Cyclospora cayetanensis : review of an emerging intestinal pathogen

ARTICLE

Probablement découvert par Eimer en 1870 dans l'intestin de taupe, le genre Cyclospora est créé en 1881 par Schneider pour un parasite, Cyclospora glomerica, observé chez un myriapode. En 1902, Schaudin décrit pour la première fois le cycle de Cyclospora caryolitica dans l'épithélium de taupes atteintes d'entérite sévère. Différentes espèces appartenant au genre Cyclospora ont été mises en évidence chez des rongeurs, des serpents, des insectivores et récemment chez l'homme [1]. Ashford publie en 1979 la première observation d'oocystes de coccidies incomplètement sporulés dans les selles de trois individus de Papouasie Nouvelle Guinée [2]. L'identification de ce parasite reste controversée pendant plusieurs années. Ces micro-organismes sont fréquemment décrits sous le nom de CLB pour Cyanobacteria-like body ou Coccidian-like body. Pour certains auteurs, il s'agit même de spores fungiques ou d'une espèce de Cryptosporidium de grande taille. C'est seulement en 1993 qu'Ortega et son équipe parviennent à identifier le parasite en provoquant la sporulation des oocystes : deux sporocystes contenant chacun deux sporozoïtes sont alors observés, ce qui permet de rattacher ce parasite au genre Cyclospora. Ortega propose de dénommer cette nouvelle espèce Cyclospora cayetanensis en référence à l'institut Cayetano (Lima, Pérou) [3]. L'analyse phylogénétique basée sur la séquence du gène de l'ARN 18S ribosomique, réalisée par Relman et al. en 1995, confirme la nature du micro-organisme et sa parenté aux autres coccidies pathogènes chez l'homme [4].

Biologie du parasite

Taxonomie

Cyclospora est un protozoaire appartenant à la classe Sporozoea du phylum Apicomplexa, sous-classe des Coccidiasina, ordre des Eucoccidiorida, famille des Emeriidae. Il s'apparente aux quatre autres coccidies d'intérêt médical : Isospora, Sarcocystis, Cryptosporidium et Toxoplasma [5].

Cycle parasitaire

Le cycle biologique de Cyclospora cayetanensis n'est que partiellement connu. Il débute par l'ingestion d'oocystes matures et sporulés. Chaque oocyste renferme 2 sporocystes contenant chacun 2 sporozoïtes infestants. Le dékystement est provoqué par l'acidité gastrique, au contact de la bile et du suc pancréatique. Les sporozoïtes libérés dans la lumière intestinale pénètrent les entérocytes de l'intestin grêle. Le stade asexué implique une maturation et un développement des sporozoïtes dans l'entérocyte, en schizonte (ou méronte) qui renferment un nombre variable de mérozoïtes [5, 6]. Le schizonte de type 1 contient 8 à 12 mérozoïtes matures (0,5 x 3-4 µm) , le type 2 en contient 4 (0,7-0,8 x 12-15 µm) [1]. La rupture des cellules épithéliales infestées libère les mérozoïtes qui envahissent d'autres entérocytes pour donner de nouveaux schizontes ou pour évoluer vers un stade sexué, avec la formation de gamètes mâles ou femelles. La fusion des gamètes donne naissance à un oocyste immature excrété dans les selles à la mort de l'entérocyte. Une période de maturation de 7 à 10 jours dans le milieu extérieur est nécessaire pour achever la sporulation de l'oocyste qui devient infestant [6].

Épidémiologie

Dans l'attente d'une étude comparative des différents isolats collectés de par le monde, toute souche de Cyclospora isolée chez l'homme doit être considérée comme appartenant à une seule espèce : Cyclospora cayetanensis.

Répartition géographique

En fonction des enquêtes épidémiologiques, la distribution géographique de Cyclospora semble très étendue : Amérique du Sud, Amérique centrale, Amérique du Nord, Asie du Sud-Est, Europe de l'Est, Afrique du Nord et du Sud, Australie [5]. Les zones d'endémies correspondent essentiellement aux zones tropicales et intertropicales où les conditions environnementales sont favorables au parasite.

Facteurs saisonniers

Malgré d'importantes différences au niveau climatique, le caractère saisonnier de l'infection à Cyclospora a été remarqué dans plusieurs pays [7]. Ce phénomène reste en partie inexpliqué mais la température et l'humidité semblent être des facteurs prépondérants [5, 7]. Au Népal, le pic de fréquence se situe entre mai et août, en pleine saison des pluies, aucun cas de cyclosporose n'a été décrit entre décembre et mars [8]. Au Pérou, après 6 années d'observation, il apparaît que pratiquement toutes les infections sont survenues entre décembre et juillet avec un pic de fréquence entre avril et juin [5]. Aux États-Unis et au Canada les deux principales épidémies de 1996 et 1997 ont eu lieu entre mai et juillet [9, 10].

Mode de transmission

La cyclosporose se transmet après ingestion d'oocystes sporulés véhiculés par de l'eau ou des aliments contaminés par des matières fécales. À l'inverse de Cryptosporidium, les oocystes de Cyclospora sont incomplètement sporulés lors de leur émission dans les selles et nécessitent une période de maturation d'une à deux semaines dans l'environnement, avant d'être infestants. Pour cette raison, une auto-infestation ou une transmission directe d'un individu à un autre est peu probable.

Plusieurs épidémies bien documentées ont rapidement incriminé l'eau dans la dissémination du parasite. Au Népal, en juin 1994, une épidémie de cyclosporose a éclaté parmi le personnel britannique d'une base militaire stationnée à Phokara. Cyclospora a été identifié dans un échantillon de 2 litres d'eau correctement filtrée et chlorée, provenant du réservoir du camp ; ce qui suppose que Cyclospora, comme Cryptosporidium, peut résister aux traitements habituels de l'eau [11]. La transmission de Cyclospora par ingestion d'aliments contaminés a clairement été établie lors des épidémies survenues au Canada et aux États-Unis en 1996 et 1997 [9, 10]. Trois types de produits frais ont été mis en cause : des framboises fraîches importées du Guatemala (en 1996 et 1997), de la salade (variété mesclun) et du basilic (en 1997). Aucun cas de cyclosporose n'a été observé avec des framboises congelées ou cuites. L'origine de la contamination de ces framboises reste imprécise. Au printemps 1997, seules les exploitations guatémaltèques remplissant des conditions sanitaires satisfaisantes ont été autorisées à exporter leurs récoltes vers les États-Unis et le Canada. Malgré les contrôles effectués et les mesures préventives entreprises, notamment en ce qui concerne la qualité de l'eau utilisée pour les cultures, l'épidémie n'a pu être évitée. Même si certains exploitants n'ont pas appliqué à la lettre toutes les recommandations, il est possible que ces mesures n'aient pas été totalement adaptées au mode de contamination [7]. Au Pérou, Ortega et al. [12] ont montré que, parmi les légumes qu'ils avaient récoltés sur les marchés des quartiers défavorisés de Lima, 1,8 % étaient contaminés par Cyclospora cayetanensis et 14,5 % par Cryptosporidium parvum. Ils ont également démontré que le lavage des aliments à l'eau du robinet ne permettait pas d'éliminer complètement les oocystes de Cyclospora et de Cryptosporidium.

La durée de survie du micro-organisme dans le milieu extérieur ainsi que la quantité de parasite permettant d'infester un individu ne sont pas encore connues. Le réservoir naturel reste également à déterminer.

Prévalence de la cyclosporose en zone d'endémie

Les connaissances sur la prévalence de la cyclosporose proviennent essentiellement d'études effectuées dans trois pays, le Pérou, le Népal et Haïti, où le parasite sévit à l'état endémique.

Au Pérou, une étude menée par Ortega et al. [5] a montré que la prévalence de l'infection à Cyclospora dépend étroitement des conditions socio-économiques. Dans les bidonvilles où le risque de contamination oro-fécale, est important et les infections précoces, elle atteint un pic chez les jeunes enfants âgés de 2 à 4 ans. La parasitose n'est presque jamais détectée après l'âge de 11 ans suggérant qu'une immunité durable et protectrice se met en place. A contrario, dans les classes moyennes ou aisées où les conditions sanitaires sont correctes, il est rare que les enfants soient atteints et ce sont les adultes qui sont le plus fréquemment parasités. La prévalence d'une infection symptomatique chez ces adultes est estimée à 0,5 %.

Au Népal, dans une clinique locale, Hoge et al. [13] ont étudié 124 enfants âgés de 6 mois à 5 ans atteints de diarrhée ainsi que 103 enfants asymptomatiques. Cyclospora cayetanensis a été retrouvé chez 5 % des enfants symptomatiques mais aussi chez 2 % des enfants asymptomatiques et donc porteurs sains. Aucun cas de cyclosporose n'a été observé chez des enfants âgés de moins de 18 mois et nourris au sein, ce qui suppose une action protectrice du lait maternel. D'autre données obtenues au Népal montrent que les étrangers ont un plus grand risque d'infection que la population locale [14]. Bien que les infections préalables n'empêchent pas une ré-infection, les expatriés ou coopérants résidant depuis une longue période dans ce pays apparaissent moins vulnérables.

À Haïti, la prévalence importante de Cyclospora cayetanensis (10 %) chez les adultes infectés par le VIH est reliée à la sous-utilisation du triméthoprime et du sulfaméthoxazole dans la prophylaxie de Pneumocystis carinii.

Prévalence de la cyclosporose dans les pays développés

La prévalence de l'infection à Cyclospora aux États-Unis ou dans les autres pays industrialisés n'est que partiellement connue. Deux études menées sur 6 525 et 1 042 échantillons de selles provenant de Chicago (Illinois) et Burlington (Massachusetts) ont révélé la présence d'oocystes de Cyclospora dans respectivement 0,5 % et 0,3 % des selles [8, 15]. Des résultats comparables ont été obtenus au Royaume-Uni avec 0,1 % des selles positives sur 6 151 échantillons [16]. À Munich, Jelinek [17] estime la prévalence de la parasitose chez les voyageurs allemands à 0,6 %, à partir de 978 échantillons de selles appartenant à 795 patients dont 469 présentaient une diarrhée.

La première épidémie à Cyclospora déclarée aux États-Unis survient en 1990 à l'hôpital de Chicago parmi le personnel soignant en raison d'un incident sur le réseau d'eau potable [18]. Par la suite, seuls quelques cas isolés ont été décrits chez des voyageurs internationaux et/ou des immunodéprimés ainsi que deux petites épidémies. En 1996, 1 465 cas de cyclosporose sont recensés par le Center for Disease Control and Prevention aux États-Unis et au Canada. En 1997, à la même époque, plus de 1 000 cas sont répertoriés. Ces deux épidémies d'importance touchent principalement des sujets immunocompétents et n'ayant jamais voyagé. Des framboises fraîches contaminées, importées du Guatemala, ont été mises en cause.

Aspects cliniques

La période d'incubation est d'une semaine en moyenne mais peut varier de 2 à 11 jours selon les cas [6]. Une diarrhée aqueuse avec absence de sang et de leucocyte dans les selles représente la principale manifestation clinique d'une cyclosporose. Elle peut être accompagnée de crampes abdominales, d'éructations, de flatulences, d'une fièvre modérée, de nausées, de vomissements, d'une asthénie [8] et d'une perte de poids estimée à 3,6 kilogrammes en moyenne [19].

La fréquence des émissions diarrhéiques varie entre 3 et 10 par jour. Un syndrome pseudo-grippal avec myalgies et arthralgies peut se développer avant le début des signes gastro-intestinaux [7, 20]. Chez les sujets immunocompétents, la diarrhée évolue soit de façon aiguë et cesse spontanément au bout de quelques jours, soit de façon chronique (alternant avec des épisodes de constipation) et persiste jusqu'à 15 semaines [6]. Chez certains patients, l'anorexie et/ou les douleurs abdominales prédominent par rapport aux épisodes diarrhéiques [8]. La fatigue et l'anorexie peuvent persister plusieurs semaines après l'amélioration de la diarrhée [14]. Lors d'infections symptomatiques à Cyclospora, l'émission des oocystes dans les selles peut précéder le début des signes cliniques. L'éradication des oocystes des selles coïncide habituellement avec la guérison [14]. Chez les immunodéprimés, et notamment les sidéens, la diarrhée évolue sur un mode chronique (environ 4 mois) et les rechutes sont fréquentes [21]. Des cholangites ont récemment été décrites chez des patients sidéens parasités par Cyclospora [22].

Des modifications histo-pathologiques ont été rapportées, incluant une atrophie villositaire et une hyperplasie des cryptes associées à une inflammation de la lamina propria [5, 23]. La malabsorption intestinale qui en résulte est dépistée par un test d'absorption du D-xylose [6].

Diagnostic de la cyclosporose

Le diagnostic de la cyclosporose repose sur la détection d'oocystes de Cyclospora cayetanensis lors de l'observation microscopique d'un échantillon de selles, d'aspiration duodénale ou jéjunale.

L'émission d'oocystes dans les selles n'est pas continue [24]. Devant un premier résultat négatif, il est nécessaire de renouveler l'examen au moins deux fois à 2-3 jours d'intervalle avant d'exclure le diagnostic. Les autres causes de diarrhée infectieuse doivent être recherchées pour éliminer une étiologie bactérienne (Salmonella sp, Yersinia enterocolitica, Shigella dysenteriae, Vibrio sp., Aeromonas, Campylobacter), virale (rotavirus, adénovirus) ou parasitaire associée (amibes, flagellés, Isospora belli, Cryptosporidium parvum, microsporidies...). L'utilisation de selles fraîches est idéale, mais le prélèvement peut être conservé au réfrigérateur en attendant l'examen [25], ou même être congelé si une technique de biologie moléculaire est envisagée (technique encore réservée aux laboratoires spécialisés) [24]. La quantité d'oocystes présents dans les selles est souvent faible. Les techniques de concentration sont alors fortement conseillées avant l'examen microscopique de frottis colorés ou de préparation de selles entre lame et lamelle. Dans l'attente d'une standardisation, différentes méthodes d'enrichissement sont actuellement utilisées : soit par flottation (la solution de Sheater ou solution de saccharose phénol saturée employée pour Cryptosporidium donne de bons résultats avec Cyclospora) [24], soit par les méthodes diphasiques classiques (type formol/éther par exemple) [26].

Examen microscopique

À l'examen microscopique de selles entre lame et lamelle, Cyclospora apparaît alors comme un élément sphérique non réfringent de 8 à 10 µm de diamètre, avec une double paroi épaisse. Le cytoplasme peut être indifférencié (aspect de sphère vide) ou contenir un amas de 6 à 10 globules de 2 µm de diamètre, réfringents, verdâtres (aspect de morula) [5, 23, 26]. La forme et la taille des oocystes est particulièrement homogène et correspond à un stade immature, non sporulé (figure 1).

La coloration de Ziehl-Neelsen modifiée, ou celle de Kinyoun, de frottis minces de selles est la plus utilisée [7] ; cependant la coloration des oocystes est très hétérogène : soit ils ne sont pas colorés, soit leur teinte peut varier de rose pâle au rouge foncé dans un même champ (figure 2). Cette variation d'intensité de la coloration caractéristique de Cyclospora est sans doute à l'origine de nombreuses confusions. Une technique développée par Visvesvara et al. [27] permet d'uniformiser la coloration après une étape de chauffage au four à micro-onde. Sur les frottis colorés, la taille et la forme de Cyclospora ne sont pas modifiées par rapport à l'observation entre lame et lamelle ; cependant la paroi des oocystes est souvent ondulée, comme « froissée ».

Cyclospora ne prend pas la coloration avec le lugol, le MIF (merthiolate-iode-formol), le Giemsa, le Gram, l'hématoxyline éosine, le bleu de méthylène, le trichrome, l'imprégnation argentique et le PAS [26].

La paroi des oocystes de Cyclospora possède une fluorescence naturelle intense alors que l'intérieur reste sombre. Sous lumière ultra-violette, ces éléments parasitaires apparaissent bleus à 365 nm ou verts entre 450 et 490 nm [5]. Cette propriété facilite considérablement le diagnostic pour les laboratoires équipés d'un microscope à fluorescence. En comparaison, Isospora belli, également auto-fluorescent, se différencie aisément grâce à sa taille et par la présence de ses deux sporocystes. Cryptosporidium n'est pratiquement pas fluorescent [24].

Test de sporulation

Certains auteurs préconisent d'effectuer le test de sporulation comme test de confirmation. Ce dernier est facilement réalisable au laboratoire puisqu'il s'agit de laisser, entre 27 et 32 °C, un échantillon de selles fraîches dans une solution de bichromate de potassium à 2,5 % pendant une période de maturation de 7 à 13 jours [3]. Le pourcentage d'oocystes qui sporulent est variable d'un échantillon à l'autre, mais il est souvent inférieur à 50 %. Les oocystes matures contiennent 2 sporocystes renfermant chacun 2 sporozoïtes infestants.

Techniques de biologie moléculaire

Elles sont réservées aux laboratoires spécialisés et sont en cours de développement. Pieniazek obtient une sensibilité de 62 % et une spécificité de 100 % avec une technique de PCR nichée [28]. Un certain degré de polymorphisme génétique au niveau de la séquence cible permettrait d'expliquer la faible sensibilité de cette méthode et de supposer qu'il existe différentes souches de Cyclospora. Ces techniques sont certainement amenées à jouer un rôle important dans l'analyse d'échantillon de l'environnement (réseau d'eau potable ou d'irrigation, culots de centrifugation d'eau ayant servi à laver des aliments, etc.). Les anticorps monoclonaux dirigés contre Cryptosporidium parvum, disponibles dans le commerce, ne réagissent pas avec les oocystes de Cyclospora [24].

Diagnostic différentiel

Le diagnostic différentiel avec les autres coccidies ne pose pas de problème. Les différences de taille, de forme et de morphologie permettent facilement de les individualiser (tableau 1).

Cependant de nombreux éléments peuvent ressembler à Cyclospora et prêter à confusion : les kystes amibiens (altérés ou mal différenciés), Blastocystis hominis (lorsqu'ils sont de petite taille sans noyaux visibles à la périphérie), les arthrospores isolées ayant perdu leur forme rectangulaire initiale et devenant ovalaires, les cyanobactéries ou des artéfacts de nature diverses [25]. Dans ces cas où le risque d'erreur est important, le test de sporulation permet d'infirmer ou de confirmer le diagnostic.

Mesures préventives

Même s'il est toujours recommandé de bien laver les fruits et les légumes, le lavage des aliments contaminés ne préviendra pas une cyclosporose. En zone d'endémie, on pourra éliminer les risques d'infestation en cuisant les fruits et les légumes et en buvant de l'eau minérale en bouteille. Cette dernière est également conseillée pour le brossage des dents [29].

Traitement de la cyclosporose

À ce jour, seul le traitement par une association de triméthoprime (160 mg) et de sulfaméthoxazole (800 mg) à raison de deux comprimés par jour pendant 7 jours a prouvé son efficacité. Hoge et al. [30] ont mené une étude au Népal en double aveugle : placebo (19/40) versus triméthoprime-sulfaméthoxazole 160-800 mg (21/40), chez 40 personnes immunocompétentes, parasitées par Cyclospora cayetanensis. La posologie était de 2 comprimés par jour pendant 7 jours. Au bout de 3 jours, Cyclospora était présent chez 71 % des gens traités et chez 100 % des gens recevant le placebo. Au septième jour, seulement 1/16 des personnes traitées (6 %) étaient encore parasitées par Cyclospora contre 15/19 (88 %) pour le groupe placebo. Le patient encore infecté à 7 jours a bénéficié d'une seconde cure de triméthoprime-sulfaméthoxazole et a répondu favorablement. Chez tous les patients, l'éradication du parasite de l'organisme était corrélée à l'arrêt des manifestations cliniques. Aucune rechute n'a été notée les 7 jours suivants. Hoge a remarqué que l'émergence de Cyclospora cayetanensis comme pathogène coïncidait avec la diminution de l'utilisation du Bactrim Forte^® au profit des fluoroquinolones dans le traitement de la diarrhée des voyageurs.

Pape et al. [21] recommandent chez les sidéens l'utilisation du triméthoprime-sulfaméthoxazole (160-800 mg) à la posologie de 1 comprimé 4 fois par jour pendant 10 jours. Dans leur étude, une prophylaxie par triméthoprime-sulfaméthoxazole (160/800 mg) 3 fois par semaine s'est montrée efficace pour prévenir les rechutes chez la plupart des patients qu'ils ont suivis pendant 7 mois.

Pour les patients allergiques aux sulfamides, il n'existe pas d'alternative thérapeutique ; le triméthoprime utilisé seul dans ce contexte est totalement inefficace [14]. La norfloxacine, la ciprofloxacine, l'acide nalidixique, le métronidazole, le tinidazole, l'azithromycine, le furoate de diloxamide, l'albendazole et la pyriméthamine n'ont pas prouvé leur efficacité [7, 14]. Selon les différents rapports, les antidiarrhéiques (lopéramide), les anti-émétiques (métoclopramide) ou les anti-ulcéreux anti-H2 (ranitidine) n'améliorent pas les désordres gastro-intestinaux. Dans la majorité des cas, la réhydratation se fait par voie orale et ne requiert pas une hospitalisation [14].

Un cas de cyclosporose

Monsieur D., âgé de 45 ans, présente un épisode de diarrhée aiguë deux jours après son retour d'un séjour à Bali (Indonésie). La diarrhée est aqueuse avec une fréquence de 5 à 6 selles liquides par jour. Elle s'accompagne de douleurs diffuses à tout l'abdomen, de suées, de nausées et d'un amaigrissement de 4 kg survenu en moins d'une semaine. Après consultation de son médecin traitant le 10 novembre 1998, monsieur D. bénéficie d'un traitement symptomatique (lopéramide, nifuroxazide, phloroglucinol, dompéridone) jusqu'au 24 novembre 1998. Aucune amélioration n'est observée. Le 27 novembre 1998, un hémogramme ainsi qu'un examen bactériologique et parasitologique des selles sont demandés. L'examen direct de selles fraîches entre lame et lamelle permet la mise en évidence d'oocystes non sporulés de Cyclospora cayetanensis. L'hémogramme et l'examen bactériologique des selles sont normaux. Un traitement par Bactrim forte^® (triméthoprime-sulfaméthoxazole 160/800 mg) est entrepris dès le 27 novembre 1998 à la posologie de 2 comprimés par jour pendant 7 jours. Le diagnostic de cyclosporose est confirmé le 30 novembre 1998 sur un nouvel examen des selles (figures 1 et 2). Une nette amélioration du transit intestinal et la disparition des douleurs abdominales sont obtenues au bout du cinquième jour de traitement. Un examen de contrôle effectué le 15 décembre 1998 ne retrouve plus aucun oocyste de Cyclospora cayetanensis dans les selles.

CONCLUSION

Une meilleure compréhension de l'épidémiologie du parasite et des facteurs de risque est nécessaire pour améliorer les mesures préventives contre la cyclosporose. On ne sait toujours pas s'il existe un réservoir animal ou si des insectes hébergent le micro-organisme et participent à sa dissémination. La dose infestante, la durée de survie des oocystes dans le milieu extérieur en fonction des conditions environnementales restent à déterminer. Des techniques d'analyses sensibles et spécifiques mieux adaptées aux échantillons de l'environnement sont également souhaitées aussi bien pour les études épidémiologiques que pour le contrôle de l'eau ou de légumes et fruits frais importés de pays situés en zone d'endémie. Enfin, il faut souligner le besoin de développer des thérapeutiques alternatives efficaces pour les patients allergiques aux sulfamides.

Remerciements. Les auteurs remercient J.M. Dewitte, technicien de laboratoire, secteur parasitologie.

Article reçu le 1^er juillet 1999, accepté le 13 septembre 1999.

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