N° d’ordre : 2840
Nada BOUKLATA
Faculté des Sciences, 4 Avenue Ibn Battouta B.P. 1014 RP, Rabat – Maroc Tel +212 (05) 537 77 18 34/35/38, Fax: +212 (05) 537 77 42 61, http://www.fsr.ac.ma
2
A mes chers parents : Merci pour vos soutiens, merci pour votre écoute, patience, conseils, réconfort et pour tous ces moments de vie.
A mes sœurs, Salwa qui m‟a toujours soutenue, Naoual, à mes Frères Adil et Mourad, qui m‟ont toujours encouragé et sans eux je n‟aurais pu aller au bout de mes projets.
A mes belles sœurs Fatiha, Zineb et à mes beaux frères Hassan et Mustapha qui m‟ont toujours aidé. Merci pour votre accompagnement. A mes nièces Lina, Ranya, Aalae et mes neveux Marwane et Haroune, à mes tantes et oncles et à mes cousins et cousines. Merci pour votre amour.
A mes amis précieux : Bouchra, Fouad, Hassan, Ilhame, Imane, Khalid, Majda, Mahfoud, Radia. Merci pour votre amitié, votre soutien et vos encouragements précieux.
3
Le travail présenté dans cette thèse a été réalisé sous la direction du Pr Abdelkrim FILALI-MALTOUF et le co-encadrement du Pr Rajae El AOUAD dans le cadre de l‟UFR Biochimie- Immunologie. Il est le fruit d‟une collaboration étroite entre le Laboratoire de Microbiologie et de Biologie Moléculaire à la Faculté des Sciences, Université Mohammed V, Rabat et le Laboratoire National de référence de la Tuberculose à l‟Institut National d‟Hygiène, Rabat.
Au terme de ce travail, je tiens à remercier tous ceux qui ont contribué, de
près ou de loin, à la réalisation de cette thèse. Je tiens à remercier :
Mr Saaïd AMZAZI, Président de l‟Université Mohammed V-Rabat et Directeur de l'UFR Biochimie-Immunologie. Je tiens à vous remercier pour vos orientations pertinentes.
Mr Mourad EL BELKACEMI, Doyen de la Faculté des Sciences, Université
Mohammed V, Rabat, je vous remecie d‟avoir autorisé la réalisation des travaux de cette thèse avec mes profond respects.
Je souhaite exprimer ma profonde reconnaissance au Directeur de l‟Institut
National d‟Hygiène, Dr Mohammed RHAJAOUI qui œuvre pour la réussite des travaux menés au sein du Laboratoire National de Référence de la Tuberculose.
Ce travail n‟aurait vu le jour sans la confiance et la patience de mon directeur
de thèse Mr Abdelkrim FILALI-MALTOUF, Professeur à la Faculté des Sciences, Université Mohammed V, Rabat, je tiens à le remercier particulièrement pour son soutien et son accompagnement dans toutes les étapes, et la liberté d‟action qu‟il m‟a donnée dans tout mon parcourt. J‟espère que ce travail soit finalement à la hauteur de vos attentes.
Mme Rajae EL AOUAD, Professeur à la Faculté de Médecine et de Pharmacie
de Rabat et principal investigateur du projet IMMGEN. Je tiens à vous remercier d‟avoir accepté de présider le jury de cette thèse. Je vous présente mes sincères remerciements pour votre encadrement, votre accompagnement et vos orientations qui ont contribué à mon épanouissement scientifique. Je vous exprime mon profond respect.
4
Mr Chakib NEJJARI, Professeur à la Faculté de Médecine et de Pharmacie de
Fès, pour l‟honneur que vous me faites en acceptant de rapporter ce travail et de siéger parmi les membres de ce jury de thèse. Je tiens à vous exprimer mon profond respect.
Mr Youssef BAKRI, Professeur à la Faculté des Sciences, Université
Mohammed V, Rabat, d‟avoir accepté d‟être parmi les rapporteurs de cette thèse et de critiquer ce travail. Vous me faites l'honneur en acceptant la charge de rapporter cette thèse.
Mme Jouda BENAMOR, Professeur à la Faculté de Médecine et de
Pharmacie de Rabat, et Pneumo-Phtisiologue au CHU My Youssef de Rabat, d‟avoir aimablement accepté d‟examiner mon manuscrit et de juger ce travail. Je vous exprime ma plus haute considération.
Mme Amina BENOUDA, Professeur à la Faculté de Médecine et de
Pharmacie de Rabat, pour l‟honneur que vous me faites en acceptant d'examiner ce travail et de siéger parmi les membres de ce jury de thèse. Je tiens à vous exprimer mon profond respect.
Mr Mohammed EL MZIBRI, Docteur, Chef de la Division Sciences du
Vivant, Centre Nationale de l‟Energie des Sciences et Techniques Nucléaires, Rabat, d‟avoir accepté d‟être parmi les examinateurs de cette thèse et de critiquer ce travail. Je suis honorée de votre présence dans ce jury de soutenance.
Je tiens à remercier également:
Mme Ouafae LAHLOU, Responsable du Laboratoire National de Référence
de la Tuberculose pour la qualité de son accompagnement et ses orientations. Je vous adresse mes sincères remerciements et mon plus profond respect.
Pr Philipp SUPPLY pour la formation qu‟il m‟a assuré sur place (Institut
National d‟Hygiène), de m'avoir accordé sa confiance en m'offrant la possibilité de poursuivre la partie épidémiologie moléculaire de la tuberculose sous son assistance, je vous suis particulièrement reconnaissante.
Je tiens à remercier énormément Dr Imane CHAOUI, chercheure au laboratoire de Biologie et Recherches Médicales au CNESTEN, pour son assistance et son accompagnement.
5
Toute ma reconnaissance s‟adresse également à mes collègues du Laboratoire National de Référence de la Tuberculose, pour leurs conseils techniques et leur soutien moral.
Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet IMMGEN « Etude génomique et immunologique de la tuberculose dans la population marocaine (2008-2013) », sous l‟encadrement du Pr Rajae EL AOUAD, étant Principal Invetigateur du projet.
L‟objectif général de cette étude (IMMGEN) vise la caractérisation génomique des souches de Mycobacterium tuberculosis afin de :
Mieux comprendre l'épidémiologie génétique de la population
Marocaine,
Décrire la diversité génétique des souches de Mycobacterium tuberculosis
circulantes au Maroc.
Ce projet a été réalisé en partenariat avec divers laboratoires provinciaux et centres hospitaliers universitaires:
Le Laboratoire du CHU My Youssef, Rabat, Le Laboratoire du CHU 20 Aout, Casablanca,
Les laboratoires au niveau des CDTMR provinciaux : Fès- Tanger-Oujda- Marrakech- Salé- Rabat et Témara.
Aussi, nous avons travaillé en collaboration avec des institutions et centres de
recherches internationaux notamment le Centre d‟Infectiologie et
d‟Immunologie, Institut Pasteur de Lille, France.
Les travaux de cette thèse ont bénéficié du support financier des projets IMMGEN et EUMEDNETvsTB.
6
ARTICLES SCIENTIFIQUES INTERNATIONAUX
Bouklata N., P. Supply, S. Jaouhari, R. Charof, F. Seghrouchni, K. Sadki, Y. El
Achhab, C. Nejjari., A. Filali-Maltouf, O. Lahlou, R. El Aouad. 2015. Molecular typing of Mycobacterium tuberculosis complex by 24-locus based MIRU-VNTR typing in conjunction with spoligotyping to assess genetic diversity of strains circulating in Morocco. PLoS ONE 10(8): e135695.
Bouklata N., R. Charof, S. Jaouhari, F. Seghrouchni, K. Sadki, Y. El Achhab, C.
Nejjari., A. Filali-Maltouf O. Lahlou, R. El Aouad. Genetic diversity of Mycobacterium tuberculosis isolates from Moroccan patients with extrapulmonary tuberculosis. International Journal of Tuberculosis and Lung Diseases. (Submitted for publication, 2015).
Zakham F., O. Lahlou, M. Akrim, N. Bouklata, S. Jaouhari, K. SadkiK, F. Seghrouchni, M. Elmzibri, A. Benjouad, M. Ennaji and R. Elaouad. 2012. Comparison of a DNA Based PCR Approach with Conventional Methods for the Detection of Mycobacterium tuberculosis in Morocco. Mediterr. J. Hematol. Infect. Dis. 4(1): e2012049.
COMMUNICATION ORALES
Bouklata N., P. Supply, S. Jaouhari, R. Charof, F. Seghrouchni, K. Sadki, Y. El
Achhab, C. Nejjari, A. Filali-Maltouf, O. Lahlou, R. El Aouad. Characterization of circulating Mycobacterium tuberculosis strains in patients with pulmonary and extrapulmonary tuberculosis from Morocco, using both Spoligotyping
and MIRU-VNTR. Congress: 2nd International Conference on Epidemiology
and Infectious Disease (EID 2015), from September 18 to 20, 2015 in Shanghai, China.
Bouklata N., O. Lahlou. Diagnostic bactériologique de la tuberculose:
nouvelle technologie. 28 ème congrès National de la société Marocaine des Maladies Respiratoires. Du 22 au 24 Mars 2013 à Marrakech, Maroc.
COMMUNICATION AFFICHEES
Bouklata N., P. Supply, S. Jaouhari, R. Charof, F. Seghrouchni, K. Sadki, A.
Filali-Maltouf, O. Lahlou, R. El Aouad. Population structure of Mycobacterium
tuberculosis strains isolated in Morocco assessed by Spoligotyping and 24-locus
based MIRU-VNTR typing. La journée scientifique sur les applications de la cytométrie en flux en biologie clinique, à l’Institut National d’Hygiène. Le 24 Octobre 2015 à Rabat, Maroc.
Bouklata N., O.Lahlou, M.Akrim, A. Benjouad, R. El Aouad. Génotypage de la
résistance du Mycobacterium Tuberculosis à la rifampicine : place des méthodes
de biologie moléculaire. 75ème anniversaire de l’Institut National d’Hygiène,
7
La tuberculose demeure un problème de santé publique, avec réémergence des souches résistantes, aggravée par la coïnfection avec le virus du VIH. Une meilleure connaissance des mouvements et de l’évolution des clones circulants du bacille tuberculeux, permettrait de détecter l’émergence d’épidémies.
Notre travail, réalisé sur 471 échantillons collectés dans le cadre du projet « Etude Immuno- génétique de la population marocaine 2008-2013 (IMMGEN) », a pour but la caractérisation phénotypique de la résistance chez des patients à tuberculose pulmonaire et/ou extra-pulmonaire, en utilisant des techniques conventionnelles de diagnostic bactériologique (Examen direct, cultures, Identification et tests de sensibilité du Mycobacterium tuberculosis aux antibacillaires de première ligne).
Sur l’ensemble des isolats étudiés, les souches MDR sont détectées phénotypiquement chez seulement 3% (5/165) des patients nouveaux cas, les deux cas de retraitement inclus dans l’étude sont des MDR confirmés.
La description des populations du bacille de koch est révélée moyennant le spoligotyping et le typage par 24-locus MIRU-VNTR sur 168 souches isolées à partir de patients originaires de 8 régions au niveau du Maroc. Le spoligotyping a généré 39 SIT avec un taux de clustering de 81.54%, le spoligotype majeur est le SIT42 (29.16%).
Les familles répertoriées sont réparties comme suit : LAM (48.21%) >Haarlem (23.80%)> superfamille T (15.47%)> Beijing (2.97%)> clade U (2.38%) et clade S (2.38%) alors que les souches appartenant aux familles CAS (Central Asian) et EAI (Est African Indian) étaient absentes.
Le typage par 24-locus MIRU-VNTR a généré 64 MLVA-MtbC15-9 avec un taux de clustering de 14.66%.
Parallèlement, nous avons pu identifier les doubles infections grâce au typage moléculaire par 24-locus MIRU-VNTR.
Les résultats obtenus imposent l’introduction des tests moléculaires qui permettent (i) la détection rapide et précoce des souches de MTB en vue d’ajuster le traitement et (ii) la description des clones circulants par la détermination des liens de transmission au niveau de la population de MTBC au Maroc.
Mots clés: Tuberculose, Mycobacterium tuberculosis, Spoligotyping, typage par 24-locus MIRU-VNTR, Résistance, Biodiversité génétique.
8 ABSTRACT
Tuberculosis remains a public health problem, complicated by the emergence of resistant strains, exacerbated by co-infection with HIV. A better understanding of the movements and evolution of circulating clones of the tubercle bacilli, would detect the emergence of epidemics. In our work, a total of 471 clinical samples were collected within the framework of immuno-genetics study of the tuberculosis in the population over a period of 3 years; we aimed phenotypic characterization of resistance in the pulmonary TB patients and/or extrapulmonary, using conventional bacteriological diagnosis techniques (direct examination, culture, identification of Mycobacterium tuberculosis complex and susceptibility testing of the first lines drugs).
MDR isolates represented only 5 (3.0%) of 165 new TB cases included in the study. In contrast, the two remaining retreatment cases were MDR. The description of the MTB population is revealed through the spoligotyping and 24-locus MIRU-VNTR typing of 168 strains isolated from patients from 8 regions in Morocco. The spoligotyping generated 39 SITs (clustering rate: 81.54%), SIT42 (29.16%) was the prevalent spoligotype.
The Families defined by specific signature were ranked as follows: LAM (48.21%)> Haarlem (23.80%)>T superfamily ill-defined (15.47%)> Beijing (2.97%)> U clade (2.38%) and S clade (2.38%) whereas strains belonging to the CAS (Central Asian) and EAI (East African Indian) were absent. The 24-MIRU-VNTR typing generated 64 MLVA-MtbC15-9 (clustering rate of 14.66%).
Moreover, we could identify double infection by using 24-locus MIRU-VNTR typing.
The results require the introduction of molecular tests for (i) rapid and early detection of MTB strains in order to adjust the treatment and (ii) description of circulating clones by determining the transmission links of the population of MTB in Morocco.
Keywords: Tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis, Spoligotyping, 24-locus MIRU-VNTR typing, Resistance, Genetic biodiversity.
9 LISTE DES ABREVIATIONS
ADN Acide DésoxyriboNucléique
AMK Amikacine
ARN Acide RiboNucléique
BAAR Bacille Acido-Alcoolo-Résistant
BCG Bacille de Calmette et Guérin
CAS Central-Asian
CMI Concentration Minimale Inhibitrice
DOTS Directly Observed Treatment, Short-course
DR Direct Repeat
DST Drug Susceptibility Testing
DVR Direct Variant Repeat
EAI East-African-Indian
EMB Ethambutol
ETH Ethionamide
ETR Exact Tandem Repeat
FQ Fluoroquinolone
IFN Interferon-γ
INH Isoniazide
IS Insertion Sequence
10
Kb Kilobase
LAM Latin American Mediterranean
LPA Line Probe Assay
LSP Large Sequence Polymorphism
MAMT Mycobactéries autre que celle du complexe M.Tuberculosis
Mb Mégabase
MDR Multi-Drug Resistance
MDR-TB Multidrug-Resistant Tuberculosis MGIT Mycobacteria Growth Indicator Tube
MIRU : Mycobacterial Interspersed Repetitive Units-
MNT Multiple Locus VNTR Analysis
MOTT Mycobacteria Other Than Tuberculosis
MTB Mycobacterium tuberculosis
MTBC Mycobacterium tuberculosis complex
NADH Nicotinamide Adénine Dinucléotide (forme réduite)
NADPH Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate
OMS Organisation Mondiale de la Santé
OFX Ofloxacine
PAS Acide Para-Aminosalicylique
Pb Paires de Bases
PCR Polymerase Chain Reaction
PGG Principal Genetic Group
11
RD Region of Difference
RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism
RIF Rifampicine
RL Reverse Line
SIDA Syndrome d’Immunodéficience Acquise
SM Streptomycine
SNP Single Nucleotide Polymorphism
TB Tuberculose
TBD1 M. tuberculosis specific Deletion 1
TDR Totally Drug Resistant
VIH Virus d’Immunodéficience Humaine
VNTR Variable Number of Tandem Repeats
WHO World Health Organization
12
Tableau 1. Les différentes désignations de la tuberculose. 23
Tableau 2. Interprétation du test à la tuberculine. 50
Tableau 3. Les antibiotiques antituberculeux, leurs cibles et mécanismes de
résistance. 61
Tableau 4. Concentrations minimales inhibitrices (minimum inhibitory concentration) et mécanismes de résistance des antituberculeux de première et seconde ligne.
79 Tableau 5.Comparaison de différentes nomenclatures de lignées de
M.tuberculosis. 100
Tableau 6. Les séquences répétitives d’ADN chez le MTBC 104 Tableau 7. Profil génomiques en spoligotyping de quelques membres du
complexe Mycobacterium tuberculosis. 108
Tableau 8. Nombre de copies de MIRUs-VNTR dans chaque locus en
fonction de la taille des bandes. 117
Tableau 9. Description des formats, 12, 15 et 24 loci, utilisés lors du typage
MIRUs-VNTR (www.miru-vntrplus.org). 118
Tableau 10. Correspondance entre les désignations MIRU-VNTRs et les loci
VNTR. 119
Article I
Table 1.The demographical, epidemiological information about the patients
and the results of conventional and molecular techniques. 138 Table 2. The results of conventional examination and PCR according to the
kind of specimen. 138
Table 3. Comparison of MTB detection by the direct microscopy smear and
molecular techniques. 139
Table 4. Comparison of MTB detection by culture and molecular techniques. 139 Article II
Table 1. Demographic and epidemiological data of the studied population
from Morocco (n = 167) 148
Table 2. Detailed Results obtained including demographic, drug-resistance and genotyping information on 5 Clusters and 69 unique patterns defined by identical spoligotyping and 24-loci MIRU from 75M.tuberculosis strain isolated in Morocco.
152
Table 3. Detailed Results obtained including demoraphic, drug-resistance and genotyping information on 5 clusters including 11 isolates defined by
24-loci MIRU patterns from75 M.tuberculosis strain isolated in Morocco. 156 Table 4. Allelic polymorphism of 24 mycobacterial interspersed repetitive
units (MIRUs) loci from 75 MTB isolates from patients with tuberculosis in
13 Article III
Table 1. Detailed Results obtained including demographic, drug-resistance and genotyping information on cluster defined by spoligotyping and 24-loci MIRU patterns from 11 tuberculosis strains isolated from extra-pulmonary patients in Morocco.
170
LISTE DES FIGURES
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Figure 1. Le sanatorium de Ben Smim (1954-1974). 24 Figure 2. Représentation schématique des mycobactéries. 26
Figure 3. Arbre phylogénétique 16S permettant de discriminer les mycobactéries
à croissance rapide et lente. 30
Figure 4. Composition de l’enveloppe mycobactèrienne. 32 Figure 5. Mycobacterium tuberculosis, agent de la tuberculose, en microscopie
électronique à balayage aggrandi (1600x 300px). 32 Figure 6. Incidence de la tuberculose par pays [WHO, 2015]. 35 Figure 7. Cas notifiés de la TB-MDR chez les nouveaux cas [WHO, 2015]. 36
Figure 8. Cas notifiés de la TB-MDR chez les cas antérieurement traité [WHO, 2015].
36 Figure 9. Patients avec TB-XDR confirmé, ayant commencé le traitement en 2014
[WHO, 2015]. 37
Figure 10. Nombre de cas de tuberculose, toute forme [PNLT, 1980-2013]. 39 Figure 11. Incidence notifiée de la tuberculose, toute forme, selon les régions
administratives [PNLT, 2013].
39 Figure 12. Evolution temporelle du nombre de cas notifiés de tuberculose Extra-
pulmonaire (TEP) [PNLT, 1980-2013]. 40
Figure 13. Variation de l’incidence notifiée de la tuberculose selon la forme [PNLT, 1980-2013].
40 Figure 14. Nombre de cas de tuberculose notifiés par genre [PNLT, 1980- 2013]. 41 Figure 15. Comparaison entre les deux genres de la distribution du nombre des cas de tuberculose par groupe d’âge [PNLT, 1980- 2013].
41 Figure 16. Distribution proportionnelle par région administrative du nombre de cas de tuberculose notifiés, toute forme [PNLT, 1991-2013]. 42 Figure 17. Distribution des nouveaux cas TPM+, diagnostiqués dans les services de soins et à travers le dépistage des sujets contacts [PNLT, 1993-2011].
43 Figure 18. Analyse de cohorte des cas de tuberculose TPM+ [PNLT, 1996-2012]. 43 Figure 19. Catégorie d’enregistrement [PNLT, 2011-2014]. 44
Figure 20. Confirmation TB MR [PNLT, 2011-2014]. 45
Figure 21. Evènements chronologiques après inhalation du M. tuberculosis 48 Figure 22. Formation et progression du granulome lors d’une infection à M.
tuberculosis. 52
Figure 23. Les symptômes dus à la tuberculose. 53 Figure 24. Concept du développement de la tuberculose résistante aux
14
Figure 25. Antibiotiques de première ligne utilisés pour le traitement de la
tuberculose sensible et leur mode d’action. 68
Figure 26. Schéma relationnel de la prise en charge du sujet depuis la première visite médicale jusqu’au début du traitement par les antibiotiques.
70 Figure 27. CAT devant une forte suspicion de TPM au centre de santé. 71 Figure 28. CAT devant une forte suspicion de TPM au CDTMR. 71 Figure 29. Radiographie pulmonaire de face, condensations alvéolaires des deux lobes supérieures.
72 Figure 30. Frottis faisant apparaître des BAARs par coloration de
Ziehl-Neelsen(A), à l’Auramine(B). 74
Figure 31. Mycobacterium tuberculosis aggrandi 700x475px. 75 Figure 32.Culture de M. tuberculosis sur milieu solide. 77 Figure 33.Isolement de M.tuberculosis sur milieu liquide à partir de tube MGIT
détecté par Bactec System et confirmation au microscope optique.
77 Figure 34. Principe du test INNO-LiPA RIF.TB® 85 Figure35A. Exemples de résultats sur bandelettes des tests
GenoType® MTBDRplus. 86
Figure35B. Exemples de résultats sur bandelettes des tests
GenoType® MTBDRsl. 87
Figure 36. (A) GeneXpert MTB/RIF, (B) Protocole du geneXpertMTB/RIF, 88
Figure 36. (C) Principe du test, (D) Résultat du test geneXpertMTB/RIF. 89 Figure 37. Intérêt des tests rapides de sensibilité. 91
Figure 38. Distribution géographique de MTBC. (a) arbre phylogénétique et (b) cartographie basée sur les RDs/LSPs. Les couleurs indiquent les
différentes lignées phylogéographiques.
99
Figure 39. Représentation circulaire du génome de M. tuberculosis H37Rv 102 Figure 40. Représentation schématique de la localisation de l’IS6110 et du locus
DR chez M.tuberculosis H37Rv et M.bovis BCG. 105 Figure 41. Principes et étapes de l’IS6110-RFLP. 106 Figure 42. Représentation schématique du locus DR chez les souches M. bovis
BCG, MTB H37Rv et une souche X.
108 Figure 43. (A) Etapes de la technique spoligotyping, (B) Principe d’hybridation. 109 Figure 44. Conversion du spoligotype au code octal. 110 Figure 45. Illustration des lignés déterminées par Spoligityping. 111 Figure 46. Description des 67 prototypes spoligotypiques dans la base de
données SITVITWEB.
113 Figure 47. Profils obtenus par VNTR sur gel. 114 Figure 48. Position des 41 mini-satellites MIRU sur le chromosome de H37Rv. 115 Figure 49. Représentation schématique des éléments répétitifs utilisés comme cibles pour différentes méthodes de génotypage du complexe M. tuberculosis : (1) IS6110-RFLP (2) Spoligotypage (3) les minisatellites MIRU-VNTRs (4/5) DRE-PCR(6) PCR inverse semi nichée (7) Ligation Mediated-PCR.
120
Figure 50. Distribution globale des lignées phylogénétiques majeures de MTBC contenues dans la base de données SITVITWEB. 122 Figure 51. Illustration schématique des relations phylogénétiques entre les
15
Figure 52. Chemin évolutif des bacilles tuberculeux basé sur la présence ou l’absence de région de délétions et le polymorphisme de 5 gènes spécifiques. 129
Article II
Figure 1 : Genetic tree based on spoligotyping and 24-locus MIRU-VNTR data of 75 M. tuberculosis isolates from10 Moroccan cities
155 DISCUSSION
Figure 53. Scénario d’évolution des différentes familles génotypiques de
16
LISTE DES ABREVIATIONS…...…...09
LISTE DES TABLEAUX.……….12
LISTE DES FIGURES………...13
INTRODUCTION GENERALE.………19
1. Histoire de la tuberculose………...22
2. Le Genre Mycobacterium………...25
3. Tuberculose : Probleme de sante publique…………...33
4.Épidémiologie descriptive de la tuberculose …………...34
4.1. Tuberculose dans le monde…………...34
4.2. La tuberculose au Maroc………...38
5. Analyse socio-économique et facteurs de risques………...46
6. Physiopathologie de la tuberculose………...47
6.1. Infectiologie de la maladie………...47
6.2. Différentes formes cliniques de la tuberculose………...52
7. Moyens de lutte contre la tuberculose ………...56
8. Résistance aux antituberculeux………...66
9. Démarche diagnostique………...68
10. Les nouvelles méthodes de diagnostic………...80
CHAPITRE II : Approches de la Classification de M.tuberculosis 1. Classification phylogénétique………93
2. Inférence phylogénétique et phylogénie moléculaire………..……….94
CHAPITRE III : la Phylogénie Appliquée à M.tuberculosis 1. Méthodes de génotypages et classification des souches bactériennes…….…...….98
2. Géospecificité des lignés de MTBC dans le monde………100
3. Génome et marqueurs génétique pour le typage moléculaire ……….102
des souches du complexe M. tuberculosis 4. Analyse du polymorphisme de longueur des fragments …... ...104
5. Analyse des techniques basées sur la PCR……….…………...107
17
6.1. Terminologie...120
6.2. Outils bioinformatiques: collection génotypique internationale...121
de MTBC 6.3. Evolution et diversification au sein du M. tuberculosis...123
6.4. Buts et applications du typage moléculaire………...127
INTERET & OBJECTIFS………...131
Etude I : Comparaison de l’ADN basée sur l’Approche PCR Detection du...133
Mycobacterium tuberculosis au Maroc. Etude II : Typage Moléculaire du complexe MycobacteriumTuberculosis...143
par 24-Locus MIRU-VNTR Typing combiné au Spoligotyping pour évaluer la Diversité Génetique des souches Circulantes au Moroc. Etude III : La Diversité Génétique des souches de Mycobacterium tuberculosis...163
Isolées au Maroc à partir de patients à tuberculose extra-pulmonaire DISCUSSION GENERALE...173
CONCLUSION ET PERSPECTIVES ...187
ANNEXES...191
19 INTRODUCTION
La tuberculose continue à menacer aussi bien les pays en voie de développement que les régions développées, malgré de nombreux efforts prophylactiques et thérapeutiques plus ou moins efficaces, ainsi qu’une baisse notable de son incidence dans certains pays industrialisés. Selon le Rapport sur la tuberculose dans le monde [WHO, 2015] publié
par l’Organisation Mondiale de la Santé
(http://www.who.int/tb/publications/global_report/gtbr2015), les
chiffres fournis font apparaître:
Une baisse continue du nombre de personnes malades de la tuberculose; 9.6 millions de nouveaux cas se sont enregistrés en 2014 : 5.4 millions chez les hommes, 3.2 millions chez les femmes et 1million chez les enfants.
Un nombre estimatif de 1,5 million de décès dus à la tuberculose sont enregistrés en 2014, dont 140 000 sont des enfants;
0.4 millions des décès enregistrés en 2014 chez les patients tuberculeux, sont des sujets à HIV positifs;
12 % des nouveaux cas de tuberculose enregistrés en 2014, sont à HIV-positive.
La transition de la stratégie « Objectifs du Millénaire pour le développement (OMD) » vers une nouvelle ère de stratégie « Objectifs de développement durable (ODD) » qui vise à inverser les tendances de l’incidence à 80% et à réduire à 90 % le taux de mortalité (en 2030) (par rapport à 2015) [WHO, 2015].
Dans le monde, le taux de mortalité par tuberculose, selon les estimations, a reculé de 45 % entre 1990 et 2015, et le taux de prévalence a baissé de 42 % dans la même période.
Des progrès toujours lents dans la riposte à la tuberculose multi-résistante (TB-MDR), avec seulement 41% des patients estimés à être diagnostiquer dans le monde [WHO, 2015];
La co-infection TB-VIH et l’apparition de tuberculose MDR/XDR (TB-XDR est une tuberculose MDR résistante à une fluoroquinolone ainsi qu’à au moins un des trois antituberculeux de seconde intention injectables -capréomycine, kanamycine et amikacine) compliquent encore la gestion de la maladie et augmentent considérablement le taux de mortalité dû à la tuberculose chez les patients immunodéprimés, ce qui constitue un problème de santé majeur au niveau mondial.
20
Au Maroc, la situation épidémiologique de la tuberculose est très inquiétante, selon l’OMS, l’incidence est de l’ordre de 106% cas de tuberculose par 100 000 habitants [WHO, 2015]. Le plan d’accélération de la réduction de l’incidence de la tuberculose 2013-2016 soutenu par le ministère de la santé avait pour objectifs spécifiques :
Augmenter le taux de détection des cas de tuberculose à plus de 95% en 2016;
Augmenter le taux de succès thérapeutique de la tuberculose à frottis positifs à plus de 90% en 2016;
Réduire de moitié le taux de perdus de vue en 2016;
Agir sur les facteurs de vulnérabilité de la tuberculose auprès des populations cibles;
Assurer une bonne gouvernance de la lutte antituberculeuse et améliorer la gestion et la coordination à tous les niveaux.
L’épidémiologie de la tuberculose est également caractérisée par une hausse de plus en plus importante des cas notifiés de la Tuberculose extra-pulmonaire « TEP » (passage de 23 à 46% en 2013).
Aussi, Seulement 41% des cas notifiés de tuberculose toute forme ont été enregistrés, et sont localisés au niveau des régions administratives les plus urbanisées (Grand Casablanca, Rabat-Salé-Zemmour-Zaêr et Tanger-Tetouan) et dont l’incidence dépasse les chiffres nationaux.
La tuberculose est fortement liée aux populations qui la transmettent et la propagent d’une observation qui permet de supposer que les dynamiques de transmissions différentes d’un territoire à l’autre seraient à l’origine de la variabilité génotypique des souches circulantes. Dans ce contexte, des travaux antérieurs ont souligné que la spécificité phylogéographique des clones de bacilles tuberculeux est étroitement liée à l’origine géographique et l’ethnicité des patients.
Le but de notre travail est de décrire la caractérisation phénotypique du bacille tuberculeux, qui vise à déterminer sa sensibilité aux antibiotiques et donc une adaptation du traitement; et d’étudier la biodiversité génotypique de la tuberculose au Maroc sur la base du polymorphisme génétique des marqueurs spécifiques présents chez le Mycobacterium tuberculosis (MTB) en utilisant : les séquences d’insertion IS6110, le Spoligotyping et le typage par 24-locus MIRU-VNTR. Ces outils sont particulièrement utiles pour le dépistage de la sensibilité du MTB aux antibacillaires, et la compréhension des filières de la transmission de la tuberculose au Maroc.
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1. Histoire de la tuberculose
La tuberculose existe probablement depuis la préhistoire, période s’étendant jusqu’ à 3000 ans avant notre ère. En 2007, une équipe de paléontologues a trouvé, à l’ouest de la Turquie, des fragments osseux d’un fossile humain appartenant à l’espèce Homo Erectus et présentant des lésions intra-craniennes caractéristique d’une infection par Leptomeningitis tuberculosa à l’origine de la méningite tuberculeuse [Kappelman et al., 2008]. Cette étude soutient que la tuberculose remonterait à plus de 300 000 ans, ce qui reste à confirmer puisque le diagnostic établi reste prématuré [Roberts et al., 2009]. D’autre analyse sont indisponsables pour l’interprétation de ces lésions sur les fragments humains retrouvés sur le site de Kocabas. D’autres études non controversées, ont été faites à partir de lésions tuberculeuses trouvées sur des fragments d’os de momies originaires des trois continents. En Amérique, dans le Nord du Pérou ou encore dans le Sud du Chili, les lésions tuberculeuses trouvées dataient avant 6000 ans av.J.-C [Gerszten et al., 2001]. En Afrique, elles furent observées dans la région méridionale d’Egypte (2050 av.J.-C) [Nerlich et al., 2002] et en Asie, dans la population Chinoise, il y a 2000 ans [Fusegawa et al., 2003]. Initialement appelée « phtisie », cette maladie souvent mortelle et la plus répandue de tous les temps, fut renommée « tuberculose » par Johann Lucas Schonlein en 1834 [Ayvazian et al., 1993], [Palfi et al., 1999]. En 1679, pour la première fois François de Le Boe a identifié des nodules qui évoluent en abcès et cavités comme étant des lésions caractéristiques des patients phtisiques [Le Boe, 1679]. Ce n’est qu’en 1865 que la nature microbienne de la tuberculose fut suspectée en reproduisant une infection analogue à la phtisie sur des lapins et des cochons d’Inde, et ce, après les avoir inoculés avec un homogénat préparé à partir de lésions tuberculeuses [Ayvazyan et al., 1993].
En 1882, Robert Koch annonce la découverte de l’agent pathogène de la tuberculose appelé bacille de Koch [Koch et al., 1882]. En 1873, le bacille de Hansen (M.leprae) fut identifié comme agent étiologique de la lèpre par le médecin bactériologiste et dermatologue norvégien Armauer Hansen, alors qu’une restriction s’impose ; ce bacille n’est pas cultivable sur milieux artificiels. Certaines études ont aussi démontré la présence
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de la maladie en Asie, et durant le 19ème siècle, un pic d’incidence fut observé en Chine et en Inde (tableau 1).
Tableau 1. Les différentes désignations de la tuberculose (Leão et Portaels, 2007).
Noms Forme Clinique
Phtisie Tuberculose (nom Grec)
Maladie du poumon Tuberculose Consomption Tuberculose Lupus vulgaris Tuberculose de la peau Maladie mésentérique Tuberculose des ganglions
lymphatiquesabdominaux
Mal de Pott Tuberculose de la colonne vertébrale
Scrofule Tuberculose des ganglions lymphatiques du cou Ecrouelles (King’s evil) Tuberculose des ganglions lymphatiques du cou Peste blanche (White plague) Tuberculose pulmonaire
"White swelling" Tuberculose des os Tuberculose miliaire Tuberculose disséminée
Gaspard Laurent Bayle (1774-1816) a prouvé que les bacilles tuberculeux sont la cause de la maladie, et non une conséquence de celle-ci. Le nom « tuberculose » a vu le jour suite à cette découverte de Bayle. Le terme tuberculose a été utilisé pour définir la maladie causée par ces tubercules. Cependant, c’est un peu plus tard que le germe causant la tuberculose sera formellement identifié. Le 24 Mars 1882, Robert Koch rendit publique sa découverte de l’agent pathogène de la tuberculose (TB), Mycobacterium tuberculosis. L’introduction des sanatoriums (figure 1) fut un événement majeur de la fin du 19ème siècle pour le traitement antituberculeux. Ces établissements proposaient aux patients une nourriture équilibrée, une cure d’air frais, de lumière et de soleil.
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Figure 1. Le sanatorium de Ben Smim situé à la ville d’Azrou
( 1954 – 1975).
(Source :http//histoirestimbrees.blogspot.com).
Une avancée déterminante est apportée par les bactériologistes français Calmette et Guérin en 1921, avec la mise au point du premier vaccin contre la tuberculose [Calmette et al., 1931]. Ils arrivèrent à ce résultat grâce à des milieux de cultures spécifiques qui diminuaient la virulence de la bactérie de la tuberculose bovine (M.bovis). La technique de coloration misau point par Paul Ehrlich (biologiste allemand, 1854-1915) fut améliorée par Ziehl et Neelsen en mettant en évidence une propriété déterminante dans la détection de ces bactéries : leur caractère acido-alcoolo-résistant.
Un nouveau challenge dans la lutte contre la tuberculose, la chimiothérapie vit le jour vers la fin de la seconde guerre mondiale. Dans ce sens, des tests furent menés avec des antibiotiques très réputés et souvent utilisés contre les maladies infectieuses ; la pénicilline et les sulfamides, sans effets sur M.tuberculosis. Le premier antibiotique isolé,
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l’actinomycine extraite de divers Streptomycès, inhibe la croissance de ces bactéries en bloquant la progression de l’ARN polymérase. Cette molécule découverte par Selman Abraham Waksman en 1940, fut trop toxique en thérapie humaine ou animale [Waksman et al., 1946]. Elle laissa la place à la streptomycine, découverte 2 ans plus tard. Mais la monothérapie avec cette dernière entraînait l’apparition de souche résistante à la streptomycine. La combinaison avec d’autres antibiotiques comme l’acide paramino-salicylique (1949), l’isoniazide (1952), le pyrazinamide (1954), la cyclocyrine (1955), l’éthambutol (1962) et la rifampicine (1963), pallia ce problème.
2. Le Genre Mycobacterium
Taxonomie et classification :
L’espèce M. tuberculosis appartient à la classe des actinobactéries, à l’ordre des Actinomycétales, à la famille des Mycobacteriaceae et au genre Mycobacterium (Shinnick& Good, 1994). Les mycobactéries comprennent plus de 100 espèces pouvant êtres classées en trois groupes majeurs en fonction de leurs caractéristiques cliniques : les pathogènes stricts comprenant les pathogènes humains (M.tuberculosis et M.leprae) et les pathogènes des animaux (M.bovis et M.microti), les pathogènes opportunistes (M.simiae, M.avium et M.xenopi), et les pathogènes rares qui incluent des bactéries saprophytes (M.smegmatis et M.phlei). Ces espèces sont ubiquitaires et peuvent être détectées dans les échantillons cliniques ou dans les sources environnementales, elles peuvent être la cause de maladies diverses aussi bien chez l’homme que chez l’animal. Le genre Mycobacterium comprend le complexe « Mycobacterium tuberculosis » (MTBC) et les mycobactéries atypiques ou encore appelées «Mycobactéries Non Tuberculeuses» (MNT) (figure 2).
En se basant sur les critères de production de pigments et le taux de croissance, on distingue 4 catégories de mycobactéries atypiques : phytochromogènes, scotochromogènes, achromogènes et les bactéries à croissance rapide. Les mycobactéries atypiques présentent de nombreuses espèces saprophytes des muqueuses respiratoires et digestives mais aussi quelques espèces pouvant provoquer chez l'homme soit des infections locales (cutanées ou ganglionnaires), soit des syndromes pseudo-tuberculeux spécialement chez les sujets immunodéprimés (M. avium ssp avium). Ces mycobactéries sont résistantes à la plupart des antituberculeux.
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Figure 2. Représentation schématique des mycobactéries
Le complexe M.tuberculosis est constitué de 7 sous-espèces : M.tuberculosis et M.africanum dont le réservoir naturel est préférentiellement humain, Mycobacterium bovis, M.microti, M.pinnipedii [Cousins et al., 2003], M.caprae et M.canettii dont le réservoir naturel est animal [Pfyffer et al., 1998], [van Soolingen et al., 1997]. Ces nouveaux candidats passant du statut d’espèce à sous-espèce, ont été mis en évidence par des techniques d’hybridation ADN /ADN, qui ont confirmé des homologies supérieures à 99% [Imaeda et al., 1985], [Cole et al., 2002]. On voit apparaître de plus en plus de cas d’infection zoonotique par M.microti [Niemann et al., 2000], [van Soolingen et al., 1998], M.cannetti, M.tuberculosis [Serrano et al., 1986], cependant les cas les plus fréquents concernent M.bovis [Suzuki et al.,2010]. Les mycobactéries du MTBC sont des pathogènes spécifiques, génétiquement très liées [Goulding et al., 2000], elles sont naturellement sensibles aux antituberculeux, en particulier au PAS. Le MTBC regroupe :
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Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium tuberculosis : le principal agent pathogène de la tuberculose humaine [Koch et al., 1882]. Il est cultivé sur milieu Löwenstein-Jensen (L/J) et donne des colonies rugueuses de teinte beige (en vieillissant, elles évoluent vers un aspect en choux fleur de couleur chamois) avec une croissance eugonique. Les tests de la niacine et de la nitrate réductase sont positifs, le MTB croit en présence de TCH (hydrazide de l’acide thiophène-2 carboxylique). La catalase est thermolabile (elle disparait après chauffage pendant 20 min). Le MTB est naturellement sensible à l'INH. Par contre, si la souche présente une résistance de haut niveau à l'INH, son activité catalasique à 22°C est réduite ou même absente.
Mycobacterium africanum
M.africanum touche principalement l’homme [Castests et al., 1968], mais aussi les animaux dans de rares cas [Gudan et al., 2008], [Rahim et al., 2007]. Ayant pour terrain de prédilection l’Afrique sub-saharienne, il tend à s’élargir vers les autres continents [Baril et al., 1995]. M. africanum est cultivé sur milieu L/J, il donne des colonies rugueuses, plates avec un bourgeon central (aspect en tâche de bougie), la croissance est dysgonique. La catalase est thermolabile. En fonction de la souche et de son origine géographique, la croissance en présence de TCH, la niacine et la nitrate réductase sont variables.
Mycobacterium bovis
M.bovis est l’agent causale de la tuberculose bovine, mais peut aussi toucher des animaux domestiques ou sauvages [Thoen et al., 1984], [Chartier et al., 1991], [Thorel et al., 1998]. Cette sous-espèce peut être retrouvée chez l’homme suite à la consommation de lait non pasteurisé ou produits dérivés, à l’inhalation de particules infectés ou après un contact avec des objets contaminés ou des lésions tuberculeuses animales. Il est cultivé sur milieu L/J et donne de petites colonies lisses (taille d'une tête d'épingle) avec une croissance dysgonique. Les tests de la niacine et de la nitrate réductase sont négatifs. La catalase est thermolabile. M. bovis est naturellement sensible à l'INH et sa croissance est négative en présence de TCH. Par contre, une résistance à des concentrations élevées de l’INH entraîne une résistance croisée au TCH. Ce test ne permettra plus de différencier les souches de M. tuberculosis
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des souches de M. bovis. Le M. bovis BCG est une mycobactérie atténuée du M. bovis.
Mycobacterium canettii
M.canetti, tout d’abord considéré comme atypique, a intégré le complexe MTBC en 1997, quoi qu’il soit le plus divergent au sein du groupe [Van Soolingen et al., 1997], son origine géographique ainsi que les différents cas rapportés, laissent croire qu’il proviendrait de la Corne d’Afrique (Solamie, Ethiopie, Erythrée, Djibouti) [Brosch et al., 2002], [Pfyffer et al., 1998], [Miltgen et al., 2002]. L’isolement de M.Canetti présente des caractères singuliers comme l’aspect lisse et brillant [Miltgen et al., 2002] avec une morphologie des colonies complètement différente de celle des autres bacilles tuberculeux. Comme les tests biochimiques standards ne permettent pas d’identifier M. canetii, le diagnostic doit, dans ce cas recourir au "spoligotyping" [Kamerbeek et al., 1997].
Mycobacterium microti
M.microti est un candidat du complexe tuberculosis qui touche principalement les rongeurs [Wells et al ., 1937]. Il fut nommé plus tard M.tuberculosis var. muris, faute de pouvoir être distingué de M. tuberculosis. Un vaccin atténué de cette souche fut utilisé en Tchécoslovaquie de 1951 à 1969 tandis que des essais étaient conduits en Grande Bretagne de 1950 à 1952 avec des formes non atténuées [Hart et al., 1977]. Un demi-million d’enfants furent vaccinés par ce vaccin [Sula et al., 1976]. M.microti ont une morphologie particulière, n’est quasiment pas viable en culture. Généralement, il n’est pas possible de diagnostiquer avec certitude l’espèce par les tests biochimiques courants. M. microti est en revanche identifiable par des techniques moléculaires de typage telles que le spoligotyping.
Mycobacterium pinnipedii
M.pinnipedii (ou bacille du phoque) fait aussi partie du complexe M.tuberculosis, fréquent dans les régions côtières où prolifèrent les mammifères marins. Il peut infecter l’homme dans de rares cas [Cousins et al., 2003].
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Mycobacterium caprae
Décrit par Aranaz en 1999, M.caprae fut classé 4 ans plus tard comme espèce faisant partie du complexe M.tuberculosis [Aranaz et al., 1999]. Cette espèce est principalement isolée chez les caprins (moutons, chèvres) [Prodinger et al., 2002],[Lantos et al., 2003],[Machackova et al., 2004]. Quelques cas humains ont été rapportés à cause d’une contamination par des ruminants infectés [Kubica et al., 2003].
Les mycobactéries autres que celles du complexes M.
tuberculosis (MAMT)
Elles sont aussi identifiées sous le terme de MOTT (Mycobacteria other than tuberculosis) et appartiennent au grand et très divergent groupe des mycobactéries dites atypiques et un arbre phylogénétique 16S permet aisément de les discriminer (figure 3). Au sein des MAMT, on distingue deux types de mycobactéries en fonction de leurs vitesses de croissance, rapide ou lente. En se basant sur les critères de production de pigments, on distingue 4 catégories de mycobactéries atypiques : phytochromogènes, scotochromogènes, achromogènes et les bactéries à croissance rapide. Elles sont généralement non-pathogènes (environnementales avec M.terrae, M. smegmatis …) et rarement pathogènes (opportunistes chez les immunodéprimés avec M.avium, M.simiae, M .kansasii…). Les sites de développement chez les patients tuberculeux se situent généralement au niveau de la muqueuse gastro-intestinale [Bermudez et al., 1992], [Inderlied et al.,1993]. Ces mycobactéries sont résistantes à la plupart des antituberculeux.
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Figure 3. Arbre phylogénétique 16S permettant de discriminer les
mycobactéries à croissance rapide et lente [Pitulle et al., 1992], [Rogal et al., 1990][Kirschner et al., 1993].
Les signes cliniques de la TB pour les membres de ce complexe sont identiques. Pourtant, il faut les distinguer pour détecter les réservoirs potentiels de ces souches. La différenciation des membres de ce complexe est importante de point de vue médical et notamment la différenciation entre M. bovis et M. tuberculosis. En effet, seule la TB due à M. tuberculosis résulte d’une contagion homme-homme.
Il est difficile de distinguer ces espèces sur la base des tests biochimiques ou sur les caractéristiques de croissance bactérienne sur milieux spécifiques d’où l’intérêt du typage moléculaire. Grâce aux techniques moléculaires d’identification surtout le séquençage du gène 16S DNA, de nouvelles espèces mycobacteriénnes ont été mise en évidence telles que M. genavense et M. heckeshornense [Douga et al., 2005].
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Caractères généraux des mycobactéries
Les mycobactéries sont des bacilles aérobies stricts ou micro aérophiles, immobiles, non sporulés ni capsulés, parfois ramifiés. Les mycobactéries sont liées phylogénétiquement aux bactéries à gram positif, même si leur coloration de Gram est souvent faible ou variable [Hermann & Lagrange, 1999].
Les mycobactéries se caractérisent par une paroi très particulière qui leur confère, des propriétés de l’acido-alcoolo-résistance qui est due à une forte proportion de lipides, les acides mycoliques présents dans leur paroi est une résistance à de nombreux antibiotiques antibacillaires (figure 4).
Mycobacterium tuberculosis est le principal agent causal de la tuberculose humaine ; c’est un parasite strict de l’homme. En microscopie optique, M.tuberculosis apparait sous forme d’un bacille fin, légèrement incurvé, de 2 à 5 µm de long sur 0,2 à 0,3 µm de large (figure 5), il se distingue des autres espèces bactériennes par ses exigences en culture et sa lenteur de croissance.
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Figure 4. Composition de l’enveloppe mycobactèrienne.
(Source : http://2009.igem.org/wiki/images/1/17/MbMyco.png)
Figure 5. Mycobacterium tuberculosis, agent de la tuberculose,
en microscopie électronique à balayage grossi (1600x 300px) (Source : http://photothèque.pasteur.fr)
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3. Tuberculose : Problème de sante publique
Tuberculose : urgence mondiale
Malgré les avancées récentes, la TB demeure un problème majeur de santé publique. Un tiers de la population mondiale est actuellement infecté et chaque année, environ 10 millions de nouveaux cas de TB sont enregistrés et 1.5 million de personnes meurent de cette maladie (WHO, 2015). La grande majorité des cas de TB et de décès dus à cette maladie surviennent dans des pays pauvres, ils sont dues à un accès plus restreint aux soins, une plus grande exposition à des conditions de vie et de travail insalubres, et dans des environnements surpeuplés, ainsi que par la malnutrition, l’infection à VIH, le diabète, le tabagisme et l’abus d’alcool et de drogues, ainsi que d’autres facteurs de risque favorisant le développement de la TB maladie (WHO, 2011a).
Pourtant, dans la plupart des cas, la TB est une maladie curable. En utilisant des associations de médicaments de première intention introduits dans le traitement depuis les années 1950, près de 90 % des patients qui présentent une TB sensible aux médicaments peuvent être guéris en six mois. Cependant, le contrôle inadéquat de la TB et le traitement inapproprié représente l'un des facteurs entrainant une recrudescence de la TB et plus particulièrement la TB multi-résistante (TB-MDR), une forme particulièrement dangereuse de la maladie, qui est difficilement curable dans de nombreux contextes. La TB-MDR est définie comme une maladie causée par un MTB résistant au moins à l'INH et à la RIF, les deux médicaments antituberculeux les plus puissants. Les taux de TB-MDR sont élevés dans plusieurs pays et sont associés aux effets dévastateurs de la coïnfection TB/VIH. Le traitement de la TB-MDR est plus difficile, il exige d’avoir recours aux médicaments de seconde intention qui sont plus coûteux, avec un traitement plus long, et provoquant des effets secondaires plus graves. Généralement, les taux de guérison de la TB-MDR sont plus faibles, et sont habituellement compris entre 50 et 70 % (WHO, 2011a).
Le Virus de l'Immunodéficience Humaine et le Bacille de Koch:
un tandem meurtrier
Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) est un terrain propice au développement de la TB-maladie. En 2014, 12% des tuberculeux étaient VIH+, 1.5 million de personnes sont décédés à cause de la TB (WHO, 2015). Un quart des décès de personnes tuberculeuses était lié à l’infection par le VIH (0.4 million). Plus de la moitié des individus
co-34
infectés par le TB-VIH et la TB se trouve en Afrique subsaharienne qui regroupe, à elle seule, les deux tiers des personnes atteintes par le VIH. Les épidémies de VIH et de TB se renforcent mutuellement. En effet, une personne souffrant du VIH peut connaître une réactivation endogène d’une TB préexistante, permettant ainsi une rechute et peut facilement être infectée par un MTB, dans ces deux cas cette personne va participer à la transmission des bacilles de la TB dans la population. Si les efforts requis pour arriver à une baisse de l’incidence de la TB dans les pays en voie de développement réclament un investissement financier important et le renforcement des structures de santé, la concertation avec les programmes nationaux de lutte anti-VIH s’ajoute à la difficulté de la tâche.
4. Épidémiologie descriptive de la tuberculose 4.1. Tuberculose dans le monde
La tuberculose est une maladie relevant de la santé publique par son caractère potentiellement épidémique. Elle figure sur la liste des maladies à déclaration obligatoire, de ce fait, l’émergence d’éventuelles épidémies est fortement surveillée d’autant plus que l’incidence et la prévalence de l’infection dans certains pays sont préoccupantes.
Incidence, prévalence et mortalité de la tuberculeuse dans le
monde
Bien que l’incidence mondiale de la tuberculose ait tendance à décroitre, cette maladie représente un fléau menaçant pour de nombreuses populations. L’épidémie globale de tuberculose semble être liée à la pauvreté, la promiscuité, les conditions de vie précaires, ou d’autres aspects socio-démographiques et socio-économiques difficiles [Farmer et al., 2006],[Keshavjee et al., 2008].
La tuberculose reste l’une des maladies transmissibles causant le plus de décès dans le monde. En 2014, selon les estimations, 9.6 millions de personnes l’ont contractée et 1,5 million de personnes en sont décédées, dont 1.2 million (12%) sujets sont à VIH-positifs. De ce fait, c’est la deuxième maladie infectieuse la plus mortelle après le VIH/sida. La TB est présenté partout dans le monde. En 2014, le plus grand nombre de nouveaux cas de TB a été enregistré en Sud Est d’Asie et la région du pacifique occidental, qui totalise 58% des nouveaux cas à l’échelle mondiale, la région africaine enregistre 28% des cas mondiaux alors que l’Inde, l’Indonésie et la Chine comptant à elles seules 23%, 10% et 10% respectivement, de l’ensemble des cas [WHO, 2015] (figure 6).
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Figure 6. Incidence de la tuberculose par pays, 2014 [WHO, 2015]
L’OMS estime que la lutte mondiale contre la TB est confrontée à la propagation des bacilles MDR et XDR dans toutes les régions du monde. La forme ultra-résistante (UR ou TB-XDR) concerne 9.7 % des patients présentant une tuberculose MR notifiée. Environ 3,3% des nouveaux cas de TB dans le monde sont dus à des souches multi-résistantes, cette proportion est bien plus grande chez les patients déjà traités et atteint 20% en 2014. L’OMS estime que 480 000 cas de TB-MDR auraient été détectés. Cependant, seulement 123 000 (41%) cas TB-MDR a été détecté. La fréquence de la TB-MDR varie sensiblement d’un pays à l’autre. Plus de 50% des cas sont concentrés en Inde, en Chine et en Fédération de Russie (figure 6, 7 et 8) [WHO, 2015].
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Figure 7. Cas notifiés de la TB-MDR chez les nouveaux cas, 2014 [WHO,
2015].
Figure 8. Cas notifiés de la TB-MDR chez les cas antérieurement
37
Figure 9: Patients avec TB-XDR confirmé, ayant commencé le traitement
en 2014[WHO, 2015].
Par ailleurs, en 2015, 105 pays avaient signalé la notification des cas de TB-XDR.
Récemment, plusieurs rapports ont décrit une nouvelle forme de résistance, il s’agit d’une TB totalement résistante (TB-TDR) (Udwadia et al., 2012; Zumula et al., 2013). Cette définition est confrontée au fait que pas tous les laboratoires testent tous les ATB. Aussi, il n’y a pas une liste consensus pour tous les ATB et enfin, le fait de donner la nomenclature TDR laisse penser que cette forme de résistance est incurable et que les patients ne seront pas traités par les ATB disponibles (Cegielskiet al., 2012).
Néanmoins, depuis 1985, on observe une réémergence de la tuberculose dans les pays industrialisés. Elle est du à une diminution des engagements des pouvoirs publics envers cette maladie, à l’augmentation des souches multi-résistantes aux antibiotiques, à l’épidémie du SIDA, et à l’origine étrangère des patients, (Immigration des ressortissants des pays en voie de développement à forte incidence tuberculeuse). Depuis l’épidémie qui a frappé les USA (1991-1993), les gouvernements ont pris d’importantes mesures sanitaires et ont
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développé une approche globale de la maladie. Malgré ces efforts, des estimations récentes de l’OMS montrent qu’un tiers de la population mondiale est infecté par M. tuberculosis et seulement 15% de ces personnes reçoivent un traitement adéquat [Collard, 1999]. Chaque année, 8 millions de nouveaux cas apparaissent dans le monde et 2 millions en meurent. Au niveau de la tuberculose active, la moitié des 20 millions de personnes infectées est contagieuse et chacun peut infecter jusqu’ à 20 personnes par an [Gandy et al., 2002]. En Europe, beaucoup de nouveau cas de tuberculose sont recensés (250 000 par année) dans les pays de l’Est, ce qui explique l’augmentation du nombre de décès dans cette région. Cependant, le record est détenu par l’Asie du Sud-Est avec plus de 3 millions de nouveaux cas par année. L’Asie du Sud- Est est suivie par l’Afrique Subsaharienne avec 1.5 million de nouveaux cas par an. Dans cette conjoncture, d’ici l’an 2020, près d’un milliard d’infections, 200 millions de nouveaux malades et 35 millions de décès dus à la tuberculose seront dénombrés [WHO, 2002].
4.2. La tuberculose au Maroc
Au Maroc, en 2014, selon l’OMS le nombre de cas incidents est estimé à environ 28135, définissant ainsi une incidence de 106 nouveaux cas pour 100 000 habitants [WHO, 2015]. Aussi, Les résultats d’une étude de cohorte réalisé par le Programme National de Lutte Antituberculeuse [PNLT: 1980-2013] ont montré que :
La fréquence de la tuberculose reste élevée au Maroc ;
Le nombre de cas notifiés n’a pratiquement pas diminué au cours des 34 ans dernières années (figure 10) ;
L’incidence a diminué un peu plus de 1% par an.
La proportion de tuberculose pulmonaire a diminué de 63 à 52 ;
La proportion de TEP a augmenté de 23 à 46.
La distribution du nombre de cas par forme de tuberculose a subi des changements importants (figure 13).
Aussi, selon les régions administratives, l’incidence en 2013 a passé de 40 au niveau de la région (R1) à 148.4 au niveau de la région (R16) (figure 11).
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Figure 11. Incidence notifiée de la tuberculose, toute forme, selon les régions
administratives [PNLT, 2013].
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La maladie est plus fréquente dans le genre masculin sauf pour la TEP (figures 12,13). La fréquence de la tuberculose a diminué dans les groupes d’âge de moins de 15 ans et tend à augmenter chez les personnes âgées de 45 à 64 et plus et particulièrement chez celles âgées de 65 ans et plus (figure 14). La tuberculose demeure élevée chez les individus âgés de 15 à 44 ans dont la proportion est au dessus de 70% (figure 15), population jeune et active, réduisant ainsi leur capacité d’activité et le rendement économique de la communauté.
Figure13.Variation de l’incidence notifiée de la tuberculose selon la forme
[PNLT, 1980-2013].
Figure 12. Evolution temporelle du nombre de cas notifiés de tuberculose
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Figure 14. Nombre de cas de tuberculose notifiés par genre [PNLT, 1980- 2013].
Figure 15. Comparaison entre les deux genres de la distribution du nombre
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Selon le système de surveillance épidémiologique, 63% des cas dépistés sont concentrés dans les zones les plus urbanisées et les plus peuplées du pays notamment les régions du Grand Casablanca, de Tanger-Tétouan, et de Rabat-Salé-Zemmour-Zaer avec 41% des cas enregistrés (figure 16).
En 2013, 35 nouveaux cas de TB pulmonaire à microscopie positif ont été enregistrés pour 100 000 habitants. Malgré la persistance de la maladie, l’incidence de la TB pulmonaire à microscopie positive qui constitue la forme contagieuse, tend vers une diminution et qui est d’environ 35% entre 1996 (année de pic maximal) et 2011 ce qui serait en faveur d’une réduction de la transmission du BK dans la population (figures 17,18).
Figure 16. Distribution proportionnelle par région administrative du
nombre de cas de tuberculose notifiés, toute forme [PNLT, 1991- 2013].
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Figure 18. Analyse de cohorte des cas de tuberculose TPM+
[PNLT, 1996- 2012].
Figure 17. Distribution des nouveaux cas TPM+, diagnostiqués dans les
services de soins et à travers le dépistage des sujets contacts, [PNLT, 1993-2011].
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L’incidence dans certaines provinces et préfectures des régions à incidence élevée, peut atteindre 120 à 140 nouveaux cas pour 100 000 habitants. Nous avons 6 régions à incidence élevée de tuberculose : qui enregistre 65% des nouveaux cas et plus de 60% des cas de tuberculose multi-résistante [PNLT, 2013] (figure 19, 20).
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Grâce aux efforts déployés par le ministère de la santé notamment la gratuité et la décentralisation des prestations dispensées aux malades tuberculeux, que des progrès importants en matière de lutte antituberculeuse ont été réalisés. Récemment (en Octobre 2013), le Maroc a lancé le Plan National d'Accélération de la Réduction de l'Incidence de la TB pour la période 2013-2016, ce plan vise d’abord les régions prioritaires dans lesquelles la TB connaît une incidence assez élevée, afin de lancer les plans d'appui, de prévention et de lutte contre la TB, déjà établis pour ces mêmes régions.
L’objectif général de ce plan d’accélération vise à ce que, en 2016 le programme atteint un taux annuel de diminution de l’incidence de 6%
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en vue de l’atteinte de l’objectif de la diminution de la tuberculose d’ici 2050. Les objectifs spécifiques de ce plan d’accélération sont :
Augmenter le taux de détection des cas de tuberculose à plus de 95% en 2016 ;
Augmenter le taux de succès thérapeutique de la tuberculose à frottis positif à plus de 90% en 2016 ;
Réduire de moitié le taux de perdus de vue en 2016 ;
Agir sur les facteurs de vulnérabilité de la tuberculose auprès des populations cibles ;
Assurer une bonne gouvernance de la lutte antituberculeuse et
améliorer la gestion et la coordination à tous les niveaux.
5.
Etudier la tuberculose reviendrait en quelque sorte à étudier conjointement les facteurs de risques associés à la maladie. Selon l’OMS, la situation reste préoccupante dans les pays en développement. On assiste à une stabilité du taux de notification de 1990 à 2000 et en 1997, plus de 50% des cas de tuberculose sont concentrés dans cinq pays (Bangladesh, Chine, Inde, Indonésie et Nigéria) dont 4 sont situés en Asie de sud-Est et 9 des 10 pays les plus touchés appartiennent au continent africain [Raviglione et al.,1995], [Dye et al., 1999]. Finalement, on peut noter que les régions les plus touchés par cette maladie sont l’Asie du Sud-Est, l’Afrique et l’Europe de l’Est qui représentent à elles seules 80 % des cas dans le monde. Cette endémie tuberculeuse est essentiellement due au problème de multi résistance des souches de MTB, aux taux très important de coïnfection tuberculose VIH observé dans certains pays africains ainsi qu’au manque d’accès au soins [Dye et al., 1999], [Farmer et al., 1998]. Ces progressions de la maladie s’expliquent par une augmentation de la croissance démographique, l’insuffisance de moyen dans la lutte et la prévention. Une approche épidémiologique, clinique et diagnostique est nécessaire pour mieux cerner les problèmes de santé publique. Cette analyse multidisciplinaire permet de renforcer les stratégies de lutte antituberculeuse, en proposant un ensemble d’approches pouvant s’imbriquer entre elles, et mesurer les différentes implications et corrélations possibles entre la maladie et les divers facteurs. L’évolution des situations socio-économiques et démographiques des pays du monde, est un indice qui peut apporter une meilleure compréhension épidémiologique de la transmission/dissémination de la tuberculose.
Figure 6: Variation de l’incidence notifiée de la tuberculose selon la forme, de 1980 à 2013 (DELM, 2015)
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6. Physiopathologie de la tuberculose 6.1. Infectiologie de la maladie
Pathogènicité
L’agent pathogène M. tuberculosis peut générer aussi bien une maladie évolutive qu’une infection latente [Parrish et al., 1998]. Dans la plus part des cas, la première infection, sous contrôle du système immunitaire, survient dans les poumons en provoquant des lésions nécrosantes, on parle alors de tuberculose pulmonaire. Dans certains cas après être parvenu à contrôler la première infection, les bacilles peuvent rester dans un état de dormance sans réplication (ou se multiplier lentement) et ce durant tout le reste de la vie de l’individu. Cet état infectieux ou infection tuberculeuse latente est cliniquement asymptomatique. L’OMS estime qu’un tiers de la population mondiale serait infecté par une tuberculose latente et que des centaines de millions de cas de réactivation de tuberculose sont prévus spécifiquement dans les zones de faibles ou moyennes endémicité, ou la plus part des cas de tuberculose sont actifs [Fine et al., 1999]. Bien que leur temps de génération soit long (20 heures dans les meilleures conditions), ce temps peut se réduire lorsque la bactérie se développe dans des organes bien oxygénés tels que les poumons, les reins et l’épiphyse osseuse. Finalement, la pathogénicité des mycobactéries est liée à l’activité des défenses immunitaires de l’hôtes [Fine et al., 1999].
