Les maladies infectieuses sont dues à des micro-organismes, tels que des bactéries, des virus, des champignons et des parasites.
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 (infection des poumons). Cependant, la personne peut plutôt souffrir d’asthme ou d’une insuffisance cardiaque, qui ne sont pas causés par une infection. 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 micro-organisme en cause. De très nombreux micro-organismes 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 micro-organisme impliqué.
Il existe un grand nombre de tests biologiques différents pour identifier les micro-organismes. Ces tests sont faits sur des échantillons de sang, d’urines, d’expectorations ou d’autres liquides biologiques ou d’autres tissus. Sur cet échantillon, on peut réaliser les tests suivants :
Coloration et examen au microscope
Mise en culture (les échantillons sont placés dans des conditions favorables à la croissance des micro-organismes)
Dépistage des anticorps (molécules produites par le système immunitaire de la personne en réponse au micro-organisme)
Détection des antigènes du micro-organisme (molécules provenant du micro-organisme susceptibles de déclencher une réponse immunitaire de l’organisme)
Recherche du matériel génétique (comme l’ADN ou l’ARN) du micro-organisme
Il n’est pas possible d’identifier tous les micro-organismes avec un test unique ; les tests qui donnent de bons résultats avec un micro-organisme souvent ne peuvent pas être utilisés pour dépister un autre micro-organisme. Le médecin doit donc choisir le test en fonction du micro-organisme 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 encore plus les possibilités. Si le bon test est choisi, le médecin est capable d’identifier le micro-organisme en cause.
Quand un micro-organisme 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.
Échantillons à analyser
Un échantillon est prélevé dans une zone de l’organisme censée contenir le micro-organisme suspecté d’être à l’origine de l’infection. Les échantillons peuvent comprendre
Sang
Expectorations
Urine
Selles
Tissu
Liquide céphalorachidien
Mucus du nez, de la gorge ou des régions génitales
Certains échantillons qui sont testés, comme les expectorations, les selles et le mucus de la gorge ou du nez, contiennent normalement un grand nombre de types différents de bactéries qui ne sont pas pathogènes. Le médecin doit faire la distinction entre ces bactéries et celle qui pourrait être en cause dans la pathologie du patient.
D’autres échantillons sont prélevés dans des régions du corps qui ne renferment normalement aucun micro-organisme (qui sont stériles) comme l’urine, le sang ou le liquide céphalorachidien (liquide qui entoure le cerveau et la moelle épinière). Il est anormal de trouver des bactéries dans ce genre d’échantillons si la zone sur laquelle le prélèvement a été réalisé a été nettoyée en premier lieu avec un antiseptique pour éviter toute contamination.
Coloration et examen au microscope
L’identification du micro-organisme 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 micro-organismes parmi les autres constituants de l’échantillon. Certains micro-organismes ont une taille ou une forme et une coloration particulières qui permettent de les reconnaître.
Cependant, un grand nombre de micro-organismes 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 (colorant violet). Les bactéries sont classées comme suit :
Gram positives (elles sont colorées en bleu, car elles retiennent le colorant de Gram de couleur violette)
Gram négatives (elles sont colorées en rouge, car elles ne retiennent pas le colorant).
Le médecin peut parfois choisir les antibiotiques à utiliser en fonction du type de bactéries, à Gram positif ou Gram négatif. Les bactéries à Gram positif et à Gram négatif ont tendance à être sensibles à différents groupes d’antibiotiques.
En plus de cette coloration de Gram, on peut utiliser d’autres colorants selon le micro-organisme suspecté.
Culture des micro-organismes
De nombreux échantillons contiennent trop peu de micro-organismes pour qu’on les voie au microscope ou qu’on les identifie avec d’autres tests. Par conséquent, on essaie de faire pousser le micro-organisme au laboratoire (mise en culture) jusqu’à ce qu’il y en ait assez pour l’identifier.
L’échantillon est déposé sur une boîte (plaque) stérile ou dans un tube à essai contentant des nutriments spécifiques pour stimuler la croissance des micro-organismes. Différents nutriments sont utilisés suivant le micro-organisme suspecté d’être à l’origine de l’infection. Souvent, on ajoute des substances dans la boîte ou le tube pour stopper la croissance des autres micro-organismes qui ne sont pas en cause dans cette infection.
De nombreux micro-organismes, 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, et des champignons peuvent être mis en culture mais leur croissance demande des semaines. Certains virus peuvent être mis en culture, mais ce n’est pas le cas pour beaucoup.
Une fois les micro-organismes mis en culture, des tests visant à les identifier et à déterminer la susceptibilité et la sensibilité à des médicaments antimicrobiens sont réalisés.
Test de sensibilité et de susceptibilité d’un micro-organisme à un médicament antimicrobien
Bien que les médecins sachent en général quels sont les médicaments antimicrobiens efficaces contre les différents micro-organismes, ceux-ci développent continuellement des résistances aux médicaments qui étaient précédemment efficaces. De ce fait, le test de sensibilité sert à déterminer quelle est l’efficacité de différents antibiotiques vis-à-vis du micro-organisme 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 (voir Choix d’un antibiotique).
Les cultures sont souvent utilisées pour réaliser ce test. Une fois que le micro-organisme s’est développé en culture, on ajoute différents médicaments antimicrobiens pour voir celui qui tue le micro-organisme. On recherche également le taux de sensibilité du micro-organisme 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 micro-organisme (test de sensibilité). S’il est nécessaire d’utiliser une forte dose pour tuer le micro-organisme, en général, le médecin n’utilisera pas ce médicament.
Parfois, des tests génétiques peuvent être utilisés pour détecter les gènes du micro-organisme responsables de la résistance à certains médicaments antimicrobiens. Par exemple, le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) peut être identifié en recherchant le gène mecA.
Comme le test de sensibilité est réalisé dans un laboratoire, le résultat ne reflétera pas toujours ce qui se passe dans le corps d’une personne lorsqu’elle prend un médicament. Des facteurs liés à la personne traitée par le médicament peuvent influencer la façon dont il agit (voir aussi Présentation de la réponse aux médicaments). À savoir :
L’état de fonctionnement du système immunitaire de la personne
L’âge de la personne
Les autres pathologies éventuelles de la personne
La façon dont l’organisme de la personne absorbe et transforme le médicament
Tests de détection des anticorps dirigés contre les micro-organismes ou des antigènes des micro-organismes
Certains micro-organismes comme la bactérie responsable de la syphilis ne peuvent pas être cultivés du tout. Afin de diagnostiquer de telles infections, divers tests appelés tests immunologiques sont utilisés. Ces tests détectent l’un des éléments suivants :
Anticorps, produits par le système immunitaire de la personne en réponse au micro-organisme
Antigènes du micro-organisme (molécules provenant du micro-organisme qui déclenche une réponse immunitaire dans l’organisme)
Tests de détection d’anticorps
Ces tests sont généralement réalisés sur un échantillon de sang prélevé chez la personne infectée parce que des anticorps circulent dans son sang. Ils peuvent également être réalisés sur des échantillons de liquide céphalorachidien ou d’autres liquides biologiques.
Les anticorps sont des substances produites par le système immunitaire d’une personne pour l’aider à se défendre contre une infection. 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 (antigène) qui a déclenché sa production, si bien que chaque anticorps est unique, et est fabriqué pour un type particulier (espèce) de micro-organisme. Si on détecte chez une personne des anticorps dirigés contre un micro-organisme particulier, cela veut dire que cette personne a été exposée à ce micro-organisme et a généré une réponse immunitaire. 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 micro-organisme 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 il faut de dilutions pour obtenir un résultat de test négatif, plus il y avait d’anticorps dans l’échantillon de la personne infectée.
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 la présence d’une infection active, actuelle ou récente (plutôt que d’une infection antérieure).
Le saviez-vous ?
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Tests antigéniques
Les antigènes sont des substances capables de déclencher une réponse immunitaire de l’organisme. On trouve des antigènes à la surface et à l’intérieur des micro-organismes (et de toutes les cellules). Chaque type de micro-organisme possède des antigènes différents et uniques. Pour cette raison, si l’on trouve l’un de ces antigènes, cela signifie que des micro-organismes spécifiques sont présents. Les tests de détection des antigènes révèlent directement la présence d’un micro-organisme, de cette façon le médecin peut diagnostiquer l’infection rapidement, sans attendre que la personne produise des anticorps en réponse au micro-organisme. En outre, ces tests peuvent être utilisés chez des personnes dont le système immunitaire ne produit pas beaucoup d’anticorps, par exemple les personnes qui ont récemment reçu une greffe de moelle osseuse ou celles qui sont atteintes du SIDA.
Pour réaliser ces tests de détection d’antigènes, un échantillon est prélevé auprès de la personne et il est mélangé avec les anticorps du test dirigés contre le micro-organisme suspecté. Si l’échantillon de la personne contient des antigènes de ce micro-organisme, ils se fixeront aux anticorps du test. Plusieurs méthodes sont utilisées pour détecter l’association antigène-anticorps. Indépendamment de la méthode utilisée, la présence de l’antigène signifie que le micro-organisme est présent et qu’il est probablement responsable de l’infection.
Tests de détection du matériel génétique des micro-organismes
Les tests de détection du matériel génétique des micro-organismes sont appelés
tests reposant sur la détection des acides nucléiques
Dans le cas où un micro-organisme 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 micro-organismes. Le matériel génétique est composé d’acides nucléiques : l’acide désoxyribonucléique (ADN) ou l’acide ribonucléique (ARN). Certaines portions de l’ADN et de l’ARN de chaque organisme sont propres à cet organisme. Pour cette raison, si certaines des régions d’ADN ou d’ARN, cela signifie que des micro-organismes spécifiques sont présents.
Le test d’amplification en chaîne par polymérase (PCR) est un exemple de ce type de test. La technique PCR est utilisée pour produire de nombreuses copies d’un gène issu d’un micro-organisme, rendant son identification bien plus facile.
Chaque test génétique est spécifique d’un seul micro-organisme. 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, pour certaines infections, comme le VIH et l’hépatite C, des tests peuvent aussi mesurer la quantité de matériel génétique du micro-organisme présente (ce que l’on appelle test quantitatif), et donc déterminer la sévérité 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 micro-organismes 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 micro-organismes.
Autres tests utilisés pour identifier les micro-organismes
Les tests qui identifient certaines autres caractéristiques propres à un micro-organisme donné sont parfois appelés
tests ne reposant pas sur la détection des acides nucléiques
Ces tests sont désignés de cette façon parce qu’ils ne reposent pas sur l’identification du matériel génétique du micro-organisme, qui est formé d’acides nucléiques (ADN et ARN).
Par exemple, des tests peuvent être réalisés pour identifier :
Les substances dans lesquelles le micro-organisme peut pousser ou mieux pousser quand il est mis en culture
Les enzymes produites par le micro-organisme (qui aident le micro-organisme à infecter les cellules ou à se propager plus rapidement à travers les tissus)
D’autres substances dans le micro-organisme (comme des protéines et des acides gras) qui peuvent contribuer à l’identifier.
