49 es Journ6es de bioJogie cJinique

ENDOCARDITES/ , HI MOCULTURE NFtGATIVE

/ean-Luc Mainardi a,*

1. Introduction

7 endocardite infectieuse (El) reste une maladie letale en t'absence d'une antibiotherapie qu'elle soit associee ou non & une prise en

charge chirurgicale. Cette infection reste une maladie peu frequente avec une incidence annuelle standardisee sur I'&ge et le sexe de 31 cas/an/mil l ion d'habitants pour la France metropolitaine [11]. Cependant cette incidence n'a pas diminue au cours de ces dernieres annees, comme Font montre les etudes les plus recentes [15], mal- gre une amelioration de la prise en charge et la pratique de I'antibio- prophylaxie pour les gestes a risque. Ce paradoxe est explique par I'evolution des facteurs de risque d'El. Si les facteurs predisposants classiques, comme les valvulopathies post-rhumatismales, ont ere era- diques dans les pays industrialises, de nouveaux facteurs ont vule jour. Ceux-ci incluent : les degenerescences sclerotiques des valves car- diaques, expliquant la frequence de survenue d'EI dans la tranche d'&ge de 70-80 ans [11 ], I'augmentation de la pose de protheses valvulaires cardiaques liee aux degenerescences des valves, la toxicomanie intra- veineuse et I'augmentaticn des El iatrogenes et nosocomiales.

Durant les 40 dernieres annees, des modifications significatives sont survenues dans la microbiologie des El : augmentation de la frequence d'isolement des staphylocoques, en particulier Staphylococcus aureus, emergence de certaines especes de streptocoques comme S. gal- Iolyticus sub sp. gallolyticus (ex S. bovis biotype 1 ) occupant en France en 1999 la premiere place des microorganismes (tableau I), confir- mation, en cas d'EI a hemoculture negative, du rele de bacteries intra- cellulaires comme Coxiella bumetii, et mise en evidence de nouveaux pathogenes comme les Bartonella spp et Tropheryma whipplei. De nouvelles techniques pour faire le diagnostic d'EI, en particulier en cas d'hemoculture negative, ont contribue & I'amelioration de la prise en charge de la maladie.

a Unite mobile de microbiologie clinique Service de microbiologie H6pital europeen Georges-Pompidou 20, rue Leblanc 75908 Paris cedex 15

* Correspondance jean-luc.mainardi@hop.egp.ap-hop-paris.fr jlmainar@bhdc.jussieu.fr

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2. Micro-organismes

II est classique de distinguer deux cadres nosologiques : les El & hemocultures positives et les El & hemocultures negatives. En France, le diagnostic d'EI est realise par hemoculture dans pres de 91 O/o des cas [11 et tableau I]. Les streptocoques occupent la premiere place des agents infectieux representant 58 % de I'ensemble des micro- organismes, parmi lesquels les streptocoques du groupe D (S. gal- Iolyticus) responsables d'un quart des cas d'EI. L'emergence de S. gallolyticus s'explique par deux phenomenes : un &ge moyen de survenue plus tardif de I'EI et I'association etroite entre endocardite & S. gallolyticus et la survenue de tumeurs du tube digestif. Staphylococcus aureus occupe la deuxieme place des El, repre- sentant environ un quart des El [11 ]. Dans d'autres etudes et dans de nombreux pays, ce micro-organisme represente souvent le germe le plus frequemment isole.

Les endocardites a hemocultures negatives representent selon les etudes 1,1 a 55 °/0 des El [10, 20]. Cette large variation est due principalement aux differences dans les criteres utilises pour deft- nir I'EI, & I' interpretation du resultat des hemocultures, ainsi qu'& la difference dans les techniques utilisees pour mettre en evidence les rnicro-organismes. Durant les quinze dernieres annees, la respon- sabilite de differents micro-organismes responsables d'EI a ete mis en evidence gr&ce a I'utilisation de techniques serologiques et mole- culaires, e t a permis de reduire la proport ion d'EI a hemocultures negatives ([4] et (tableau II) qui se situe environ actuellement autour d e 1 0 % .

• La cause principale des El & hemoculture negative est I'EI ,, deca- pitee ,, par un traitement antibiotique prealable & la realisation d'hemo- cultures, situation qui demeure helas trop frequente.

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• La deuxieme circonstance est Nee & Coxiella burnetii. Cette bacte- rie est une bacterie intracellulaire obligatoire qui se multiplie et vit dans les phagolysosomes des cellules infectees & pH < 5. Cette bacterie, responsable de zoonose, represente 3 & 5 % de I'ensemble des El qui surviennent majoritairement chez des patients ayant une valvulo- pathie preexistante (88,5 % des cas) [4, 14].

• Par ia suite, les Bartonella ont ete reconnues comme agent d'EI & hemoculture negative. Ces endocardites sont majoritairement dues & B. henselae et B. quintana avec une predominance de B. quintana [?, 18]. Ces bacteries a Gram negatif, intracellutaires facultatives, representent 3 °/0 des El et deviennent aussi frequemment respon- sables d'EI que C. burnetii. B. quintana est transmis essentiellement par les poux de corps alors que B. henselae est transmis & I'homme par morsure ou griffure de chat ou par les puces de chat. Les caracteristiques epidemiologiques permettent de distinguer les 2 types d'EI ; I'une causee par B. quintana principalement chez tes patients aIcooliques sans domicile fixe, exposes au poux de corps et sans valvulopathie prealable connue, et la seconde due & B. henselae chez des patients ayant une valvulopathie sous-jacente souvent en contact avec des chats.

• Plus recemment, la responsabilite de Tropheryma whipplei comme agent responsable d'EI & hemoculture negative a ~te montree en 2000 apres isolement et culture de la bacterie d'une valve cardiaque [17]. Plusieurs etudes recentes ont souligne la possibilite de survenue d'EI sans les autres Iocalisations classiques, en particulier digestives, de la maladie [6]. Gr&ce & la biologie moleculaire et & la connaissance du rSle de T. whippleL il a ete note une augmentation des cas au cours de ces dernieres annees.

• Parmi les autres bacteries pouvant ~.tre responsables d'EI a hemo- culture negative, les streptocoques deficients (Abiotrophia spp et Granuficatefla spp), et les bacteries du groupe HACCEK (Haemophilus spp, Actinobacillus actinomycetem commitans, Cardiobacterium hominis, Capnocytophaga spp, Eikenella corrodens, Kingella kingae) de la cavite oro-pharyngee sont les plus nombreuses (environ 2-3 %). Elles sont caracterisees par une croissance parfois difficile rendant compte d'un delai plus long pour leur mise en evidence au laboratoire mais qui a ete nettement raccourci avec ramelioration des milieux d'hemocultures.

• Une place ~. part est representee par les endocardites fongiques. En effet, si les especes de Candida et d'Aspergillus sont rarement responsables d'EI, elles doivent ~tre systematiquement evoquees darts les endocardites postoperatoires, sur protheses cardiaques, ou survenant chez le toxicomane.

3. Diagnostic

Si en theorie le diagnostic d'EI repose sur I'association d'une bac- teriemie persistante et de lesions histologiques des valves car- diaques, des crit~res plus cliniques, echographiques et microbio- Iogiques ont ete proposes [5, 12]. Ces criteres de Duke ont permis d'ameliorer la sensibilite du diagnostic d'EI sans perdre en specifi- cite et sont maintenant largement utilises dans les etudes epide- miologiques.

La mise en evidence du germe responsable d'EI reste une des pierres angulaires du diagnostic et de la therapeutique des El. De nombreux ,, outils >> sont maintenant disponibles pour en faire le diagnostic. Des recommandations microbiologiques et anatomopathologiques ont ete faites pour ameliorer le diagnostic [13], en particulier au cours des endocardites & hemocultures negatives. Elles concernent les hemo- cultures, les serologies, la mise en culture du sang sur culture cellu- laire, I'utilisation de techniques de biologie mol#culaire sur le serum, et les techniques microbiologiques et anatomopathologiques d'etudes des valves et protheses cardiaques

3.1. H e m o c u l t u r e s

Lors des endocardites, une bacteriemie est constante, ce qui per- met de realiser des hemocultures quelle que soit la temperature du patient. Des informations cliniques pertinentes avec la mention << sus- picion d'EI ,, doivent ~.tre indiquees au laboratoire. En I'absence de traitement antibiotique dans les jours precedents et gr&ce & I'ame- lioration des milieux d'hemocultures, une serie de trois hemocultures aero et anaerobies dans un intervalle de 24 heures espacees au mini- mum de 1 heure sont suffisantes [1,3]. En effet, pour les principaux agents responsables d'EI, les deux premieres hemocultures sont positives dans plus de 90 % des cas. L'amelioration des milieux d'hemocultures rend compte egalement de I'isolement frequent actuellement de Candida spp au cours des El fongiques sans avoir recours & des milieux specifiques. Si les trois premieres hemocul- tures recommandees sont negatives apres 48 & ?2 heures d'incu- bation, une deuxieme serie d'investigations << endocardite #, hemo- culture negative >> doit #.tre realisee (tableau III). Ces investigations incluent la pratique d'une serie de trois nouvelles hemocultures en diversifiant si possible les milieux : flacons contenant des resines absorbantes ou du charbon pour inhiber I'action des antibiotiques en cas d'antibiotherapie anterieure, hemocultures de type lyse- centrifugation pour favoriser la croissance de germes exigeants en culture. Dans beaucoup d'hSpitaux, des systemes de detection automatisee des hemocultures sont maintenant utilises avec des flacons contenant des resines captant les antibiotiques. II reste toujours recommande de prolonger la duree d'incubation des hemocultures en cas de suspicion d'EI pour une duree >_ 15 jours pouvant aller jusqu'& 4 semaines, meme si avec I'amelioration des milieux d'hemocultures, le gain d'une incubation prolongee puisse apparaftre plus faible que par le passe [2].

3.2. S e r o l o g i e

Si les trois premieres hemocultures recommandees sont negatives apres 48 & 72 heures d'incubation, 4 serologies apparaissent indis- pensables (tableau III) : Coxiella burnetii, Bartonella quintana et henselae, Chlamydia spp. (du fait du croisement serologique avec Bartonella) et Brucella (surtout si contexte epidemiologique). Pour Coxiella burnetfi en utilisant la technique de reference en immu- nofluorescence, un titre d'anticorps en IgG anti-phase1 > 800 asso- cie avec un taux d'anticorps en IgA > 100 est hautement predic- tive et sensible avec une sensibilite de 100 % et une valeur

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tement sur le tissu vatvulaire pour mettre en evidence en particulier le gene codant pour I'ARN16S bacterien (PCR universelle) a permis d'ameliorer nettement le diagnostic des El & hemocultures negatives [8, 9, 16].

3.6. l~tude anatomopathologique des valves cardiaques

EIle doit ~tre systematiquement realisee en parallele de I'etude micro- biologique permettant de confirmer le diagnostic d'EI [13].

4. Traitement

Le traitement des endocardites & hemoculture negative depend essen- tiellement de I'etiologie soulignant la necessite de mise en oeuvre des ,, outils ,, pour en faire le diagnostic. Le principe general de I'antibio- therapie reste le meme que pour les El & hemocultures positives : erie doit ~tre bactericide et prolongee mais comporte des specificites selon les microorganismes responsables (tableau IV). Les indications de la chirurgie, frequente au cours de I'evolution de I'EI [11], restent simi- laires & celles des El & hemocultures positives.

predictive de 98 O/o [19]. Pour Bartonella en utilisant la technique immunofluorescence, un titre d' lgG _> 800 possede une valeur pre- dictive positive de 95,5 0/o pour la responsabilite de Bartonella en cas d'EI [7]. D'autres serologies pour des agents responsables d'EI & hemocuttures negatives peuvent 6tre demandees : Legionella spp, Mycoplasma pneumoniae, Candida spp et Aspergillus spp (tableau III).

3.3. Culture du sang sur milieu cellulaire

Cette technique, reservee & des laboratoires specialises, peut per- mettre I ' isolement de bacteries intra-cellulaires obl igatoires ( Coxiella burnetfi, Tropheryma whipple1) ou facultatives (Bartonella spp) (tableau III). Comme pour la culture du sang sur milieu acel- lulaire, cette recherche doit ~tre effectuee avant toute antibiothe- rapie.

3.4. PCR sur serum

Tres recemment, des techniques de PCR en temps reel sur serum pour Coxiella burnetii ou Bartonella ont pu montre une sensibilite comprise entre 58 et 65 0/o pour le diagnostic. Ces techniques ne sont cepen- dant actuellement pratiquees que par certains laboratoires.

3.5. Techniques microbiologiques d'etude des valves cardiaques

Sur la partie de la vegetation destinee a I'anatomopathologie et avant son envoi, il est recommande de realiser 3 empreintes sur lames. Une coloration de Gram (et une coloration pour la mise en evidence de germe intracellutaire (coloration de Gimenez, coloration de Giemsa) doivent 6tre effectuees. Le broyat de la partie de la vegetation est ensuite mis en culture [13]. Le residu est congele a - 8 0 °C pour d'eventuelles etudes ulterieures (culture sur milieu cellulaire, biologie moleculaire). L'utilisation des techniques de biologie moleculaire direc-

5. Conclusion

A U cours des dernieres annees, de nouvelles approches dia- gnostiques ont permis de reduire la proportion d'EI & hemocul-

ture negative. Ces investigations ont ameliore ta prise en charge des patients et le pronostic de la maladie. Comme illustre pour Tropheryma whipplei, la combinaison de techniques differentes, per- mettra dans le futur la decouverte de nouveaux agents responsables d'EI a hemoculture negative. Cependant, I'administration prealable d'an- tibiotiques restant la premiere cause d'EI & hemoculture negative, il est necessaire de rappeler que les hemocultures doivent etre prele- vees avant toute antibiotherapie.

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