusieurs facteurs :
. Les souches de Clostridium botulinum sont phénotypiquement et génétiquement très hétérogènes.
. Les souches de Clostridium botulinum sont aptes à produire sept toxines antigéniquement différentes et neutralisées uniquement par des sérums homologues. Il convient de noter que certaines souches de Clostridium botulinum peuvent produire deux toxines différentes et que d'autres souches ne produisent aucune toxine.
. Des espèces bactériennes autres que Clostridium botulinum peuvent produire des toxines identiques. C'est le cas de certaines souches de Clostridium baratii et de Clostridium butyricum.
I - Hétérogénéité phénotypique
D'après leurs caractères phénotypiques, les souches de Clostridium botulinum sont distinguées en quatre groupes désignés par les chiffres I à IV (voir ci-dessous le chapitre ¤ "Caractères bactériologiques")
. Les souches du groupe I sont protéolytiques et elles peuvent produire une toxine de type A, B ou F ou un mélange de toxines (A+B, A+F ou B+F).
. Les souches du groupe II sont non protéolytiques et elles peuvent produire une toxine de type B, E ou F.
. Les souches du groupe III sont non protéolytiques et elles peuvent produire une toxine de type C ou D.
. Les souches du groupe IV sont protéolytiques, elles peuvent produire une toxine de type G et elles se distinguent des souches des trois autres groupes par l'absence d'acidification du glucose et l'absence de production de lipase.
II - Hétérogénéité génétique
Les hybridations ADN-ADN montrent que les souches des groupes I, II et IV (toxinogènes ou non toxinogènes) forment trois genomospecies distinctes (voir le fichier ¤ "Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne"). Il est intéressant de noter que les souches des groupes I et II, même si elles peuvent produire des toxines identiques, appartiennent bien à des genomospecies différentes. De même, il est important de remarquer que la souche type de Clostridium botulinum (qui est une souche du groupe I produisant une toxine de type A), la souche type de Clostridium sporogenes et la souche type de Clostridium putrificum forment une unique genomospecies.
Les souches du groupe III sont plus hétérogènes et pourraient constituer deux genomospecies différentes.
L'étude des séquences des ARNr 23S et des ARNr 16S, réalisée sur les Clostridium sp. et les genres apparentés, montrent que le genre Clostridium est très hétérogène et qu'il devrait être divisé en une vingtaine de genres différents. Toutefois, les souches de Clostridium botulinum, de Clostridium baratii, de Clostridium butyricum, de Clostridium putrificum et de Clostridium sporogenes appartiennent toutes au groupe phylogénétique I de Collins et al. Ce groupe comprenant Clostridium butyricum, espèce type du genre Clostridium, toutes les espèces étudiées dans ce fichier peuvent être considérées comme d'authentiques Clostridium*. Ces études phylogénétiques permettent également de dégager les conclusions suivantes :
. Les souches du groupe I sont apparentées à Clostridium putrificum, à Clostridium sporogenes et, dans une moindre mesure à Clostridium oceanicum.
. Les souches du groupe II sont distinctes de toutes les espèces du genre Clostridium capables de fermenter les sucres et, notamment, elles sont phylogénétiquement éloignées des souches du groupe I.
. Les souches du groupe III forment également un groupe distinct, apparenté à Clostridium novyi . Cependant les séquences des ARNr 16S d'une souche produisant de la toxine C et d'une souche produisant de la toxine D présentent 1 p. cent de divergence ce qui confirme l'hétérogénéité des souches du groupe III déjà mis en évidence par les homologies ADN-ADN.
. Les souches du groupe IV sont apparentées à Clostridium subterminale (l'ARNr 16S de certaines souches de Clostridium subterminale ne peut être distingué de celui des souches du groupe IV) et à certaines souches de Clostridium hastiforme mais elles sont très éloignées de toutes les autres espèces du genre Clostridium.
. Clostridium baratii et Clostridium butyricum forment également des groupes distincts et chacune de ces espèces est homogène en dépit de l'existence de souches toxinogènes ou non toxinogènes.
En tenant compte des données taxonomiques exposées ci-dessus les souches bactériennes synthétisant ou pouvant synthétiser de la toxine botulique devraient appartenir à 6 espèces différentes : Clostridium baratii, Clostridium butyricum et quatre espèces pour les souches des groupes I à IV de Clostridium botulinum. En 1988, Suen et al. proposent la nomenclature de Clostridium argentinense pour les souches du groupe IV et pour certaines souches non toxinogènes de Clostridium subterminale et de Clostridium hastiforme.
Malheureusement, cet exemple n'a pas été suivi pour les souches des trois autres groupes et Clostridium botulinum demeure une espèce hétérogène. Pire, les problèmes posés par les similitudes existant entre les souches du groupe I et les espèces Clostridium putrificum et Clostridium sporogenes ont reçu une solution très peu satisfaisante. Avant de s'expliquer sur cette appréciation, il convient d'insister sur le fait que la souche type de Clostridium botulinum est une souche du groupe I et que les conclusions basées sur l'étude de cette souche s'appliquent à l'ensemble des trois groupes.
En 1995, Olsen et al. soulignent que les souches du groupe I, les souches de Clostridium putrificum et les souches de Clostridium sporogenes forment une unique genomospecies qui en raison des règles de priorité devrait être appelée Clostridium putrificum. Ces auteurs font justement remarquer que cette épithète est peu judicieuse car sous le nom de Clostridium putrificum seraient alors regroupées des souches éventuellement toxinogènes (souches de Clostridium botulinum), des souches non toxinogènes très utilisées par les industriels pour établir des barèmes de stérilisation (certaines souches de Clostridium sporogenes) et des souches non toxinogènes dépourvues d'intérêt pratique (souches de Clostridium putrificum). Olsen et al. demandent alors à la "Judicial Commission" une dérogation aux règles du Code de Nomenclature qui a été acceptée et qui est applicable depuis la publication de la "Judicial Opinion" 69 soit le 13 janvier 1999 (pour une information sur les dérogations aux règles du Code de Nomenclature et sur la "Judicial Commission", voir les fichiers ¤ "Glossaire de nomenclature bactérienne" et ¤ "Nomenclature bactérienne").
L'Opinion 69 inscrit Clostridium putrificum sur la ¤ "liste des noms rejetés" si bien que ce nom n'a plus de statut dans la nomenclature et il ne doit plus être utilisé. Elle conserve la nomenclature de Clostridium botulinum pour les souches toxinogènes et la nomenclature de Clostridium sporogenes pour les souches non toxinogènes. Lorsque l'on sait (Cf. infra) que les toxines produites par Clostridium botulinum peuvent être codées par des bactériophages on comprend l'absurdité de l'Opinion 69. En effet, une souche toxinogènes peut perdre son phage et devenir non toxinogène ce qui conduit à changer son nom de Clostridium botulinum en Clostridium sporogenes. Inversement une souche non toxinogène peut devenir toxinogène à la suite de l'infection par un phage ce qui conduit à modifier la nomenclature de Clostridium sporogenes en Clostridium botulinum. Bien sûr, une telle attitude est un non-sens taxonomique total. Pour prendre une comparaison simple, une telle décision, appliquée aux animaux, pourrait conduire à désigner sous le nom de Canis familiaris un chien non infecté par le virus rabique et sous le nom de "Canis periculosus" un chien infecté par le virus rabique sous prétexte qu'il représente un réel danger pour la santé publique.
En 1998, Collins et East avaient fait une suggestion autrement plus satisfaisante. Ces auteurs proposaient de faire de chacun des groupes I, II et III une espèce à part entière et de mentionner, après le nom d'espèce, le statut toxinogène ou non toxinogène des différentes souches.
Par exemple Clostridium x toxinovar 0 (pour les souches non toxinogènes de l'ancien groupe I) ou Clostridium x toxinovar A, B, F, AB, AF ou BF (pour les souches toxinogènes de l'ancien groupe I), Clostridium y toxinovar 0 (pour les souches non toxinogènes de l'ancien groupe II) ou Clostridium y toxinovar B, E ou F (pour les souches toxinogènes de l'ancien groupe II) et Clostridium z toxinovar 0 (pour les souches non toxinogènes de l'ancien groupe III) ou Clostridium z toxinovar C ou D (pour les souches toxinogènes de l'ancien groupe III).
Toutefois, telles quelles ont été formulées, les propositions de Collins et East ne peuvent pas être prises en considération car ces auteurs ne proposent aucune épithète spécifique pour les diverses espèces. On pourrait très bien concevoir d'appeler les souches du groupe II "Clostridium parabotulinum" et les souches du groupe III "Clostridium pseudobotulinum". Pour les souches du groupe I, il serait sans doute souhaitable de les dénommer Clostridium botulinum.
Un tel changement de nomenclature peut avoir des répercussions sur la santé publique ou des répercussions économiques et, à juste titre, la "Judicial Commission" désire éviter de tels problèmes. On peut toutefois souligner que les médecins, les vétérinaires, les responsables de la santé publique, les industriels ou les militaires (les toxines botuliques pourraient être des armes biologiques) sont aptes à évoluer et à assimiler des changements. Le fait de préciser clairement le statut toxinogène ou non toxinogène des diverses souches devrait apporter une sécurité totale.
Les souches de Clostridium argentinense, de Clostridium baratii, de Clostridium botulinum et de Clostridium butyricum présentent les caractères du genre Clostridium et elles peuvent synthétiser des toxines dont le mode d'action et la structure sont comparables mais qui se distinguent les unes des autres par leur spécificité antigénique. La spécificité antigénique permet en effet de différencier sept toxines désignées par des lettres capitales de A à G. En dépit de ces caractères communs, les espèces étudiées dans ce fichier se différencient par de nombreux caractères phénotypiques et l'espèce Clostridium botulinum est divisée en trois groupes métaboliques puisque les souches du groupe IV sont maintenant incluses dans l'espèce Clostridium argentinense.
Les souches du groupe I de Clostridium botulinum sont protéolytiques et elles produisent de la toxine A, de la toxine B, de la toxine F ou un mélange de toxines A+B, A+F et B+F. Elles cultivent avec un optimum thermique de 35 à 40 °C et elles produisent des spores très résistantes à la chaleur (D112 de 1,23 min ; pour une définition de la valeur D voir la note infrapaginale **).
Ces souches sont constituées de bacilles droits ou légèrement incurvés, de 3,0 à 20,2 µm de longueur sur 0,6 à 1,4 µm de diamètre, généralement mobiles grâce à une ciliature péritriche, présentant une spore ovale, subterminale et déformante. Elles digèrent le lait, la gélatine et la viande, elles produisent de l'ammoniac et de l'hydrogène sulfuré et elles acidifient quelques sucres.
La croissance est inhibée par 6,5 p. cent de NaCl, par 20 p. cent de bile et par un pH de 8,5. Sur une gélose au sang, les colonies ont un diamètre compris entre 2 et 6 mm, elles sont circulaires ou de forme irrégulière (contour crénelé), plates ou surélevées, translucides ou opaques, grisâtres et bêta-hémolytiques. En bouillon PYG (Peptone Yeast extract Glucose), la croissance se traduit par un trouble accompagné de la formation d'un sédiment lisse ou floconneux et après une semaine d'incubation le pH est de 5,6 à 6,2. En bouillon PYG, les principaux produits terminaux du métabolisme sont l'acide butyrique et l'acide acétique. L'acide isobutyrique et l'acide isovalérique sont produits en faibles quantités et quelques souches produisent de l'acide isocaproïque, de l'acide propionique, de l'acide valérique, de l'éthanol, du propanol et du butanol.
D'autres caractères sont donnés dans le tableau I.
Les souches de Clostridium botulinum groupe II sont non protéolytiques, saccharolytiques et elles produisent des toxines B, E ou F. Ce sont des bactéries psychrotrophes dont la température optimale de croissance est de 18 à 25 °C. Leurs spores sont peu thermorésistantes et le D80 est compris entre 0,6 et 1,25 min. En réalité, la résistance des spores à la chaleur est sous-estimée car un chauffage modéré suffit à détruire une enzyme thermosensible requise pour la germination. Après exposition à une température de 80 °C, la spore reste viable mais incapable de germer sauf sur des milieux contenant 2 µg/mL de lysozyme.
Après culture en bouillon PYG, les cellules sont des bacilles droits de 1,7 à 15,7 µm de longueur sur 0,8 à 1,6 µm de diamètre, mobiles grâce à une ciliature péritriche. Les spores sont ovales, subterminales ou paracentrales et souvent déformantes. La gélatine est hydrolysée, mais ni le lait ni la viande ne sont digérés.
La croissance est stimulée par la présence de sucres fermentescibles mais elle est inhibée par 6,5 p. cent de NaCl, 20 p. cent de bile ou un pH de 8,5. Les colonies obtenues sur gélose au sang sont bêta-hémolytiques, à contour irrégulier, bombées, translucides ou opaques, blanchâtres ou grisâtres et leur diamètre est compris entre 1 et 5 mm. En bouillon PYG, on observe un trouble accompagné de la formation d'un sédiment lisse et, après 1 à 2 jours d'incubation, le pH est compris entre 5,2 et 5,5. Les principaux produits terminaux du métabolisme (milieu PYG) sont l'acide butyrique et l'acide acétique.
D'autres caractères sont donnés dans le tableau I.
Les souches du groupe III de Clostridium botulinum sont généralement non protéolytiques, elles cultivent avec un optimum thermique de 40 °C, leurs spores sont modérément thermorésistantes (D104 de 0,1 à 0,9 min.) et elles produisent une toxine C ou D.
Après culture en bouillon PYG, les bactéries se présentent sous la forme de bacilles droits, de 3,0 à 22,0 µm de longueur sur 0,5 à 2,4 µm de diamètre, mobiles (ciliature péritriche) et les spores sont ovales, subterminales et déformantes. La gélatine est hydrolysée mais le lait et la viande ne sont digérés que par quelques souches. La production d'ammoniac et d'hydrogène sulfuré sont également variables selon les souches.
La croissance est stimulée par la présence de sucres fermentescibles mais inhibée par 6,5 p. cent de NaCl, 20 p. cent de bile ou un pH de 8,5. Les colonies obtenues sur gélose au sang sont circulaires ou présentent un contour légèrement irrégulier, leur diamètre varie de 1 à 5 mm, elles sont plates ou bombées, translucides, grisâtres ou blanchâtres et elles s'entourent d'une zone d'hémolyse bêta. En bouillon PYG on obtient un trouble accompagné de la formation d'un sédiment lisse ou floconneux et, après 1 ou 2 jours d'incubation le pH est compris entre 5,2 et 5,7. Les principaux produits terminaux du métabolisme (milieu PYG) sont l'acide butyrique, l'acide propionique et l'acide acétique. Des traces d'acide valérique, d'acide succinique et d'acide lactiques sont également mises en évidence.
D'autres caractères sont donnés dans le tableau I.
Clostridium argentinense est une espèce protéolytique, non saccharolytique, dépourvue de lipase (contrairement à Clostridium botulinum), cultivant de manière optimale à 37 °C, possédant des spores modérément thermorésistantes (D104 de 0,8 à 1,12 min.), et pouvant produire une toxine de type G.
Les souches de Clostridium argentinense sont constituées de bacilles de 1,6 à 9,4 µm de longueur sur 0,5 à 2,0 µm de diamètre, mobiles grâce à une ciliature péritriche, pouvant ou non sporuler, hydrolysant la gélatine, digérant lentement le lait et la viande, produisant de l'ammoniac et de l'hydrogène sulfuré.
La croissance est inhibée par 6,5 p. cent de NaCl ou 20 p. cent de bile. Après 48 heures d'incubation à 37 °C, les colonies sont lisses, brillantes, d'un diamètre de 1 à 4 mm, bêta-hémolytiques sur gélose au sang de lapin et faiblement hémolytiques sur gélose au sang de mouton. En prolongeant l'incubation les colonies grossissent, elles deviennent rugueuses et peuvent avoir un aspect en œuf sur le plat. En bouillon PYG, la croissance se traduit par un trouble, par la formation d'un sédiment lisse et blanchâtre et le pH est de 6,2-6,3 après cinq jours d'incubation. L'acide acétique, l'acide isobutyrique, l'acide butyrique, l'acide isovalérique, et l'acide phénylacétique sont les principaux produits terminaux du métabolisme après culture dans un bouillon PYG.
D'autres caractères sont donnés dans le tableau I.
Clostridium baratii est non protéolytique (viande ou lait), il n'hydrolyse pas la gélatine, il ne produit pas de lipase, sa température optimale de croissance est comprise entre 30 et 45 °C et certaines souches de cette espèce produisent de la toxine F.
Après culture dans un bouillon PYG, les souches de Clostridium baratii sont des bacilles droits de 1,6 à 10,2 µm de longueur sur 0,5 à 1,9 µm de diamètre et immobiles. Les spores sont rondes ou ovales, subterminales ou terminales et déformantes.
La croissance est inhibée par 6,5 p. cent de NaCl ou 20 p. cent de bile. Sur gélose au sang, les colonies sont circulaires ou présentent un contour irrégulier, elles sont plates ou légèrement convexes, translucides ou opaques, lisses, brillantes et leur diamètre est compris entre 0,5 et 2 mm. Certaines souches sont bêta-hémolytiques alors que d'autres donnent des colonies non hémolytiques ou entourées d'une zone d'hémolyse alpha. En bouillon PYG, la croissance se traduit par un trouble, par la formation d'un abondant sédiment et, après cinq jours d'incubation, le pH est compris ente 4,5 et 4,8. Après culture dans un bouillon PYG, les principaux produits terminaux du métabolisme sont l'aide butyrique, l'acide acétique et l'acide lactique. Quelques souches produisent également de faibles quantités d'acide formique, d'acide propionique et d'acide succinique.
D'autres caractères sont donnés dans le tableau I.
L'espèce type du genre Clostridium, Clostridium butyricum, est non protéolytique (viande ou lait), elle n'hydrolyse pas la gélatine, elle ne produit pas de lipase, elle dégrade la pectine, sa température optimale de croissance est comprise entre 30 et 37 °C et certaines souches produisent de la toxine E.
Après croissance dans un bouillon PYG, les bactéries se présentent comme des bacilles droits, aux extrémités arrondies, de 2,4 à 7,6 µm de longueur sur 0,5 à 1,7 µm de diamètre, parfois groupés en courtes chaînes, mobiles par ciliature péritriche. Les spores sont ovales, généralement non déformantes et elles occupent une position centrale ou subterminale.
La croissance est stimulée par la présence d'un sucre fermentescible mais inhibée par 6,5 p. cent de NaCl. Sur gélose au sang, les colonies ont un diamètre de 1 à 6 mm, elles sont circulaires ou à contour irrégulier, généralement convexes, translucides, lisses, brillantes, de couleur blanchâtre ou grisâtre. En bouillon PYG, on obtient un trouble ainsi que la formation d'un sédiment et, après cinq jours d'incubation, le pH est compris entre 4,6 et 5. Les principaux produits du métabolisme, obtenus après croissance dans un bouillon PYG, sont l'acide butyrique, l'acide acétique et l'acide formique. De l'acide lactique, de l'acide succinique, de l'éthanol et du butanol sont parfois produits.
D'autres caractères sont donnés dans le tableau I.
Action des agents physico-chimiques
La présence d'une spore et l'éventuelle capacité à synthétiser des neurotoxines sont les caractéristiques majeures de Clostridium argentinense, de Clostridium baratii, de Clostridium botulinum et de Clostridium butyricum. Les denrées alimentaires ne doivent pas renfermer de toxines préformées ou de spores capables de germer et de donner naissance à des formes végétatives productrices de toxines. De nombreux facteurs physiques ou chimiques sont aptes à entraver la croissance, la sporulation, la germination ou la toxinogénèse et ils sont utilisés lors de la conservation des denrées alimentaires. De nombreuses études ont été réalisées sur Clostridium botulinum mais, en revanche, les données concernant Clostridium argentinense, Clostridium baratii et Clostridium butyricum sont très peu nombreuses.
Inactivation des toxines
Les toxines botuliques peuvent être inactivées par la chaleur (30 min à 80 °C, quelques minutes à 100 °C) et par l'hypochlorite de sodium (NaOCl à 0,1 p. cent durant 30 min).
Une exposition au soleil serait capable d'inactiver les toxines en 1 à 3 heures. Dans l'air et à l'obscurité, les toxines seraient inactivées en 12 heures. La chloration, classiquement utilisée pour le traitement des eaux potables, détruirait 84 p. cent des toxines en 20 minutes.
Action du froid
La réfrigération peut inhiber la croissance de Clostridium botulinum. La température minimale de croissance a été déterminée pour quelques souches et elle est de 10 °C pour les souches du groupe I et de 3,3 °C pour les souches du groupe II. À la température minimale de croissance, la production de toxines est lente et nécessite plusieurs semaines.
Inactivation thermique des spores
Selon Prévot, la thermorésistance des spores est gouvernée par trois lois capitales :
. La thermorésistance varie d'une souche à l'autre. D'une manière générale, les souches du groupe I possèdent les spores les plus résistantes alors que les spores élaborées par les souches du groupe II sont les plus thermosensibles.
. Pour une même souche, la thermorésistance varie selon les facteurs environnants : les spores formées en milieu pauvre ou dans un milieu dont le Eh (potentiel d'oxydoréduction) est bas sont moins thermorésistantes que celles formées en milieu riche ou dans un milieu dont le Eh est élevé, la neutralité du milieu favorise la résistance, l'élévation du pH est corrélée avec une diminution de la thermorésistance...
. Pour une même culture la thermorésistance varie d'une spore à l'autre. Ainsi, un chauffage de 8 minutes à 115 °C peut tuer 95 p. cent des spores d'une souche du groupe I mais les 5 p. cent restantes résistent environ 330 minutes à 100 °C, 80 minutes à 105 °C et 7 minutes à 120 °C.
De ce fait, les chiffres cités dans le paragraphe ¤ "Caractères bactériologiques" et dans le tableau I ne sont donnés qu'à titre indicatif.
Sensibilité des spores aux radiations
Parmi les espèces d'intérêt médical, les spores de Clostridium botulinum sont considérées comme les spores les plus résistantes aux radiations. La résistance des spores aux radiations varie selon les souches, la température et la concentration en oxygène. D'une manière générale, les spores sont plus sensibles en présence d'oxygène et à une température supérieure à 20 °C. La dose nécessaire à l'inactivation de 90 p. cent des spores varie de 2 à 4,5 kGy pour les souches du groupe I. Les spores des souches produisant de la toxine E sont plus sensibles et une dose de 1 à 2 kGy inactive 90 p. cent des spores.
Influence du pH
Les souches de Clostridium botulinum du groupe I peuvent cultiver à un pH minimum de 4,6 et celles du groupe II à un pH minimum de 5. Les conserves acides (fruits, végétaux) sont suffisamment acides pour inhiber la croissance de Clostridium botulinum et des agents acidulants peuvent être ajoutés pour abaisser le pH. Toutefois, l'acidotolérance est fonction de nombreux facteurs : nature de l'aliment, valeur du Eh, valeur de l'aW***, température... De plus certains micro-organismes aptes à cultiver à des pH acides, comme les levures, peuvent provoquer localement une élévation du pH et permettre la croissance des souches de Clostridium botulinum.
Influence de la concentration en NaCl et de l'aW
La concentration en NaCl est l'un des facteurs les plus importants pour limiter la croissance de Clostridium botulinum dans les aliments. Le sel agit en diminuant la valeur de l'aW. Les souches du groupe I de Clostridium botulinum ne se multiplie pas lorsque la valeur de l'aW est inférieure à 0,94 et la multiplication des souches du groupe II est arrêtée lorsque l'aW est inférieur à 0,97. Outre le NaCl, l'aW peut être diminuée par le KCl, le glucose ou le saccharose.
Influence de l'atmosphère et du potentiel d'oxydoréduction
Les emballages sous atmosphère modifiée sont largement utilisés pour améliorer la conservation des denrées alimentaires. La croissance optimale de Clostridium botulinum est obtenue pour un Eh (potentiel d'oxydoréduction) de -350 mV. La croissance peut également débuter pour un Eh de 30 à 250 mV et elle s'accompagne d'une baisse rapide du potentiel d'oxydoréduction favorisant une bonne multiplication bactérienne.
Le dioxyde de carbone est couramment employé pour obtenir une atmosphère modifiée. Le dioxyde de carbone peut favoriser la croissance de Clostridium botulinum qui n'est inhibée que pour des concentration de 75 p. cent.
Inhibiteurs de croissance
Outre leur rôle dans les caractéristiques organoleptiques des produits de charcuterie, les nitrites inhibent le développement de Clostridium botulinum par un mécanisme encore inconnu. L'efficacité des nitrites est dépendante du pH, de la concentration en NaCl, de la concentration en ascorbate, du traitement thermique, du temps et de la température de stockage. Ainsi, un effet inhibiteur est obtenu pour des concentrations en nitrite de 40 µg/g lorsque la concentration en NaCl est de 3,5 p. cent alors que pour des concentrations en NaCl de 1,8 p. cent un effet inhibiteur nécessite 300 µg/g de nitrite. De même, une concentration en nitrite de 50 µg/g et une concentration en isoascorbate de 200 µg/g a un effet inhibiteur aussi efficace que les nitrites utilisés seuls à une concentration de 156 µg/g. Les nitrites peuvent conduire à la formation de nitrosamines cancérogènes si bien que la législation française limite à 150 ppm le taux résiduel des nitrites dans les denrées alimentaires.
Les sorbates, la nisine, les anti-oxydants phénoliques, les polyphosphates, le métabisulfite, l'EDTA, les lactates sont également des inhibiteurs de la croissance.
Influence des facteurs physico-chimiques sur la germination des spores
La germination des spores de Clostridium botulinum est optimale pour une température de l'ordre de 37 °C, pour un pH de 7 et pour une activité de l'eau supérieure à 0,89. Toutefois, les spores de Clostridium botulinum A et B peuvent germer pour un pH compris entre 4,6 et 9 et pour une température variant de 4 à 70 °C. Les spores des souches produisant de la toxine E germent pour un pH de 4,8 à 9 et pour des températures de 3,3 à 50 °C.
Les nitrites n'inhibent la germination qu'à des concentrations supérieures à celles autorisées dans les aliments. Le NaCl n'a un effet important que sur les spores de Clostridium botulinum du toxinotype E dont la phase d'émergence est inhibée par 5 p. cent de NaCl.
Clostridium argentinense, Clostridium baratii, Clostridium botulinum et Clostridium butyricum sont largement répandus dans l'environnement (sol, eau douce, sédiments marins, végétaux en décomposition) dans lequel les spores sont capables de survivre durant de longues périodes. Compte tenu de cet habitat, ces bactéries peuvent être présentes dans le tube digestif de l'homme et des animaux et elles peuvent contaminer des denrées alimentaires.
Milieu extérieur
Les souches productrices de toxine A sont préférentiellement isolées des sols pauvres en matière organique et ayant un pH neutre ou légèrement alcalin. En revanche, elles sont rarement isolées de l'environnement aquatique. Le toxinotype A est dominant en Amérique du Sud, dans la partie ouest des États Unis, en Australie, en Nouvelle Zélande et en Chine mais il peut également être isolé en Europe et dans les pays de l'ancienne Union Soviétique.
Les souches B sont isolées en Europe (Royaume Uni, France, Irlande, Pays Bas, Italie, Suisse, Danemark...), dans les pays de l'ancienne Union Soviétique, dans le sud-est de l'Afrique, en Indonésie, en Chine et dans l'est des États Unis. Elles semblent plus abondantes dans les sols à pH légèrement acide (6,5) et dans les sols cultivés. Contrairement aux souches A, elles peuvent être isolées de l'eau et des sédiments aquatiques, notamment en France et au Royaume Uni.
Les souches synthétisant les toxines C et D sont localisées dans les sols riches en matière organique des régions tropicales et des régions tempérées. Elles sont notamment présentes en Amérique du Sud, en Afrique, en Australie, en Nouvelle Zélande, en Europe (Royaume Uni, Irlande, Pays Bas, Island, Danemark, France...), en Chine, dans les pays du sud-est asiatique et au Japon. Toutefois, le principal réservoir de ces souches est constitué par l'intestin des animaux et notamment des oiseaux aquatiques (type C) et des rongeurs (type D).
Les souches de Clostridium botulinum productrices de toxine E, aptes à se multiplier à basse température, sont présentes dans les sédiments marins, l'eau douce et l'intestin des poissons des régions situées au nord de l'hémisphère Nord (Alaska, Canada, régions du nord de l'Europe et du nord de l'Asie). Leur distribution est influencée par la présence de matières organiques, la salinité et d'autres facteurs non identifiés si bien que leur fréquence est très variable selon les zones considérées.
Clostridium argentinense et les souches de Clostridium botulinum productrices de toxine F sont moins fréquemment isolées et leur répartition géographique est plus limitée.
Clostridium argentinense a été mis en évidence dans le sol en Argentine et en Suisse.
Le toxinotype F de Clostridium botulinum a été découvert dans un pâté familial fabriqué au Danemark puis il a été mis en évidence dans des sédiments marins de la côte ouest des États Unis et dans des sédiments aquatiques (eau douce et eau de mer) au Brésil, au Venezuela et en Indonésie.
Clostridium baratii est présent dans le sol, les sédiments, l'intestin des rongeurs et notamment du rat. Les souches toxinogènes ont été isolées aux États Unis d'un cas de botulisme infantile et de deux cas de botulisme survenus chez des adultes.
Clostridium butyricum a une distribution large et cette espèce est présente dans le milieu extérieur (sol, eau douce, sédiments marins), dans des fromages, dans le rumen et dans l'intestin de l'homme et des animaux. La distribution des souches toxinogènes est encore mal connue et les deux souches identifiées comme responsables de botulisme infantile ont été décrites en Italie.
Poissons
Les poissons et les autres animaux aquatiques peuvent être contaminés par des souches de Clostridium botulinum type E. De telles contaminations ont été décrites aux États-Unis (notamment sur les côtes du Pacifique et dans la région des grands lacs), dans les pays bordant la mer Baltique ou la Caspienne et dans des lacs du Japon. La bactérie ne semble pas se multiplier dans l'intestin des poissons vivants par contre elle se multiplie et excrète sa toxine après la mort des animaux. Les cadavres de poissons contribuent donc à la persistance du germe dans les milieux aquatiques.
Au Royaume Uni, on retrouve plus fréquemment des souches du toxinotype C suivies des toxinotypes B, E et F. En Indonésie, le toxinotype C est le plus fréquent chez les animaux aquatiques.
La contamination des aliments est variable selon le mode de préparation mais Clostridium botulinum a été retrouvé chez des poissons conservés dans de la saumure, des poissons congelés, des poissons emballés sous vide... Le fumage réduit l'incidence de la contamination.
Viandes et produits carnés
Les animaux peuvent héberger dans l'intestin des souches de Clostridium botulinum, de Clostridium baratii et de Clostridium butyricum ce qui peut conduire à une contamination de la viande lors de l'abattage et de la transformation. Cette contamination est observée principalement avec les viandes de bovins, de porcs et de volailles. Les principaux toxinotypes en cause sont les toxinotypes A, B, C, D et plus rarement E.
Légumes et fruits
Les végétaux sont contaminés par la terre et la contamination est plus importante lorsque les parties comestibles sont enfouies dans le sol (asperges, carottes...). L'utilisation de fumier peut également favoriser la contamination et les champignons de culture sont plus fréquemment contaminés que les champignons de cueillette. Les principaux toxinotypes sont ceux présents dans le sol : le type A est le plus fréquent en Californie, le type B dans la plupart des pays européens et les types A et B dominent dans les pays de l'ancienne Union Soviétique.
Infections
Clostridium baratii a été occasionnellement isolé de blessures, d'infections péritonéales, d'infections oculaires, d'otites et de prostatites.
Clostridium butyricum est parfois isolé de divers prélèvements (sang, urine, tractus respiratoire, cavité abdominale, plaies, abcès) et il a été impliqué dans des cas d'entérocolite nécrosante chez les nouveau-nés. Dans ce cas, il semble que l'alimentation artificielle et une stase intestinale favorise la multiplication de cette bactérie qui produit des quantités importantes d'hydrogène et d'acides organiques (notamment de l'acide butyrique) qui seraient à l'origine des lésions.
Botulisme
Mis à part ces quelques cas d'infections, toutes les espèces étudiées dans ce fichier peuvent être responsables de botulisme. Le botulisme est une affection nerveuse, apyrétique, due aux neurotoxines, de répartition mondiale et décrite aussi bien chez l'homme que chez les animaux. Chez toutes les espèces, on observe des paralysies flasques sans trouble de la conscience et sans signe sensitif. Chez l'homme, les toxines en cause sont principalement les toxines A, B et E et exceptionnellement les toxines C et F. Chez les animaux le botulisme est essentiellement dû aux toxines C et D et plus rarement aux toxines A, B et E.
Botulisme humain
En France, le botulisme humain est une maladie devant faire l'objet d'une transmission obligatoire de données individuelles à l'autorité sanitaire (Décret n° 99-363 du 6 mai 1999) et dont la déclaration est individualisée du reste des toxi-infections alimentaires collectives. Le diagnostic clinique d'un seul cas, même en l'absence de confirmation biologique, donne lieu à un signalement auprès des autorités sanitaires ce qui déclenche une enquête commune de la part de la direction départementale des affaires sanitaires et sociales et de la direction des services vétérinaires afin d'identifier l'origine de la contamination.
Après une incubation de 5 heures à 10 jours (en moyenne 12 à 60 heures), les symptômes débutent par des troubles oculaires (défaut d'accommodation, diplopie, abolition du réflexe photomoteur, mydriase, ptôse palpébrale, strabisme...) puis apparaissent une asthénie et des dysfonctionnements du système nerveux autonome se traduisant par une sécheresse de la bouche et des yeux, parfois une dysphonie, des difficultés de déglutition, une dysurie, une atonie intestinale et une constipation. Dans les 24 premières heures d'évolution, environ la moitié des sujets présente des nausées, des vomissements, des douleurs abdominales ou des diarrhées. Dans les formes graves, on note une paralysie flasque des membres et des difficultés respiratoires. La mort peut intervenir par insuffisance respiratoire ou résulter d'une fausse déglutition.
Les données publiées par Haeghebaert et al., concernant la France et portant sur la période 1991 à 2000 (194 observations documentées) sont les suivantes :
. La durée moyenne d'incubation était de deux jours.
. Des troubles visuels ont été observés chez 88 p. cent des malades : troubles de l'accommodation (76 p. cent), diplopie (47 p. cent), mydriase aréactive (50 p. cent), xérophtalmie (2 p. cent).
. Des signes digestifs ont été observés chez 82 p. cent des patients : constipation (45 p. cent), sécheresse de la bouche (40 p. cent), vomissements (32 p. cent), nausées (15 p. cent), douleurs abdominales (16 p. cent), diarrhée (24 p. cent), iléus paralytique (3 p. cent).
. D'autres troubles neurologiques ont été mis en évidence chez 63 p. cent des patients : ptose palpébrale (21 p. cent), dysphagie (83 p. cent), paralysie du voile du palais (13 p. cent), atteintes motrices périphériques (18 p. cent), paralysie des muscles respiratoires (17 p. cent).
. Dans 10 p. cent des cas, une assistance respiratoire a été nécessaire. Les atteintes motrices périphériques et les paralysies des muscles respiratoires ont été observées chez tous les sujets atteints d'un botulisme dû à la toxine E (6 cas), chez 50 p. cent des patients atteints d'un botulisme A (4 cas) et chez seulement 7 p. cent des cas dus à d'autres toxines.
Le taux de mortalité est variable selon la quantité et la nature de la toxine (les toxines A et E sont responsables des formes les plus graves). En France, la létalité observée chez l'homme n'a jamais dépassé 6 p. cent depuis les années 1950 (5 p. cent entre 1956 et 1970) et depuis le début des années 1990, les décès sont rares (environ 1 p. cent entre 1991 et 2000).
Botulisme animal
Les animaux peuvent être des porteurs sains de Clostridium botulinum. C'est notamment vrai pour le porc et le chat qui développent rarement une maladie spontanée ou pour les volailles infectées par des souches du toxinotype D. D'autres espèces sont au contraire sensibles et/ou particulièrement exposées soit en raison de leur alimentation soit parce qu'elles vivent dans un milieu fortement contaminé. C'est le cas des visons (toxinotype C et beaucoup plus rarement A), des oiseaux sauvages ou domestiques (toxinotypes B, C, E avec une prédominance du toxinotype C), des bovins et des équins (toxinotypes A, B, C, D avec prédominance du type C et surtout D).
Les poissons sont également sensibles au botulisme et des intoxinations (ingestion d'aliments contaminés par la toxine E) ont été décrits chez des truites en Europe et chez des saumons aux USA.
La maladie concerne souvent de nombreux animaux et la symptomatologie, dominée par des paralysies, est identique chez toutes les espèces. Après une période d'incubation, généralement comprise entre 8 et 36 heures, le tableau clinique est extrêmement variable mais la sensibilité n'est pas altérée et les animaux restent conscients. Dans les formes bénignes les animaux présentent une faiblesse musculaire et ils répugnent à se déplacer. Dans les formes les plus graves, on note des paralysies flasques, débutant par les membres pelviens puis touchant les membres thoraciques et conduisant à une tétraplégie. Les réflexes et le tonus musculaire sont diminués ou absents. D'autres signes sont observés comme une paralysie faciale, une dysphonie (notamment chez les chiens) un mégaoesophage (notamment chez les chiens), une constipation, une rétention urinaire, une diminution des sécrétions lacrymales et salivaires, une mydriase, une réduction des réflexes pupillaires et palpébraux. La maladie évolue soit vers une mort rapide par asphyxie soit vers une guérison progressive en quelques jours ou quelques semaines.
Depuis le 17 février 2006, le botulisme des volailles domestiques est une maladie réputée contagieuse et le botulisme des bovins ainsi que le botulisme des oiseaux sauvages sont des maladies à déclaration obligatoire.
Botulisme humain
L'homme contracte le botulisme selon trois modalités principales : intoxination, toxi-infection et blessure. Une quatrième forme de botulisme, beaucoup plus rare, est liée à l'inhalation de toxines. Enfin, on ne peut passer sous silence les risques liés à un botulisme de malveillance résultant d'utilisation de la toxine botulique lors d'attentats ou de guerres.
Intoxination botulique
L'intoxination botulique résulte de l'ingestion de toxines préformées dans un aliment et c'est la cause la plus fréquente de botulisme chez l'homme adulte. Les aliments en cause sont de nature très variée : produits de salaison et de charcuterie, conserves de végétaux insuffisamment stérilisées, produits de la mer (coquillages, crustacés, poissons)...
En France, entre les années 1956 et 2000, 737 foyers de botulisme ayant concerné 1532 individus et ayant provoqué la mort de 50 patients ont été recensés. Traditionnellement, les cas surviennent majoritairement en milieu familial sous forme sporadique ou de petits foyers de toxi-infections alimentaires collectives. Toutefois, depuis 1996, les trois quarts des foyers recensés correspondent à des cas isolés. Jusqu'au milieu des années 1990, les aliments les plus fréquemment impliqués étaient des salaisons, des charcuteries et des conserves de fabrication familiale. Depuis 1996, en France, mais aussi dans d'autres pays, on assiste à une évolution épidémiologique des intoxinations botuliques liée au mode d'alimentation. En effet, les préparations familiales de conserves ou de produits de charcuterie sont en régression au profit de la consommation de préparations industrielles ou artisanales parfois contaminées. De ce point de vue, on peut remarquer que les nouvelles techniques de conservation telles que les emballages réfrigérés sous vide sont favorables au développement des clostridies.
Le botulisme de type B est le plus fréquent en France et son origine reste souvent indéterminée même si plusieurs cas ont été reliés à la consommation de jambons crus, de charcuteries ou de conserves familiales. En 1999, trois cas de botulisme B ont été détectés chez des personnes revenant du Maroc et ayant consommé une spécialité à base de viande de poulet (au Maroc la contamination a touché environ 80 personnes et a provoqué 15 décès).
Le botulisme de type A, cliniquement plus grave, est plus rarement observé en France (neuf cas décrits entre 1970 et 2000). Un cas bénin, observé en France en 1999, est particulièrement intéressant car il résulte d'une contamination par voie muqueuse (projection sur les yeux et les lèvres lors de l'ouverture d'une soupe de poisson industrielle contaminée et contenue dans un emballage en carton bombé). Durant l'été 1998, la consommation de saucisses à base de bœuf a été responsable de deux foyers algériens de botulisme A ayant provoqué la mort de 40 à 80 individus en 1996-1997, sept cas italiens ont eu pour origine la consommation d'un produit laitier industriel.
Entre 1970 et 2000, 13 cas de botulisme E, principalement liés à l'ingestion de produits de la mer, ont été décrits en France dont deux cas observés en 1998 et deux cas en 1999.
Toxi-infection botulique
Les toxi-infections résultent de l'ingestion de formes végétatives ou de spores qui germeront dans le tube digestif. Généralement, la flore digestive s'oppose à la colonisation par des souches de Clostridium argentinense, de Clostridium baratii, de Clostridium botulinum ou de Clostridium butyricum. Toutefois, lorsque la flore est encore incomplètement constituée (jeunes individus) ou altérée (antibiothérapie, chirurgie intestinale, inflammation chronique de la muqueuse), les formes végétatives peuvent s'implanter, se multiplier et excréter de la toxine.
Chez les enfants âgés de moins d'un an, diverses enquêtes ont montré que l'ingestion d'une dizaine de spores est suffisante pour provoquer un botulisme. Les principales souches responsables du botulisme infantile sont les souches de Clostridium botulinum du groupe I mais une souche produisant une toxine C, une souche de Clostridium baratii et deux souches de Clostridium butyricum ont également été identifiées. La seule source de contamination identifiée à ce jour est le miel et des sirops à base de maïs. De tels cas de contamination ont été décrits principalement aux États Unis (Californie) mais aussi en Argentine, en Australie, au Brésil, au Canada, au Chili, en Tchécoslovaquie, au Royaume Uni, en France, en Italie, en Espagne, au Japon et en Suède. Aux États Unis, le botulisme infantile est la forme la plus fréquente (1444 cas décrits entre 1973 et 1996) et il concerne essentiellement des enfants âgés de 15 jours à six mois.
Les toxi-infections survenant chez l'homme âgé de plus de 1 an sont généralement dues à des souches du groupe I mais deux cas de toxi-infections botuliques ont été attribués à Clostridium baratii et un cas à une souche de Clostridium botulinum du toxinotype F.
Aucun cas de toxi-infection botulique n'a été décrit en France pour la période 1991-2000.
Botulisme par blessure
Les plaies peuvent être contaminées par des souches de Clostridium botulinum et les plaies anfractueuses, profondes, avec une faible ouverture vers l'extérieur sont favorables au développement des bactéries anaérobies. De même, la croissance bactérienne sera favorisée par la présence de tissus nécrosés qui apportent les nutriments nécessaires. Ce mode de contamination est donc analogue à celui du tétanos (voir le fichier ¤ Clostridium tetani) ou d'une gangrène gazeuse à Clostridium sp. Cependant, le botulisme par blessure a une incidence beaucoup plus faible que celle du tétanos même si on note une recrudescence chez les toxicomanes utilisant du matériel d'injection contaminé (par exemple, 16 cas répertoriés en 2002 chez des usagers de drogues intraveineuses en Grande-Bretagne).
Aucun cas de botulisme par blessure n'a été décrit en France pour la période 1991-2000 mais neuf cas ont été rapporté en Suisse entre 1998 et 2000, deux cas en Angleterre en 2000 et quatre cas en Norvège entre 1997 et 2000.
Botulisme par inhalation
Le botulisme par inhalation a été expérimentalement décrit chez des primates non-hominiens et trois cas d'origine accidentelle ont été observés chez l'homme en Allemagne. La période d'incubation et les signes cliniques seraient comparables à ceux des autres formes.
Botulisme d'origine malveillante
Du fait de la grande toxicité des toxines botuliques leur utilisation serait possible lors de guerres ou d'attentats. Deux modalités sont envisageables, la dispersion de la toxine par aérosols et la contamination volontaire d'un réseau d'eau potable.
Selon le "Guide pour l'investigation épidémiologique, Botulisme" (document rédigé dans le cadre du plan Biotox et disponible sur Internet : http://www.invs.sante.fr/publications/guides_biotox/guide_botulisme.html), une origine malveillante devrait être évoquée lors de la survenue concomitante ou groupée géographiquement de plusieurs cas de maladies neurologiques évoquant le botulisme ou (et ?) lors de la mise en évidence d'un type de toxine inhabituel pour la France (ce document cite les toxines A, E, C, D, F et G) ou (et ?) lors de la survenue de plusieurs cas chez des personnes ayant fréquenté une même zone géographique (aéroport, lieu de travail, lieu d'habitation) et n'ayant pas consommé les mêmes aliments.
Selon le "Guide pour l'investigation épidémiologique, Botulisme" trois tentatives avortées d'attaque bio terroriste par aérosols ont été identifiées au Japon. L'hypothèse d'une dissémination par aérosol devrait être envisagée lorsque des cas regroupés géographiquement et très rapprochés dans le temps sont observés chez des sujets n'ayant eu aucune exposition alimentaire commune.
La contamination hydrique n'a jamais été observée et la chloration des eaux potables serait susceptible d'inactiver partiellement la toxine. Selon le "Guide pour l'investigation épidémiologique, Botulisme", ce scénario devrait être envisagé devant la survenue de cas groupés géographiquement (zone de survenue correspondant à un même réseau de distribution d'eau) et rapprochés dans le temps, pour lesquels aucune exposition alimentaire commune n'a été mise en évidence par l'enquête alimentaire.
Botulisme animal
Des cas de botulisme C et plus rarement A sont sporadiquement rapportés chez des équins et des bovins. La source de contamination incriminée est la présence de cadavres de petits rongeurs dans les aliments.
À partir de 1979 et jusqu'en 1983, plusieurs foyers de botulisme de type D, ayant entraîné la perte annuelle de plusieurs centaines d'animaux, ont été décrits chez des bovins élevés en Bretagne, en Normandie et dans les Pays de la Loire. Actuellement, le botulisme est endémique dans ces régions et les pertes sont très variables selon les années. L'origine des cas semble liée à la consommation de farines de viande et à la proximité d'élevages industriels de volailles. Les volailles sont contaminées par l'alimentation (farines de viande), elles sont souvent résistantes au botulisme de type D mais elles servent de réservoir pour des souches de Clostridium botulinum du groupe III. Le germe est ensuite présent dans les lisiers et la pratique qui consiste à évacuer les cadavres de volailles dans les lisiers favorise leur contamination. L'épandage des lisiers sur les pâtures permet la contamination des bovins et la dissémination des spores par les eaux de ruissellement ou par le vent (lisiers desséchés et pulvérulents) peut expliquer l'apparition de cas dans des troupeaux éloignés du foyer initial.
Dans toute l'Europe occidentale, les oiseaux aquatiques sauvages sont victimes chaque année de botulisme de type C, notamment lorsque le climat est chaud et sec. Ainsi, durant l'année 1995 qui a connu un été chaud et prolongé, plusieurs dizaines de milliers d'oiseaux sont morts de botulisme en Allemagne, en France et au Royaume Uni. La principale source de contamination est liée aux cadavres et aux fèces qui contaminent les points d'eau.
Un épisode de botulisme de type E a été observé durant l'hiver 1997-1998 chez des mouettes du Pas de Calais. La contamination des animaux semble liée à la consommation de déchets de poissonneries.
Le botulisme de type C et plus rarement D sévit dans les élevages de volailles (canards, dindes, faisans, poulets) avec un taux de mortalité compris entre 10 et 70 p. cent. La source de contamination semble constituée par des farines de viande. De tels foyers ont été observés dans toutes les régions françaises et la maladie est souvent récurrente dans les élevages où le sol est constitué de terre battue dont la désinfection est illusoire.
Depuis 1998, des cas de botulisme de type E sont observés dans des élevages industriels de poulets mais l'origine de la contamination reste indéterminée.
Quelques cas de botulisme sont identifiés chez des chiens, notamment chez des chiens vivant à proximité d'élevages de volailles contaminées et qui se contaminent par ingestion de cadavres.
Facteurs de pathogénicité
(L'essentiel des données présentées ci-dessous est emprunté à l'excellent article de Popoff et Carlier (2001). Toutefois ces données ont été simplifiées et le lecteur souhaitant des renseignements complémentaires est invité à se reporter à la publication originale.)
Les neurotoxines botuliques sont responsables des symptômes caractéristiques du botulisme et elles présentent des analogies structurales et même fonctionnelles avec la neurotoxine tétanique (voir le fichier ¤ Clostridium tetani). Elles sont codées par des gènes chromosomiques pour les toxines A, B, E et F ou par des gènes plasmidiques pour la toxine G ou par des gènes d'origine phagique pour les toxines C et D. De plus, les locus botuliques semblent situés sur des éléments génétiques mobiles ce qui expliquerait les échanges entre souches. Ainsi, une souche variante qui a perdu sa capacité de toxinogénèse peut redevenir toxique par acquisition de gènes à la faveur d'une lysogénie ou d'une conjugaison. De même, les souches toxinogènes de Clostridium baratii et de Clostridium butyricum semblent avoir acquis le locus botulique à partir de souches de Clostridium botulinum.
Les toxines botuliques sont synthétisées sous la forme de précurseurs inactifs ou très faiblement actifs constitués d'une unique chaîne polypeptidique de 150 kDa. Les précurseurs sont dépourvus de séquence signal et leur libération nécessite une lyse des bactéries ou pourrait faire appel à un mécanisme encore mal défini qui impliquerait une exfoliation de la paroi bactérienne. Après libération, ces précurseurs sont clivés par des protéases bactériennes pour les souches protéolytiques ou par des enzymes digestives telle que la trypsine. Le clivage intervient dans le tiers NH2-terminal et donne naissance à deux chaînes unies par un pont disulfure : une chaîne lourde de 100 kDa et une chaîne légère de 50 kDa.
Contrairement à la tétanospasmine (voir le fichier ¤ Clostridium tetani), les neurotoxines botuliques s'associent à des protéines non toxiques pour former des complexes de grande taille. Ces protéines sont représentées par une protéine non toxique et non hémagglutinante (la protéine NTNH) d'un poids moléculaire de 139 kDa et par plusieurs protéines hémagglutinantes (protéines HA) d'un poids moléculaire variable mais inférieur à 80 kDa. L'association d'une neurotoxine à la protéine NTNH donne naissance à un complexe d'une taille moyenne ou complexe M d'un poids moléculaire légèrement inférieure à 300 kDa. L'association de ce complexe à plusieurs protéines HA conduit à la formation d'un complexe de grande taille ou complexe L d'un poids moléculaire de l'ordre de 500 kDa. Des complexes de très grandes tailles ou complexes LL, observés notamment avec la toxine A, résultent de la dimérisation des complexes L. Les rôles de ces protéines non toxiques sont encore mal connus mais elles semblent protéger les neurotoxines de l'acidité gastrique et de l'action des protéases digestives et elles pourraient intervenir pour favoriser le passage de la barrière intestinale. Il est intéressant de remarquer que la neurotoxine tétanique (voir le fichier ¤ Clostridium tetani) qui ne forme pas de tels complexes est inactivée dans le tractus digestif.
Sur le plan fonctionnel, les neurotoxines botuliques comprennent trois régions : l'extrémité COOH terminale de la chaîne lourde est responsable de l'attachement à un récepteur de la membrane des neurones, une région NH2 terminale de la chaîne lourde gouverne la pénétration et la chaîne légère est responsable du blocage de la libération des neurotransmetteurs. La structure tridimensionnelle des toxines A et B confirme l'existence de trois domaines distincts d'environ 50 kDa en accord avec les trois domaines fonctionnels préalablement définis.
Le mode d'action nécessite quatre étapes : liaison à un récepteur à l'extrémité démyélinisée des neurones, endocytose, translocation de la chaîne légère dans le cytoplasme et modification enzymatique de la cible intracellulaire.
1) Liaison au récepteur
Après diffusion par l'intermédiaire du sang ou de la lymphe, les neurotoxines se fixent sur les terminaisons nerveuses des motoneurones au niveau de gangliosides (liaisons de faible affinité) puis elles s'attachent spécifiquement sur des récepteurs glycoprotéiques. Pour les toxines A, B et E ces récepteurs semblent être des isoformes de la synaptotagmine. Le domaine COOH terminal de la chaîne lourde comprend en fait deux sous-domaines dont l'un bien conservé serait responsable de la liaison au ganglioside alors que l'autre serait responsable de la fixation sur les glycoprotéines.
2) Endocytose
L'ensemble récepteur toxine subit une endocytose et la toxine devient inaccessible aux anticorps neutralisants. Contrairement aux vésicules contenant la neurotoxine tétanique qui cheminent par voie rétrograde le long des axones (voir le fichier ¤ Clostridium tetani), les vésicules contenant les toxines botuliques restent à l'extrémité présynaptique des motoneurones.
3) Translocation de la chaîne légère
L'acidification de la vésicule d'endocytose est une étape essentielle pour le passage de la chaîne légère dans le cytosol. À pH acide, la chaîne légère passe d'une forme hydrophile à une forme dont les segments hydrophobes sont exposés en surface ce qui permet son insertion dans la bicouche lipidique. La baisse du pH permet également aux chaînes lourdes de former un tétramère qui s'insère dans la membrane de la vésicule pour former des pores. Le mécanisme exact de la translocation de la chaîne légère est encore inconnu mais, parmi les mécanismes évoqués, le plus simple prévoit un passage de la chaîne légère au travers de ces pores.
4) Modifications enzymatiques
. Dans le cytosol, la chaîne légère inhibe la libération de l'acétylcholine qui est le neuromédiateur des motoneurones. La chaîne légère est en fait une endopeptidase à zinc et elle possède le motif HExxH (H pour histidine, E pour acide glutamique, x pour un acide aminé quelconque) caractéristique de ces enzymes. Les deux histidines sont impliquées dans la chélation de l'atome de zinc et l'acide glutamique dans l'activité catalytique.
. La chaîne légère des toxines B, D, F et G clive la synaptobrévine (ou VAMP pour vesicular-associated membrane protein), la chaîne légère des toxines A et E clive la protéine SNAP25 (Synaptosomal Associated Protein de 25 kD) et la chaîne légère de la toxine C clive la protéine SNAP25 et la syntaxine. Même lorsqu'elle s'exerce sur un même substrat, les sites de clivage sont différents pour chaque toxine botulique.
. La synaptobrévine, la syntaxine et la protéine SNAP25 s'associent pour former un complexe (le complexe SNARE) qui a un rôle essentiel pour la libération des neuromédiateurs. La synaptobrévine est une protéine ancrée dans la membrane des vésicules synaptiques, SNAP25 et la syntaxine sont insérées dans la membrane présynaptique. Dans les terminaisons nerveuses des motoneurones, l'acétylcholine s'accumule dans les vésicules synaptiques qui sont mobilisées vers la membrane présynaptique. Au niveau de cette membrane la synaptobrévine forme le complexe SNARE avec SNAP25 et la syntaxine. Cet arrimage des vésicules à la membrane présynaptique s'effectue à proximité des canaux calciques. Un potentiel d'action se traduit par une entrée de Ca++ au travers des canaux calciques ce qui déclenche la fusion membranaire entre vésicules synaptiques et membrane présynaptique et donc la libération de l'acétylcholine dans la fente synaptique. Lorsque la synaptobrévine, SNAP25 ou la syntaxine sont clivées par les toxines botuliques elles forment des complexes SNAREs non fonctionnels. La fusion des vésicules avec la membrane présynaptique n'a plus lieu et l'acétylcholine n'est plus libérée.
. Même lorsque la protéine cible est la même, les effets des toxines botuliques peuvent être différents. Ainsi, les toxines A et E clivent toutes deux la protéine SNAP25 mais la toxine A induit une paralysie de longue durée (plusieurs mois) alors que la toxine E provoque une paralysie qui n'excède pas quelques semaines. Cette différence est liée à la rapidité de remplacement de la protéine SNAP25 modifiée par ces toxines. La toxine A altère peu la structure de la SNAP25 si bien que cette altération, suffisante pour inhiber la fonction de cette protéine, n'est reconnue que tardivement par les systèmes de réparation. Inversement, la toxine E provoque une protéolyse plus importante ce qui induit une néosynthèse plus rapide.
. La synaptobrévine, SNAP25 et la syntaxine se dissocient un court instant du complexe SNARE lors de l'arrimage des vésicules sur la membrane présynaptique et ce n'est qu'au cours de cette phase qu'elles sont clivées par les toxines botuliques. Comme ces protéines sont normalement recyclées, les neurotoxines clivent progressivement la totalité du substrat ce qui explique qu'un faible nombre de molécules toxiques soit apte à bloquer totalement, en 2 à 3 heures, la libération des neurotransmetteurs. De plus, il convient de noter qu'une inhibition de la libération d'acétylcholine de 20 p. cent au niveau de la jonction neuromusculaire est suffisante pour bloquer la contraction musculaire et qu'il suffit que 10 à 15 p. cent des fibres musculaires diaphragmatiques soient paralysées pour provoquer une asphyxie.
. Il est intéressant de remarquer que la toxine botulique B clive la synaptobrévine d'une manière analogue à la tétanospasmine (voir le fichier ¤ Clostridium tetani) : ces deux neurotoxines ont le même substrat qu'elles coupent au même site. Toutefois, les signes cliniques induits par ces deux toxines sont totalement différents car le site de l'intoxination est différent (neurones moteurs pour la toxine botulique et neurones inhibiteurs pour la toxine tétanique).
La production de toxines ne semble conférer aucun avantage particulier au souches de Clostridium argentinense, de Clostridium baratii, de Clostridium botulinum ou de Clostridium butyricum et les souches non toxinogènes cultivent et survivent dans l'environnement aussi bien que les souches toxinogènes. Les raisons pour lesquelles des bactéries de l'environnement synthétisent des molécules ayant un puissant effet spécialisé sur les neurones sont totalement inconnues.
Trois types de technique peuvent être utilisés pour effectuer un diagnostic expérimental : la mise en évidence de la toxine, l'isolement et l'identification du germe, le recours à la PCR.
La toxine botulique peut être recherchée dans un aliment, un produit biologique (sérum, vomissement, selles, contenu gastrique, organe prélevé post-mortem) ou un échantillon de sol ou de fourrage.
La technique de référence demeure la technique de séro-neutralisation sur souris dont une description détaillée est disponible dans le fichier Botulism in the United States, 1899-1996. Handbook for Epidemiologists, Clinicians, and Laboratory Workers, Atlanta, GA. Centers for Disease Control and Prevention, 1998.
Dans le cadre de la lutte contre le terrorisme, des techniques de détection rapide des toxines botuliques sont en cours de développement (ou sont actuellement utilisés ?). C'est le cas d'une technique d'électrochimioluminescence utilisant la technique ORIGEN® développée par IGEN International, Inc. (voir http://www.igen.com/home.htm) ou d'un test d'immunochromatographie sur bandelettes mis au point par le North America Biotechnology Center (voir BT Catalyst, volume 8, number 7, August 1994) et, peut-être, par d'autres organismes.
La mise en évidence des espèces productrices de toxines botuliques dans les fèces, le contenu gastrique ou des aliments est une technique difficile à mettre en œuvre en routine en dépit de l'existence d'un milieu sélectif**** . L'isolement présente cependant un intérêt certain car il permet une étude précise des souches et la constitution d'une collection de souches. Une technique d'isolement de Clostridium botulinum est détaillée dans le fichier Botulism in the United States, 1899-1996. Handbook for Epidemiologists, Clinicians, and Laboratory Workers, Atlanta, GA. Centers for Disease Control and Prevention, 1998.
Les techniques de PCR s'efforcent de pallier les inconvénients des autres techniques de diagnostic : utilisation d'animaux de laboratoire et manque de sensibilité du diagnostic direct ou des techniques de détection rapide des toxines. Depuis la première technique décrite par Szabo et al. (Appl. Environ. Microbiol., 1992, 58, 418-420) de nombreux tests de PCR ont été proposés (pour une bibliographie, voir Fach et al., Appl. Environ. Microbiol., 2002, 68, 5870-5876). La plupart d'entre eux détectent les amplicons par électrophorèse en gel d'agarose ou par l'utilisation de sondes radiomarquées. En 2002, Fach et al. ont décrit une technique de PCR couplée à une détection des amplicons par une technique immuno-enzymatique. Cette technique s'est révélée plus sensible que la technique de séro-neutralisation sur souris.
À la connaissance de l'auteur, aucune publication récente n'a été consacrée à la sensibilité aux antibiotiques des souches de Clostridium botulinum et de Clostridium argentinense.
À l'exception de quelques souches de Clostridium botulinum du groupe II produisant une toxine F, une étude publiée en 1980 montrait que 90 p. cent des souches sont sensibles à la pénicilline G, à la céfalotine, au céfoxitine, à la rifampicine, au chloramphénicol, à la tétracycline, au métronidazole, à l'érythromycine et à la clindamycine.
En revanche, toutes les souches résistent à la gentamicine et l'acide nalidixique.
Les souches Clostridium botulinum groupe I résistent au sulfaméthoxazole et au triméthoprime. Les souches de Clostridium argentinense résistent à la vancomycine.
Le traitement du botulisme est souvent symptomatique : assistance respiratoire, rééquilibration hydroélectrique, alimentation parentérale, aspiration pharyngée, sondages urinaires, lavements...
À l'exception de l'utilisation d'antibiotiques pour traiter des infections secondaires acquises au cours d'un botulisme, l'antibiothérapie est controversée. Les antibiotiques n'ont aucun effet sur les toxines et, lors de toxi-infections, leur utilisation peut conduire à une lyse bactérienne et augmenter la quantité de toxines libérées. Toutefois, selon Popoff et Carlier, l'utilisation de pénicillines est recommandée dans les toxi-infections, notamment lors de botulisme infantile et de botulisme par blessure.
Les médicaments capables de stimuler la libération d'acétylcholine aux jonctions neuromusculaires, tels que la guanidine et les aminopyridines, ont fait l'objet de plusieurs études. Toutefois, leur utilisation semble décevante et, pour des raisons inexpliquées, les aminopyridines sont principalement actives lors d'intoxination par la toxine A.
Le seul traitement spécifique repose sur la sérothérapie. L'administration d'anticorps antitoxines botuliques neutralise la toxine circulante, mais elle est sans effet sur la toxine liée aux tissus nerveux ou sur la toxine présente dans les neurones. De ce fait, la sérothérapie n'est efficace qu'à la condition d'être instaurée de manière très précoce.
En France, aucun sérum antibotulique n'est actuellement disponible (voir la note *****). Aux États Unis, un sérum trivalent (antitoxines A, B et E) et préparé sur chevaux, est distribué par les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) d'Atlanta. Ce sérum est utilisé chez plus de 80 p. cent des adultes atteints de botulisme. Un sérum heptavalent est détenu par l'US Army et pourrait être utilisé en cas d'attaques biologiques.
L'utilisation de sérums équins, même traités pour éliminer les fragments Fc, fait courir des risques d'hypersensibilité de type I et III. Entre les années 1967 et 1977, l'utilisation de sérums antibotuliques a conduit à l'apparition de troubles allergiques chez 9 p. cent des patients traités aux USA et à l'apparition d'un choc anaphylaxique chez 2 p. cent d'entre eux. Afin de diminuer les risques d'hypersensibilité, des immunoglobulines d'origine humaine ("botulism immune globulin") sont disponibles aux USA depuis 1998 mais elles sont réservées au traitement du botulisme infantile.
Prophylaxie médicale
L'utilisation de sérums antibotuliques est théoriquement possible, au moins dans les pays où ils sont disponibles. En pratique, ils ne sont pas utilisés pour la prophylaxie compte tenu des risques liés à leur utilisation. Lors d'intoxination alimentaire, les sujets exposés font l'objet d'une surveillance médicale afin de détecter les premiers symptômes de botulisme.
Expérimentalement, l'utilisation d'un sérum pentavalent (A, B, C, D et E) d'origine humaine a permis de protéger des singes vis-à-vis d'une inhalation de toxines.
Comme la toxine tétanique (voir le fichier ¤ Clostridium tetani), les toxines botuliques, incubées un mois à 42 °C en présence de 0,6 à 1 p. cent formaldéhyde, perdent leur pouvoir toxique tout en conservant leur immunogénicité (anatoxines). Les anatoxines botuliques peuvent être utilisées comme vaccins (voir aussi la note *****), mais leur utilisation est réservée aux personnes particulièrement exposées (personnels de laboratoire ou militaires menacés par l'utilisation d'armes biologiques). Depuis plus de 30 ans, les CDC d'Atlanta distribuent un vaccin pentavalent (protection contre les toxines A, B, C, D et E) qui a servi à immuniser plus de 3000 travailleurs de laboratoire dans plusieurs pays.
En dépit de son efficacité, la vaccination généralisée des populations humaines n'est pas effectuée compte tenu de la rareté de la maladie. De plus, la vaccination généralisée aurait l'inconvénient de ne pas pouvoir utiliser les toxines botuliques comme médicaments (voir le chapitre ¤ "Utilisation thérapeutique des toxines botuliques").
La vaccination des animaux grâce à des anatoxines est également utilisée dans les élevages exposés. Toutefois, en France, aucun vaccin ne dispose d'une autorisation de mise sur le marché (A.M.M.) et seul sont utilisables des vaccins importés à condition d'obtenir une autorisation temporaire d'utilisation (ATU) délivrée par l'AFSSA.
Prophylaxie sanitaire
La prophylaxie la plus importante consiste en des mesures d'hygiène alimentaire :
. Le miel et les sirops à base de maïs ne devraient pas être donnés à des enfants âgés de moins d'un an.
. Les viandes doivent être réfrigérées et maintenues à basse température pendant leur stockage et leur distribution.
. Les conserves, les semi-conserves et les produits de charcuterie familiaux ou artisanaux représentent un risque dont le consommateur doit être informé. Un guide concernant la préparation des conserves familiales est disponible en ligne : USDA Complete Guide to Home Canning.
. La cuisson, à condition d'atteindre au cœur des aliments une température de 85 °C durant au moins 5 minutes, permet de détruire les toxines botuliques.
. En France, les industriels ont toute liberté en ce qui concerne les mesures à prendre pour éviter les risques de botulisme, mais, en contre partie, ils sont responsables de l'innocuité des produits commercialisés.
Les objets contaminés doivent être nettoyés avec une solution d'hypochlorite de sodium à 1 p. cent.
Utilisation thérapeutique des toxines botuliques
L'utilisation des toxines botuliques en thérapeutique dépasse le cadre de ce fichier et seules quelques données succinctes sont exposées ci-dessous.
Les neurotoxines botuliques bloquent l'innervation motrice et elles peuvent être employées dans toutes les maladies caractérisées par une hyperactivité musculaire. Elles sont notamment utilisées pour le traitement des blépharospasmes, des paralysies hémifaciales, des torticolis spasmodiques, des déformations dynamiques du pied en équin chez les enfants présentant une spasticité due à une infirmité motrice cérébrale et pour le traitement des rides. Hors A.M.M., les neurotoxines botuliques peuvent être utilisées pour le traitement de l'entropion spastique, de la myopathie orbitale, de la dysphonie spastique, des migraines, des fissures anales, de l'hyperhidrose (notamment traitement des hyperhidroses axillaires qui ne répondent pas au chlorure d'aluminium)...
Du fait de sa longue durée d'action, la toxine A est plus utilisée que les toxines B et F. En cas de non-réponse, la toxine A peut être remplacée par la toxine C dont l'effet est également prolongé.
En France, quatre spécialités à base de toxine botulique ont reçu une A.M.M.. Trois sont à base de toxine A (Botox®, Dysport®, Vistabel®) et une à base de toxine B (Neurobloc®).
Le Botox®, le Dysport® et le Neurobloc® sont des médicaments utilisés dans les indications médicales. Vistabel® a obtenu une A.M.M. pour la correction des rides provoquées par le froncement des sourcils (rides du lion).
L'injection intramusculaire de toxine provoque un effet paralysant sur le muscle injecté avec une diffusion faible ou nulle dans les muscles adjacents. Cet effet paralysant est proportionnel à la dose de toxine injectée et il est observé durant plusieurs semaines ou plusieurs mois. Compte tenu de la faiblesse des doses injectées, une réponse en anticorps neutralisants n'est observée que lors d'injections répétées.
Les effets indésirables sont liés à une diffusion de la toxine dans les muscles adjacents et pouvant provoquer leur paralysie. Parmi les principaux effets secondaires on peut citer un ptosis partiel ou complet, une diplopie transitoire, une paralysie faciale et une faiblesse musculaire. D'autres effets secondaires sont plus rarement observés : sécheresse oculaire, larmoiement, gonflement des paupières, photophobie, kératite et dysphagie. Les effets secondaires dépendent de la dose et ils disparaissent généralement en quelques jours. L'utilisation de faibles doses ou l'injection de doses fractionnées ainsi que la précision de l'injection limitent les risques.
Bactériologie et systématique
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JUDICIAL COMMISSION OF THE INTERNATIONAL COMMITTEE ON SYSTEMATIC BACTERIOLOGY : VIIIth International Congress of Microbiology and Applied Bacteriology. Minutes of the meetings, 17 and 22 August 1996, Jerusalem, Israel. Int. J. Syst. Bacteriol., 1997, 47, 240-241.
JUDICIAL OPINION 69 : Rejection of Clostridium putrificum and conservation of Clostridium botulinum and Clostridium sporogenes. Int. J. Syst. Bacteriol., 1999, 49, 339.
OLSEN (I.), JOHNSON (J.L.), MOORE (L.V.H.) et MOORE (W.E.C.) : Rejection of Clostridium putrificum and conservation of Clostridium botulinum and Clostridium sporogenes. Request for an opinion. Int. J. Syst. Bacteriol., 1995, 45, 414.
RÖNNER (S.G.E.) et STACKEBRANDT (E.) : Further evidence for the genetic heterogeneity of Clostridium botulinum as determined by 23S rDNA oligonucleotid probing. Syst. Appl. Microbiol., 1994, 17, 180-188.
SUEN (J.C.), HATHEWAY (C.L.), STEIGERWALT (A.G.) et BRENNER (D.J.) : Clostridium argentinense sp. nov.: a genetically homogeneous group composed of all strains of Clostridium botulinum toxin group G and some nontoxigenic strains previously identified as Clostridium subterminale or Clostridium hastiforme. Int. J. Syst. Bacteriol., 1988, 38, 375 381.
Autres publications
Le rapport de l'AFSSA (Agence Française de Sécurité Saniatire des Aliments) sur le botulisme d'origine aviaire et bovine (octobre 2002) cite 212 références bibliographiques auxquelles le lecteur pourra se reporter. Ce rapport est disponible au format PDF : http://www.afssa.fr/ftp/basedoc/Botulismefinal25nov2002.pdf
À l'exception de la référence Popoff et Carlier 2001, les quelques références citées ci-dessous correspondent à des articles de synthèse non cités dans le rapport de l'AFSSA.
ARNON (S.R.), SCHECHTER (R.), INGLESBY (T.V.), HENDERSON (D.A.), BARTLETT (J.G.), ASCHER (M.S.), EITZEN (E.), FINE (A.D.), HAUER (J.), LAYTON (M.), LILLIBRIDGE (S.), OSTERHOLM (M.T.), O'TOOLE (T.), PARKER (G.), PERL (T.M.), RUSSELL (P.K.), SWERDLOW (D.L.) et TONAT (K.) : Botulism toxin as a biological weapon. Medical and public health management. J. Amer. Med. Assn., 2001, 285, 1059-1070.
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. Botulism in the United States, 1899-1996. Handbook for Epidemiologists, Clinicians, and Laboratory Workers, Atlanta, GA. Centers for Disease Control and Prevention, 1998.
2) Centre National de Référence des Bactéries Anaérobies et du Botulisme
3) Institut de Veille Sanitaire :
. Guide pour l'investigation épidémiologique. Botulisme
. D'autres documents sont disponibles sur le site de l'Institut de Veille Sanitaire. Pour les trouver, il suffit d'entrer le mot "botulisme" dans le fichier Recherche par mots-clés sur le site de l'Institut de Veille Sanitaire.
4) La Guerre Microbiologique (S. Mercier et F. Garel), DES de Bacteriologie, février 2003
5) The Office of Environmental Health and Safety (The Ohio State University). Destruction of select agents.
6) U.S. Department of Agriculture : USDA Complete Guide to Home Canning.
AVIS JURIDIQUE IMPORTANT : Les informations qui figurent sur ce site sont soumises à une clause de non responsabilité et sont protégées par un copyright.
Le groupe phylogénétique I de Collins et al. comprend également Sarcina ventriculi, espèce type du genre Sarcina. Les nomenclatures de Sarcina et de Sarcina ventriculi ont été proposées en 1842 alors que celles de Clostridium et de Clostridium butyricum ont été proposées en 1880. De ce fait, Sarcina a priorité sur Clostridium et le respect des règles du Code de Nomenclature devrait conduire à désigner toutes les espèces du groupe phylogénétique I (au sens de Collins et al.) sous le nom de Sarcina. Heureusement, aucune proposition formelle n'a été formulée et le genre Clostridium a toujours un statut dans la nomenclature.
** :
La valeur D est le temps de réduction décimale. C'est le temps requis pour tuer 90 p. cent des micro-organismes ou des spores dans un échantillon à une température donnée exprimée en °C. Par exemple, D112 = 1 min signifie qu'un chauffage à 112 °C durant 1 minute détruit 90 p. cent des micro-organismes ou des spores.
La valeur Z correspond à l'accroissement de température nécessaire pour réduire la valeur de D d'un facteur 10.
Ces valeurs sont très utilisées dans l'industrie agro-alimentaire. Dans le cas des conserves, le traitement des boites est effectué de façon à permettre la destruction des spores de Clostridium botulinum. Le traitement doit être suffisant pour réduire une population de 1012 spores à 1 spore.
*** : Humidité, disponibilité et activité de l'eau
L'eau affecte la capacité des micro-organismes à se multiplier dans les aliments. En déshydratant un aliment, on arrive à contrôler voire à empêcher sa détérioration. Sans enlever l'eau, on peut aussi diminuer la disponibilité de l'eau en ajoutant du sucre ou du sel. Les micro-organismes sont ainsi placés dans des conditions hypertoniques et ils ne peuvent plus se multiplier.
L'activité de l'eau que l'on note aW est définie comme le rapport entre la pression de vapeur de l'eau d'une substance et la pression de vapeur de l'eau pure à la même température.
**** : Milieu sélectif de Dezfulian et al. ou Clostridium botulinum/Clostridium argentinense isolation agar (composition pour 1033 mL)
Gélose au jaune d'œuf (Cf. infra) : 900,0 mL
Émulsion de jaune d'œuf à 50 p. cent (Cf. infra) : 100,0 mL
Solution de cyclosérine (1 g de cyclosérine dans 100 mL d'eau distillée) : 25,0 mL
Solution de sulfaméthoxazole (1,9 g de sulfaméthoxazole dans 100 mL d'eau distillée) : 4,0 mL
Solution de triméthoprime (0,1 g de triméthoprime dans 100 mL d'eau distillée) : 4,0 mL
Gélose au jaune d'œuf (composition pour 900 mL) :
Digestion pancréatique de caséine : 40,0 g
Agar : 20,0 g
Na2HPO4 : 5,0 g
Extraits de levure : 5,0 g
Glucose : 2,0 g
NaCl : 2,0 g
Solution de MgSO4.7H2O (5,0 g de MgSO4.7H2O dans 100 mL d'eau distillée) : 0,2 mL
Eau distillée : qsp 900,0 mL.
Émulsion de jaune d'œuf à 50 p. cent (composition pour 100 mL) :
Mélanger 11 jaunes d'œufs de poule et 1 œuf entier.
Prélever 50 mL de l'émulsion.
Ajouter 50 mL d'une solution de NaCl à 0,9 p. cent.
Sur le milieu de Dezfulian et al., Clostridium botulinum donne des colonies entourées d'une zone opaque alors que les colonies de Clostridium argentinense ne s'entourent pas d'une zone opaque (absence de lipase).
Les antitoxines et les anatoxines botuliques ne sont plus fabriquées en France. Compte tenu de l'utilisation potentielle de la toxine botulique dans la guerre microbiologique, la France cherche à se doter d'un stock de précaution d'antitoxines et d'anatoxines.
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