Légionellose

La légionellose est découverte après une épidémie de pneumonie en juillet 1976 parmi les participants d'une convention de l'American Legion à l'hôtel Bellevue-Stratford de Philadelphie. Sur les 182 cas signalés, principalement des hommes, 29 décèdent[4]. Le 18 janvier 1977, l'agent responsable est identifié comme étant une souche bactérienne inconnue jusqu'alors, baptisée par la suite Legionella selon l'American Legion. L'espèce à l'origine de l'épidémie est nommée Legionella pneumophila[5] - [6] - [7]. Selon l'enquête qui a suivi, le système de climatisation d'un hôtel est responsable de l'épidémie[8].

À la suite de cette découverte, des épidémies inexpliquées de maladies respiratoires graves survenues dans les années 1950 sont rétrospectivement attribuées à la légionellose[9] ; le cas le plus ancien attribué à la légionellose date de 1947[10]. La maladie du légionnaire est également devenue un exemple historique marquant de maladie infectieuse émergente[11]. Le plus grand foyer de légionellose est répertorié à Murcie en Espagne en 2001, où plus de 300 personnes sont affectées par la maladie à partir d'un système avec tour de refroidissement[4] - [8].

Les agents infectieux sont des bactéries appartenant à la classe des légionelles, bacille à Gram négatif ; il existe au moins 53 espèces, mais Legionella pneumophila est la bactérie la plus fréquemment en cause en pathologie humaine en Occident. D'autres espèces de Legionella ont été isolées : L. longbeachae, L. micdadei, L. bozemanii, etc. En Australie, L. longbeachae est plus souvent l'agent causal de la légionellose que L. pneumophila.

La contamination a lieu par inhalation de gouttelettes d'eau contenant des bactéries, en suspension dans l'air. Les installations d'eau en cause sont : douche, robinets, spas, fontaines, nébuliseurs, station de lavage automobile[12], et surtout les tours aéroréfrigérantes. La fréquence des légionelloses est plus élevée au cours de l'été et tend à augmenter avec le temps[13].

La bactérie se développe principalement dans les eaux dont la température est comprise entre 25 et 47 °C. C'est pourquoi il est recommandé de régler son chauffe-eau à une température d'au moins 55 °C pour empêcher la prolifération du bacille (des températures supérieures favorisent l'entartrage des canalisations). Les légionelles ne se reproduisent plus à 55 °C et sont détruites à partir de 60 °C[14].

La transmission interhumaine et l'infection par ingestion d'eau contaminée n'ont jamais été décrites. Les cas de légionellose chez l'enfant sont extrêmement rares.

La légionellose cause trois formes de maladies différentes : la fièvre de Pontiac, la maladie du légionnaire et des syndromes extra pulmonaires[10].

Une épidémie récente [20], fin 2003-début 2004, provoquant 85 cas (dont 17 décès) de légionelloses dans un arrondissement de Lens et incriminant comme l’une des sources possibles une tour aéroréfrigérante d’une entreprise, nous montre que l’urbanisation et les progrès technologiques ont donné la possibilité à des bactéries antédiluviennes de la famille des Légionelles, de se développer dans nos installations techniques, d’être diffusées sous forme d’aérosols, puis inhalées. L’inhalation étant la voie de contamination communément admise. Les nombreux travaux menés depuis les premiers cas de légionellose en 1976 à Philadelphie ont montré que l’environnement aquatique naturel et artificiel (lacs, rivières, étangs et même dans les sols) était le réservoir de la grande famille des légionelles dont seules quelques espèces voire sérogroupes sont majoritairement responsables d’affections respiratoires.

L’une des particularités de cette famille de bactéries est qu’elle est détectable dans des eaux ou des réseaux d’eau, à des températures allant de 5,7 à 63 °C[21] même si son optimum thermique est compris entre 25 et 43 °C. L’autre grande particularité de cette bactérie thermophile est son mode de survie basé sur un parasitisme naturel de divers protozoaires de la microflore aquatique (ciliés et amibes libres de type Naegleria, Acanthamoeba).

Cette double propriété écologique, thermophilie et parasitisme, font des légionelles de redoutables bactéries ubiquitaires de notre environnement expliquant leur présence dans 30 à 60 % des prélèvements d'eau chaude sanitaire réalisés dans les hôpitaux, hôtels, bâtiments et lieux d'habitation (immeubles ou maisons individuelles). Par ailleurs de nombreux réseaux d’eaux peuvent être contaminés, à côté des classiques eaux chaudes sanitaires domestiques ou tours aéroréfrigérantes, sont aussi concernés les équipements de stations thermales, les fontaines décoratives, les bains à remous et plus surprenant de rares machines à glace et fontaines réfrigérantes.

La prévention et la surveillance des légionelloses, notamment dans les établissements de santé ont fait l’objet en France depuis 1997 d’un renforcement réglementaire, justifié par l’évolution des connaissances. La dernière circulaire du 22 avril 2002 relative à la prévention du risque lié aux légionelles précise, entre autres, des mesures de prévention à mettre en œuvre pour lutter contre les légionelloses[22]. Compte tenu de la faible production d’aérosols lors de l’utilisation normale de l’eau à un robinet, les dispositions préventives ont été menées prioritairement dans les lieux pourvus de douches ou douchettes. Jusqu’en 2002, les systèmes de distribution d’eau chaude étaient à l’origine du plus grand nombre de cas de légionelloses dans les établissements de santé mais depuis la mise en application de cette circulaire, les tours aéro-réfrigérantes semblent être le principal responsable.

Par ailleurs, le Centre National de Référence des Légionelles recueille et effectue le typage de toutes les souches cliniques isolées en France. Cette surveillance épidémiologique permet le recensement et la comparaison des souches.

Différents stades de la maladie. Radiographie thoracique (A) et une tomodensitométrie à haute résolution (B) à la date d'hospitalisation. Tomodensitométrie du thorax une semaine après l'hospitalisation (C, D), d'un homme de 42 ans atteint d'une pneumonie grave causée par la Legionella pneumophila du sérogroupe 11a.

La période d'incubation (temps écoulé entre le contact avec le microbe et l'apparition des premiers signes) est de 2 à 10 jours (et jusqu'à 19 jours).

Il n'y a pas de signe clinique spécifique de la légionellose, la maladie se manifeste principalement par une pneumopathie sévère et progressive accompagnée de nombreux symptômes extra-pulmonaires :

Après inhalation, dans les poumons, les bactéries sont phagocytées par les macrophages alvéolaires. La légionelle va ensuite utiliser les mécanismes du trafic intracellulaire de la cellule-hôte qu'elle va exploiter afin de créer une vacuole (Legionella-containing vacuole) au sein de laquelle elle est protégée des mécanismes de défense de l'hôte (pas de fusion avec les lysosomes), modifiant l’expression de plus de 4800 gènes (dont ceux codant l’interleukine 6 ou le récepteur extra-cellulaire TLR5 (en), directement impliqués dans l’immunité innée) de la cellule hôte grâce notamment à la protéine RomA qui change la conformation de son ADN[23]. Dans cette vacuole, Legionela va changer de phénotype et passer de sa forme flagellée virulente à sa forme réplicative. Après multiplication, la bactérie détruit la cellule-hôte et contamine les cellules avoisinantes, permettant à l'infection de s'étendre. Le déroulement successif de ces étapes est orchestré par un facteur de virulence essentiel de la bactérie : le système de sécrétion de type IV (aussi appelé Dot/Icm). La défense de l'organisme hôte repose sur le rôle décisif d'acteurs de l'immunité innée que sont les récepteurs de type Toll et de type NOD. Ceux-ci reconnaissent des éléments bactériens (lipopolysaccharide, flagelline) conservés au cours de l'évolution et mettent en jeu des voies de défense (inflammation, pyroptose) aboutissant à la mort cellulaire et ainsi à la restriction de l'infection.

La radiographie du thorax peut montrer un infiltrat pulmonaire ainsi qu'un épanchement pleural. Les images peuvent persister un certain temps après la fin du traitement[24].

Seuls les examens microbiologiques permettent d'affirmer la maladie. Parmi les nombreuses méthodes de détection la recherche d'antigènes solubles urinaires est la méthode qui a révolutionné la prise en charge de la légionellose. Cependant, elle ne permet de détecter qu'un antigène de Legionella pneumophila de sérogroupe 1 avec une très bonne spécificité mais une modeste sensibilité[25]. Le développement de la PCR en fait un outil d'avenir.

Le traitement doit être mis en route rapidement. Compte tenu de la localisation intracellulaire de la bactérie les antibiotiques recommandés sont les macrolides, les fluoroquinolones, les deux ayant une efficacité comparable[26]. La durée du traitement vient d'être revue à la baisse par l'Ansm ; elle est de huit à quatorze jours mais peut être allongée à 21 jours voire plus dans les cas graves et chez les sujets fragilisés. Dans ces cas, le traitement sera utilisé par voie intraveineuse et la bithérapie sera favorisée.

Pour limiter le développement des légionelles, il est nécessaire d’agir à trois niveaux :

• éviter la stagnation et assurer une bonne circulation de l’eau ;
• lutter contre l’entartrage et la corrosion par une conception et un entretien adapté à la qualité de l’eau et aux caractéristiques de l’installation ;
• maintenir l’eau à une température élevée (60 à 70 °C) dans les installations, depuis la production et tout au long des circuits de distribution et mitiger l’eau au plus près des points d’usage.

La mise en œuvre de ces actions limite, voire supprime, la nécessité de réaliser des interventions curatives ponctuelles sur les réseaux telles que des chocs chlorés ou thermiques, lesquelles ne garantissent pas une réduction de la contamination sur le long terme. En effet de telles mesures peuvent parfois avoir pour conséquences, un déséquilibre de la flore microbienne, et la dégradation des installations, favorisant ainsi la création de nouveaux gîtes favorables à la prolifération des légionelles.

Il ne faut pas oublier qu’un réseau d’eau n’est pas uniquement constitué d’un contenant, la canalisation, et d’un contenu, l’eau transportée, mais d’un écosystème très complexe. La face interne des canalisations est quasi systématiquement recouverte d’un biofilm, c’est-à-dire d’une matrice complexe de polymères extracellulaire et de sels minéraux dans laquelle se fixent des bactéries comme les légionelles. Ce biofilm joue un rôle protecteur prépondérant des bactéries hébergées. Dans un réseau de distribution d’eau, seules les bactéries fixées prolifèrent, car la croissance bactérienne est négligeable pour les bactéries en suspension (cas des légionelles libres). Malheureusement, les bactéries des biofilms résistent à des températures ou à des concentrations de désinfectants 1000 à 1500 fois supérieures à celles qui tuent les cellules planctoniques des mêmes espèces[27]. L’augmentation de cette résistance est liée à la consommation des désinfectants par le biofilm. En conséquence, les résultats des essais de désinfectants menés in vitro sont très différents de ceux obtenus in situ.

De plus, l’évolution de la teneur en bactéries cultivables dans le biofilm au cours des traitements de désinfection montre qu’un traitement répétée de manière séquentielle (alternance de désinfection de quelques heures et de phase de recolonisation de quelques jours) avec différents désinfectants (chlore, monochloramine, ozone, acide peracétique, ammonium quaternaire ou choc thermique + choc chloré) a pour conséquence que la deuxième désinfection est moins efficace que la première et la recolonisation bactérienne est plus rapide.

Pour éviter de désinfecter, il est nécessaire d’avoir un réseau bien conçu et de réaliser un entretien rigoureux et régulier de celui-ci. Le contrôle de la température de l’eau chaude sanitaire de la production à la distribution est un facteur clé de la maîtrise des légionelles. Les actions préventives concernent les traitements qui visent à prévenir un développement important de légionelles et à maintenir la concentration en légionelles, éventuellement présentes en suspension dans l’eau chaude sanitaire, à un niveau acceptable. Ces actions préventives peuvent être discontinues et consistent, à intervalle régulier, par exemple tous les mois, en un traitement comprenant une désinfection choc précédée à un rythme semestriel ou annuel, d’un nettoyage. Ce traitement discontinu n’a été actuellement validé que sur des petits réseaux. Les actions préventives continues mettent en œuvre un procédé ou une injection de produits de manière permanente, permettant la maîtrise continuelle des bactéries en suspension. L’utilisation des désinfectants en continu dans de l’eau chaude sanitaire est à éviter, autant que possible : corrosion, vieillissement prématuré de certains matériaux, « accoutumances » possible de certaines souches bactériennes…

Dogme : l’efficacité des désinfectants est incertaine voire hasardeuse dans le temps sur les bactéries hydriques et plus particulièrement sur les légionelles.

Les actions curatives correspondent aux traitements à caractère momentané qui peuvent être nécessaires à la suite de la mise en évidence dans l’eau de concentrations excessives en légionelles[28] - [29] - [30].

En conclusion, la prévention de la colonisation d’un réseau d’eau par Legionella pneumophila reste l’approche la plus sûre de la prévention des légionelloses. La désinfection des circuits d’eau est d’autant plus aléatoire que le réseau est âgé, donc corrodé, et recouvert d’un biofilm bactérien. Le succès à court terme des procédures de désinfection sous forme de choc chimique ou thermique n'empêche pas une inéluctable recolonisation à moyen terme.