Revue généralePneumocystis : épidémiologie et approches moléculairesPneumocystis: Epidemiology and molecular approaches
Introduction
Pneumocystis est un microchampignon atypique très répandu parasitant les poumons de nombreux mammifères. L’importance clinique de ce champignon opportuniste est liée à la pneumonie sévère qu’il peut provoquer chez les personnes immunodéprimées. Chez ces patients, l’incidence de la pneumocystose à Pneumocystis varie de 10 à 40 % avec un taux de mortalité pouvant atteindre 50 %. Cependant, les prévalences de l’infection sont variables entre les patients immunodéprimés infectés par le virus d’immunodéficience humaine (VIH) et ceux VIH négatif et elles dépendent des techniques de détection utilisées [1], [2]. Plusieurs études ont montré que ce champignon présente une étroite spécificité d’hôte et différentes techniques de biologie moléculaire ont été employées pour le typage des souches de Pneumocystis et surtout P. jirovecii qui est caractérisé par une importante biodiversité génétique [3], [4], [5], [6], [7]. L’analyse du gène ITS (internal transcribed spacer) et du gène de l’ARN ribosomal a facilité l’étude des cas groupés de pneumocystose détectés dans le milieu hospitalier et de conforter l’hypothèse d’un mode de transmission horizontale chez l’homme [8], [9], [10].
Section snippets
Spécificité d’hôte et nomenclature
Pneumocystis se développe chez différents mammifères et présente des aspects morphologiques semblables en microscopie photonique, c’est pourquoi, on a longtemps pensé qu’il s’agissait d’un seul et même micro-organisme [11]. La spécificité d’hôte a été explorée par inoculation croisée de Pneumocystis de différentes espèces hôtes. Divers travaux ont montré que Pneumocystis extrait d’une espèce hôte donnée n’est capable de provoquer une pneumocystose que chez cette même espèce [12]. Il existe en
Réservoir environnemental
La localisation quasi exclusivement pulmonaire de la pneumocystose suggère un mode de contamination par inhalation à partir du microchampignon présent dans le milieu extérieur.
L’utilisation de collecteurs de particules et le développement de techniques de plus en plus sensibles comme la PCR a permis de retrouver de l’ADN de P. jirovecii dans l’environnement. L’ADN de P. jirovecii a été détecté dans l’air en milieu rural [28], hospitalier [29] et dans des animaleries [30], mais aussi dans de
Interaction hôte–champignon
Pour que la phagocytose ait lieu, il faut préalablement que les macrophages entrent en interaction avec le champignon. Il s’agirait d’une reconnaissance directe via des liaisons de type ligand–récepteur entre les « résidus mannoses » de la glycoprotéine majeure de surface (MSG) du champignon et les récepteurs au mannose disposés à la surface des macrophages alvéolaires. P. jirovecii a développé différents mécanismes d’évasion vis-à-vis de la réponse immunitaire [41]. Lasbury et al. ont montré
Facteurs de risque prédisposant à la pneumocystose
Chez les patients VIH+, le principal facteur de risque est un taux de lymphocytes CD4+ inférieur à 200/mm3 de sang. En dessous de ce seuil, le risque de développer une pneumocystose augmente exponentiellement avec la diminution des CD4+ [46].
Chez les patients immunodéprimés non VIH, le risque de développer une pneumocystose ne semble pas aussi bien corréler avec le taux de CD4+ [47] mais surtout lié à la nature de la pathologie sous-jacente ainsi qu’à la profondeur et la durée de
Infection chez le patient immunodéprimé
Dans la forme typique, la pneumocystose se présente sous forme d’une pneumopathie hypoxémiante. Elle se manifeste classiquement par une triade de symptômes associant dyspnée, toux sèche et fièvre. Cependant, cette triade clinique est souvent incomplète, voire absente dans certains cas [50]. Dans leur étude portant sur 32 patients VIH+, la triade complète était présente chez 41 % des patients [51]. La radiographie pulmonaire objective généralement un infiltrat interstitiel diffus bilatéral [50],
Les colorations
Il est recommandé d’utiliser deux techniques de colorations complémentaires, l’une mettant en évidence tous les stades parasitaires et tous les types cellulaires, l’autre mettant en évidence la paroi des kystes et sporocytes.
Électrophorèse en champ pulsé
Cette technique a été utilisée pour déterminer le polymorphisme caryotypique de Pneumocystis. Elle est actuellement peu utilisée dans le typage moléculaire. Elle consiste à déterminer la taille et le nombre des chromosomes de Pneumocystis chez l’homme et plusieurs animaux. Le nombre de chromosomes est différent chez Pneumocystis selon l’espèce hôte [13], [71], [72]. Il faut remarquer que le nombre de chromosomes observés par électrophorèse en champ pulsé varie considérablement selon les auteurs
Émergence de résistance
L’utilisation très large du cotrimoxazole pour le traitement et surtout pour la prophylaxie de la pneumocystose et des autres infections opportunistes a entraîné l’émergence de résistance chez différents micro-organismes. En effet, l’activité du cotrimoxazole est presque entièrement attribuable au sulfaméthoxazole qui est un inhibiteur de la DHPS. Cette constatation a conduit à s’interroger sur d’éventuelles résistances aux sulfamides chez P. jirovecii. Plusieurs équipes ont orienté leurs
Conclusion
L’étroite spécificité d’hôte de Pneumocystis suggère que les populations humaines représentent le réservoir de P. jirovecii, seule espèce du genre identifiée chez l’homme. En l’absence de culture de Pneumocystis, les techniques de biologie moléculaire ont permis d’améliorer la détection de P. jirovecii dans les prélèvements cliniques ainsi que la mise en évidence de l’importante biodiversité de ce champignon atypique. Enfin, l’application des techniques de PCR-RFLP et PCR-séquençage a permis de
Références (100)
- et al.
Genotypic variation of Pneumocystis jirovecii isolates in India based on sequence diversity at mitochondrial large subunit rRNA
Int J Med Microbiol
(2011) - et al.
Epidemiological and taxonomic impact of Pneumocystis biodiversity
FEMS Immunol Med Microbiol
(1998) - et al.
Pneumocystis species, co-evolution and pathogenic power
Infect Genet Evol
(2008) - et al.
Pneumocystis: immune recognition and evasion
Int J Biochem Cell Biol
(2006) - et al.
Pneumocystis carinii enhances soluble mannose receptor production by macrophages
Microbes Infect
(2000) - et al.
Pneumocystis carinii pneumonia in patients with hematologic malignancies: a descriptive study
J Infect
(2003) - et al.
Pneumocystis pneumonia in patients with HIV infection: clinical manifestations, laboratory findings, and radiological features
J Infect Chemother
(2007) - et al.
Performance of an algorithm to detect Pneumocystis carinii pneumonia in symptomatic HIV-infected persons. Pulmonary Complications of HIV Infection Study Group
Chest
(1999) - et al.
Localization of silver deposits on Pneumocystis carinii treated with Gomori's methenamine silver nitrate stain
Zentralbl Bakteriol Mikrobio Hyg
(1987) - et al.
Amplification of mitochondrial ribosomal RNA sequences from Pneumocystis carinii DNA of rat and human origin
Mol Biochem Parasitol
(1990)
Sensitivity and specificity of nested and real-time PCR for the detection of Pneumocystis jirovecii in clinical specimens
Diagn Microbiol Infect Dis
Pneumocystis: not just pneumonia
Curr Opin Microbiol
Clinical significance of nested polymerase chain reaction and immunofluorescence for detection of Pneumocystis carinii pneumonia
Clin Microbiol Infect
Quantitative real-time PCR and the (1→3)-b-d-glucan assay for differentiation between Pneumocystis jirovecii pneumonia and colonization
Clin Microbiol Infect
Separation of yeast chromosome-sized DNAs by pulsed field gradient gel electrophoresis
Cell
The development of a typing method for an uncultivable microorganism: the example of Pneumocystis jirovecii
Infect Genet Evol
Dihydropteroate synthase gene mutations in Pneumocystis jirovecii strains isolated from immunocompromised patients
Pathol Biol
Critical care management and outcome of severe Pneumocystis pneumonia in patients with and without HIV infection
Crit Care
Pneumocystis jirovecii pneumonia in patients with and without human immunodeficiency virus infection
J Microbiol Immunol Infect
Molecular phylogeny of Pneumocystis based on 5.8S rRNA gene and the internal transcribed spacers of rRNA gene sequences
Sci China C Life Sci
Clinical significance and phylogenetic relationship of novel Australian Pneumocystis jirovecii genotypes
J Clin Microbiol
Complexity of the MSG gene family of Pneumocystis carinii
BMC Genomics
Clinical relevance of multiple single-nucleotide polymorphisms in Pneumocystis jirovecii pneumonia: development of a multiplex PCR-single-base-extension methodology
J Clin Microbiol
An outbreak of Pneumocystis jirovecii pneumonia with 1 predominant genotype among renal transplant recipients: interhuman transmission or a common environmental source?
Clin Infect Dis
Molecular evidence of Pneumocystis transmission in pediatric transplant unit
Emerg Infect Dis
Molecular evidence of interhuman transmission of Pneumocystis pneumonia among renal transplant recipients hospitalized with HIV-infected patients
Emerg Infect Dis
Pneumocystis cellular structure
Pneumocystis cross infection experiments using SCID mice and nude rats as recipient host showed strong host-species specificity
J Eukariol Microbiol
Genetic diversity of Pneumocystis carinii derived from infected rats, mice, ferrets, and cell cultures
J Eukariol Microbiol
Genomic and isoenzymatic markers of Pneumocystis from different host species
J Eukaryot Microbiol
Genetic diversity of Pneumocystis carinii from different host species at beta-tubulin gene locus and at the internal transcribed spacer regions of the rRNA gene cluster
J Eukariol Microbiol
Genetic divergence at the mitochondrial small subunit ribosomal RNA gene among isolates of Pneumocystis carinii from five mammalian host species
J Eukaryot Microbiol
Biodiversity of Pneumocystis carinii hominis: typing with different DNA regions
J Clin Microbial
Isoenzyme diversity in Pneumocystis carinii from rats, mice, and rabbits
J Infect Dis
Pneumocystis infections: the iceberg?
Med Mycology
Pneumocystis taxonomy and nomenclature: an update
J Eukaryot Microbiol
New nomenclature for the genus Pneumocystis
J Eukaryot Microbiol
Pneumocystis pneumonia: an immunodeficiency dependent disease (IDD): a critical historical overview
J Eukaryot Microbiol
Molecular and phenotypic description of Pneumocystis wakefieldiae sp. nov., a new species in rats
Mycologia
Pneumocystis oryctolagi sp. nov., an uncultured fungus causing pneumonia in rabbits at weaning: review of current knowledge, and description of a new taxon on genotypic, phylogenetic and phenotypic bases
FEMS Microbiol Rev
Phylogenetic identification of Pneumocystis murina sp. nov., a new species in laboratory mice
Microbiology
DNA sequences identical to Pneumocystis carinii f. sp. carinii and Pneumocystis carinii f. sp. hominis in samples of air spora
J Clin Microbiol
Identification of Pneumocystis carinii f. sp. hominis gene sequences in air filtrated in hospital environments
J Clin Microbiol
Detection of Pneumocystis carinii f. sp. in air samples collected in animal rooms
J Eukaryot Microbiol
Presence of Pneumocystis carinii DNA in pond water
J Euk Microbial
Identification of Pneumocystis carinii in the lungs of infants dying of sudden infant death syndrome
Pediatr Infect Dis J
Genetic differences in Pneumocystis isolates recovered from immunocompetent infants and from adults with AIDS: epidemiological implications
J Infect Dis
What caused the epidemic of Pneumocystis pneumonia in European premature infants in the mid-20th century?
Pediatrics
Pneumocystis is not a direct cause of sudden infant death syndrome
Pediatr Infect Dis J
Pneumocystis carinii causes a distinctive interstitial pneumonia in immunocompetent laboratory rats that had been attributed to “rat respiratory virus”
Vet Pathol
Cited by (2)
Pneumocystosis during HIV infection
2016, Revue de Pneumologie Clinique