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Charbon (anthrax)

Par Larry M. Bush, MD, University of Miami-Miller School of Medicine ; Maria T. Perez, MD, Wellington Regional Medical Center, West Palm Beach

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Le charbon (anthrax) est dû à Bacillus anthracis, un micro-organisme anaérobie facultatif encapsulé producteur de toxines. Le charbon (anthrax), une maladie souvent mortelle chez les animaux, est transmis à l'homme par contact avec des animaux infectés ou leurs produits. Chez l'homme, la contamination est habituellement effectuée à travers la peau. Les infections pulmonaires sont moins fréquentes; les infections méningées et gastro-intestinales sont rares. Dans les infections par inhalation et les infections gastro-intestinales, des symptômes locaux non spécifiques sont habituellement suivis en quelques jours d'atteintes généralisées sévères, d'un état de choc et souvent de la mort. Le traitement empirique est repose sur la ciprofloxacine ou la doxycycline. Un vaccin est disponible.

(V. aussi Centers for Disease Control and Prevention Emergency Preparedness and Response information regarding anthrax and the American College of Physicians'Quick Facts About Anthrax.)

Étiologie

Le charbon (anthrax) est une maladie importante chez l'animal domestique et est observée chez la chèvre, les bovins, le mouton et le cheval. Le charbon (anthrax) existe également chez les animaux sauvages tels que l'hippopotame, l'éléphant et le buffle. Il est rare chez l'homme et est observé surtout dans des pays qui n'interdisent pas l'exposition industrielle ou agricole aux animaux ou à leurs produits infectés (p. ex., peaux, carcasses, poils). L'incidence de l'infection naturelle a baissé, en particulier dans les pays développés.

Cependant, l'utilisation potentielle du charbon (anthrax) comme arme biologique est source de crainte vis-à-vis de ce pathogène. Les spores ont été préparées sous forme de poudre très fine (pour être utilisées comme agents de guerre) et ( Agents biologiques comme armes); dans les attaques de bioterrorisme au charbon (anthrax) de 2001, les spores ont été propagées par l'United States Postal Service.

Physiopathologie

Bacillus anthracis forme facilement des spores quand il se déshydrate, un facteur environnemental défavorable à sa croissance. Les spores résistent à la destruction et peuvent rester viables dans le sol, la laine et les poils d'animaux pendant des décennies. Les spores germent et commencent à se multiplier rapidement lorsqu'elles pénètrent dans un environnement riche en acides aminés et en glucose (p. ex., dans les tissus et le sang).

L'infection humaine peut être contractée par

  • Contact cutané (le plus fréquent)

  • Ingestion

  • Inhalation

L'infection cutanée est habituellement contractée par contact avec des animaux infectés ou des produits animaux contaminés par des spores. Les plaies ouvertes ou les abrasions augmentent la sensibilité à l'infection qui peut néanmoins survenir lorsque la peau est intacte. L'infection cutanée peut être transmise par contact direct ou par des vecteurs passifs.

Une infection gastro-intestinale (y compris oropharyngée), peut survenir après ingestion de viande mal cuisinée ou de lait contenant des formes végétatives du micro-organisme, habituellement lorsqu'une lésion de la muqueuse pharyngée ou intestinale favorise l'envahissement. Les spores du charbon (anthrax) ingérées peuvent entraîner des lésions de la cavité orale au cæcum. La toxine libérée provoque des ulcères hémorragiques et nécrotiques et une lymphadénite mésentérique qui peut induire une hémorragie, une occlusion ou une perforation intestinale.

L'infection pulmonaire (le charbon [anthrax] par inhalation), provoqué par l'inhalation de spores, est presque toujours due à une exposition professionnelle à des produits d'origine animale contaminés (p. ex., peaux animales) et est souvent mortelle.

Le charbon (anthrax) par inhalation et par voie digestive n'est pas transmis de manière interhumaine.

Après avoir pénétré dans le corps, les spores germent dans les macrophages, qui migrent dans les ganglions lymphatiques régionaux où les bactéries se multiplient. En cas de charbon (anthrax) d'inhalation, les spores se déposent dans des espaces alvéolaires, où elles sont ingérées par les macrophages, qui migrent dans les ganglions lymphatiques médiastinaux, entraînant habituellement une médiastinite hémorragique. Une bactériémie peut survenir dans toutes les formes de charbon (anthrax) et est observée dans presque tous les cas mortels; une atteinte méningée est fréquente.

Facteurs de virulence

La virulence de B. anthracis est due à sa capsule antiphagocytaire, à ses toxines (facteurs), et à sa capacité de réplication rapide.

Les toxines prédominantes sont la toxine œdémateuse et la toxine mortelle. L'Ag protecteur se lie aux cellules cibles et favorise l'entrée cellulaire des toxines œdémateuse et mortelle. La toxine œdémateuse est à l'origine d'importants œdèmes locaux. La toxine mortelle déclenche une libération massive de cytokines par les macrophages, responsable de la mort subite fréquente dans les infections charbonneuses (anthrax).

Symptomatologie

La plupart des patients développent la maladie 1 à 6 j après l'exposition, mais pour le charbon (anthrax) par inhalation, la période d'incubation peut être > 6 semaines.

La forme cutanée de la maladie du charbon (anthrax) débute par une papule rouge foncé, indolore, prurigineuse, apparaissant entre 1 et 10 j après exposition aux spores infectieuses. La papule augmente de volume et est entourée d'une zone d'érythème dure et d'un œdème important. On observe une vésiculation et une induration. Une ulcération centrale apparaît ensuite, avec exsudat sérohématique et formation d'une escarre noire (la pustule maligne). Une adénopathie locale est fréquente et s'accompagne parfois de malaises, myalgies, céphalées, fièvre, nausées et vomissements. Plusieurs semaines peuvent être nécessaires pour que la blessure guérisse et que l'œdème disparaisse.

Le charbon (anthrax) gastro-intestinal se présente sous des formes de gravités variables, d'asymptomatiques à fatales. Une fièvre, des nausées, des vomissements, des douleurs abdominales et une diarrhée hémorragique sont fréquentes. Une ascite peut être présente. Une nécrose intestinale et une septicémie avec choc toxique létal peuvent s'ensuivre.

Le charbon (anthrax) oropharyngé se manifeste sous la forme de lésions œdémateuses dont le centre est ulcéré et nécrotique situées sur l'amygdale, la paroi postérieure du pharynx ou le palais dur. L'œdème des tissus mous au niveau du cou est important et les ganglions lymphatiques cervicaux sont augmentés de volume. Chez l'enfant, les symptômes sont des maux de gorge, une fièvre et une dysphagie. Une obstruction des voies respiratoires peut survenir.

Le charbon (anthrax) par inhalation commence insidieusement comme un syndrome pseudo-grippal. En quelques jours, la fièvre s'aggrave et une douleur thoracique et une grave détresse respiratoire se développent, suivies d'une cyanose, d'un choc et d'un coma. Une importante lymphadénite nécrosante hémorragique se développe et s'étend aux structures médiastinales adjacentes. On observe un transsudat sérohématique accompagné d'un œdème du poumon et d'épanchement pleural. On n'observe aucune bronchopneumonie caractéristique. Une méningo-encéphalite hémorragique ou un charbon (anthrax) gastro-intestinal peuvent se développer.

Diagnostic

  • Coloration de Gram et culture

L'anamnèse portant sur les activités professionnelles et la notion d'exposition sont importantes. Des cultures et des colorations de Gram des prélèvements provenant de sites cliniquement identifiés, y compris de lésions cutanées ou muqueuses, du liquide pleural, du LCR, de liquide d'ascite ou de selles doivent être effectués. Un examen et une coloration de Gram de l'expectoration sont peu susceptibles d'identifier une inhalation par charbon (anthrax), en raison de l'absence fréquente de la maladie au niveau des voies respiratoires. Un test par PCR et des méthodes immunohistochimiques peuvent être utiles. Un prélèvement nasal par écouvillon pour déceler des spores chez le patient potentiellement exposé au charbon (anthrax) par inhalation n'est pas recommandé, car la valeur prédictive est inconnue.

Pièges à éviter

  • Un examen et une coloration de Gram de l'expectoration sont peu susceptibles d'identifier une inhalation par charbon (anthrax), en raison de l'absence fréquente de la maladie au niveau des voies respiratoires.

Une rx thorax (ou une TDM) doit être effectuée si des symptômes pulmonaires sont présents. Elle montre habituellement un élargissement du médiastin (du fait d'une augmentation de volume des ganglions lymphatiques hémorragiques) et un épanchement pleural. Les infiltrats pulmonaires sont peu fréquents. Il faut effectuer une ponction lombaire Examens complémentaires en neurologie : Ponction lombaire si les patients présentent des signes méningés ou une modification du statut psychique. Un test ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) de diagnostic est disponible, mais la confirmation nécessite une multiplication par 4 des titres des Ac entre les prélèvements de phase aiguë et de convalescence.

Pronostic

La mortalité dans le charbon (anthrax) non traité varie suivant l'infection et son type:

  • Charbon (anthrax) par inhalation et méningé: 100%

  • Charbon (anthrax) cutané: 10 à 20%

  • Charbon (anthrax) gastro-intestinal: environ 50%

  • Charbon (anthrax) oropharyngien: 12 à 50%

Traitement

  • Ciprofloxacine ou doxycycline

Le charbon (anthrax) cutané sans œdème ou symptômes systémiques importants est traité par la ciprofloxacine 500 mg (10 à 15 mg/kg chez l'enfant) po q 12 h ou doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez l'enfant) po q 12 h pendant 7 à 10 j. Le traitement est prolongé jusqu’au 60e j en cas de suspicion d’exposition concomitante par inhalation. Si des enfants et des femmes enceintes ou qui allaitent, qui habituellement ne doivent prendre ni de la ciprofloxacine ni de la doxycycline, doivent cependant recevoir l’un de ces médicaments; et si un traitement prolongé est nécessaire, ils peuvent être traités par l’amoxicilline 500 mg (15 à 30 mg/kg chez l’enfant) tid après 14 à 21 j s’il a été démontré que le micro-organisme était sensible à la pénicilline. La mortalité est rare sous traitement, mais la lésion cutanée peut évoluer en escarre.

Le charbon (anthrax) par inhalation et d'autres formes, dont le charbon cutané avec un œdème important ou des symptômes systémiques, doivent être traités par 2 ou 3 médicaments: ciprofloxacine 400 mg (10 à 15 mg/kg chez l’enfant) IV q 12 h ou doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez l’enfant) IV q 12 h, plus pénicilline, ampicilline, imipénème/cilastatine, méropénème, rifampicine, vancomycine, clindamycine ou clarithromycine. Les corticostéroïdes peuvent être utiles pour traiter une méningite ou un œdème sévère du médiastin, mais leur efficacité n'a pas été suffisamment évaluée. Les inhibiteurs calciques et les inhibiteurs de l'ECA peuvent être envisagés. Le raxibacumab est un anticorps monoclonal à présent disponible pour traiter les effets des toxines déjà présentes et peut être associé à un traitement antibactérien. Le raxibacumab s'est révélé efficace dans des modèles animaux de charbon par inhalation, en particulier lorsqu'il est administré précocement. Grâce à un diagnostic précoce et à des soins intensifs, dont une ventilation mécanique, une réanimation hydroélectrolytique et des vasopresseurs, la mortalité peut être réduite à un niveau inférieur à ce qu'il était pour les cas déjà documentés (45% aux USA en 2001 lors des attaques à l'anthrax et 90% des cas avant ces attaques). Si le traitement est retardé (habituellement par défaut de diagnostic), le risque de mort est très élevé.

La résistance aux antibiotiques constitue une préoccupation théorique. Bien que normalement sensible à la pénicilline, B. anthracis produit des β-lactamases inductibles, si bien qu'une monothérapie par pénicilline ou une céphalosporine n'est pas recommandée. Des chercheurs en armes biologiques pourraient avoir créé des souches de charbon (anthrax) qui sont résistantes à plusieurs antibiotiques, mais on ne les a pas encore observées en situation clinique.

Prévention

Un vaccin contre le charbon (anthrax), composé d'un filtrat de culture acellulaire, est disponible pour les sujets à haut risque (p. ex., militaires, vétérinaires, techniciens de laboratoire, ouvriers du textile travaillant sur le poil de chèvre importé). Un vaccin vétérinaire est également disponible. Une vaccination renouvelée est nécessaire pour assurer la protection. On peut observer parfois des réactions locales au vaccin.

Des données limitées suggèrent que le charbon (anthrax) cutané ne permet pas d'acquérir une immunité, en particulier si une antibiothérapie efficace précoce est instituée. L'inhalation de charbon (anthrax) pourrait procurer une certaine immunité en cas de survie, mais les données sont très limitées.

Prophylaxie post-exposition

les mesures post-exposition comprennent

  • Antibiotiques

  • Vaccination

Les sujets asymptomatiques (y compris les femmes enceintes et les enfants) exposés au charbon (anthrax) par inhalation doivent recevoir une prophylaxie po de ciprofloxacine 500 mg (10 à 15 mg/kg chez l'enfant) q 12 h ou doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez l'enfant) q 12 h pendant 60 j. Si le micro-organisme est sensible à la pénicilline, l'amoxicilline 500 mg (25 à 30 mg/kg pour les enfants) tid est une option lorsque la ciprofloxacine et la doxycycline sont contre-indiquées.

Le Centers for Disease Control and Prevention (CDC) recommande que le vaccin contre le charbon soit administré en association avec une antibiothérapie préventive aux patients exposés aux spores du charbon (anthrax). Le traitement antibiotique post-exposition est prolongé jusqu'à 100 j chez les patients vaccinés.

Points clés

  • La fièvre charbonneuse est généralement contractée par contact avec des animaux infectés, mais a été utilisé comme arme biologique.

  • Les toxines puissantes, dont la toxine de l'œdème et la toxine létale, sont responsables des manifestations les plus graves.

  • Les principales formes cliniques de fièvre charbonneuse sont la forme cutanée (la plus courante), oropharyngienne, GI, et par inhalation (la plus mortelle).

  • Le charbon (anthrax) par inhalation et par voie digestive n'est pas transmis de manière interhumaine.

  • Traiter par la ciprofloxacine ou la doxycycline plus un médicament supplémentaire en cas d'anthrax par inhalation.

  • Administrer une prophylaxie post-exposition par la ciprofloxacine, la lévofloxacine, ou la doxycycline et un vaccin contre l'anthrax aux sujets exposés à une inhalation de charbon.

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