Le choléra : présentation de la maladie

Le choléra est une infection intestinale aiguë à caractère épidémique, strictement humaine, à l’origine de pandémies et représentant un problème majeur de santé publique. La perte massive de liquide diarrhéique riche en électrolytes entraîne une déshydratation importante pouvant provoquer un état de choc. En l’absence de traitement, le choléra est mortel dans 25 à 50 % des cas, mais le traitement réduit le taux de mortalité à moins de 1 %. L’agent du choléra est une bactérie à Gram négatif, appartenant aux sérogroupes O1 ou O139 de l’espèce Vibrio cholerae. Le rôle du laboratoire de bactériologie est très important pour le diagnostic de cas isolés - cas dits « d’importation » – ou pour le diagnostic des premiers cas d’un nouveau foyer épidémique.

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* Écrit par : Marie-Laure Quilici
* Figure : présentation classique de la maladie (la dernière fiche) : a partie de AVIQ - FICHE INFORMATIVE  CHOLERA  version avril 2018.
* Images : a partire du web.
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 Le diagnostic bactériologique est relativement aisé du fait de l’abondance du vibrion cholérique dans les selles. Cependant, les épidémies de choléra surviennent souvent dans des régions où il n’y a pas de laboratoire de microbiologie, alors qu’un diagnostic rapide et rigoureux est indispensable pour mobiliser les ressources nécessaires au traitement des malades et maîtriser l’épidémie. Un test de diagnostic  rapide, qui serait d’une grande utilité pour les pays ne disposant pas des infrastructures nécessaires, est en cours de validation par l’OMS. Son utilisation ne dispensera pas cependant de l’isolement de la souche, indispensable à l’étude de caractères d’intérêt épidémiologique. Le suivi des souches et l’échange d’informations au niveau mondial sont des éléments indispensables à la mise en place d’une surveillance efficace du choléra.

Historique et situation actuelle

1.             Le choléra, maladie infectieuse diarrhéique d’origine bactérienne, à caractère épidémique, est connu depuis très longtemps, comme en témoigne son étymologie la plus probable qui signifie en grec ancien « écoulement de bile ».

Ce n’est cependant qu’en 1817 que commença la première pandémie cholérique qui envahit l’Asie, le Moyen-Orient et l’Est de l’Afrique et qui dura jusqu’en 1823. Les pandémies qui lui ont succédé, ayant toutes l’Asie comme point de départ, ont atteint successivement tous les continents en progressant de plus en plus rapidement avec l’amélioration des moyens de transport . C’est au cours de la cinquième pandémie (1881-1896) que Robert Koch démontra, en 1883, le rôle pathogène de la bactérie V. cholerae (observée sur des coupes anatomiques par Pacini en 1854) dans le choléra. Cette bactérie fut identifiée ultérieurement comme appartenant au sérogroupe O1 et au biotype classique de l’espèce V. cholerae. Nous sommes actuellement, depuis 1961, dans la septième pandémie cholérique, due à V. cholerae O1, biotype El Tor.

Les souches appartenant à ce biotype, défini sur la base de quelques caractères phénotypiques, ont été isolées pour la première fois en 1905 au lazaret de El Tor, dans la presqu’île du Sinaï. Il fallut cependant attendre 1961 pour qu’elles soient reconnues comme responsables du choléra. C’est pourquoi la septième pandémie cholérique n’a commencé officiellement qu’en 1961, avec la dissémination en Asie de V. cholerae O1, biotype El Tor. Cette septième pandémie a atteint l’Afrique en 1971, l’Amérique latine et

l’Amérique centrale en 1991 et Madagascar en 1999, alors que cette île avait été épargnée par ce fléau pendant un siècle. Alors que la septième pandémie cholérique est loin d’être terminée, l’apparition en Inde et au Bangladesh, fin 1992, d’épidémies de choléra provoquées par une souche différente de la souche responsable de la septième pandémie, et appartenant à un nouveau sérogroupe de l’espèce V. cholerae, le sérogroupe O139, fait peser la menace d’une huitième pandémie. Il semble cependant à ce jour

que cette souche reste confinée au continent asiatique.

Au début du XXIe siècle, l’évolution du choléra est caractérisée par la persistance d’un grand nombre de pays atteints par des épidémies, la persistance pour certains d’entre eux d’épidémies dramatiques, et le risque représenté par la nouvelle souche de V. cholerae O139 contre laquelle V. cholerae O1 n’induit pas de protection croisée. Les deux continents les plus touchés sont l’Afrique et l’Asie, 94 % du total des cas et 98 % des décès étant signalés en Afrique. Le choléra reste aujourd’hui une maladie grave, aussi bien

pour l’individu que pour les collectivités, notamment par ses conséquences économiques dans les pays en développement.

Comme l’observe chaque année l’Organisation mondiale de la santé (OMS), qui publie un état du choléra

dans le monde à partir des notifications effectuées par les pays, « le nombre de personnes actuellement vulnérables au choléra augmente de façon spectaculaire dans l’ensemble du monde, créant les conditions d’un problème majeur à l’échelon de la planète ». Pour l’année 2008, 56 pays ont

officiellement déclaré à l’OMS un total de 190 130 cas et 5 143 décès . L’OMS « estime toutefois que les chiffres réels sont plus élevés, compte tenu de la sous-notification  et d’autres insuffisances des systèmes de surveillance ainsi que de l’augmentation du nombre de personnes vulnérables », et estime à moins de 10 % des cas réels le nombre de cas officiellement déclarés. Pour illustrer cette  sous-notification, nous citerons l’exemple, qui n’est sans doute pas unique, du Bangladesh où de 100 000 à 600 000 personnes sont atteintes de choléra chaque année alors qu’aucun cas n’est notifié à l’OMS. 

Clinique, physiopathologie et modalités de contamination

Après une incubation de quelques heures à quelques jours, le choléra se manifeste brutalement par de violentes diarrhées et des vomissements, sans élévation de la température. Les selles, fécaloïdes au début, deviennent rapidement aqueuses, couleur eau de riz, avec des flocons blanchâtres, grains riziformes qui sédimentent et se remettent facilement en suspension. Les selles cholériques ne sont jamais sanglantes sauf en cas d’association avec une autre pathologie comme une shigellose. Cette importante fuite d’eau et d’électrolytes entraîne des crampes musculaires très douloureuses ainsi qu’une soif intense impossible à calmer du fait des vomissements. Ces crampes et ces douleurs atteignent les membres inférieurs, les membres supérieurs, les muscles de la face, puis l’abdomen et le thorax. Les yeux s’enfoncent dans les orbites, les muscles orbiculaires des lèvres se crispent, donnant une expression

de « rire sardonique ». Le visage du cholérique est cyanosé d’où l’expression « avoir une peur bleue ». Les autres conséquences de la déshydratation sont : un pouls rapide et filant difficilement prenable, un effondrement de la pression artérielle, une respiration difficile, un enfoncement des joues, un pli cutané persistant révélant la déshydratation du tissu cellulaire, une peau couverte d’une sueur froide due à une baisse de la température des extrémités alors que la température centrale est presque normale (choléra

algide), une oligurie évoluant rapidement vers une anurie. Même lorsque la déshydratation est importante, le malade, prostré, reste lucide, parfois agité et irritable. En l’absence de traitement, il évolue vers un état de grande faiblesse, de léthargie puis la mort survient en 1 à 3 jours, dans 25 à 50 % des cas, par collapsus cardiovasculaire. La mortalité est plus importante chez les enfants, les personnes âgées ainsi que chez les sujets carencés. Cette forme clinique du choléra avec état de choc représente classiquement 10 % des cas de choléra au cours d’une épidémie.

Le choléra peut aussi se manifester sous la forme d’une gastroentérite sévère entraînant une déshydratation importante (5 à 10 % du poids du corps) mais sans état de choc. Classiquement, cette forme représente environ 30 % des cas et l’évolution est le plus souvent favorable.

Enfin, dans environ 60 % des cas, le choléra se manifeste  sous une forme très atténuée, appelée « cholérine », plus difficile à diagnostiquer, et dont l’évolution est plus lente et généralement moins grave, la guérison survenant le plus  souvent spontanément en quelques jours. ہ côté de ces formes cliniques typiques, il existe de rares cas de choléra « sidérant » ou « sec » dans lequel une chute

brutale de la tension entraîne la mort par collapsus alors qu’il n’y a pratiquement pas eu de diarrhée. Dans ces formes d’évolution foudroyante, qui surviennent généralement chez les enfants, les sécrétions intestinales restent confinées dans un intestin grêle et un côlon distendus.

Le choléra résulte de l’absorption, par voie orale, du vibrion cholérique contaminant l’eau ou les aliments. La dose infectieuse, déterminée au cours d’expérimentations sur

des volontaires, est relativement élevée, de l’ordre de 108 à 1011 bactéries, du fait de la sensibilité du vibrion cholérique à l’acidité gastrique. Cela explique que la dose infectieuse soit beaucoup plus faible lorsque les vibrions cholériques sont inclus dans des aliments, qui les protègent pendant leur passage dans l’estomac. Il a été montré que la neutralisation de l’acidité gastrique par une solution de bicarbonate de sodium permettait d’abaisser la dose infectieuse à 104-106 bactéries, et cette méthode est utilisée pour les infections expérimentales réalisées chez des volontaires aux ةtats-Unis.

Après passage dans l’estomac, les vibrions qui ont survécu se fixent au niveau de la partie proximale de l’intestin grêle, traversent la couche de mucus et adhèrent aux entérocytes grâce à leurs pili. Ils sécrètent alors la toxine cholérique, principale toxine produite par le vibrion cholérique, composée d’une sous-unité A et de 5 sous-unités B, dont l’action va altérer les transports ioniques membranaires, à l’origine de la diarrhée. Ce dérèglement ionique entraîne une perte massive d’eau et d’électrolytes dans la lumière intestinale, aboutissant à la diarrhée caractéristique du choléra.

Le volume d’eau éliminé peut atteindre 15 à 20 L par jour, ce qui explique la gravité de la déshydratation. Le compartiment extracellulaire est d’abord touché par cette déshydratation,  avec une diminution des volumes intravasculaires. Ensuite, l’atteinte du compartiment intracellulaire affecte les fonctions cellulaires. Lorsque le volume intravasculaire diminue de plus de 20 %, l’hypotension et le manque de perfusion des organes vitaux entraînent la mort.

La toxine cholérique ne provoque pas de lésions cellulaires et peut donc être considérée plus comme une

cytotonine que comme une cytotoxine. Cela explique que la muqueuse intestinale ne présente pas de lésions macroscopiques et que le malade, bien réhydraté, guérisse sans séquelle. L’élimination naturelle des vibrions cholériques, liée à un facteur mécanique, l’abondance de la diarrhée, et la mise en place de défenses immunitaires, d’abord non spécifiques puis spécifiques, contribuent à une possible évolution spontanée vers la guérison. Cependant, paradoxalement, l’absence de lésions cellulaires et le fait que le vibrion cholérique ne pénètre pas dans les cellules, expliquent que les malades ne présentent pas d’élévation de leur température et qu’en conséquence, leur état de conscience soit maintenu jusqu’à un stade avancé de la maladie. Le maintien de cet état de conscience, chez un malade qui se voit littéralement mourir, contribue sans doute à la sinistre réputation du choléra dans la conscience populaire.

La physiopathologie du choléra permet de comprendre la transmission des vibrions cholériques. La propagation rapide du choléra dans les populations s’explique par le fait que l’homme est d’une part un milieu de culture et d’autre part un moyen de transport. En effet, les selles diarrhéiques, libérées en grande quantité sous l’action de la toxine cholérique, vont répandre les vibrions cholériques dans l’environnement ; en l’absence de systèmes d’assainissement et d’approvisionnement en eau potable, qui représentent de ce fait un bon marqueur de la pauvreté et de l’absence d’hygiène d’une population, les vibrions cholériques sont alors transmis de façon indirecte par contamination de l’eau et des aliments (péril orofécal) et de façon directe par les contacts interhumains. De nombreuses  études épidémiologiques réalisées en Asie, en Afrique et en Amérique latine ont démontré le rôle important des aliments contaminés dans la transmission du choléra et notamment des aliments préparés ou conservés dans de mauvaises conditions d’hygiène, comme ceux préparés dans la rue .

Par ailleurs, pendant la période d’incubation  de la maladie, ou au cours d’un portage asymptomatique,

l’homme transporte les vibrions cholériques dans son intestin, sur des distances plus ou moins longues selon les moyens de transport utilisés. Des études ont montré que le portage de vibrions cholériques pouvait persister de 2 semaines à 7 mois chez des convalescents.

Les vibrions cholériques possèdent également une deuxième niche écologique, l’environnement marin. C’est  l’acquisition, par des souches de sérogroupe O1 de l’espèce V. cholerae – initialement d’origine marine et dont la niche écologique est représentée par les eaux côtières et estuariennes –, d’une cassette de virulence transmise par un phage, le phage CTX, qui leur a permis de devenir des vibrions cholériques et de conquérir avec le succès que l’on connaît une nouvelle niche écologique : l’homme . Il est également possible que la survie des vibrions cholériques dans l’environnement marin puisse jouer un rôle dans l’entretien des épidémies de choléra. L’existence d’un réservoir naturel aquatique de vibrions cholériques

associés au phytoplancton et zooplancton a été démontrée au Bangladesh . La période de floraison de ce plancton dans le golfe du Bengale correspond à une recrudescence des cas de choléra dans cette région du monde.

Agents responsables

Les agents responsables du choléra, appelés vibrions cholériques, sont des bacilles mobiles, Gram négatifs, oxydase positifs, appartenant à la famille des Vibrionaceae et au genre Vibrio. Ce genre bactérien comprend plus de 90 espèces, ayant essentiellement pour habitat le milieu

marin et, plus particulièrement, les eaux côtières et estuariennes. La diversité des espèces du genre Vibrio est à la mesure de celle du milieu marin. Du point de vue médical, il est cependant possible de distinguer 2 populations parmi les vibrions pathogènes pour l’homme :

􀁲 les vibrions cholériques, responsables du choléra, population constituée de souches appartenant à 2 sérogroupes – O1 et O139 – de l’espèce V. cholerae. Ces souches se sont adaptées à l’homme et possèdent donc 2 niches écologiques, l’homme et les eaux côtières et estuariennes ;

􀁲 les vibrions non cholériques, appartenant d’une part aux sérogroupes de l’espèce V. cholerae autres que O1 ou O139 (V. cholerae non-O1/non-O139), et, d’autre part,à d’autres espèces du genre Vibrio, parmi lesquelles on peut citer V. parahaemolyticus et V. vulnificus. L’homme entre en contact avec ces « vibrions non cholériques » par l’intermédiaire de la mer ou de ses produits, par ingestion ou par contact direct. Ces vibrions non cholériques, qui ne sont pas spécialement adaptés à l’homme à la différence

des vibrions cholériques, entraînent des toxi-infections alimentaires ou des infections sporadiques, ces dernières pouvant être gravissimes.

L’isolement d’une souche appartenant à l’espèce V. cholerae ne suffit donc pas pour affirmer que l’on est en présence d’un cas de choléra. Outre le fait qu’il faut bien entendu tenir compte du contexte clinique, il faut en effet poursuivre les investigations par la détermination du sérogroupe (O1 ou O139), et parfois par la recherche des gènes de la toxine cholérique, avant d’affirmer que l’on a affaire à un vibrion cholérique. Il est donc regrettable que le terme « cholerae », fortement évocateur du choléra, ait été utilisé pour désigner une espèce bactérienne qui n’est pas toujours responsable de cette maladie.

Le sérogroupe O est déterminé par la spécificité immunologique d’un antigène exposé à la surface des bactéries Gram négatif, le lipopolysaccharide. Plus de 200 sérogroupes O ont été décrits au sein de l’espèce V. cholerae. Parmi les souches de V. cholerae O1, on distingue principalement 2 sérotypes : les sérotypes Ogawa et Inaba. Un troisième sérotype a été décrit, le sérotype Hikojima, correspondant à une forme de transition entre les 2 premiers. Les souches de V. cholerae O1 peuvent aussi être classées en biotypes en fonction de caractères phénotypiques et génotypiques présentés dans le tableau I.

Les souches du biotype classique, responsables des 5e et 6e pandémies, ont quasiment disparu, à l’exception d’un foyer dans le golfe du Bengale.

Les souches du biotype El Tor sont responsables de la 7e pandémie. On assiste depuis quelques années à l’émergence, au Bangladesh, et la dissémination, de variants de V. cholerae O1 biotype El Tor, hybrides entre les souches des biotypes classique et El Tor . Ces souches, également identifiées dans certains pays d’Afrique de l’Est, se révéleraient, d’après des constatations de terrain, plus virulentes, entraînant un taux de létalité plus élevé. La dissémination de ces souches dans d’autres parties du monde a conduit certains auteurs à proposer une révision du schéma de nomenclature actuel des biotypes . V. cholerae O1 a été le seul agent connu du choléra pendant plus d’un siècle, entre 1883 et 1992. L’apparition d’une nouvelle souche de vibrion cholérique appartenant à un nouveau sérogroupe – O139 – de l’espèce

V. cholerae représente donc un événement considérable dans l’histoire du choléra. Cette nouvelle souche est identique à V. cholerae O1 par les formes cliniques de choléra qu’elle entraîne, par ses caractères biochimiques et par ses facteurs de virulence, dont le principal est la toxine cholérique.

Cependant, l’immunité induite à la suite d’un contact avec V. cholerae O1 ne protège pas contre V. cholerae O139, ce qui montre que les anticorps dirigés contre la toxine cholérique ne sont pas protecteurs et ce qui apporte un argument en faveur du rôle protecteur des anticorps dirigés contre le lipopolysaccharide. Des travaux de génétique bactérienne ont montré que V. cholerae O139 résulte d’un transfert de matériel génétique d’une souche de V. cholerae non-O1, ne produisant pas la toxine cholérique , à une souche de V. cholerae O1, produisant la toxine cholérique. Ce transfert a provoqué la modification de la structure chimique du lipopolysaccharide de la souche réceptrice, et donc la conversion

du sérogroupe O1 en sérogroupe O139, alors que cette souche gardait sa capacité à produire la toxine cholérique et donc à provoquer le choléra. V. cholerae O139 possède de plus une capsule polysaccharidique, dont la structure de base est identique à celle de la partie polysaccharidique spécifique du lipopolysaccharide O139.

Dans les directives de l’OMS, V. cholerae O1 et V. cholerae O139 sont classés comme causes reconnues du choléra et doivent être notifiés de la même manière auprès des autorités sanitaires compétentes.

Diagnostic

La prise en charge d’une épidémie de choléra représente une urgence de santé publique . Le diagnostic du choléra est d’abord clinique, mais le rôle du laboratoire de bactériologie est essentiel pour l’identification de l’agent étiologique de l’épidémie.

Diagnostic clinique

« Une diarrhée sévère suivie de vomissements qui tue les adultes en quelques heures est presque toujours un choléra », disait Lapeyssonnie, médecin militaire exerçant en Afrique lors de l’arrivée de la septième pandémie cholérique sur ce continent, en 1970 . Il ne faut donc pas attendre le résultat du laboratoire pour commencer le traitement. Il est cependant frappant de constater que, malgré l’aspect typique de la forme clinique majeure du choléra, le diagnostic clinique n’est pas toujours évident, même pour des cliniciens ayant une grande expérience de cette maladie. En effet, une étude récente réalisée à Dacca, au Bangladesh, dans un hôpital spécialisé dans le traitement du choléra et qui reçoit chaque année jusqu’à

100 000 cholériques, a montré que le diagnostic clinique (spécificité, sensibilité) n’était exact que dans 79 % des cas.

Diagnostic bactériologique

Le diagnostic d’un vibrion cholérique (V. cholerae O1 ou V. cholerae O139) au laboratoire est toujours une question de rigueur et de rapidité qui engage le biologiste, le clinicien, les autorités sanitaires nationales et l’OMS.

􀁲 Essentiel

L’identification du vibrion cholérique dans les prélèvements de selles diarrhéiques est essentielle pour affirmer la présence du choléra. Le rôle du laboratoire de bactériologie est donc très important soit pour le diagnostic de cas isolés – cas dits « d’importation » – soit pour le diagnostic des premiers cas d’un nouveau foyer épidémique. Il est donc indispensable de rechercher les vibrions cholériques dès que des cas cliniques suspects sont signalés dans une région à risque.

􀁲 Simple

Le diagnostic bactériologique du choléra consiste en l’identification de la bactérie responsable dans des selles suspectes. Cette bactérie est relativement simple à identifier du fait de sa concentration habituellement élevée dans les selles de malades. Elle est de plus peu exigeante pour sa culture, et présente à sa surface un antigène spécifique – l’antigène O1 ou l’antigène O139 – qui permet son identification par une simple réaction d’agglutination sur lame. C’est d’ailleurs la reconnaissance de cet antigène par des anticorps spécifiques qui a été mise à profit pour le développement d’un test de diagnostic rapide du choléra sur bandelette.

􀁲 Rendu inutilement confus

L’identification du vibrion cholérique a été rendue confuse par l’utilisation du nom unique de « V. cholerae » pour désigner à la fois le vibrion cholérique et également des bactéries qui n’ont jamais été rendues responsables de cas de choléra.

En effet, seules les souches de l’espèce V. cholerae appartenant aux sérogroupes O1 et O139 sont à l’origine de cas de choléra, et sont appelées vibrions cholériques.

Les souches de l’espèce V. cholerae appartenant aux autres sérogroupes, désignées comme V. cholerae non-O1/non- O139, peuvent provoquer des diarrhées, des abcès ou des septicémies, mais ne provoquent pas d’épidémies de choléra et ne sont pas des souches de vibrion cholérique.

Une autre source de confusion est due à l’inclusion de caractères superflus dans les schémas classiques d’identification du vibrion cholérique. En effet, s’il est intéressant de connaître le biotype (« classique » ou El Tor) et le sérotype (Ogawa ou Inaba pour les souches de V. cholerae O1) des souches, ces informations ne sont pas nécessaires au diagnostic et ne doivent en rien retarder le rendu des résultats.

De même, elles ne doivent pas interférer dans la prise en charge de l’épidémie. Cela est particulièrement important pour le diagnostic du vibrion cholérique dans un laboratoire disposant de moyens limités.

􀁲 Une démarche diagnostique différente des démarches classiques

La nécessité de rigueur et de rapidité pour l’identification du vibrion cholérique est à l’origine d’une démarche diagnostique différente de celle qui est habituellement utilisée en bactériologie.

Généralement, dès qu’une souche suspecte est isolée, les schémas classiques d’identification bactérienne donnent la priorité à la détermination de l’espèce à laquelle cettesouche appartient, par l’étude des caractères biochimiques.

Cette étude requiert un délai de 24 à 48 heures après l’isolement de la souche, et la détermination du

sérogroupe et/ou du sérotype n’intervient qu’après l’identification de l’espèce.

Pour être effectué autant avec rigueur que rapidité, le diagnostic du vibrion cholérique comporte d’abord un diagnostic présomptif de l’espèce V. cholerae. Ce diagnostic présomptif associe l’étude de quelques caractères – morphologiques, culturaux et biochimiques – à la recherche de l’agglutination de la souche suspecte par les sérums anti-O1 et anti-O139. Cette démarche, associée au contexte clinique et écologique dans lequel a été effectué le prélèvement, permet d’établir avec une quasicertitude que la souche isolée est un vibrion cholérique.