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La légionellose se manifeste essentiellement sous deux formes : la maladie du Légionnaire, pneumonie communautaire ou acquise à l'hôpital le plus souvent sévère, et la fièvre de Pontiac, plus bénigne et spontanément résolutive. Le traitement de choix réside actuellement dans l'utilisation des macrolides et quinolones de nouvelles générations. Le diagnostic d'infections à Legionella pneumophila sérogroupe 1 a été rendu plus aisé dernièrement par l'introduction d'un test de détection de l'antigène urinaire, qui ne permet toutefois pas l'identification d'autres souches bactériennes. Bien que la légionellose soit devenue un sujet très médiatique au cours de ces dernières années suite à l'identification d'épidémies d'infections, cette maladie demeure sous-diagnostiquée et mal reconnue. La prévention de la maladie est basée sur la surveillance épidémiologique, le respect d'un concept approprié des circuits de distribution d'eau, les contrôles de qualité de l'eau dans les secteurs à risque et son traitement en cas de contamination importante ou encore de détection de cas rapprochés.
Le premier épisode d'épidémie d'infections à Legionella pneumophila a donné son nom à cette bactérie.1 Au cours d'une réunion de vétérans de la guerre du Vietnam à Philadelphie en 1976, une épidémie de large envergure impliquant 182 cas de pneumonies fut répertoriée. Une investigation méticuleuse a permis d'établir que la cause de l'infection était liée à la fréquentation de l'entrée de l'hôtel dans lequel certains participants étaient logés. Les principaux facteurs de risque d'infection identifiés furent la fréquentation du hall d'entrée de l'hôtel, la consommation d'eau et le tabagisme. Quant aux employés de l'établissement, ils avaient des taux de séropositivité élevés pour l'agent infectieux en question, mais un risque infectieux diminué, suggérant la possibilité d'une immunité spécifique liée à une exposition antérieure, de degré probablement plus modéré. La présence d'un bacille Gram négatif au niveau des poumons et de l'arbre trachéo-bronchique de patients infectés fut identifiée comme étant la cause de la maladie, reconnue et nommée plus tard L. pneumophila.
Rétrospectivement, deux épidémies de maladies fébriles semblables identifiées par des investigations sérologiques sur les sérums stockés avaient déjà été reconnues. En 1965, l'épidémie de pneumonie à l'Hôpital St. Elizabeth, une institution psychiatrique de l'Etat de Washington avait été responsable de quatorze décès parmi les 81 personnes ayant présenté une pneumonie.2 En 1968, une mystérieuse épidémie de syndromes fébriles pseudo-grippaux sans pneumonie avait touché 144 personnes qui, ironiquement, visitaient le Département de la santé de Pontiac, dans le Michigan.3 La seconde épidémie donna son nom à cette autre manifestation clinique de la maladie liée aux légionelles : la fièvre de Pontiac. D'autres épidémies ont suivi, permettant d'affiner les possibilités diagnostiques de la maladie, ainsi que d'élargir nos connaissances par rapport aux pathogènes en question. De nombreuses questions demeurent toutefois en suspens aujourd'hui encore.
Les légionelles sont des bacilles Gram négatif difficiles à cultiver ; la coloration de Gram n'est pas très performante pour leur identification. On connaît 64 sérotypes différents appartenant à 42 espèces de Legionella. Plus de vingt sérotypes ont été associés à une maladie touchant l'homme. L. pneumophila sérogroupe 1 est l'agent le plus communément identifié en tant que pathogène humain. La légionelle est une bactérie ubiquitaire liée au milieu aquatique. Paradoxalement, cette bactérie difficile à cultiver en conditions de laboratoire, n'a aucune peine à coloniser et à se multiplier dans les réseaux de distribution d'eau. Ceci s'explique probablement par le fait que, dans cet environnement, la bactérie est protégée par le biofilm du milieu. De plus, les bactéries de ce groupe sont des parasites intracellulaires qui ont la capacité de se multiplier tant dans les amibes aquatiques que dans les macrophages humains. De par cette propriété, elles sont capables de résister aux extrêmes de température (entre 5 et 60°C), alors qu'elles se multiplient à des températures situées entre 32 et 45°C, optimalement à 37°C, ainsi que dans les milieux à pH variant de 5,5 à 8,1.4
La conception des réseaux de distribution d'eau est également favorable à leur croissance. Dans l'eau stagnante, la constitution de dépôts contenant des protozoaires et des biomatériaux, tels que les plastiques, permet et facilite la croissance de légionelles, alors que d'autres composés tels que le cuivre ou l'argent l'inhibent. Dans les systèmes de distribution d'eau, couvrant des distances importantes, l'utilisation intermittente d'eau chaude à partir d'un lavabo éloigné aura pour résultat une eau stagnante avec un gradient de température le long de la conduite d'eau. La stratégie actuelle de conception des réseaux d'eau est d'établir de préférence des réseaux en circuits fermés (en boucle), dans lesquels l'eau circule constamment à haute température avec un retour d'eau à 50°C environ. Les branches du réseau destinées à une distribution d'eau périphérique à partir du réseau d'eau circulant permanent, doivent être les plus courtes possibles. Cependant, la multiplication des bactéries n'est pas restreinte à l'eau chaude ; elle est susceptible d'avoir lieu également en eau froide.
Les systèmes de refroidissement et de conditionnement de l'air sont également une source possible de Legionella. L'un des mécanismes possibles de refroidissement consiste à le réaliser par convection et évaporation (fig. 1). Comme on le comprend sur la figure, l'eau chaude non évaporée est collectée dans un bassin ouvert au pied de l'installation, et est ensuite réutilisée pour le refroidissement. Cette eau chaude stagnante représente un milieu idéal pour la croissance des légionelles. Le ventilateur qui propulse de l'air à travers l'installation entraîne une dispersion dans l'air de gouttelettes d'eau contenant des légionelles.
Un effet similaire peut s'appliquer à des systèmes de conditionnement de l'air, lorsque l'eau de condensation est contaminée ou qu'il existe des défauts au niveau des tubulures assurant l'échange de l'air de la pièce où il doit être conditionné.
Il n'existe pas aujourd'hui de tests diagnostiques valables pour exclure Legionella comme cause possible de pneumonie. La sensibilité diagnostique de chacun des tests utilisés est résumée dans le tableau 1.
La culture d'expectorations demeure l'examen clé pour confirmer la maladie du Légionnaire, bien qu'elle ne soit positive que dans 30% des cas environ, la pneumonie étant en général peu productive en sécrétions.5 En outre, les légionelles ne poussent pas sur les milieux de culture conventionnels. Ceci est important et signifie que les cliniciens doivent préciser aux laboratoires que le diagnostic de présomption comprend la maladie du Légionnaire, lorsque les examens des sécrétions respiratoires ou d'autres spécimens cliniques sont soumis pour analyse. Dans l'idéal, s'il s'agit d'utiliser des milieux de culture de type «blood-agar charcoal plates». Coloration, température, adjonction de glycine et prétraitement acide peuvent augmenter la sensibilité diagnostique en fonction de l'origine du spécimen et de la charge bactérienne.5
Depuis la fin des années 90, l'introduction d'un nouveau test, celui de la détection de l'antigène urinaire de Legionella pneumophila sérogroupe 1 a révolutionné le diagnostic de cette maladie. Ce test permet en effet un diagnostic rapide, a une sensibilité raisonnable et une haute spécificité. Il a prouvé son utilité en cas d'investigation d'épidémies, même s'il n'est utilisé que dans 29% des hôpitaux aux Etats-Unis.6 La détection de l'antigène urinaire peut s'avérer négative en phase précoce de la maladie ; elle demeure cependant positive pendant plusieurs semaines, y compris en cas de succès du traitement antibiotique. Un traitement corticoïde peut être associé à une prolongation de l'antigénurie. Les tests commerciaux disponibles pour la détection de légionelles sont limités à L. pneumophila sérogroupe 1, bien qu'un certain degré de réactivité croisée existe pour les sérogroupes 4, 5 et 10. Cette information est importante, car de toute évidence, on assiste actuellement à une augmentation des situations de détection de L. pneumophila de sérotypes autres que le sérotype 1, non reconnus précédemment.5 Il est important de noter ici que les examens microbiologiques (cultures, investigations du sérogroupe) doivent se poursuivre, car ils sont indispensables à l'investigation d'épidémies, et que le dosage de l'antigène urinaire ne doit pas se substituer aux techniques de microbiologie permettant l'identification, le sérogroupage et le génotypage des souches.7
Compte tenu des délais de plusieurs semaines nécessaires à la séroconversion, les examens sérologiques ne sont pas utiles en pratique clinique pour le diagnostic de cas individuels, mais le sont en cas d'investigations épidémiologiques. La séroconversion est définie comme une augmentation de quatre fois du titre des anticorps spécifiques (>= 1 :128) obtenue dans des sérums appariés, qui s'observe habituellement en trois mois. En cas de taux relativement élevé de séroprévalence au sein d'une population, la découverte de titres élevés individuels est ininterprétable. L'examen par PCR constituera probablement un test important dans le futur ; les résultats actuels semblent indiquer qu'il s'agit d'une méthode rapide, sensible, spécifique et capable de détecter toutes les différentes espèces de légionelles, de même que les divers sérogroupes au moyen d'un seul test.5 Celui-ci n'est actuellement pas disponible en routine.
Deux faits sont universellement reconnus par rapport à la transmission des légionelles : 1) on ne connaît pas de transmission interhumaine,8 et 2) les circuits d'eau représentent la source principale d'infections en dehors de situations d'exception. Le processus infectieux comprend l'infestation du tractus respiratoire inférieur par de l'eau ou des gouttelettes d'eau contaminée. L'inhalation d'aérosols contenant des légionelles ou l'aspiration d'eau contaminée constituent le mode de transmission. Yu et coll. considèrent l'aspiration comme étant la voie principale d'infections acquises en milieu hospitalier.9 Les cofacteurs responsables d'un déficit du contrôle de la déglutition constituent des éléments favorisants, tels que alcoolisme, chirurgie récente, intubation, sédatif ou encore âge avancé. Les conditions liées à une insuffisance respiratoire semblent également constituer un facteur de risque d'infections.
Dans la communauté, divers modes de transmission ont été rapportés. Concernant la transmission par l'intermédiaire d'aérosols, tout système produisant de la vapeur ou des gouttelettes d'eau représente une source potentielle ; les exemples habituels comprennent l'eau de refroidissement, les humidificateurs médicaux et domestiques, les processus de refroidissement ou de nettoyage industriel ou non, douches, jacuzzi ou encore fontaines décoratives (fig. 2).8
Dans le cas de la fièvre de Pontiac, la transmission aéroportée a clairement été démontrée par l'exposition de cobayes à des sources d'aérosols contaminés.
L'infection dépend probablement de trois facteurs principaux : 1) la présence et la concentration de légionelles dans la source infectieuse ; 2) la durée et la nature de l'exposition et 3) la susceptibilité et les défenses de l'hôte. La susceptibilité dépend de l'état de fonction immunitaire et des conditions pulmonaires sous-jacentes. Le tabagisme a été déterminé comme facteur de risque d'infections au cours de l'épidémie de Philadelphie.1 Les patients transplantés encourent un risque particulier, car ils cumulent souvent une série des facteurs de risque évoqués plus haut, principalement liés aux problèmes de déglutition et à une immunosuppression sévère.
On distingue pratiquement deux tableaux cliniques : celui de la maladie du Légionnaire et celui de la fièvre de Pontiac. Plus rarement, il a été décrit des situations d'infections extrapulmonaires, telles que endocardites sur valves prothétiques, péricardites, sinusites, péritonites et infections de plaies chirurgicales, résultant généralement soit d'une dissémination bactérienne par voie hématogène, soit d'un contact direct avec de l'eau contaminée. Dans ces deux cas, l'infection à Legionella peut se manifester sous la forme d'un abcès stérile et ne peut être identifiée que par la conduite de cultures spécifiques. La bactériémie est enregistrée dans 20% environ des cas de légionellose pulmonaire.
La manifestation principale de la maladie du Légionnaire est la pneumonie. Une description détaillée a été réalisée au cours de l'épidémie originale.1 La maladie débute par un état fébrile, souvent associé à des manifestations gastro-intestinales et neurologiques, accompagnées parfois de malaises. La fièvre peut être très élevée. Une toux, habituellement non productive, ainsi que des douleurs pleurétiques sont typiques. Les manifestations radiologiques ne sont pas dissociables des autres formes de pneumonies et consistent en des infiltrats uni- ou bilatéraux, fréquemment accompagnés d'épanchements pleuraux, voire d'abcès en formation.
Au plan du laboratoire, on note une incidence accrue d'hyponatrémie et de perturbations des transaminases hépatiques. Aucun de ces paramètres ne permet toutefois de poser le diagnostic d'infection à légionelles, qu'elle soit communautaire ou acquise à l'hôpital.
La fièvre de Pontiac présente un tableau clinique très différent. Cette entité se manifeste par un syndrome de type grippal, avec fièvre, frissons, malaise, maux de tête et myalgies diffuses. Les symptômes respiratoires sont mineurs : toux discrète et douleurs pleurétiques sont habituelles. La maladie évolue favorablement de manière spontanée, sans séquelles. La période d'incubation est très courte, souvent de quelques heures seulement. Le taux d'attaque est élevé, pouvant atteindre 90%, et diffère en ceci largement des cas de maladie du Légionnaire, dont le taux d'attaque est plutôt faible et la période d'incubation prolongée. C'est pour cette raison qu'une origine toxique de la fièvre de Pontiac a également été évoquée.
Compte tenu de son incidence relativement faible, il n'existe pas d'essais cliniques contrôlés du traitement de la maladie du Légionnaire. Au cours de l'épidémie de Philadelphie, les pénicillines, chloramphénicol, céphalosporines et aminosides ayant été associés à un taux de mortalité plus élevé que dans les cas de traitement par érythromycine ou tétracyclines, ces deux agents ont été adoptés. Des données plus récentes, basées sur des essais chez l'animal de même qu'en laboratoire, semblent favoriser l'emploi d'azithromycine ou de certaines des nouvelles fluoroquinolones. Les options thérapeutiques figurent dans le tableau 2.
L'emploi de macrolides revêt le désavantage des interactions connues avec la ciclosporine au niveau des mécanismes enzymatiques intrahépatiques. Ainsi, les quinolones constituent actuellement le traitement de choix chez les patients transplantés. L'association d'érythromycine et de rifampicine a été proposée dans les cas les plus sévères avec l'argumentation que cette dernière est associée à des taux intracellulaires extrêmement élevés et a une activité connue contre les légionelles in vitro. La combinaison de ces deux antibiotiques est recommandée, compte tenu du développement de résistance extrêmement rapide envers la rifampicine, mais ce point, connu pour d'autres bactéries, n'a jamais été démontré.
Les bêtalactamines, les aminosides et les carbapénèmes ne doivent pas être utilisés pour le traitement de la maladie du Légionnaire, car elles ont été associées à des échecs thérapeutiques ou à un manque d'efficacité in vitro.
Bien que Legionella soit susceptible à certains antibiotiques habituellement utilisés pour le traitement des pneumonies communautaires, des rechutes peuvent résulter en cas de traitement trop court si l'étiologie de la maladie n'a pas été précisée. En effet, la maladie du Légionnaire doit être traitée pendant dix à quatorze jours par un traitement antibiotique adéquat ; trois semaines sont recommandées chez le patient immunosupprimé. En pratique clinique, le choix antibiotique est influencé par le délai d'établissement du diagnostic en cas de pneumonie et la nécessité d'exclure une co-infection.
La légionellose est une affection largement distribuée, dont la fréquence varie par région. Il est estimé qu'entre 2 et 15% des pneumonies acquises dans la communauté nécessitant une hospitalisation, sont dues à Legionella spp, ce qui constitue la troisième ou quatrième cause de pneumonies communautaires dans les séries publiées où cette étiologie a été systématiquement recherchée. L'incidence des cas rapportés en Europe est de 3,9 (0-24) pour un million d'habitants par année, avec un taux de mortalité rapporté de 10%. L'incidence est généralement en augmentation au cours des mois d'été et d'automne ; elle est probablement liée aux variations de température de l'environnement, ainsi qu'aux voyages, en période de vacances.
La sous-détection de la maladie est extrêmement commune, liée avant tout au manque de suspicion et à la performance insuffisante des tests diagnostiques. Par exemple, le nombre total de cas diagnostiqués en Hollande s'est accru de 45 annuellement au cours des dix ans précédant une épidémie de large importance, à environ 170 cas par an par la suite.10 En Suisse, l'introduction du test de détection de l'antigène urinaire a été suivie d'une augmentation d'environ quatre fois du nombre de cas rapportés entre 1996 et 1998 (fig. 3).4
En Suisse, tout cas de maladie à Legionella doit être déclaré par le laboratoire aux autorités sanitaires qui se chargent d'obtenir des informations complémentaires auprès du médecin traitant. Au moyen de ces renseignements, des liens peuvent être établis entre les cas permettant la détection de sources communes d'infections ou d'épidémies. L'investigation de cas uniques n'est cependant pas recommandée, excepté ceux liés à l'environnement de travail, aux installations aquatiques publiques, aux fontaines, aux systèmes de conditionnement d'air, aux tours de refroidissement, ou aux institutions de soins.4 L'identification des sources d'épidémies peut être extrêmement difficile, car les cas sont souvent espacés dans le temps, voire dans l'espace.11 Les infections liées aux voyages sont soumises au Groupe de travail européen pour les infections à Legionella (EWGLI ; European Working Group of Legionella Infections ; http//www.ewgli.org). La définition des cas utilisée en Suisse est dérivée de celle proposée par le groupe de travail en question et est résumée dans le tableau 3. A notre connaissance, la sensibilité de cette stratégie n'a jamais été investiguée.
La source des infections à légionelles étant essentiellement confinée aux circuits d'eau, le contrôle de la qualité des eaux semble être la stratégie de prévention la plus efficace. Celle-ci est recommandée pour les institutions qui accueillent des populations à haut risque d'infections, telles que les hôpitaux. L'argument en faveur de cette décision est l'évidence d'une association entre l'acquisition d'une maladie du Légionnaire liée aux circuits d'eau et la détection consécutive d'infections nosocomiales au sein d'un hôpital donné. Le défaut de cette approche est le manque de standardisation des méthodes diagnostiques et l'absence de définitions d'un seuil critique de colonisation des circuits d'eau pour entreprendre une action de prévention.
A l'extérieur de l'hôpital, la surveillance de routine des réseaux d'eau relative à la présence de légionelles n'est pas utile, vu que 22% environ des circuits d'eau d'habitations communes peuvent être colonisés par ces bactéries, sans lien évident avec le développement d'infections. Cependant, si l'on tient compte de l'évolution récente des systèmes et des services de santé, qui tendent à réduire au maximum le séjour hospitalier et à prendre en charge les patients à domicile, un segment de population encourt certainement un risque, lorsqu'elle est confrontée à des sources de contamination dans l'environnement communautaire. Nous avons récemment documenté le cas d'une maladie du Légionnaire chez un patient transplanté rénal, qui a contracté la maladie quinze jours après la transplantation au cours d'un week-end à son domicile.12 Le cas a pu être élucidé uniquement après une investigation approfondie entreprise au domicile du patient. D'autres exemples semblent confirmer un lien possible entre la détection de cas sporadiques et la contamination des circuits d'eau communautaires.
Le principe de prévention primaire réside à exclure l'exposition du poumon ou d'un autre tissu aux germes pathogènes. L'effort doit être dirigé à prévenir la multiplication des légionelles dans les réseaux d'eau et à limiter l'exposition à l'eau (tableau 4). La prévention primaire doit clairement être distincte de la tentative d'éradication des légionelles, en cas de contamination importante des réseaux d'eau et le principe de prévention secondaire doit empêcher la recolonisation. Les actions menées lors de contamination des réseaux d'eau dépendent du type d'exposition et de la population de patients concernés. En général, un degré de contamination de l'eau compris entre 1000 et 10 000 ufc (unités formant colonies) par litre est considéré comme alarmant dans la communauté. Ainsi, le degré de suspicion de maladies à légionelles sera plus élevé dans ces cas-là. Le taux de contamination doit être inférieur à 100 ufc par litre dans les secteurs à haut risque. Dans le cas décrit précédemment,12 la contamination de l'eau au domicile du patient dépassait 10 000 ufc/litre et imposait une éradication.
Les premiers éléments en matière de prévention primaire sont le concept et la réalisation de circuits de distribution d'eau selon les normes en vigueur, utilisant des matériaux et des régimes de température permettant de limiter au maximum la croissance de légionelles. Dès que des taux élevés de contamination de l'eau ou des cas de maladies cliniques ont été identifiés et la source d'eau contaminée reconnue, il est nécessaire d'éliminer cette source afin d'empêcher une récidive.
L'investigation et la révision des circuits de distribution de l'eau détermineront la présence de bras morts, de robinets ou de purges peu fréquemment utilisés, ou éventuellement des signes évidents de négligence de maintenance. Après que des mesures correctives au plan fonctionnel ou des insuffisances de conception ou de structure soient corrigées, une décontamination de l'eau est réalisée en général par un choc hyperchloré ou thermique, suivi d'un rinçage prolongé. Dans certaines situations, ces deux mesures de choc sont prises séquentiellement.
Parmi les procédures habituellement utilisées pour prévenir la récidive de contamination du réseau d'eau par des légionelles, on citera celles les plus souvent employées, et en particulier le choc thermique, la chlorination continue ou intermittente, l'irradiation par rayons ultraviolets, et l'ionisation des conduites ou des réseaux d'eau par l'argent ou le cuivre.13-16 La technique d'ionisation est préférable, lorsque l'on considère les désavantages des autres approches : corrosion par la chlorination, effet limité dans le temps du choc thermique et du rinçage, ou encore effet purement local uniquement en cas de rayonnement ultraviolet (tableau 5). Pour les unités à haut risque, telles que celles accueillant des patients transplantés d'organe ou de moelle, ainsi que certaines unités de réanimation, des filtres terminaux installés sur les robinets de tous les points d'eau du secteur concerné peuvent être utilisés. Cette mesure représente une précaution additionnelle, parfaitement fiable, donnant de très bons résultats, mais elle est relativement coûteuse et source d'un travail supplémentaire.
Ainsi, le risque d'infection à légionelles est ubiquitaire, expliquant les cas contractés dans la communauté comme ceux acquis en milieu hospitalier. L'anamnèse environnementale doit être conduite avec soin en cas de suspicion de pneumonie d'origine non identifiée... pensons-y, les sources d'infection peuvent ne pas être aussi exotiques que nous l'imaginons (fig. 2). Bon voyage...