Le charbon (anthrax) est dû à Bacillus anthracis, un bacille gram-positif, qui est un microrganisme anaérobie facultatif encapsulé producteur de toxines. Le charbon (anthrax), une maladie souvent mortelle chez les animaux, est transmis à l'homme par contact avec des animaux infectés ou leurs produits. Chez l'homme, l'infection est habituellement contractée via la peau. Les infections pulmonaires sont moins fréquentes; les infections méningées et gastro-intestinales sont rares. Dans les infections par inhalation et les infections gastro-intestinales, des symptômes locaux non spécifiques sont habituellement suivis en quelques jours d'atteintes généralisées sévères, d'un état de choc et souvent de la mort. Le traitement empirique repose sur les fluoroquinolones ou la doxycycline. Un vaccin est disponible.
(Voir aussi the Centers for Disease Control and Prevention’s Emergency Preparedness regarding anthrax.)
Étiologie du charbon (anthrax)
Le charbon (anthrax) est une maladie importante chez l'animal domestique et est observée chez la chèvre, les bovins, le mouton et le cheval. Le charbon (anthrax) existe également chez les animaux sauvages tels que l'hippopotame, l'éléphant et le buffle. Il est rare chez l'homme et son incidence a diminué dans de nombreux pays; il est observé surtout dans des pays qui n'interdisent pas l'exposition industrielle ou agricole aux animaux ou à leurs produits infectés (p. ex., peaux, carcasses, poils).
Cependant, l'utilisation potentielle du charbon (anthrax) comme arme biologique est source de crainte vis-à-vis de ce pathogène. Les spores ont été préparées sous forme de poudre très fine (pour être utilisées comme agents de guerre et de bioterrorisme) et; dans les attaques de bioterrorisme au charbon (anthrax) de 2001, les spores ont été propagées dans des enveloppes par l'United States Postal Service.
Physiopathologie du charbon (anthrax)
Bacillus anthracis forme des spores en situations défavorables à la croissance (p. ex., environnement sec). Les spores résistent à la destruction et peuvent rester viables dans le sol, la laine et les poils d'animaux et reste caché pendant des décennies. Les spores germent et commencent à se multiplier rapidement lorsqu'elles pénètrent dans un environnement riche en acides aminés et en glucose (p. ex., dans les tissus et le sang).
L'infection humaine peut être contractée par
Contact cutané (le plus fréquent)
Ingestion
Inhalation
Injection
L'infection cutanée est habituellement contractée par contact avec des animaux infectés, des produits animaux contaminés par des spores ou des sols contenant des spores ou rarement par injection d'héroïne contaminée chez des utilisateurs de drogues injectables. Les plaies ouvertes ou les abrasions augmentent la sensibilité à l'infection qui peut néanmoins survenir lorsque la peau est intacte. Le charbon cutané n'est généralement pas contagieux, mais dans de très rares cas, l'infection cutanée peut être transmise de personne à personne par contact direct ou par des fomites.
Une infection gastro-intestinale (y compris oropharyngée), peut survenir après ingestion de viande mal cuisinée ou de lait contenant des formes végétatives du microrganisme, habituellement lorsqu'une lésion de la muqueuse pharyngée ou intestinale favorise l'envahissement. L'ingestion d'anthrax peut provoquer des lésions de la cavité buccale juqu'au caecum. La toxine libérée provoque des ulcères hémorragiques et nécrotiques et une lymphadénite mésentérique qui peut induire une hémorragie, une occlusion ou une perforation intestinale.
L'infection pulmonaire (le charbon [anthrax] par inhalation), provoqué par l'inhalation de spores, est presque toujours due à une exposition professionnelle à des produits d'origine animale contaminés (p. ex., peaux animales) et est souvent mortelle.
Le charbon (anthrax) digestif par inhalation et par voie digestive n'est pas transmis de manière interhumaine.
Après avoir pénétré dans le corps, les spores germent dans les macrophages, qui migrent dans les ganglions lymphatiques régionaux où les bactéries se multiplient. En cas de charbon (anthrax) d'inhalation, les spores se déposent dans des espaces alvéolaires, où elles sont ingérées par les macrophages, qui migrent dans les ganglions lymphatiques médiastinaux, entraînant habituellement une médiastinite hémorragique.
Une bactériémie peut survenir dans toutes les formes de charbon (anthrax) et est observée dans presque tous les cas mortels; une atteinte méningée est fréquente.
Des données limitées suggèrent que le charbon (anthrax) cutané ne permet pas d'acquérir une immunité, en particulier si une antibiothérapie efficace précoce est instituée. L'inhalation de charbon (anthrax) pourrait procurer une certaine immunité en cas de survie, mais les données sont très limitées.
Facteurs de virulence
La virulence de B. anthracis est due à sa
Capsule antiphagocytaire
Toxines (facteurs)
Capacité de réplication rapide
Les toxines prédominantes sont la toxine œdémateuse et la toxine mortelle. Une protéine qui se lie aux cellules, appelée antigène protecteur, se lie aux cellules cibles et favorise l'entrée cellulaire des toxines œdémateuse et mortelle. La toxine œdémateuse est à l'origine d'importants œdèmes locaux. La toxine mortelle déclenche une libération massive de cytokines par les macrophages, responsable de la mort subite fréquente en cas d'infections charbonneuses (anthrax).
Symptomatologie de l'anthrax
La plupart des patients qui présentent un charbon développent la maladie 1 à 6 jours après l'exposition, mais pour le charbon (anthrax) par inhalation, la période d'incubation peut être > 6 semaines.
La forme cutanée de la maladie du charbon (anthrax) débute par une papule rouge foncé, indolore, prurigineuse, apparaissant entre 1 et 10 jours après exposition aux spores infectieuses. La papule augmente de volume et est entourée d'une zone d'érythème dure et d'un œdème important. On observe une vésiculation et une induration. Une ulcération centrale apparaît ensuite, avec exsudat sérohématique et formation d'une escarre noire (la pustule maligne). Une adénopathie locale est fréquente et s'accompagne parfois d'une sensation de malaise, de myalgies, de céphalées, de fièvre, de nausées et de vomissements. Plusieurs semaines peuvent être nécessaires pour que la blessure guérisse et que l'œdème disparaisse.
Le charbon (anthrax) gastro-intestinal se présente sous des formes de gravités variables, d'asymptomatiques à fatales. Une fièvre, des nausées, des vomissements, des douleurs abdominales et une diarrhée hémorragique sont fréquentes. Une ascite peut être présente. Une nécrose intestinale et une septicémie avec choc toxique létal peuvent s'ensuivre.
Le charbon (anthrax) oropharyngé se manifeste sous la forme de lésions œdémateuses dont le centre est ulcéré et nécrotique situées sur l'amygdale, la paroi postérieure du pharynx ou le palais dur. L'œdème des tissus mous au niveau du cou est important et les ganglions lymphatiques cervicaux sont augmentés de volume. Chez l'enfant, les symptômes sont des maux de gorge, une fièvre et une dysphagie. Une obstruction des voies respiratoires peut survenir.
Le charbon (anthrax) par inhalation commence insidieusement comme un syndrome pseudo-grippal. En quelques jours, la fièvre s'aggrave et une douleur thoracique et une grave détresse respiratoire se développent, suivies d'une cyanose, d'un choc et d'un coma. Une importante lymphadénite nécrosante hémorragique se développe et s'étend aux structures médiastinales adjacentes. On observe un transsudat sérohématique accompagné d'un œdème du poumon et d'épanchement pleural. On n'observe aucune bronchopneumonie caractéristique. Une méningo-encéphalite hémorragique ou un charbon (anthrax) gastro-intestinal peuvent se développer.
Diagnostic du charbon (anthrax)
Coloration de Gram et culture
Test d'immunofluorescence directe (DFA) et Polymerase Chain Reaction (PCR)
L'anamnèse portant sur les activités professionnelles et la notion d'exposition sont importantes.
Des cultures et des colorations de Gram des prélèvements provenant de sites cliniquement identifiés, y compris de lésions cutanées ou muqueuses, du sang, du liquide pleural, du liquide céphalorachidien, de liquide d'ascite ou de selles doivent être effectués. Un examen et une coloration de Gram de l'expectoration sont peu susceptibles d'identifier une inhalation par charbon (anthrax), en raison de l'absence fréquente de la maladie au niveau des voies respiratoires.
Un test par PCR et des méthodes immunohistochimiques (p. ex., test d'immunofluorescence directe) peuvent être utiles.
Un prélèvement nasal par écouvillon pour déceler des spores chez le patient potentiellement exposé au charbon (anthrax) par inhalation n'est pas recommandé, car la valeur prédictive négative est inconnue. Bien qu'une culture positive sur écouvillon nasal indique une exposition, un écouvillon nasal négatif ne signifie pas que l'exposition n'a pas eu lieu.
Pièges à éviter
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Une rx thorax (ou une TDM) doit être effectuée si des symptômes pulmonaires sont présents. Elle montre habituellement un élargissement du médiastin (du fait d'une augmentation de volume des ganglions lymphatiques hémorragiques) et un épanchement pleural. Les infiltrats pulmonaires sont peu fréquents.
Il faut effectuer une ponction lombaire si les patients présentent des signes méningés ou une modification du statut psychique. Si une ponction lombaire ne peut être effectuée, une imagerie du système nerveux central par TDM ou IRM, avec contraste, doit être effectuée pour documenter la prise de contraste méningée caractéristique et identifier les lésions parenchymateuses hémorragiques caractéristiques de la méningo-encéphalite charbonneuse (anthrax).
Un test ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) peut détecter les anticorps dans le sérum, mais la confirmation nécessite une multiplication par 4 des titres des anticorps entre les prélèvements de phase aiguë et de convalescence.
Traitement du charbon (anthrax)
Antibiotiques
Autres médicaments
Drainage du liquide pleural
Si le traitement du charbon est retardé (habituellement parce que le diagnostic est manqué), le risque de décès augmente.
Antibiotiques
Le charbon cutané sans œdème important, sans symptômes systémiques ou risque d'exposition par inhalation est traité par l'un des antibiotiques suivants pendant 7 à 10 jours:
Ciprofloxacine 500 mg de (10 à 15 mg/kg chez les enfants) par voie orale toutes les 12 h
Lévofloxacine 500 mg par voie orale toutes les 24 heures
Moxifloxacine 400 mg IV toutes les 24 heures
Doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez les enfants) par voie orale toutes les 12 h
L'amoxicilline 1 g toutes les 8 heures peut être utilisée si la souche est sensible à la pénicilline.
La mortalité est rare sous traitement, mais la lésion cutanée peut évoluer en escarre.
Les enfants et les femmes enceintes ou qui allaitent, qui ne doivent généralement pas recevoir de ciprofloxacine, de lévofloxacine, de moxifloxacine ou de doxycycline, doivent néanmoins recevoir l'un de ces antibiotiques pour traiter l'anthrax. Cependant, si un traitement prolongé est nécessaire, après 14 à 21 jours (et si le microrganisme est sensible à la pénicilline), ils peuvent passer à l'amoxicilline 500 mg (15 à 30 mg/kg chez l'enfant) 3 fois/jour.
L'inhalation et d'autres formes d'anthrax, dont l'anthrax cutané avec un œdème important ou des symptômes systémiques, nécessitent un traitement par 3 antibiotiques. Le traitement antibiotique doit comprendre ≥ 2 antibiotiques à activité bactéricide et ≥ 1 doit être un inhibiteur de la synthèse des protéines, qui peut bloquer la production de la toxine. Si la souche de B. anthracis est sensible à la pénicilline, la pénicilline G est considérée comme équivalente à une fluoroquinolone.
Le traitement doit être administré par voie intraveineuse pendant ≥ 2 semaines ou jusqu'à ce que le patient soit cliniquement stable, en adoptant la période la plus longue des deux. Une fois que le traitement d'association IV terminé, le traitement doit être poursuivi avec un seul antibiotique oral administré pendant 60 jours pour éviter la rechute résultant de spores non germées dans les poumons.
Les antibiotiques appropriés avec activité bactéricide comprennent
Une fluoroquinolone (p. ex., ciprofloxacine 400 mg [10 à 15 mg/kg chez l'enfant] IV toutes les 12 heures, lévofloxacine 750 mg IV toutes les 24 heures ou moxifloxacine 400 mg IV toutes les 24 heures)
Un carbapénème (méropénème 2 g IV toutes les 8 heures ou imipénème 1 g IV toutes les 6 heures)
Vancomycine IV pour maintenir la concentration minimale du sérum de 15 à 20 mcg/mL (10,4 à 13,8 micromoles/L)
Pour les souches sensibles à la pénicilline, pénicilline G 4 millions d'unités IV toutes les 4 heures ou ampicilline 3 g IV toutes les 4 heures
Les antibiotiques appropriés qui inhibent la synthèse des protéines comprennent
Linézolide 600 mg IV toutes les 12 h
Clindamycine 900 mg IV toutes les 8 heures
Rifampicine 600 mg toutes les 12 heures
Chloramphénicol 1 g IV toutes les 6 à 8 heures
Le linézolide doit être utilisé avec précaution chez les patients présentant une myélosuppression; il ne peut pas être utilisé sur de longues périodes en raison de ses effets secondaires neurologiques.
Le chloramphénicol a une bonne pénétration dans le système nerveux central et a été utilisé pour traiter avec succès le charbon (anthrax) (1).
Bien qu'elle ne soit pas un inhibiteur de la synthèse des protéines, la rifampicine peut être utilisée à ce titre car elle a un effet synergique avec l'antibiotique primaire.
La doxycycline est une alternative en tant qu'inhibiteur de la synthèse protéique si le linézolide ou la clindamycine sont contre-indiqués ou non disponibles.
En cas de suspicion de méningite, le méropénème doit être utilisé associé à d'autres antibiotiques car il pénètre bien dans le système nerveux central. Si le méropénème n'est pas disponible, l'imipénème/cilastatine est une alternative équivalente.
Autres médicaments
Les corticostéroïdes peuvent être utiles pour traiter une méningite ou un œdème sévère du médiastin, mais leur efficacité n'a pas été suffisamment évaluée.
Le raxibacumab et l'obiltoxaximab sont des anticorps monoclonaux qui se lient au composant antigène protecteur de la toxine de B. anthracis et ils peuvent être utilisés en association avec des antibiotiques pour traiter l'anthrax par inhalation. Ces anticorps monoclonaux ont prouvé leur efficacité dans des modèles animaux de charbon par inhalation, en particulier lorsqu'il est administré précocement.
Les immunoglobulines humaines de l'anthrax IV préparées à partir du plasma de donneurs qui ont été vaccinés contre l'anthrax peuvent être utilisées en association avec des antibiotiques pour traiter l'anthrax par inhalation.
Résistance médicamenteuse
La résistance aux médicaments est une préoccupation. Bien que normalement sensible à la pénicilline, B. anthracis produit des bêta-lactamases inductibles (1), si bien qu'une monothérapie par pénicilline ou une céphalosporine n'est pas généralement recommandée.
Drainage du liquide pleural
Les patients présentant une défaillance respiratoire doivent bénéficier d'une intubation et d'une ventilation mécanique. Un drainage rapide et continu du liquide pleural par un drain thoracique est essentiel.
Référence pour le traitement
1. Hendricks KA, Wright ME, Shadomy SV, et al: Centers for Disease Control and Prevention Expert Panel meetings on prevention and treatment of anthrax in adults. Emerg Infect Dis 20(2), 2014. doi: 10.3201/eid2002.130687
Pronostic du charbon (anthrax)
La mortalité dans le charbon (anthrax) non traité varie suivant l'infection et son type (1, 2):
Charbon (anthrax) par inhalation et méningé: 100%
Charbon (anthrax) cutané: 10 à 20%
Charbon (anthrax) gastro-intestinal: environ 40%
Charbon (anthrax) oropharyngien: 12 à 50%
Grâce à un diagnostic, un traitement et à des soins intensifs précoces, dont une ventilation mécanique, une réanimation hydroélectrolytique et des vasopresseurs, la mortalité de l'anthrax par inhalation peut être réduite.
Références pour le pronostic
1. Person MK, Cook R, Bradley JS, et al: Systematic review of hospital treatment outcomes for naturally acquired and bioterrorism-related anthrax, 1880-2018. Clin Infect Dis 75(Suppl 3):S392–S401, 2022. doi: 10.1093/cid/ciac536
2. U.S. Food and Drug Administration: Anthrax. Consulté le 21/02/2023.
Prévention de l'anthrax
Un vaccin contre le charbon (anthrax), composé d'un filtrat de culture acellulaire contenant une protéine antigénique protectrice, est disponible pour les sujets à haut risque (p. ex., militaires, vétérinaires, techniciens de laboratoire, ouvriers du textile travaillant sur le poil de chèvre importé). Le vaccin ne contient pas de bactéries mortes ou vivantes. Un vaccin vétérinaire est également disponible.
Une vaccination répétée avant exposition par une série de 5 doses intramusculaires est nécessaire pour assurer une protection. Le vaccin contre l'anthrax est efficace à environ 93% chez les sujets qui complètent la série primaire et maintiennent les vaccinations de rappel (1). On peut observer parfois des réactions locales au vaccin.
Prophylaxie post-exposition
Les mesures post-exposition comprennent
Antibiotiques
Vaccination
Anticorps monoclonaux
Les sujets asymptomatiques (y compris les femmes enceintes et les enfants) exposés au charbon (anthrax) par inhalation doivent recevoir une prophylaxie par un des antibiotiques oraux, pendant 60 jours:
Ciprofloxacine 500 mg (10 à 15 mg/kg chez les enfants) toutes les 12 h
Doxycycline 100 mg (2,5 mg/kg chez les enfants) toutes les 12 h
Lévofloxacine 750 mg toutes les 24 heures
Moxifloxacine 400 mg toutes les 24 heures
Clindamycine 600 mg toutes les 8 heures
Si le microrganisme est sensible à la pénicilline, l'amoxicilline 500 mg (25 à 30 mg/kg chez les enfants) 3 fois/jour est une option lorsque la ciprofloxacine et la doxycycline sont contre-indiquées.
Des spores viables ont été détectées dans les poumons après l'exposition aux aérosols. Les sujets exposés aux spores de B. anthracis en aérosol étant présumés avoir inhalé de l'anthrax en raison de la persistance de spores non germées dans leurs poumons après l'exposition initiale, le traitement antibiotique est poursuivi pendant 60 jours pour éliminer les microrganismes en germination.
Le Centers for Disease Control and Prevention (CDC) recommande que le vaccin contre le charbon soit administré en association avec une antibiothérapie préventive aux patients exposés aux spores du charbon (anthrax). Le Centers for Disease Control and Prevention (CDC) recommandent une série de vaccins à 3 doses administrés par voie sous-cutanée à 0, 2 et 4 semaines avec un traitement antimicrobien pendant au moins 60 jours. En cas d'urgence (p. ex., une attaque de bioterrorisme), les seuls sujets qui ne doivent pas recevoir le vaccin après une exposition sont ceux qui ont eu une réaction allergique grave à une dose antérieure de vaccin contre l'anthrax (2).
Le raxibacumab et l'obiltoxaximab sont des anticorps monoclonaux qui sont indiqués en prophylaxie du charbon (anthrax) par inhalation lorsque des thérapies alternatives ne sont pas disponibles ou ne sont pas appropriées.
Références pour la prévention
Points clés
La fièvre charbonneuse est généralement contractée par contact avec des animaux infectés, et a été utilisée comme arme biologique.
Les toxines puissantes, dont la toxine de l'œdème et la toxine létale, sont responsables des manifestations les plus graves.
Les principales formes cliniques de fièvre charbonneuse sont la forme cutanée (la plus courante), oropharyngienne, GI, méningée, et par inhalation (la plus mortelle).
Le charbon (anthrax) digestif par inhalation et par voie digestive n'est pas transmis de manière interhumaine.
Traiter par un protocole antibiotique approprié et parfois un anticorps monoclonal qui se lie à la composante de l'antigène protecteur de la toxine de B. anthracis ou une immunoglobuline anti-anthrax.
Administrer une prophylaxie post-exposition par la ciprofloxacine, la lévofloxacine, la moxifloxacine, la doxycycline ou la clindamycine, le vaccin contre l'anthrax (charbon) et parfois des anticorps monoclonaux chez les sujets exposés à l'anthrax par inhalation.
Plus d'information
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Centers for Disease Control and Prevention (CDC): Emergency Preparedness: Anthrax
