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Diagnostic d’une maladie infectieuse

Par Kevin C. Hazen, PhD, Professor of Pathology and Director of Clinical Microbiology, Duke University Health System

Les maladies infectieuses sont dues à des microorganismes tels que des bactéries, des virus, des champignons, et des parasites ( Types de micro-organismes infectieux).

Le médecin suspecte une infection en se basant sur les symptômes, l’examen clinique, et les facteurs de risques. Tout d’abord, le médecin confirme que le patient est bien atteint d’une infection et non pas d’un autre type de maladie. Par exemple, une personne qui tousse et a des difficultés respiratoires peut avoir une pneumonie (une infection des poumons). Mais cette personne peut avoir de l’asthme ou souffrir d’une insuffisance cardiaque. Chez ce type de patient, une radiographie thoracique peut aider le médecin à différencier une pneumonie d’une autre pathologie possible.

Une fois l’infection confirmée, le médecin a besoin de savoir quel est le microorganisme en cause. De très nombreux microorganismes peuvent être responsables d’une infection. Par exemple, une pneumonie peut être d’origine bactérienne, virale, ou rarement due à un champignon. Le traitement est différent suivant le type de microorganisme impliqué.

Il existe un grand nombre de tests biologiques différents pour identifier les microorganismes. Ces tests sont faits sur des échantillons de sang, d’urines, de crachats ou d’autres liquides biologiques ou d’autres tissus. Sur cet échantillon, on peut faire

  • une coloration et un examen au microscope

  • une culture

  • une recherche d’anticorps dirigés contre le microorganisme

  • une recherche du matériel génétique (comme l’ADN ou l’ARN) du microorganisme

Il n’est pas possible d’identifier tous les microorganismes avec un test unique ; les tests qui donnent de bons résultats avec un microorganisme souvent ne peuvent pas être utilisés pour dépister un autre microorganisme. Le médecin doit donc choisir le test en fonction du microorganisme qu’il suspecte d’être à l’origine de la pathologie.

Quelquefois, plusieurs tests sont réalisés, en particulier dans certaines pathologies, en se basant sur les résultats des tests précédents. Chaque test réduit encre plus les possibilités. Si le bon test est choisi, le médecin est capable d’identifier le microorganisme en cause.

Certains échantillons qui sont testés comme les crachats, les selles, ou les prélèvements de gorge ou de nez faits à l’aide d’un écouvillon, contiennent normalement un grand nombre de types différents de bactéries qui ne sont pas pathogènes. Le médecin fait la distinction entre ces bactéries et celle qui pourrait être en cause dans la pathologie du patient. D’autres échantillons sont prélevés dans des parties de l’organisme qui normalement ne renferment aucun microorganisme (qui sont stériles) comme le sang ou le liquide céphalorachidien (liquide qui entoure le cerveau et la moelle épinière). Le fait de découvrir une bactérie dans ce genre d’échantillon est anormal.

Quand un microorganisme est identifié, le médecin peut faire un test pour déterminer quels sont les médicaments efficaces (tests de sensibilité ou antibiogramme) ; il peut alors prescrire plus rapidement un traitement efficace.

Coloration et examen au microscope

L’identification du microorganisme peut parfois se faire simplement par un examen au microscope.

La plupart des échantillons biologiques sont traités par des colorants. Ce sont des colorants spéciaux qui permettent de différencier les microorganismes parmi les autres constituants de l’échantillon. Certains microorganismes ont une taille ou une forme et une coloration particulières qui permettent de les reconnaître.

Cependant, un grand nombre de microorganismes se ressemblent et ne peuvent pas être différenciés au microscope. Ils doivent être présents en assez grande quantité et être assez gros pour être vus au microscope. Par exemple, les virus ne peuvent pas être identifiés au microscope car ils sont trop petits.

Pour les bactéries, on utilise le colorant de Gram (un colorant violet). On distingue des bactéries Gram positives (elles sont colorées en bleu car elles retiennent le colorant de Gram) et des bactéries Gram négatives (elles sont colorées en rouge car elles ne retiennent pas le colorant). Le médecin peut choisir le traitement en fonction du type de bactéries, à Gram positif ou Gram négatif. En plus de cette coloration de Gram, on peut utiliser d’autres colorants selon le microorganisme suspecté.

Culture et test de sensibilité (antibiogramme)

Cultures

Généralement, dans un échantillon, la quantité de microorganismes présents est trop faible pour qu’on les voie au microscope ou qu’on les identifie par d’autres tests. Par conséquent, on essaie de faire pousser (culture) le microorganisme au laboratoire jusqu’à ce qu’il y en ait assez pour l’identifier. Un échantillon est prélevé dans une zone de l’organisme supposée contenir le microorganisme. Les échantillons peuvent comprendre

  • Sang

  • Crachats

  • Urine

  • Selles

  • Tissu

  • Liquide céphalorachidien

  • Mucus du nez, de la gorge ou des organes génitaux

L’échantillon est déposé sur une boîte ou dans un tube à essai contentant des nutriments spécifiques pour stimuler la croissance des microorganismes. Différents nutriments sont utilisés suivant le microorganisme suspecté. Souvent, on ajoute des substances dans la boîte ou le tube pour stopper la croissance des autres microorganismes qui ne sont pas en cause dans cette infection.

De nombreux microorganismes, comme les bactéries qui sont responsables d’infections urinaires ou d’angines, peuvent facilement croître en culture. Certaines bactéries comme celles responsables de la syphilis ne peuvent pas être cultivées du tout. D’autres bactéries, comme celle responsable de la tuberculose, peuvent être mises en culture mais leur croissance demande des semaines. Certains virus peuvent être mis en culture, d’autres non.

Test de sensibilité

Bien que les médecins sachent en général quels sont les médicaments antimicrobiens efficaces contre les différents microorganismes, ceux-ci développent continuellement des résistances aux médicaments auxquels ils étaient sensibles précédemment. De ce fait, le test de sensibilité sert à déterminer quelle est l’efficacité de différents antibiotiques vis-à-vis du microorganisme responsable de l’infection chez le patient. Ce test aide le médecin à déterminer quel est le médicament à prescrire pour traiter l’infection d’une personne particulière ( Antibiotiques : Choix d’un antibiotique).

Les cultures sont souvent utilisées pour réaliser ce test. Une fois que le microorganisme s’est développé en culture, on ajoute différents médicaments antimicrobiens pour voir celui qui tue le microorganisme. On recherche également le taux de sensibilité du microorganisme à un médicament – c’est-à-dire, que l’on détermine si une faible dose ou une forte dose de médicament est nécessaire pour tuer le microorganisme. S’il est nécessaire d’utiliser une forte dose pour tuer le microorganisme, en général, le médecin n’utilisera pas ce médicament.

Parfois des tests génétiques ( Diagnostic d’une maladie infectieuse: Tests de détection du matériel génétique des microorganismes) peuvent être utilisés pour détecter les gènes du microorganisme responsables de la résistance à certains médicaments antimicrobiens. Par exemple, le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SDRM) peut être identifié en recherchant le gène mecA.

Comme ce test de sensibilité est réalisé en laboratoire (plutôt que dans l’organisme du patient), il n’est pas complètement fiable. Des facteurs liés à la personne traitée par le médicament peuvent influencer la façon dont il agit. Ces facteurs incluent le fonctionnement de son système immunitaire, l’âge de la personne, les autres pathologies dont est atteint le patient et, la façon dont l’organisme du patient absorbe et élimine le médicament.

Détection des anticorps dirigés contre les microorganismes

Certains micro-organismes comme la bactérie responsable de la syphilis ne peuvent pas être cultivés du tout. Pour faire le diagnostic de ces infections, on peut rechercher des anticorps dirigés contre les microorganismes. Ces tests sont généralement réalisés sur un échantillon de sang prélevé chez la personne infectée. Ils peuvent également être réalisés sur le liquide céphalorachidien ou d’autres liquides biologiques.

Les anticorps sont des substances produites par le système immunitaire qui aide l’organisme à se défendre contre une infection ( Immunité acquise : Anticorps). Ils sont produits par certains types de globules blancs lorsqu’ils rencontrent une substance ou une cellule étrangère. La production d’anticorps prend généralement plusieurs jours. Un anticorps reconnaît et cible la substance étrangère spécifique qui a déclenché sa production, si bien que chaque anticorps est unique, et est fabriqué pour un type particulier (espèce) de microorganisme.

Si une personne a des anticorps contre un micro-organisme particulier, cela signifie qu’elle a été exposée à ce micro-organisme et qu’elle a produit une réponse immunitaire (les anticorps font partie du système immunitaire, Immunité acquise : Anticorps). Cependant, beaucoup d’anticorps restent dans la circulation sanguine longtemps après la guérison d’une infection, ce qui signifie que la découverte d’anticorps spécifiques d’un microorganisme n’est pas nécessairement le signe que le patient est encore infecté. Les anticorps peuvent avoir été fabriqués au cours d’une infection précédente.

Le médecin peut rechercher la présence de différents anticorps, en fonction des infections qu’il suspecte. Parfois, il recherche juste la présence ou l’absence d’un anticorps. Mais généralement, il essaie de détecter la quantité d’anticorps présents. La concentration en anticorps est déterminée en diluant l’échantillon testé à chaque fois de moitié jusqu’à disparition de la positivité du test. Plus on dilue l’échantillon pour arriver à un résultat négatif, plus la concentration en anticorps est importante.

Comme il faut plusieurs jours à plusieurs semaines au système immunitaire pour produire une quantité d’anticorps suffisante pour être détectée, le diagnostic d’une infection peut être retardé. Les tests de détection d’anticorps effectués juste après l’apparition d’une maladie sont souvent négatifs. Par conséquent, il faut faire un prélèvement immédiatement après l’apparition de la maladie et un autre quelques semaines plus tard, pour voir s’il y a une augmentation du taux des anticorps. Si le taux est faible lors du premier test juste après le début de la maladie, la découverte d’une augmentation de ce taux plusieurs semaines après suggère qu’on est en présence d’une infection active (plutôt que d’une infection antérieure).

Tests de détection du matériel génétique des microorganismes

Dans le cas où un microorganisme est difficile à cultiver ou à identifier par d’autres méthodes, on peut réaliser des tests pour identifier des fragments du matériel génétique de ces microorganismes. Le matériel génétique est composé d’acides nucléiques : l’acide désoxyribonucléique (ADN) ou l’acide ribonucléique (ARN). Donc, ces tests sont appelés tests de détection des acides nucléiques. Le test de réaction en chaîne par polymérase (PCR) est un exemple de ce type de test.

Chaque test génétique est spécifique d’un seul microorganisme. C’est-à-dire que le test génétique de dépistage du virus de l’hépatite C détecte uniquement ce virus et pas un autre. Donc ces tests ne sont réalisés que si le médecin suspecte déjà une pathologie particulière.

La plupart de ces tests sont conçus pour identifier la présence d’un organisme (c’est ce que l’on appelle un test qualitatif). Cependant, un petit nombre de ces tests permet également de mesurer la quantité de matériel génétique présent (test quantitatif) pour certains microorganismes, comme le virus VIH et le virus de l’hépatite C, et donc d’apprécier la gravité de l’infection. Des tests quantitatifs peuvent aussi être utilisés pour suivre l’efficacité d’un traitement.

Les tests de détection des acides nucléiques peuvent parfois être utilisés pour vérifier les gènes des microorganismes ou dépister les mutations de ces gènes responsables de l’apparition d’une résistance aux médicaments. Cependant, ces tests ne sont pas totalement fiables car toutes les résistances ne sont pas connues. De ce fait, les tests ne peuvent pas vérifier la présence de tous les gènes impliqués dans la résistance. De plus, ces tests sont onéreux, peu répandus, et ne sont disponibles que pour un petit nombre de microorganismes.