1
2
3
| accueil | immun2-01: dynamique et physiopathologie des infections: place de la vaccination et de la sérothérapie et du diagnostic; immunité comparée des vertébrés |
<-- cours --> |
objectifs pédagogiques (*)- en relation avec les enseignements de bactériologie, virologie et parasitologie et pathologie infectieuse | |
| - rappels: décrire les relations entre un µorganisme et un hôte au cours d'une infection; définir les termes d'infection asymptomatique, aigue, chronique; définir les termes d'infection asyptomatique, d'infection subclinique et de portage sain; définir les termes d'agent infectieux, commensal, opportuniste, pathogène. Citer quelques exemples en décrivant les étapes de l'infection. (cf module S5 "infectiologie", tableau 1 et fig2: schéma général du contrôle des infections par l'immunité) - définir les termes de vaccination, immunothérapie, sérothérapie et donner quelques exemples en médecine humaine et vétérinaire. - décrire et comparer les principaux objectifs de la vaccination et de la sérothérapie (cf fig1: vaccination et sérothérapie), leurs avantages et leurs inconvénients. - décrire la place des vaccins et sérums dans l'arsenal thérapeutique et prophylactique (tableau 2: méthodes de traitement/prévention) - décrire les principales caractéristiques de l'immunité des invertébrés, des poissons, des amphibiens et reptiles, des oiseaux et des mammifères. | |
définitions générales - messages |
|
| dynamique d'une infection | = ensemble des différentes phases d'une infection chez un individu, recouvrant le déroulement dans le temps et dans l'espace des interactions entre le µorganisme et l'hôte. Bien qu'il y ait de grandes variations d'un agent infectieux à l'autre, les phases classiques de l'infection sont: - contamination - primoinfection: l'efficacité de la contamination dépend de la nature de l'agent infectieux, de sa dose et de la voie d'exposition. L'agent infectieux peut se multiplier dans les premiers tissus atteints et occasionner rapidemment des symptômes (ex: rhinite virale). - prolifération-invasion-dissémination: l'infection peut se dérouler exclusivement au site d'entrée (infection locale), ou se dérouler dans un organe-tissu cible (ex hépatite virale avec une contamination orale et une dissémination sanguine) , voire même dans l'ensemble de l'organisme (infection systémique). L'infection peut ocasionner des symptômes et lésions, dont la nature, la sévérité et la durée varient considérablement d'un agent infectieux à l'autre. - résolution: l'agent infectieux est progressivement éliminé en présence d'une immunité efficace. La résolution complète peut prendre plusieurs semaines, mais certains agents infectieux ne sont jamais complètement éliminés (retrovirus, herpesvirus..). L'expression clinique d'une maladie infectieuse se présente également en plusieurs phases après la contamination: - incubation= dissémination vers les tissus et organes cibles de l'infection, souvent asymptomatique. La dissémination peut prendre différentes voies (sanguine, nerveuse..) et avoir une durée très variable d'un agent infectieux à l'autre (de 2j à plusieurs semaines). - phase clinique: multiplication dans les tissus et organes cibles, entrainant des lésions et/ou des symptômes plus ou moins sévères et durables (pouvant dans certains cas entrainer la mort). La phase clinique peut comprendre plusieurs stades au cours desquels les lésions et symptômes varient en intensité en fonction de l'efficacité de la réponse immune (passage à une forme chronique, rémissions et rechutes..). - guérison: la guérison clinique survient plus ou moins rapidement lorsque la charge infectieuse diminue grâce aux défenses immunes selon la nature des tissus atteints et la réversibilité des lésions. L’agent infectieux, selon sa nature, peut être complètement éliminé en quelques jours après la guérison (coronavirus..), ou persister ± longtemps (quelques semaines pour les parvovirus, à vie pour les herpesvirus, les rétrovirus, les pasteurelles, et la plupart des protozoaires..). Ceci aboutit à des individus « porteurs sains », suceptibles éventuellement de rechuter ou de redevenir excréteur (et contaminer leur entourage). L'excrétion: un individu infecté peut excréter l'agent infectieux durant toutes les étapes de l'infection (il peut donc être contagieux dès l'incubation). La quantité d'agents infectieux excrétés varie (le maximum d'excrétion a lieu durant la phase symptomatique), et le principal facteur de variation est l'immunité (un individu immunodéprimé excrète de façon plus importante). La transmission dépend de la voie d'excrétion, elle-même dépendante des tissus et organes infectés (sang, urine, lait, fécès, salive, larmes..). |
| On peut distinguer schématiquement plusieurs vagues de mécanismes immuns qui se succèdent au cours d'une infection: - une période où les seuls mécanismes de défense appartiennent à l'immunité non spécifique (barrières physico-chimiques permanentes et inductibles, fièvre, inflammation, synthèse d'interférons de type 1, activation du complément par la voie alterne ..) - une réponse anticorps primaire (IgM) qui augmente les mécanismes dépendant du complément - une réponse anticorps secondaire (IgG, IgA, IgE) et une réponse cellulaire (production de cytokines, différenciation des lymphocytes T et NK) qui assurent une large gamme de mécanismes effecteurs (neutralisation des toxines, phagocytose accrue, activité CTL..), permettant la résolution de l'infection. - la conservation dans les organes lymphoïdes secondaires de lymphocytes mémoires qui assurent une réponse immédiate et intense dans le cas d'une stimulation par le même agent infectieux. Il est possible d'établir un schéma qui représente ces différentes vagues au cours d'une infection, mais il faut le moduler pour chaque agent pathogène en fonction des caractéristiques de l'infection, selon que l'on a affaire par exemple à une infection muqueuse ou systémique, aigue ou chronique.. (fig1: schéma des étapes de développement de l'immunité au cours d'une infection) |
|
| physiopathologie infectieuse | = étude des différents mécanismes contrôlant la multiplication et la dissémination microbienne, ainsi que les symptômes au cours d'une infection. L'infection peut se dérouler dans un ou plusieurs tissus (porte d'entrée, organes cibles, dissémination sanguine ou lymphatique..). On distinguera: - des lésions et symptômes liés à la virulence intrinsèque du µorganisme (production d'une neurotoxine, d'une hémagglutinine, d'une enzyme cytotoxique..) - des lésions et symptômes produits au cours de la réponse immune (induction de fièvre, destruction de cellules infectées..). La destruction des cellules infectées par les mécanismes CTL, s'ajoutant à la cytolyse causée par le µorganisme lui-même, cause des lésions d'autant plus importantes que le renouvellement du tissu concerné est faible (foie, nerfs..). On observe une "course de vitesse" entre la mise en place des différents mécanismes effecteurs et les capacités de multiplication et de dissémination de l'agent pathogène (d'où des variations de la physiopathologie selon les sites et vitesses de multiplication des µorganismes). |
| L'installation d'une immunité efficace modifie considérablement la sensibilité d'un individu à l'infection (fig2: schéma général du contrôle des infections par l'immunité): - de nombreuses infections ne causent une maladie sévère que lors du premier contact (absence d'anticorps neutralisants, d'IgAs), et induisent ensuite une mémoire immune qui protège efficacement contre toute réinfection ou rechute (s'il persiste un portage post-infectieux). - les germes opportunistes ne causent une maladie que chez des individus immunodéprimés. On parle d'infection nosocomiale quand un germe provoque une infection chez un individu hospitalisé (sensibilité accrue suite à une immunodépression iatrogène, contamination des locaux et/ou du matériel médical, contamination d'une voie d'abord).. |
|
| vaccination (cf immun3-05) | La vaccination est une méthode préventive, destinée à induire une immunité protectrice vis-à-vis d'une agression possible (le plus souvent une infection). Elle consiste à administrer un ou plusieurs antigènes microbiens pour induire une réponse immune spécifique permettant de lutter contre l'infection correspondante dans les mois suivants (voire plusieurs années). Le vaccin contient donc des µorganismes ou des antigènes microbiens sous une forme inoffensive. L'enjeu est de fabriquer la préparation la plus inoffensive possible, mais suffisamment immunogène pour induire une réponse immune spécifique, efficace et durable: il existe de nombreux principes et procédés de fabrication, adaptés aux différents types d'agents pathogènes. Chaque maladie infectieuse implique la conception d'un vaccin adapté: la nature des mécanismes effecteurs induits par la vaccination doit être adaptée selon la physiopathologie de l'infection. la conception du vaccin repose sur l'identification des antigènes impliqués dans la protection, sur leur immunogénicité et sur l'analyse de l'efficacité respective des anticorps et des mécanismes cellulaires. |
| sérothérapie (et administration de colostrum) | La sérothérapie consiste à administrer des anticorps pour assurer le traitement d'un processus pathologique spécifique. L'immunité conférée est passive et immédiate, mais temporaire (quelques semaines maximum) et limitée à l'agent causal. Ces anticorps sont produit le plus souvent par immunisation d'animaux donneurs, puis plus ou moins purifiés à partir du sérum (on parle d'antisérum lorsque la préparation n'est pas ou peu purifiée). On utilise la sérothérapie: - dans le traitement des infections (sérum anti-rabique, anti-colibacillaire..) et intoxinations (sérum anti-tétanique..), ou leur prévention à très courte terme . - dans le traitement des envenimations (sérum anti-naja.. fig3: exemple de traitement spécifique de l'envenimation à Synanceia trachinis..). |
| La sérothérapie présente des inconvénients qui imposent de la réserver à des processus sévères. Il faut prendre garde aux 2 problèmes principaux: - risque infectieux, commun à l'injection de tout produit dérivé du sang, nécessitant de prendre des précautions d'asepsie à la production et à l'injection (sc, im ou iv), Le sérum (ou les anticorps) doivent provenir d'un donneur garanti sur le plan sanitaire. - risque de réaction adverse du à des anticorps "toxiques" (anticorps anti groupes sanguins..), soit par - risque d'immunisation contre l'antisérum. Ces anticorps peuvent provoquer une perte d'efficacité et/ou des effets indésirables (hypersensibilité de type 1 ou 3). La majorité des sérothérapies sont hétérologues (utilisation d'anticorps provenant d'une espèce différente, qui est souvent le cheval..), et entrainent donc facilement la production d'anticorps antisérum: d'où l'intérêt d'utiliser des anticorps de la même espèce. Ce risque est quasi-nul à la première utilisation, mais augmente considérablement lors d'utilisation répétée: toute sérothérapie doit être soigneusement consignée. |
|
| L'administration de colostrum est une pratique vétérinaire courante qui s'apparente à la sérothérapie: elle permet d'augmenter passivement l'immunité humorale du nouveau-né pour améliorer sa protection contre les infections néonatales. Elle permet de pallier à un déficit du transfert naturel de l'immunité maternelle (insuffisance de têtée dans les premières 24h..). (cf cours immun2-08 "immunité du jeune"). Après 48h, le transfert intestin-sang des IgG ne se fait plus et l'administration d'anticorps doit se faire par injection (il est recommandé de vérifier la nécessité de cette injection par un dosage des IgG du jeune). On peut augmenter la spécificité des anticorps transférés par une vaccination judicieuse des mères. |
|
| immunothérapie | L'immunothérapie regroupe un ensemble de pratiques médicales diverses, soit d'immunisation, soit d'administration d'anticorps soit encore d'administration d'immunomodulateurs, pour guérir un processus pathologique (tumeurs, hypersensibilités, infections rebelles). L'immunothérapie la plus usitée consiste à "désensibiliser" les patients allergiques par des protocoles standardisés d'immunisation avec l'allergène en cause (cf cours sur les HS1: immun2-06). On distingue 2 groupes d'immunothérapie: - l'immunothérapie spécifique consiste à provoquer ou modifier la réponse immune spécifique par immunisation avec un antigène donné ("désensibilisation allergique", immunisation par des antigènes tumoraux..) ou par administration d'anticorps de spécificité donnée (utilisation d'anticorps cytotoxiques capables de détruire des cellules tumorales..). - l'immunothérapie non spécifique (ou immunomodulation) consiste à modifier une réponse immune globale ou spécifique par administration d'Ig ou d'immunomodulateurs (interférons, médicaments à activité sur le système immun, anticorps anti-cytokines...). La plupart de ces pratiques sont au stade de la recherche clinique et connaissent des progrès importants en médecine humaine. Toutefois, leur usage est souvent limité à des pathologies complexes et difficiles à soigner, entre les mains de spécialistes (en raison de nombreux échecs et effets indésirables). |
| immunologie comparée | = étude des particularités spécifiques de l'immunité et de l'évolution phylogénétique du système immunitaire (cf tableau4: principales caractéristiques de l'immunité des vertébrés) . Ces études sont importantes à plusieurs titres: - pour accroitre les connaissances fondamentales, en particulier en comparant des "options" prises par différentes espèces (particularités des lymphocytes des ruminants et des porcins, particularités du drainage lymphatique des porcins..) - pour adapter les méthodes de diagnostic et les vaccins en médecine vétérinaire (production de réactifs adaptés aux espèces, particularités de la vaccination des oiseaux et poissons..). |
schémas et figures |
|
tableaux |
tableau 1: Les différents types de µorganismes (µO) |
|||
| Il est utile de dissocier les concepts: - infection: invasion d'un hôte par un micro-organisme qui se multiplie et se dissémine (avec une intensité très variable selon l'infection en cause). (fig: étapes d'une infection) - maladie infectieuse: manifestation clinique d'une infection (symptômes-lésions) liée aux effets nocifs du micro-organisme (toxines, nécrose tissulaire..) et aux réactions de défense immune (inflammation, activité CTL, infiltration lymphoïde..). |
|||
| agents non infectieux= ne traversent pas les barrières cutanéo-muqueuses de l'organisme et ne se multiplient pas dans les tissus et organes profonds d'un hôte, sont contrôlés par l'immunité non spécifique. | µO de l'environnement | incapable de se multiplier dans un tissu animal vivant | bactéries des plantes et des sols, µO de putréfaction.. |
| µO commensal | capable de se multiplier à la surface de la peau et des muqueuses septiques | Plusieurs milliards de bactéries et protozoaires commensaux colonisent l'organisme et contribuent à la physiologie normale= flore commensale (digestion, synthèse de vitamines, contrôle de flore..). | |
agents infectieux = capables de traverser les barrières cutanéo-muqueuses de l'organisme et de se multiplier dans les tissus et/ou organes profonds d'un hôte. |
µO opportuniste (peu ou pas de facteurs de virulence) | infection normalement contrôlée par l'immunité spécifique, mais capable de provoquer une maladie lors de circonstances particulières: - infection incontrôlée chez un individu immunodéprimé, entrainant des maladies sévères et rebelles au traitement. - infection d'un individu normal à la faveur d'une inoculation accidentelle chez un individu normal (plaie..) ou d'une baisse de l'immunité. Cette infection est généralement résolutive. |
De nombreuses bactéries d'intérêt médical sont des opportunistes. Au sein d'un même genre microbien, on peut trouver à la fois des espèces et souches pathogènes et des espèces et souches opportunistes. |
| µO pathogène (facteurs de virulence identifiés: facteurs d'adhésion, toxines..) | provoque une infection et une maladie chez un individu normal (tout au moins lors d'une première exposition= hôte "naïf"). L'acquisition d'une immunité protectrice peut permettre la guérison, protéger contre les rechutes et contre les réinfections pendant une période de plusieurs années après une primo-infection (mémoire immune: "hôte immun"). La gravité de la maladie et la perennité de l'infection dépendent de la virulence de l'agent infectieux et des capacités immunes de l'hôte (infections subcliniques ou chroniques..). | La majorité des virus, parasites et bactéries d'intérêt vétérinaire et médical. | |
| Pour certains germes, il est difficile de trancher si ils sont opportunistes ou pathogènes, car des facteurs favorisants peuvent modifier considérablement la pathogénicité (âge, gestation, stress, froid...): on parle parfois de pathogènes mineurs et majeurs. | |||
| Le "portage sain" est l'état d'un individu qui héberge une infection contrôlée par un germe opportuniste ou pathogène sans aucune expression clinique: le micro-organisme ne provoque pas de maladie (= infection asymptomatique) et sa multiplication est limitée par une immunité protectrice, qui est toutefois insuffisante à éliminer totalement l'infection. Le portage survient avec certains micro-organismes et parasites (mais pas tous!); le portage peut se faire d'emblée ou suivre un épisode de maladie apparement guérie. Un porteur sain peut souvent transmettre l'infection (cependant l'excrétion est généralement moins importante que celle d'un individu malade). | |||
élements d'application et de raisonnement |
| Il faut distinguer les termes d'infection et de maladie infectieuse car de nombreux µorganismes et parasites provoquent des infections inapparentes. - beaucoup d'infections commencent par une phase d'incubation asymptomatique de plusieurs jours. Ceci justifie la quarantaine et le dépistage organisé pour limiter la transmission à l'entrée d'un nouvel animal dans un effectif indemne. La réponse immune spécifique est souvent absente en début d'infection (il est possible que le dépistage sérologique soit négatif). - on parle d'infection asymptomatique quand il n'y a pas de symptômes lors de la phase clinique parce qu'une immunité efficace contrôle la dissémination et/ou la multiplication du µorganisme (cas d'une infection chez un individu normal par un µorganisme opportuniste). Il est possible de détecter quelques lésions dans les tissus cibles, et d'effectuer un dépistage sérologique de l'infection (l'individu est qualifié de "porteur sain", et est très généralement séropositif). - on parle d'infection subclinique quand les symptômes sont de faible intensité et ne permettent pas de faire un diagnostic clinique. |
| La dynamique d'une infection peut varier: - selon la sensibilité de l'espèce (un µorganisme peut-être pathogène dans une espèce et opportuniste dans une autre) - selon la sensibilité de l'individu en fonction de son âge ou de son statut (gestation..), ou de son immunité (vacciné..) - selon la sensibilité individuelle en fonction de facteurs favorisants (stress..) ou de facteurs génétiques (polymorphisme du CMH..). |
| Il faut rester attentif au fait que les individus normaux hébergent fréquemment, sans symptômes, des agents opportunistes, en particulier des bactéries (qui sont contrôlés par leur immunité): - il est possible qu'ils développent une infection "endogène" à partir de ces opportunistes en cas de baisse de l'immunité ou d'une plaie qui ouvre une brèche dans les barrières normales de l'organisme. - ils peuvent transmettre ces opportunistes à des individus fragiles (nouveaux-nés, individus immunodéprimés..), chez qui ils causeront des maladies sévères. Le portage asymptomatique de bactéries opportunistes est fréquent dans l'intestin et la sphère ORL. Ces bactéries sont souvent présentes dans le milieu hospitalier (risque d'infection "nosocomiale" chez des patients immunodéprimés ou lors d'actes invasifs). |
| En médecine humaine, l'utilisation répétée d'anticorps thérapeutiques pose un gros problème en raison de l'immunisation contre l'espèce productrice. L'immunotechnologie permet maintenant de fabriquer des "anticorps humanisés" dont les séquences constantes proviennent de gènes humains et les séquences variables d'un hybridome (anticorps monoclonal). - cf immun1-14 |
| L'immunologie comparée est importante pour les vétérinaires: - elle permet d'interpréter de façon juste les similitudes et les différences du fonctionnement normal ou pathologique de l'immunité selon l'espèce à laquelle on a affaire, en limitant les erreurs d'extrapolation à partir données générales connues chez l'homme ou la souris. - elle permet de mettre au point des outils thérapeutiques adaptés (vaccins efficaces chez les oiseaux ou les poissons, réactifs pour l'analyse de l'immunité des animaux sauvages, cytokines à utilisation vétérinaire...). - elle apporte des informations sur la biodiversité et l'évolution des espèces. |
références et cours disponibles |
pour en savoir plus:
- http://microvet.arizona.edu/Courses/MIC419/mic419proposal.html
page réalisée par le Dr Delphine Grézel, VetAgro Sup, Campus Vétérinaire de Lyon, le 5/12/11 . Merci pour les corrections, commentaires et suggestions ( delphine.grezel@vetagro-sup.fr)