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Charbon (anthrax)

Par

Larry M. Bush

, MD, FACP, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantic University;


Maria T. Vazquez-Pertejo

, MD, FACP,

  • Director of Pathology and Laboratory Services
  • Wellington Regional Medical Center

Dernière révision totale juil. 2019| Dernière modification du contenu juil. 2019
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Le charbon (anthrax) est dû à Bacillus anthracis, qui est un microrganisme 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, l'infection est habituellement contractée via 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 repose sur la ciprofloxacine ou la doxycycline. Un vaccin est disponible.

(Voir aussi Centers for Disease Control and Prevention Emergency Preparedness regarding 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 de bioterrorisme) et; dans les attaques de bioterrorisme au charbon (anthrax) de 2001, les spores ont été propagées dans des enveloppes 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 et reste caché 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 ou, rarement, par de l'héroïne contaminée chez les utilisateurs de drogues injectables. 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 microrganisme, 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 caecum. 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) digestif 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

  • Toxines (facteurs)

  • Capacité de réplication rapide

Les toxines prédominantes sont la toxine œdémateuse et la toxine mortelle. Une protéine qui se lie aux cellules, appelée antigène 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 qui présentent un charbon développent la maladie 1 à 6 jours 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 jours 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 d'une sensation de malaise, de myalgies, de céphalées, de fièvre, de nausées et de 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

  • Test d'immunofluorescence directe (DFA) et Polymerase Chain Reaction (PCR)

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 liquide céphalorachidien, 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 (p. ex., test d'immunofluorescence directe, DFA) 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 si les patients présentent des signes méningés ou une modification du statut psychique.

Un test ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) peut détecter les Ac dans le sérum, 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%

Grâce à un diagnostic, un traitement et à des soins intensifs précoces, 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 États-Unis en 2001 lors des attaques à l'anthrax et 90% des cas avant ces attaques).

Traitement

  • Antibiotiques

  • Autres médicaments

Si le traitement du charbon (anthrax) est retardé (habituellement par défaut de diagnostic), le risque de mort est plus élevé.

Antibiotiques

Le charbon cutané sans œdème ou symptôme systémique significatifs est traité par l'un des antibiotiques suivants:

  • Ciprofloxacine 500 mg de (10 à 15 mg/kg chez les enfants) par voie orale toutes les 12 h

  • Lévofloxacine 500 mg par voie orale toutes les 24 heures

  • Doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez les enfants) par voie orale toutes les 12 h

L'amoxicilline 500 mg toutes les 8 h peut encore être utilisée si on considère que l'infection a été contractée naturellement.

Le charbon cutané sans œdème important, sans symptômes systémiques ou risque d'exposition par inhalation est traité par des antibiotiques pendant 7 à 10 jours. Le traitement est prolongé jusqu'au 60e jour 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) 3 fois/jour après 14 à 21 jours s'il a été démontré que le microrganisme était sensible à la pénicilline. La mortalité est rare sous traitement, mais la lésion cutanée peut évoluer en escarre.

L'inhalation et d'autres formes d'anthrax, dont l'anthrax cutané avec un œdème important ou des symptômes systémiques, nécessitent un traitement par 2 ou 3 antibiotiques. Le traitement antibiotique doit comprendre ≥ 1 antibiotique à activité bactéricide et ≥ 1 doit être un inhibiteur de la synthèse des protéines, qui peut bloquer la production de la toxine (p. ex., ciprofloxacine et clindamycine).

Les antibiotiques à activité bactéricide comprennent

  • Ciprofloxacine 400 mg (10 à 15 mg/kg chez les enfants) IV toutes les 12 h

  • Lévofloxacine 750 mg IV toutes les 24 h

  • Moxifloxacine 400 mg IV toutes les 24 h

  • Méropénem 2 g IV toutes les 8 h

  • Imipénème 1 g IV toutes les 6 heures

  • Vancomycine IV pour maintenir la concentration minimale du sérum de 15 à 20 mcg/mL

  • Pénicilline G 4 millions d'unités IV toutes les 4 h (pour les souches sensibles à la pénicilline)

  • Ampicilline 3 g IV toutes les 4 h (pour les angiomes sensibles à la pénicilline)

Les antibiotiques qui inhibent la synthèse des protéines comprennent

  • Linézolide 600 mg IV toutes les 12 h

  • Clindamycine 900 mg IV toutes les 8 h

  • Doxycycline 200 mg IV au départ, puis 100 mg toutes les 12 h

  • Chloramphénicol 1 g IV toutes les 6 à 8 h

Le linézolide doit être utilisé avec précaution chez les patients présentant une myélosuppression; il ne peut pas être utilisé sur de longues périodes en raison de ses effets secondaires neurologiques.

Le chloramphénicol a une bonne pénétration dans le système nerveux central et a été utilisé pour traiter avec succès le charbon (anthrax) (1).

Bien qu'elle ne soit pas un inhibiteur de la synthèse des protéines, la rifampicine peut être utilisée à ce titre car elle a un effet synergique avec l'antibiotique primaire.

En cas de suspicion de méningite, le méropénème doit être utilisé associé à d'autres antibiotiques car il pénètre bien dans le système nerveux central. Si le méropénème n'est pas disponible, l'imipénème/cilastatine est une alternative équivalente. Le traitement initial d'association IV doit être administré pendant ≥ 2 semaines ou jusqu'à ce que les patients soient cliniquement stables, selon la procédure plus longue des deux. Si les patients ont été exposés à des spores en aérosol, le traitement doit être poursuivi pendant 60 jours pour prévenir la rechute due à des spores non germées qui pourraient avoir survécu dans les poumons après l'exposition initiale.

Une fois que la thérapie d'association IV est terminée, le traitement doit être commuté à un antibiotique par voie orale unique.

Autres médicaments

Les corticostéroïdes peuvent être utiles pour traiter une méningite ou un œdème sévère du médiastin, mais leur efficacité n'a pas été suffisamment évaluée.

Le raxibacumab et l'obiltoxaximab sont des anticorps monoclonaux qui se lient à la protéine antigénique protectrice et peuvent être utilisés en association avec des antibiotiques pour traiter l'anthrax par inhalation. Ces deux anticorps monoclonaux ont prouvé leur efficacité dans des modèles animaux de charbon par inhalation, en particulier lorsqu'il est administré précocement.

Les immunoglobulines humaines de l'anthrax en IV peuvent également être utilisées en association avec des antibiotiques pour traiter le charbon (anthrax) par inhalation.

Résistance médicamenteuse

La résistance aux antibiotiques constitue une préoccupation théorique. Bien que normalement sensible à la pénicilline, B. anthracis produit des bêta-lactamases inductibles, si bien qu'une monothérapie par pénicilline ou une céphalosporine n'est pas généralement 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.

Références pour le traitement

  • 1. Hendricks KA, Wright ME, Shadomy SV, et al: Centers for Disease Control and Prevention Expert Panel meetings on prevention and treatment of anthrax in adults. Emerg Infect Dis 20(2), 2014. doi: 10.3201/eid2002.130687.

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). Une vaccination renouvelée est nécessaire pour assurer la protection. On peut observer parfois des réactions locales au vaccin. Un vaccin vétérinaire est également disponible.

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

  • Anticorps monoclonaux

Les sujets asymptomatiques (y compris les femmes enceintes et les enfants) exposés au charbon (anthrax) par inhalation doivent recevoir une prophylaxie par un des antibiotiques oraux, pendant 60 jours:

  • Ciprofloxacine 500 mg (10 à 15 mg/kg chez les enfants) toutes les 12 h

  • Doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez les enfants) toutes les 12 h

  • Lévofloxacine 750 mg toutes les 24 h

  • Moxifloxacine 400 mg toutes les 24 h

Si le microrganisme est sensible à la pénicilline, l'amoxicilline 500 mg (25 à 30 mg/kg chez les enfants) 3 fois/jour est une option lorsque la ciprofloxacine et la doxycycline sont contre-indiquées.

Des spores viables ont été détectées dans les poumons pendant ≥ 60 jours après l'exposition aux aérosols. Les sujets exposés aux spores de B. anthracis en aérosol étant présumés avoir inhalé de l'anthrax en raison de la persistance de spores non germées dans leurs poumons après l'exposition initiale, le traitement antibiotique est poursuivi pendant 60 jours pour éliminer les microrganismes en germination.

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). Les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) recommandent une série de vaccins à 3 doses administrés par voie en sous-cutané à 0, 2 et 4 semaines avec un traitement antimicrobien pendant au moins 60 jours. En cas d'urgence (p. ex., une attaque de bioterrorisme), les seuls sujets qui ne doivent pas recevoir le vaccin après une exposition sont ceux qui ont eu une réaction allergique grave à une dose antérieure de vaccin contre l'anthrax (1).

Le raxibacumab et l'obiltoxaximab sont indiqués enprophylaxie du charbon (anthrax) par inhalation lorsque des thérapies alternatives ne sont pas disponibles ou ne sont pas appropriées.

Référence pour la prévention

  • 1. CDC: Anthrax: Prevention. Consulté 4/03/19.

Points clés

  • La fièvre charbonneuse est généralement contractée par contact avec des animaux infectés, et a été utilisée 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, méningée, et par inhalation (la plus mortelle).

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

  • Traiter par la ciprofloxacine ou la doxycycline plus, en cas d'inhalation du charbon (anthrax), un anticorps monoclonal contre l'antigène protecteur ou des immunoglobulines anti-anthrax.

  • Administrer une prophylaxie post-exposition par la ciprofloxacine, la lévofloxacine ou la doxycycline, le vaccin contre l'anthrax (charbon) et parfois des anticorps monoclonaux chez les sujets exposés à l'anthrax par inhalation.

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Obiltoxaximab
RAXIBACUMAB
PERIOSTAT, VIBRAMYCIN
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