Infection fatale de Naegleria fowleri acquise au Minnesota: extension possible d’un organisme thermophile mortel

Contexte Principale méningoencéphalite amibienne La PAM, causée par l’amibe libre Naegleria fowleri, a toujours été associée à des expositions chaudes d’eau douce aux basses latitudes des États-Unis. En août, un résident du Minnesota est décédé d’une méningo-encéphalite rapidement évolutive après une exposition locale. Des échantillons d’eau et de sédiments ont été recueillis aux endroits où le patient a nagé pendant les semaines précédant le début de la maladie. Des échantillons de patients et de l’environnement ont été testés pour N fowleri avec utilisation. de culture et réaction en chaîne par polymérase en temps réel PCR; Des résultats historiques de température ambiante locale ont été obtenus. Résultats N Fowleri isolé à partir d’un échantillon du cerveau du patient et d’échantillons d’eau et de sédiments a été confirmé en utilisant la PCR comme génotype N fowleri. La température moyenne de l’air près du site d’exposition était en ° C, ° C au-dessus de la normale et la troisième plus chaude en août dans la région de Minneapolis depuis Conclusions Ce premier cas rapporté de PAM acquis au Minnesota a eu lieu au nord du cas nord dans les Amériques Les cliniciens doivent être conscients que le PAM associé à N fowleri peut se produire dans des zones à une latitude beaucoup plus élevée que celle décrite précédemment. Les conditions météorologiques locales et les changements climatiques à long terme pourraient avoir une incidence sur la fréquence des PAM.

Méningoencéphalite amibienne primaire La PAM est une infection rare et typiquement mortelle causée par l’amibe thermophile et libre Naegleria fowleri PAM est associée à des expositions récréatives, par exemple, nager et plonger dans de l’eau douce chaude On croit que l’organisme cause une infection par pénétration nasale. La muqueuse et migrant le nerf olfactif vers le cerveau L’infection progresse généralement rapidement vers le coma et la mort. Depuis, tous les cas de PAM confirmés aux États-Unis ont été limités à l’exposition dans les États du Sud. Arizona, Arkansas, Californie, Floride, Géorgie, Louisiane, Mississippi, Missouri, Nevada, Nouveau-Mexique, Caroline du Nord, Oklahoma, Caroline du Sud, Texas et Virginia J Yoder, données non publiées Nous rapportons le premier cas confirmé de PAM acquis au Minnesota, l’état le plus septentrional des États-Unis. documenté, et les données environnementales associées

RAPPORT DE CAS

En août, un cas d’encéphalite inexpliquée et progressive chez une femme âgée admise dans un hôpital pédiatrique local a été signalé au ministère de la Santé du Minnesota. Les symptômes ont commencé en août, avec des maux de tête, des douleurs abdominales et des douleurs au cou ostéomyélite. Elle a reçu une dose de pénicilline intramusculaire pour présomption de pharyngite streptococcique. Le lendemain matin, elle a été témoin d’une crise tonico-clonique et a été évaluée et admise dans une unité de soins intensifs. Liquide céphalorachidien Nombre de cellules CSF et chimies étaient notablement anormaux, avec un nombre de globules blancs de cellules / mm% de neutrophiles, le nombre de globules rouges des cellules / mm, le niveau de protéine de mg / dL, et le niveau de glucose & lt; Le diagnostic de présomption était une méningite bactérienne, et elle a été traitée avec du lorazépam, de la ceftriaxone et de la vancomycine. La tomodensitométrie crânienne initiale n’a révélé aucune anomalie. L’état du patient a diminué rapidement, avec une fréquence accrue des crises. Elle a nécessité une intubation endotrachéale. le matin du mois d’août, elle présentait des secousses myocloniques accompagnées d’un aplatissement brutal de sa forme électroencéphalographique et d’une diminution de la pression artérielle. Une TDM crânienne répétée présentait une hypodensité subtile dans le lobe frontal droit correspondant à un œdème focal. Un tensiomètre intracrânien était placé et une solution saline hypertonique , mannitol et vasopresseurs ont été administrés Malgré ces tentatives, l’évaluation neurologique et l’étude du flux cérébral étaient compatibles avec la mort cérébrale, et une décision a été prise de retirer le soutien de maintien de la vie. a montré des formes ameboid Fi gure A Des formes amibiennes ont également été observées sur les frottis d’aspiration et les préparations cytologiques du tissu cérébral d’autopsie. Figure B-D Une nécrose hémorragique a été observée dans les nerfs optiques et olfactifs, les artères cérébrales moyennes et le cervelet droit et gauche.

Figure Vue largeTélécharger la diapositive Histopathologie des patients Dans une coloration de Wright du liquide céphalorachidien du patient dessiné au moment de l’admission à l’hôpital A, bar = microns et une amibe est visible au centre du champ, indiqué par la flèche, et des cellules polymorphonucléaires abondantes sont présentes. tissu coloré à l’hématoxyline et à l’éosine B, bar = microns et C, bar = microns démontre infiltrats amibiens périvasculaires et un micro-abcès amibien avec nécrose tissulaire environnante Les exemples d’amibes sont indiqués par les flèches Coloration des anticorps immunofluorescents Naegleria fowleri D, bar = microns met en évidence les infiltrats amibiensFigure View largeTélécharger la diapositive histopathologie des patients Dans une coloration de Wright du liquide céphalorachidien du patient dessiné au moment de l’admission à l’hôpital A, bar = microns une amibe est visible dans le centre du champ, indiqué par la flèche, et abondantes cellules polymorphonucléaires sont présents Tissus du cerveau colorés à l’hématoxyline et à l’éosine B, bar = microns et C, bar = microns démontre des infiltrats amibiens périvasculaires et un micro-abcès amibien avec nécrose tissulaire environnante Des exemples d’amibes sont indiqués par les flèches Coloration de l’anticorps immunofluorescent spécifique de Naegleria fowleri D, bar = microns met en évidence les infiltrats amibiens

Méthodes

Des antécédents médicaux ont été recueillis et des échantillons ont été prélevés et des semaines après le début de l’apparition de la maladie chez les patients, y compris le LCR, les plaques de gélose au sang de mouton inoculées par le LCR et les lames de tissu cérébral. de l’eau où le patient a nagé pendant les semaines précédant l’apparition de la maladie Les lieux d’échantillonnage ont été choisis dans des sites d’accès public aussi près que possible du lieu où le patient a nagé. évaluation subjective de la clarté de l’eau, de la présence de proliférations d’algues et des caractéristiques des terres environnantes; et des échantillons d’eau et de sédiments Pour chaque site et date de collecte, trois échantillons d’eau de surface et quatre échantillons de sédiments ont été recueillis dans des flacons en plastique transparent stérile IDEXX Laboratories sans agent de conservation. L’équipe de laboratoire a reçu les échantillons du patient et de l’environnement et les a cultivés pour N fowleri par incubation à ° C La spéciation a été confirmée par PCR en temps réel PCR Pour les échantillons patients, une PCR en temps réel a été réalisée sur un isolat cultivé Les échantillons environnementaux ont été combinés pour créer des échantillons composites d’eau et de sédiments à chaque site d’échantillonnage et à chaque date. Les échantillons composites ont été centrifugés, remis en suspension et cultivés sur une gélose non nutritive recouverte d’isolats d’Escherichia coli. à partir du LCR et de l’eau ont été génotypés par séquençage du gène de l’ARN ribosomal S un Les données historiques historiques sur la température et les précipitations ont été obtenues à partir d’une station météorologique nationale située à des kilomètres de sites d’exposition, et les températures normales pour la région de Minneapolis-Saint Paul ont été obtenues du Centre national de données climatiques.

RÉSULTATS

Données épidémiologiques

Au cours des semaines précédant l’apparition de la maladie, le patient a nagé dans les lacs A et B et la rivière dans le comté de Washington au Minnesota. Les expositions se sont déroulées en août sur un quai du lac A, en août sur une plage publique du lac B et en août Elle a rappelé que durant ces semaines, les températures ambiantes étaient élevées et que l’eau était inhabituellement chaude. La patiente a nagé pendant des heures chaque fois. Elle a effectué des exercices de maintien sous l’eau, a eu de l’eau dans le nez et avalé ou aspiré de l’eau plusieurs fois. Ses parents et ses frères ont nagé aux mêmes endroits, mais personne d’autre dans la famille n’est tombé malade.

Données de laboratoire

Burkholderia cepacia et amibe compatible avec N fowleri Naegleria fowleri a été confirmé par PCR en temps réel à partir du LCR et du tissu cérébral et à partir d’échantillons d’eau composite et de sédiments composites prélevés les deux jours de collecte dans le lac A fowleri provenant du LCR, du tissu cérébral et des échantillons d’eau a été caractérisé car le génotype Naegleria fowleri n’a pas été isolé des spécimens obtenus sur les autres sites de baignade

Données environnementales

La surface du lac A est en km et la profondeur maximale en m. La température de l’eau de surface était de 0 ° C en août et de 0 ° C en août. La clarté de l’eau était faible, la matière organique et les sédiments en suspension entravaient la visibilité. Les autres caractéristiques à proximité comprenaient un hôpital, un terrain de jeu, un centre récréatif et des propriétés résidentielles. Aux autres sites de baignade, les températures de l’eau de surface aux jours de collecte étaient de ° C et ° C. C pour le lac B et ° C et ° C pour la rivière La clarté de l’eau était nettement meilleure à ces sites. Des efflorescences algales ont été observées à la rivière, mais pas au lac B. Le lac B est situé dans une zone résidentielle peu peuplée. petite ville Le développement de terrains minimes existe à proximité de ces sites

Figure Vue largeTaille de téléchargementSurface du lac A au moment de la collecte de l’échantillon Remarquable, abondante matière organique et proliférations d’algues étaient présentes en haute résolutionInfigure Vue largeTéléchargeFleuve du lac A au moment de la collecte de l’échantillon Remarquable, abondance de matière organique et prolifération d’algues

Données climatologiques

Au cours de la semaine précédant la première exposition de baignade au lac A, la température ambiante maximale moyenne quotidienne près des sites d’exposition était de ° C et la température quotidienne minimale moyenne était de ° C. Août, jours avant la première exposition du patient au lac A, et encore en août, le jour de sa deuxième exposition à ce lac. Figure Les températures maximales et minimales quotidiennes ont dépassé les températures normales pendant la majorité des jours précédant le début de la maladie. cm en août, la veille de la deuxième exposition du patient au lac A La température moyenne en août dans cette zone était de ° C, ou ° C au-dessus de la normale, et les précipitations étaient de cm ou cm au-dessus de la normale

Figure View largeTélécharger la température ambiante et les précipitations près des sites d’exposition, Minnesota, – Août Les températures normales journalières de référence de l’aéroport international de Minneapolis-Saint Paul sont fournies pour comparaison. Les définitions normales de température sont mises à jour chaque décennie par le Centre national de données climatiques. Administration atmosphérique basée sur les températures moyennes au cours de la période précédente Les températures normales représentées dans ce graphique sont basées sur les données les plus disponibles actuellement recueillies au cours de la période de référence. Les définitions de températures normales sont mises à jour chaque décennie par le Centre national de données climatiques de l’Administration océanique et atmosphérique nationale sur la base des températures moyennes au cours de l’année précédente. période Les températures normales représentées dans ce tableau sont basées sur les données les plus disponibles actuellement collectées pendant –

DISCUSSION

sont souvent exposés à N fowleri dans l’eau douce chaude, mais l’infection est extrêmement rare Si des facteurs spécifiques de l’hôte, par exemple, un traumatisme facial récent ou une susceptibilité intrinsèque non encore identifiée augmentent le risque d’infection d’une personne est inconnue. l’environnement, le nombre et la distribution des amibes dans l’eau peuvent varier de jour en jour avec les conditions environnementales , et la relation entre les concentrations amibiennes et le risque d’infection humaine reste à définir, rendant difficile la prédiction des risques à un endroit donné et temps même si des prélèvements et des tests de routine doivent être effectués Néanmoins, certains facteurs de risque notés précédemment parmi les cas signalés incluent la plongée, l’exposition aux sédiments des fonds lacustres et la durée prolongée dans l’eau. Des conseils généraux peuvent être fournis au public concernant l’évitement de la submersion dans les plans d’eau douces chauds en période de températures élevées et de faible débit d’eau. Cependant, les preuves de l’efficacité de ces recommandations sont insuffisantes. On sait que Naegleria fowleri tolère des températures ≤ ° C et prolifère lorsque la température ambiante augmente jusqu’à & gt; ° C Les données climatologiques examinées montrent que les températures ambiantes près des sites d’exposition ont atteint et dépassé les seuils favorisant la croissance de l’amibe durant l’été. Les précipitations ont également joué un rôle dans une étude observationnelle des densités amibiennes dans un lac de Caroline du Sud. [Isolement de N fowleri d’un lac dans lequel le patient a nagé confirme la viabilité de l’organisme dans l’environnement du Minnesota Les tendances de température de Minnesota révèlent un changement général vers un climat plus chaud pour l’état, avec un taux accru de réchauffement au cours des dernières décennies, par rapport au reste du siècle Le plus grand d La température minimale mensuelle moyenne entre juin et août dans la région de Minneapolis-Saint Paul a atteint un record à ° C Le record précédent était de ° C, et la moyenne annuelle est de ° C Les hivers plus chauds sont aussi une partie importante de cette tendance pourrait entraîner une augmentation de la température de l’eau en été causée par un dégel plus rapide de la couverture de glace en hiver , facilitant ainsi la prolifération de N fowleri. les seuils de température ambiante et de l’eau facilitent probablement la survie et la prolifération de N fowleri, seul facteur de risque contribuant à l’occurrence de PAM. Sur la base de notre échantillonnage environnemental, la température seule ne prédisait pas l’isolement de N fowleri. A était le plus cool des sites d’exposition Traits distinctifs du lac A inclus matière organique en suspension visible et sed Certains indicateurs de mauvaise qualité de l’eau, par exemple, des densités bactériennes plus élevées et une concentration accrue en phosphore ont été impliqués dans d’autres études comme fournissant un environnement favorable à la croissance amibienne , et pourraient avoir joué un rôle dans la prolifération des N Fowleri dans le lac A Les observations de cette étude et d’autres études de cas suggèrent que les facteurs de risque spécifiques pour la prolifération de N fowleri restent à définir. Des méthodes fiables de détection et de quantification des amibes provenant des sources d’eau et une base de données Il a été rapporté que Borkholderia cepacia, une bactérie à Gram négatif généralement située dans l’eau ou le sol, aurait pu être introduite dans le LCR du patient avec N fowleri. Naegleria fowleri pourrait favoriser la croissance de bactéries intracellulaires, par exemple, Legionella pneumophila en laboratoire. , mais aucun rapport antérieur de clinique ou d’environnement [La présence de bactéries intra-amibiennes au moment de l’infection pourrait altérer la pathogénicité de l’amibe ou de la réponse immunitaire de l’hôte. En conclusion, dans le contexte des tendances climatiques, les températures du Minnesota sont constamment plus chaudes au cours de la Au cours des dernières décennies, cet organisme ne peut plus être considéré comme un risque d’exposition uniquement dans les États du Sud. Les facteurs de risque associés à ce patient étaient similaires à ceux rapportés précédemment dans la littérature. L’élucidation des facteurs environnementaux liés à la prolifération et à la persistance de N fowleri nécessitera une étude plus ciblée Les cliniciens devraient considérer N fowleri comme une cause possible de méningite ou d’encéphalite dans toutes les régions des États-Unis parmi les personnes avec wa récente rm expositions d’eau douce

Remarques

Remerciements

Nous remercions Jessica Collin-Pilarsky et Fred Anderson, qui ont contribué à la collecte des données environnementales; Carol Dexter, qui a compilé des données cliniques et de laboratoire; Mark Seeley, Heinz Stefan, Peter Snyder, Jim Zandlo, Greg Spoden et Pete Boulay du Département des sols, de l’eau et du climat de l’Université du Minnesota, qui ont aidé à accéder aux données climatologiques et à les analyser; Randolph Daley, du CDC des Centers for Disease Control and Prevention, qui a fourni un examen critique et des commentaires sur le manuscrit; et Rama Sriram, Bonnie Mull, et Theresa Dearen au CDC, qui a aidé avec des tests d’échantillons

Aide financière

Ce travail a été soutenu en partie par le Programme des maladies émergentes, Centres de prévention et de contrôle des maladies. La source de financement n’a pas participé à la conception, l’analyse ou la rédaction de ce manuscrit. Les conclusions et conclusions de ce rapport sont celles des auteurs. ne représentent pas nécessairement les opinions de la CDC

Conflits d’intérêts potentiels

Tous les auteurs: Aucun conflit rapporté Tous les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits d’intérêts potentiels Conflits que les éditeurs considèrent pertinents pour le contenu du manuscrit ont été divulgués