Aspergilloses. mycoses le plus souvent broncho-pulmonaires

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1 HYPHOMYCOSES

2 Aspergilloses 1. Définition 2. Agents pathogènes 3. Mode de contamination 4. Pouvoir pathogène 5. Clinique 6. Diagnostic biologique 7. Traitement 8. Prophylaxie

3 Aspergilloses Définition mycoses le plus souvent broncho-pulmonaires Aspergillus spp champignons filamenteux cosmopolites ubiquitaires opportunistes Spectre clinique formes localisées (colonisation, infection chronique) atteintes invasives multiviscérales gravissimes manifestations immuno-allergiques Diagnostic difficile clinique, radiologique et biologique

4 Agents pathogènes moisissures à filaments mycéliens septés hyalins - classe Ascomycètes Genre Aspergillus (300 espèces et variétés) Aspergillus fumigatus (80%des cas, pays tempérés) A. niger, A. flavus, A. nidulans, A.terreus, A. versicolor multiplication asexuée caractéristique stipe vésicule - [métules] - phialides - chaînes de conidies spores exogènes

5 Principales voies d'entrée chez l'homme Voie aérienne Végétaux contaminés Végétaux en décomposition Compost, sols Déjections animales (aviaires) Effraction cutanée. Accidentelle. Iatrogène Mycoflore endogène Candida Contacts animaux humains Microsporum Trichophyton Epidermophyton Aspergillus, Fusarium, Acremonium, Scedosporium, Alternaria, Penicillium Cryptococcus, Histoplasma «Unité infectieuse» Spores ou conidies : le plus fréquent, quelle que soit la voie d'entrée Filaments mycéliens : rare

6 Champignon exogène : Aspergillus fumigatus Moisissure ubiquitaire cosmopolite concentration air extérieur : 1-20 spores/m 3 Spores (2-3 µm) véhiculées par l air, le vent, la poussière (nuage aspergillaire) Extérieur : sol, terreau plantes ( spores/g), compost, foin moisi (10 9 spores/g), fientes, poils, fleurs, fruits Intérieur : plantes en pots, nourriture (poivre, tisanes, kiwi ), literie, poussière, moquettes, salle de bain, faux plafonds, ventilation, air conditionné. Inhalation de spores obligatoire et quotidienne bronches-alvéoles-sinus Contamination directe cutanées (plaies, brûlures, élastoplast, site opératoire) oculaires (cornée) conduit auditif externe (otomycoses)

7 Pouvoir pathogène et facteurs favorisants Moisissures = organismes peu virulents mais très opportunistes Caractères biologiques à la base du pouvoir pathogène diamètre des spores (2 à 3 µm) niveau bronchiolo-alvéolaire thermotolérance germination des spores inhalées et développement mycélien à 37 C chez l homme capacité d adhérence à la membrane basale microlésions et ulcérations vasculaires toxines nécrosantes tropisme vasculaire facilite leur dissémination production de mycotoxines processus de sensibilisation (manifestations allergiques)

8 Physiopathologie Aspergillose Invasive 1ère ligne de défense Clairance muco-ciliaire Élimine conidies inhalées Mucoviscidose BPCO Pneumopathie Cavités préformées 2ème ligne : macrophages alvéolaires Phagocytose et killing conidies Corticothérapie mg/kg/j pdt > 3 semaines ou > 0,3 mg/kg/j pdt > 60 j 3ème ligne : PNN Destruction des filaments agranulocytose (PNN < 0,1 giga/l) ou neutropénie profonde et prolongée (PNN < 0,5 giga/l pendant plus de 10 j) +++

9 Pouvoir pathogène Aspergillus spp pathogènes accidentels (opportunistes) conditions (locales ou générales) favorables Sensibilisation Implantation (zone préalablement pathologique) Infection (immunodéprimés) Terrain de l hôte ++++

10 Aspergilloses : principaux facteurs de risque? Facteurs environnementaux Niveau de bio-contamination de l air Facteurs locaux Pertes de l intégrité de l épithélium cutané (grands brûlés) ou muqueux, altération du tapis muco-ciliaire (mucoviscidose, pneumopathie, BPCO ) Présence de cavités préformés (tuberculose, abcès ) Facteurs généraux agranulocytose (PNN < 0,1 giga/l), neutropénie et /ou diminution de la capacité de phagocytose des macrophages alvéolaires et des polynucléaires neutrophiles primitive Ou immunodépression iatrogène ou viro-induite

11 Aspergilloses immuno-allergiques Le champignon se comporte comme un allergène Processus de sensibilisation Clinique manifestations allergiques Alvéolite allergique extrinsèque Alvéolite lymphocytaire inhalation massive et répétée de spores chez sujets non atopiques risques professionnels, affection dite «poumon de fermier» hypersensibilité semi-retardée avec AC précipitants épisodes toux, dyspnée fièvre, râles crépitants pulmonaires (24-48H) IR chronique ou bronchite chronique Asthme aspergillaire sujets atopiques asthme sans infection pulmonaire forte exposition aux spores hyperéosinophilie sanguine + IgE spécifiques anti-aspergillaires Pas d AC précipitants

12 Aspergilloses immuno-allergiques Le champignon se comporte comme un allergène Processus de sensibilisation manifestations allergiques Aspergillose bronchopulmonaire allergique (ABPA) terrain propice (ex : atopie, asthme, mucoviscidose) réponse immunitaire locale Clinique colonisation trachéo-bronchique aspergillaire chronique dyspnée fébrile avec infiltrats pulmonaires +Ron d hypersensibilité immédiate (hyperéosinophilie sanguine + IgE totales) + Ron d hypersensibilité semi-retardée (AC précipitants + IgE IgG et IgA spécifiques anti-aspergillaires) évolution chronique, sévère, pronostic réservé

13 Aspergilloses de l appareil respiratoire Aspergillome pulmonaire colonisation d une cavité préexistante [cavité tuberculeuse résiduelle abcès à pyogènes, carcinome pulmonaire opéré] en communication avec l arbre aérien (pénétration spores) ayant perdue ses défenses phagocytaires (germination) développement d une masse mycélienne uniquement local truffe aspergillaire (boule fongique) qui envahit toute la cavité en laissant un espace clair au sommet

14 Aspergilloses de l appareil respiratoire Aspergillome pulmonaire Radio = image en grelot caractéristique (espace clair au sommet) Clinique = toux, expectorations, fièvre résistante aux ATB, douleurs thoraciques, hémoptysies +++ récidivantes (toxine nécrosante)

15 Aspergilloses de l appareil respiratoire Autres formes localisées - sinus : aspergillome sinusien, maxillaire et unilatéral tableau de sinusite chronique (origine dentaire) - bronchique : troubles ventilatoires - pleural : pleurésie purulente Aspergillose chronique nécrosante (semi-invasive) nécrose parenchymateuse locale terrains particuliers signes cliniques locaux et généraux arguments radiologiques et biologiques (AC) pas d invasion vasculaire

16 Aspergilloses de l appareil respiratoire Aspergillose pulmonaire invasive (API) Forme la plus grave : développement et diffusion du mycélium dans la profondeur d un organe pneumopathie aspergillaire puis invasion capillaire permettant une dissémination hématogène aspergillose invasive Plusieurs catégories de patients à haut risque De très mauvais pronostic

17 Physiopathologie Aspergillose Invasive 1ère ligne de défense Clairance muco-ciliaire Élimine conidies inhalées Mucoviscidose BPCO Pneumopathie Cavités préformées 2ème ligne : macrophages alvéolaires Phagocytose et killing conidies Corticothérapie mg/kg/j pdt > 3 semaines ou > 0,3 mg/kg/j pdt > 60 j 3ème ligne : PNN Destruction des filaments agranulocytose (PNN < 0,1 giga/l) ou neutropénie profonde et prolongée (PNN < 0,5 giga/l pendant plus de 10 j) +++

18 Facteurs de risque majeurs Facteurs généraux agranulocytose (PNN < 0,1 giga/l) ou neutropénie profonde et prolongée (PNN < 0,5 giga/l pendant plus de 10 jours) +++ corticothérapie forte dose 1 mg/kg/jour équivalent prednisone pendant plus de 3 semaines ou > 0,3 mg/kg/j pendant > 60 jours +++ autres TT immunosuppresseurs (cellules T) depuis plus de 90 jours (cyclosporine, anti-tnfα ), déficit immunitaire congénital sévère, SIDA phase terminale, chimiot prolongée

19 API quels patients? Patients d Hématologie (80%) LAM+++, LAL, myélodysplasies, lymphomes avec aplasie (chimiot, maladie) Allogreffe de moelle osseuse ou cellules souches hématopoïétiques Post-greffe immédiate (neutropénie profonde) Prévention GVH aiguë ou chronique (corticoïdes, 50 ème et 80 ème jour) Patient transplanté d organes solides (10%) API tardive, plusieurs mois après Et de plus en plus souvent Patient de Réanimation (10%) BPCO Cirrhose Diabète Défaillance poly-viscérale Corticoïdes Grands brûlés Garnacho-Montero J, Crit Care 2005 Meersseman W, AJRCCM 2004 Cornillet A, Clin Infect Dis 2006 Hartemink KJ, Intens Care Med 2003

20 Clinique Aspergillose pulmonaire invasive Diagnostic clinique patient immunodéprimé à risque (terrain+++) pneumopathie fébrile aiguë résistante à une antibiothérapie large spectre fièvre > 39 C, dyspnée fréquente douleurs thoraciques et hémoptysies plus évocatrices (10 ème jour LA, 2 à 6 mois transplantés)

21 Aspergillose pulmonaire invasive Diagnostic API difficile prouvée, probable ou possible Clinique Radiologique (scanner thoracique) Mycologique Recherche d Aspergillus dans le LBA Recherche d AG aspergillaire sérique (invasion vasculaire et dissémination) Recherche ADN Aspergillus dans le sang

22 Aspergillose pulmonaire invasive Diagnostic radiologique scanner thoracique précoce Infiltrat pulmonaire associé au signe du halo ou à des nodules pulmonaires multiples bilatéraux Flou péri-lésionnel en verre dépoli situé à la périphérie d une lésion = couronne hémorragique Signe précoce constant non spécifique (J0-J5)

23 Aspergillose pulmonaire invasive Diagnostic radiologique scanner thoracique Signe plus tardif Image d excavation secondaire à la détersion des lésions par les polynucléaires neutrophiles Nécrose centrale au sein d une aire de consolidation

24 Filamentation des spores (bronches, alvéoles, sinus) Diapo D. Azenberg Limoges Destruction des parois puis envahissement des tissus adjacents : Sinus : érosion osseuse, atteinte orbitale puis cérébrale Parenchyme pulmonaire : Nécrose parenchymateuse Tropisme vasculaire +++ : thrombose artérielle et infarctus hémorragiques septiques Dissémination (peau, os, cœur, cerveau )

25 Aspergillose pulmonaire invasive Evolution gravissime 70 à 90% de mortalité sans traitement Bilan d extension : localisations cérébrales, sinusiennes, hépatiques, cardiaques, rénales et cutanées A. fumigatus (80%) A. flavus A. nidulans A. niger A. terreus

26 Aspergilloses extra-pulmonaires Formes superficielles Otomycoses aspergillaires lésions ou malformations anatomiques préalables du conduit auditif externe (A. niger, A. flavus) corticoïdes locaux Aspergilloses oculaires (primaires post-traumatiques) kératites ou choriorétinites Aspergilloses cutanées grands brûlés (dissémination hématogène) métastases septiques au cours de l API

27 Aspergilloses extra-pulmonaires Formes profondes Localisées ou disséminées D origine exogène (post-chirurgicale) D origine endogène après diffusion hématogène au cours d une API Atteintes cérébrales, sinusiennes, hépatiques, péritonéales, cardiaques, rénales, osseuses, cutanées;

28 Diagnostic Mycologique sensibilité 50-60% 1. Prélèvement LBA, LCR, biopsies pulmonaire (sinus: lavage, curetage ; oreille: écouvillon, curetage) 3. Culture SC 5-7 jours filamenteux 2. Examen direct +++ Histologie Isolement Identification antifongigramme

29 Diagnostic mycologique Prélèvements fonction points d appel conditions d asepsie (récipients stériles) Sites stériles biopsies pulmonaire et LCR affirme Dg Les hémocultures sont presque toujours négatives Sites pouvant être colonisés arbre respiratoire ou sites superficiels arguments cliniques et radiologiques fibroscopie bronchique : liquide de lavage bronchiolo-alvéolaire (LBA) +++ ou brossage bronchique distal protégé expectorations secrétions bronchiques - aspirations trachéales

30 Diagnostic mycologique Examen direct filaments mycéliens hyalins septés, de 2 à 4 µm de diamètre, parfois ramifiés (dichotomie avec angles aigus à 45 ) spores fragments de boule fongique, plus rarement des têtes aspergillaires (sinus, aspergillome) Marquage (Noir Chlorazole, calcofluor) ou colorations (MGG, Musto)

31 Diagnostic mycologique Examen anatomophatologique filaments mycéliens de type aspergillaire processus d invasion tissulaire (vasculaire) Biopsie cérébrale Colorations : PAS, HES, Gomori Grocott

32 Examen Direct et Histologie ED +++ (opportunistes) - rapide, peu coûteux - diagnostic présomptif ED/Histologie - spécifique sur biopsies et ponctions de site stérile

33 Culture Diagnostic mycologique milieu Sabouraud chloramphénicol À 30 ou 37 C en 3 à 5 jours (pousse rapide et abondante +++)

34 Identification d une moisissure Examen macroscopique (aspect des colonies) et microscopique (caractéristiques morphologiques, reproduction asexuée) Délai culture 2 à 5 jours (3 semaines) Sensibilité LBA 50-60% et bonne VPP 82% expectorations chez les greffés de CSH Aspergillus fumigatus Aspergillus niger Aspergillus nidulans Aspergillus terreus

35 Multiplication asexuée Spores Endogènes Champignons supérieurs (Ascomycètes) Aspergillus fumigatus Conidies Phialides Vésicule Stipe Optique X1000 MEB Conidiogenèse blastique Spores formées à l'extérieur du mycélium à partir d organes spécialisés accroissement apical, ramification et cloisonnement

36 Identification moléculaire Principe: [après culture et extraction ADN] amplification par PCR de régions du génome cibles Aspergillus spp = β-tubuline, calmoduline, actine, région des ITS1-5.8S-ITS2 séquençage nucléotidique des amplicons comparaison des séquences à des séquences de référence déposées ITS

37 Spectrométrie de masse MALDI-TOF En cours de validation pour les filamenteux Ex : Aspergillus spp Alanio A. et al., CMI 2011 : construction d une base maison de 28 espèces, 124 isolats cliniques, 16 environnementaux avec ID 98,6% et spécificité 100% Iriart X. et al., JCM 2012 : 44 isolats cliniques avec ID 93,2% Sans extraction protéique

38 Sensibilité in vitro aux antifongiques CMI μg/ml Tests commercialisés - par diffusion Etest applicable aux moisissures - 24 à 48 H A. fumigatus Amphotéricine B Itraconazole Caspofongine Posaconazole Voriconazole

39 Antifongiques : Spectre Champignons filamenteux E. Dannaoui

40 Méthodes non basées sur la culture Détecter le champignon autrement Paroi Membrane plasmique Complexe protéique de la -(1,3)-D-glucane synthase noyau ADN Mannanes Galactomannane ß-(1-3)-glucanes ß-(1-6)-glucanes Chitine Phospholipides

41 Diagnostic biologique Diagnostic immunologique Recherche d anticorps circulants Chez l Immunocompétent (réponse immunitaire humorale) Aspergilloses immunoallergiques Aspergillome Aspergilloses localisées Mise en évidence d AC précipitants par IEP ou ES (technique de référence) Technique de dépistage moins spécifique (ELISA) hyperéosinophilie et IgE spécifiques

42 Diagnostic biologique Diagnostic immunologique Recherche d antigènes circulants patients immunodéprimés à risque d API AG polysaccharide pariétal de type galactomanane Recherche positive dans le sang = argument biologique majeur pour le diagnostic API ELISA 70-80% sensibilité : dosage systématique bi-hebdomadaire Spécificité : 5 à 15% faux positifs

43 Galactomannane pariétal (GM) Aspergillus conidies - hyphes GM sécrété (phase de croissance) précocement au cours de l infection aspergillaire Mennink-Kersten MA, Lancet Inf Dis 2004 Angio-invasion Production proportionnelle à la charge fongique présente dans les tissus Relarguage GM 35 - > 100kDa Localement (LBA, LCR) Circulation générale Détection ELISA Platelia Aspergillus BioRad IGM anti 1-5 galactofuranosyl Sensibilité analytique : 1 ng/ml

44 GM et API : Stratégie globale GM validé chez patients d oncohématologie LAM - LAL - MDP (neutropénie +++) Allogreffe CSH (GVHd ++) Seuil = 0,5 Sérum : au moins 2 fois/semaine en dépistage - seuil faible pour éviter les faux négatifs - screening quand prévalence faible exclure AI - 1 sérum 0,7 ou 2 sérums consécutifs 0,5 Seuil = 1 Seuil = 0,5 Systématique sur les LBA > 1 confirme le diagnostic LCR Marchetti et al., BMT 2011 Rocus RK et al., CID 2004! Performance (sensibilité) du test altérée par: - prophylaxie ou TT antifongique (polyènes, triazolés) GM sérum > GM LBA - Degré neutropénie (angio-invasion, charge fongique) Cordonnier C et al., CMI 2009 ; Maertens J et al., CID 2009 ; Husain et al., Clin Vacc Immun 2008 ; Marr K et al., CID 2005

45 GM sérique et API Dépistage précoce GM circulant détectable en moyenne : - 10,5 jours avant culture - 8,4 jours avant signes radiologiques - 6,9 jours avant signes cliniques In de x O D G M 0,7 J 0 J 3 J 2 0 J 4 0 J70 Maertens J et al., Blood 2001 Sulahian A et al., Cancer 2001 Valeur pronostique - Augmentation index GM de 1 durant 1 ère semaine (sous TT adapté) = risque d échec - Excellente corrélation à 12 semaines entre cinétique GM et devenir clinique Négativation GM = meilleure survie (p<0,0001) - Suivi de la cinétique du GM!!!! Maertens J et al., CID 2009 Park SH et al., Mycoses 2011 Koo S et al., JCM 2010 Miceli MH et al., CID 2008 Boutboul F et al., CID J8 J14 J20 Jou rs J45 0 d0 d4 d8 d12 d16 d28 d35 d37 d41

46 Détection d ADN fongique? 7.5 à 12 kb IGR1 IGR2 ITS1 ITS2 25S 5S 18S 5.8S 25S 5S ARN Cibles : gènes ARNr Région répétée de 30 à 250 fois en tandem selon les espèces 5S présent chez levures ascomycètes et chez les basidiomycètes Sous unités 18S - 5.8S S : régions conservées et régions variables spécifiques d espèces

47 Mengoli C et al., Lancet 2009, 9: études prospectives ( ), 1618 Pts Hématologie > échantillons sang, sérum ou plasma 2 PCR + : Sensibilité 75% (IC 54-88) - Spécificité 87% (IC 78-93) 1 PCR + : Sensibilité 88% (IC 75-95) - Spécificité 75% (IC 53-84) 1 PCR - = exclusion AI 2 PCR + = confirmation AI (prouvée ou probable) Sun W et al., PLOSone 2011, e études ( ), 1191 Pts Hématologie avec infiltrats pulmonaires 1296 LBA, prévalence moyenne AI prouvée ou probable 19% Sensibilité 91% (IC 79-96) Spécificité 92% (IC 87-96) Utilisation couplée GM et PCR améliore performances diagnostiques Cuenca-Estrella M et al., JCM 2009 Reinwald M et al., EJH 2012, 89: Avni T et al., JCM sept 2012, epub

48 Diagnostic moléculaire des IFIs? Manque de standardisation mais PCR technique prometteuse PCR en temps réel (RT-PCR) Diminution drastique des contaminations Rapide (2-3 H) avec contrôle de la spécificité Quantitatif : arguments évolutifs Quantification charge fongique (colonisation/infection) Suivi efficacité thérapeutique Possibilités : attendre un test commercial ou un consensus sur une technique donnée et les procédures The European Aspergillus PCR Initiative : Consensus PCR quantitative (24 Laboratoires) White PL et al., JCM 2010 Intérêt pour exclure une AI si VPN significative Epargne de traitements empiriques, monitoring des traitements pré-emptifs

49 Diagnostic biologique Principales indications des tests diagnostiques Mise en évidence du champignon (mycologie, histologie, PCR) Détection d anticorps circulants Aspergillome + + Aspergillose localisée + + Détection d antigènes circulants Aspergillose invasive + +/- + Aspergilloses immunoallergiques - ABPA - Asthme - Alvéolite extrinsèque +/- + + Marqueurs non spécifiques (éosinophilie, IgE totales) + +

50 Traitement Traitement curatif Aspergillome ablation chirurgicale du segment ou du lobe hébergeant cavité amphotéricine B locale (FUNGIZONE ) itraconazole (SPORANOX ) 400 à 600mg/jour plusieurs mois (CI) Aspergilloses localisées supprimer la masse fongique : chirurgie, drainage ou curetage traitement antifongique par voie orale : itraconazole (SPORANOX ) ou voriconazole (VFEND )

51 Traitement Traitement curatif Aspergilloses immunoallergiques antiinflammatoire + soins locaux + éviction de l exposition à l allergène ABPA : corticoïdes + traitement antifongique VO (itraconazole, voriconazole)

52 Traitement Traitement curatif Aspergilloses invasives voriconazole IV puis per os (VFEND ) gold standard Durée totale du traitement fonction du terrain et de l évolution clinique et biologique amphotéricine B IV (FUNGIZONE - AMBISOME - ABELCET ) [caspofongine IV (CANCIDAS )]

53 Traitement Traitement empirique amphotéricine B liposomale IV (AMBISOME ) caspofongine IV (CANCIDAS ) neutropénies fébriles résistant à une antibiothérapie large spectre Prophylaxie secondaire chez les patients ayant présenté une API (nouvelle cure de chimiothérapie greffe de moelle) Chimioprophylaxie +/- chirurgie

54 Aspergillose invasive Les patients à risque élevé de développer une AI sont hospitalisés infection nosocomiale Les AI ne sont pas des maladies contagieuses Exceptionnel qu un patient élimine des spores : si plusieurs patients développent simultanément une AI, il faut rechercher une cause environnementale Une AI peut se développer : Soit parce que le patient était colonisé avant son hospitalisation Soit parce qu il se contamine en milieu hospitalier Il faut éviter que le patient se contamine au cours de l hospitalisation

55 Aspergillose invasive [Prophylaxie primaire] et prévention Prévention de l AI chez le patient neutropénique ou immunodéprimé Isolement protecteur du patient neutropénie profonde (> 500/mm 3 ) et prolongée (>1 mois) secteur protégé (filtration de l air HEPA, flux laminaire) Mesures d accompagnement alimentation, eau (pas de spores fongiques) circulation des personnes et des biens protocoles de bionettoyage procédures d isolement des zones de travaux surveillance de la biocontamination fongique environementale

56 Aspergillose invasive [Prophylaxie primaire] et prévention Prévention de la colonisation chez les patients présentant des pathologies respiratoires chroniques ou une hypersensibilité Diminuer l exposition à un réservoir environnemental CI professions à risque CI attitudes à risque (vie dans locaux humides, travaux surtout réfections des sols, murs et plafonds, jardinage, plantes en pots )

57 Affections dues aux autres moisissures opportunistes 1. Agents pathogènes Hyalohyphomycètes : Fusarium, Scedosporium, Acremonium Phaehyphomycètes : Alternaria, Cladosporium Zygomycètes : Absidia, Rhizopus, Mucor, Rhizomucor Moisissures ubiquitaires, omniprésentes dans l environnement, la plupart phytopathogènes 2. Spectre clinique Atteintes immuno-allergiques Infections superficielles ou profondes localisées (inoculation directe) Infections invasives disséminées (porte d entrée pulmonaire)

58 Affections dues aux autres moisissures opportunistes 3. Diagnostic Examen mycologique Examen anatomopathologique Biologie moléculaire (PCR) Mise en évidence du champignon Interprétation des résultats fonction des arguments cliniques, radiologiques et biologiques indirects (AC précipitants, AC réaginiques spécifiques, hyperéosinophilie) 4. Traitement Amphotéricine B (formulations lipidiques) Itraconazole ou voriconazole Chirurgie