Volume 31-12
15 juin 2005

[Table des matières]

Éclosion d'infection à Escherichia coli O157:H7 associée à un parc d'amusement à jets d'eau et détectée par deux séries de tests électrophorétiques

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En juillet 2004, un nombre anormalement élevé d'infections à Escherichia coli O157:H7 ont été signalées en Colombie-Britannique (C.-B.), bon nombre d'entre elles ayant été enregistrées dans l'intérieur de la province. Dès le début d'août, les autorités sanitaires régionales et le BC Centre for Disease Control (BCCDC) enquêtaient activement sur plusieurs grappes d'infections à E. coli O157:H7. Une des grappes était liée à un produit de bœuf distribué à l'échelle nationale et englobait des cas qui présentaient un profil unique à l'électrophorèse en champ pulsé (PFGE).

Un cas dans une grappe distincte d'infections à E. coli O157:H7 qui présentait un profil électrophorétique similaire avait un lien épidémiologique étroit avec le produit de bœuf contaminé. Après un examen rigoureux, nous avons estimé que les profils électrophorétiques associés à ces deux grappes étaient identiques. Le 9 août, nous avons effectué une deuxième série de tests électrophorétiques en utilisant une enzyme différente pour confirmer qu'une seule grappe - et non deux - d'infections à E. coli O157:H7 dans la province était associée au produit de bœuf contaminé.

Cette deuxième série de tests par PFGE a cependant abouti à la reclassification des isolats en deux nouvelles grappes présentant des profils électrophorétiques différents. Une grappe était associée au produit de bœuf distribué à l'échelle nationale. Nous avons découvert que la deuxième grappe présentait un profil électrophorétique différent, et la majorité des infections étaient survenues dans l'intérieur de la province.

Dans le présent article, nous décrirons les résultats de laboratoire qui ont mené à l'identification de cette seconde grappe et analyserons le rôle joué par des tests électrophorétiques utilisant plus d'une enzyme dans l'identification des éclosions. Nous décrirons également les résultats de notre enquête sur les éclosions pour déterminer la source d'E. coli O157:H7 dans cette seconde grappe et formulerons des recommandations pour aider à empêcher que de telles éclosions ne se reproduisent dans l'avenir.

Méthodologie

Analyse microbiologique

Les fèces de patients symptomatiques ont été soumises soit à la Section entérique des Services de laboratoire du BCCDC ou aux laboratoires hospitaliers et communautaires locaux pour la recherche de pathogènes d'origine bactérienne. Les échantillons de fèces soumis directement au BCCDC ont fait l'objet de tests sur lignées cellulaires Vero pour déterminer si des toxines étaient produites^(1,2). Si le résultat était positif, la souche d'E. coli était isolée, sérotypée et une recherche des gènes de la toxine était effectuée. Les isolats soupçonnés de contenir E. coli O157:H7 d'après les tests effectués dans les laboratoires locaux ont été expédiés à la Section entérique des Services de laboratoire du BCCDC pour un sérotypage et la détection de gènes de toxines.

Un sérotypage et une amplification par la polymérase pour la détection de gènes des toxines VT1 et VT2 ont été effectués conformément aux protocoles établis^(3,4). Tous les isolats d'E. coli O157:H7 producteurs de toxines ont été sous-typés par PFGE selon un protocole établi faisant appel aux enzymes de restriction Xba 1 (première série de tests par PFGE) et Bln 1 (deuxième série)⁽⁵⁾. Des critères reconnus ont été utilisés pour détecter les isolats présentant le même profil électrophorétique⁽⁶⁾.

Enquête épidémiologique

Nous avons défini les cas de deux façons⁽⁷⁾. Un cas était dit confirmé lorsque la présence d'une infection à E. coli O157:H7 dans des cultures de selles était confirmée en laboratoire et que le profil électrophorétique particulier associé à la souche responsable de l'éclosion était retrouvé. Un cas était considéré comme probable lorsque la personne avait un lien épidémiologique avec l'exposition suspecte et avait des symptômes cliniques compatibles (c.-à-d. diarrhée sanglante ou non et crampes abdominales). L'identification des cas confirmés a été faite par l'entremise du réseau de surveillance en laboratoire de la C.-B. L'identification des cas a été complétée par l'envoi de lettres à des médecins de l'intérieur de la province à la mi-juillet leur demandant d'effectuer des tests chez les personnes présentant des symptômes compatibles. Les cas probables ont été identifiés dans les ménages de cas confirmés uniquement.

Des inspecteurs locaux de la santé publique et des médecins hygiénistes ont communiqué avec les cas confirmés et les ont invités à répondre à un questionnaire standard modifié de suivi de la santé entérique (pratique courante pour toutes les infections à E. coli O157:H7 confirmées en laboratoire dans l'intérieur de la province à partir de la mi-juillet). Ce questionnaire a été rempli en personne ou par téléphone pour recueillir des données démographiques, cliniques et des données sur l'exposition. Nous avons utilisé Microsoft Excel 2002 (Microsoft Corporation, É.-U.) pour la collecte des données, qui ont fait l'objet d'une analyse descriptive.

Évaluation environnementale

Des enquêteurs locaux ont visité l'établissement en cause et passé en revue les registres des opérations et de l'entretien. Des préposés de l'établissement, des autorités municipales et des travailleurs municipaux ont été interrogés, et les plans techniques des systèmes de circulation de l'eau et d'évacuation ont été examinés. Des échantillons d'eau ont été recueillis pour des tests microbiologiques et un dosage des résidus de chlore libre (à l'aide de la trousse HachMD). Nous avons repéré les raccords du système en utilisant un colorant à la fluorescéine.

Le Laboratoire de microbiologie environnementale du BCCDC a analysé les échantillons d'eau pour détecter la présence d'indicateurs fécaux (coliformes fécaux et E. coli) et spécifiquement d'E. coli O157:H7. Un protocole standardisé faisant appel à une technique de filtrage sur membrane (gélose m-FC et gélose nutritive avec méthylumbelliféryl-ß-D-glucuronide) a été utilisé pour rechercher les indicateurs fécaux⁽⁸⁾. Pour détecter la présence éventuelle de bactéries E. coli O157:H7 en petit nombre, chaque échantillon d'eau a d'abord été concentré à l'aide d'une technique de filtration sur membrane. Le filtre concentré a été placé dans un bouillon d'enrichissement de Doyle et incubé à 43 ºC pendant 24 heures⁽⁹⁾. Nous avons ensuite ensemencé en stries la culture en bouillon dans des plaques de gélose différentielle sélective (gélose de MacConkey au sorbitol), qui ont incubé à 35 ºC pendant 24 heures. Au moins cinq colonies isolées qui étaient négatives pour le sorbitol ont été sélectionnées et ont fait l'objet d'un certain nombre de tests biochimiques et sérologiques pour confirmer l'identité d'E. coli O157:H7.

Résultats

Résultats microbiologiques

En date de la première semaine d'août 2004, nous avions identifié huit isolats d'E. coli O157:H7 qui avaient le même profil électrophorétique que le produit de bœuf contaminé (profil XCA1 1016, figure 1). La deuxième série de tests par PFGE effectués le 9 août ont permis de répartir ces huit isolats en deux grappes, et un isolat additionnel n'a été associé à aucune des deux grappes. Après comparaison des résultats électrophorétiques avec ceux d'autres provinces, nous avons déterminé qu'une grappe (deux isolats, profil ECBN1 0157) était liée à la consommation du produit de bœuf contaminé. La deuxième grappe (cinq isolats, profil ECBN1 0170) avait en commun un nouveau profil électrophorétique unique. Les profils représentatifs sont illustrés à la figure 2.

Le 19 août, huit isolats en tout avaient été identifiés comme appartenant à la souche d'E. coli O157:H7 responsable de l'éclosion, profil ECBN1 0170. Nous avons rajusté le tir de notre enquête épidémiologique en cours sur ces huit isolats afin de déterminer la source de la souche d'E. coli O157:H7 dans cette grappe.

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Figure 1. Classification des isolats d'Escherichia coli O157:H7 après deux séries de tests par électrophorèse en champ pulsé (PFGE)

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Figure 2. Profil électrophorétique (PFGE) des grappes d’Escherichia coli O157:H7 après deux séries de tests (profil A de la première série, XCA1 1016; profil B de la deuxième série, ECBN1 0157; et profil C de la deuxième série, ECBN1 0170)

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Résultats épidémiologiques

Nous avons identifié huit cas confirmés et deux cas probables. Sept cas étaient des enfants (70 %), dont l'âge variait entre 2 et 9 ans. Les trois cas restants (30 %) étaient des adultes âgés entre 20 et 35 ans. La moitié de tous les cas était de sexe masculin. Tous les cas étaient des résidants (90 %) d'une ville de l'intérieur de la C.-B. ou des visiteurs dans cette ville (10 %). Les symptômes ont commencé à apparaître entre le 26 juin et le 5 août 2004 (figure 3).

Tous les cas ont signalé une diarrhée (80 %, une diarrhée sanglante). Au nombre des autres symptômes figuraient des nausées et vomissements (60 %), des crampes abdominales (50 %) et de la fièvre (30 %). Les cas ont déclaré que leur infection les avait rendus très malades : plus de la moitié des cas ont été hospitalisés (60 %) et un cas a développé par la suite un syndrome hémolytique urémique. Aucun décès n'a été enregistré.

Lors de notre examen des réponses au questionnaire de suivi, nous avons constaté que plusieurs enfants avaient assisté à un festival pour enfants tenu dans la ville la semaine précédant l'apparition de leurs symptômes. Après avoir réinterrogé ces cas, nous avons découvert que les enfants avaient joué dans un parc d'amusement à jets d'eau adjacent au site du festival. Lorsque tous les cas ont été interrogés, six des sept enfants et les trois adultes identifiés dans l'éclosion avaient été exposés à l'eau du parc d'amusement à jets d'eau (90 % de tous les cas). Un enfant - le cas index - n'avait pas été exposé à l'eau de ce parc ni avant ni après le début de son infection.

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Figure 3. Courbe épidémiologique des cas d’infection à Escherichia coli O157:H7 associés au parc d’amusement à jets d’eau de l’intérieur de la Colombie-Britannique, 2004 (n = 10)

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Enquête environnementale

Le parc d'amusement en cause a été construit en 1991 et est doté d'un système de recirculation de l'eau qui est désinfectée par une chloration automatique et un filtre à sable lent et à forte charge. Le système avait été conçu au départ pour que les eaux usées de lavage à contre-courant du parc soient déversées dans un égout sanitaire.

Selon la documentation fournie par les préposés au parc, des lavages manuels à contre-courant étaient fréquemment effectués pour éliminer le surplus d'eau après une pluie, ce qui évoque un problème lié à l'évacuation de l'eau du système. Après inspection et examen du système de circulation d'eau du parc, nous avons constaté que les eaux usées de lavage à contre-courant (y compris l'eau provenant de la purge quotidienne du système) étaient déversées dans un égout pluvial et non dans un égout sanitaire comme dans la construction originale. Cet égout pluvial était devenu bloqué avec le temps, l'eau refoulant et débordant par les grilles périphériques (bassins de rétention) pour se retrouver sur la surface du parc à jets d'eau, de l'eau stagnante s'accumulant et saturant la pelouse avoisinante.

Des échantillons d'eau prélevés au niveau des buses de pulvérisation, des filtres, du réservoir d'équilibrage et des égouts pluviaux ont été soumis à des tests microbiologiques. Deux échantillons provenant de l'égout pluvial présentaient des indicateurs fécaux élevés (échantillon 1 : 2200 coliformes fécaux par 100 mL, 1500 E. coli par 100 mL; échantillon 2 : 16 000 coliformes fécaux par 100 mL, 14 400 E. coli par 100 mL). E. coli O157:H7 n'a été détecté dans aucun des échantillons d'eau soumis.

Les échantillons d'eau présentaient une faible concentration de résidus de chlore libre (0,4 ppm). Cette concentration est plus faible que les résultats obtenus à l'aide de la trousse de détection des résidus de chlore du parc, qui donnait une concentration de 1,5 ppm. Bien qu'il n'existe pas de norme spécifique pour le résidu de chlore dans l'eau des parcs d'amusement à jets d'eau, la norme pour les piscines en C.-B. est de 0,5 à 1,0 ppm⁽¹⁰⁾.

À la suite de cette inspection, la ville a volontairement fermé le parc le 19 août 2004.

Analyse

Dans cet article, nous décrivons une enquête sur une grappe d'infections à E. coli O157:H7 qui a été identifiée seulement après une deuxième série de tests par PFGE. La réalisation de deux séries de tests par PFGE pour des grappes d'infections à E. coli a été recommandée dans les études publiées afin de distinguer les grappes de cas ou les éclosions d'infections à E. coli qui surviennent simultanément⁽¹¹⁾. Cette pratique s'est avérée utile dans les cas où des isolats présentant le même profil électrophorétique sont découverts dans des régions géographiques distinctes ou lorsque les antécédents d'exposition ne révèlent aucun lien épidémiologique entre les cas. Les résultats de cette enquête confirment l'utilité de cette pratique.

Nous avons établi un lien entre la majorité des cas et un parc d'amusement à jets d'eau pour enfants. Bien qu'une vérification formelle de l'hypothèse n'ait pas été effectuée, nous jugions que le résultat de l'évaluation environnementale militait fortement en faveur de cette association. Après la fermeture du parc d'amusement, aucun autre cas d'infection par la souche d'E. coli O157:H7 responsable de l'éclosion n'a été signalé.

L'origine première de la souche d'E. coli O157:H7 responsable de l'éclosion demeure inconnue. La souche peut provenir d'une autre source dans la collectivité, ayant pu être introduite plus tôt dans le système du parc d'amusement à la suite d'une contamination fécale de l'eau du parc par des enfants infectés ou par le biais du système d'égout pluvial. Nous n'avons pu détecter la souche d'E. coli O157:H7 responsable de l'éclosion dans les échantillons d'eau, qui ont été prélevés environ 2 semaines après l'apparition des symptômes chez le dernier cas identifié. Il est possible que cette souche pathogène ne soit plus présente dans le système d'eau du parc d'amusement.

C'est la première fois qu'une éclosion associée à un parc d'amusement à jets d'eau pour enfants est signalée au Canada. Des éclosions d'infections entériques liées à des parcs à jets d'eau ou à des fontaines ont déjà été recensées aux É.-U.^(12-15). Parmi les pathogènes identifiés, citons Cryptosporidium, Shigella et les norovirus. Toutes les éclosions sont survenues dans des parcs à jets d'eau ou des fontaines dotées de systèmes de recirculation de l'eau et, dans tous les rapports, le facteur en cause était une filtration et une désinfection absentes ou inadéquates.

Contrairement à ces rapports précédents, nous avons cerné un problème structurel - la surcharge et le blocage de l'égout pluvial - qui a fort probablement contribué à l'éclosion. À cause de ce problème, les eaux usées refoulaient sur la surface du parc d'amusement et la pelouse avoisinante, créant de l'eau stagnante où les enfants jouaient. Comme il a été signalé dans d'autres éclosions, une désinfection inadéquate peut également avoir joué un rôle à cause des résultats faussement élevés obtenus à l'aide de la trousse de détection des résidus de chlore libre du parc d'amusement.

Après la fermeture du parc d'amusement, le système a été modifié, suivant les recommandations des autorités sanitaires locales, les eaux usées du parc sont dorénavant déversées dans le principal égout sanitaire. Les autorités sanitaires locales ont formulé également les recommandations suivantes : remplacer la trousse de détection des résidus de chlore libre; maintenir la concentration de chlore résiduel à 2 ppm; soumettre régulièrement des échantillons d'eau à une analyse bactériologique; élaborer un manuel de procédures à l'intention des employés pour décrire le fonctionnement et l'entretien du système; améliorer la documentation des opérations, de l'entretien et des incidents.

En C.-B., les inspecteurs de la santé publique ont été informés des résultats de cette enquête. Les autorités sanitaires régionales ont par la suite modifié ou envisagé de modifier les pratiques afin d'améliorer l'inspection des parcs à jets d'eau sur leur territoire.

Conclusions

Nous avons identifié une éclosion d'infections à E. coli O157:H7 à l'intérieur de la C.-B. durant l'été de 2004 qui était associée à un parc d'amusement à jets d'eau pour enfants. Deux séries de tests PFGE ont dû être effectués pour identifier la grappe d'infections associée à cette éclosion.

Des problèmes structurels et une filtration ou une désinfection inadéquates de l'eau recirculée dans les parcs à jets d'eau ou les fontaines peuvent entraîner des éclosions d'infections entériques. Par mesure de précaution, il serait bon que les responsables de la santé publique envisagent l'inspection des installations similaires sur leur territoire. La réglementation relative aux parcs à jets d'eau peut être moins complète et détaillée que pour les piscines. On devrait songer à apporter des changements réglementaires afin d'améliorer les normes régissant ces installations.

Remerciements

Les auteurs aimeraient remercier les personnes suivantes qui les ont aidés dans cette enquête : K. Cooper, R. Benzon, G. Komick, R. King, Interior Health Authority, Kelowna; G. Volk, W. Radmoske, R. Johnston, Interior Health Authority, Penticton; R. Birtles, Interior Health Authority, Vernon; M. Ritson, G. Eng, Vancouver Health Authority, Vancouver; et R. Sévigny, BCCDC Laboratory Services Enteric Division, Vancouver. Les auteurs aimeraient également souligner l'aide fournie par le Dr J. Buxton, BCCDC, Vancouver, et la D^re L. Panaro, Programme canadien d'épidémiologie de terrain, Ottawa, qui ont revu le manuscrit.

Références

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Source : D^r M. Gilbert, Programme canadien d'épidémiologie de terrain et BCCDC Epidemiology Services, Vancouver; D^r L. Srour, Interior Health Authority, Kamloops; A. Paccagnella, BSc, BCCDC Laboratory Services Enteric Section, Vancouver; L. MacDougall, MSc, BCCDC Epidemiology Services; J. Fung, MSc, MPH, BCCDC Environmental Microbiology Laboratory, Vancouver; E. Nelson, Interior Health Authority, Kelowna; D^r M. Fyfe, Vancouver Island Health Authority, Victoria.

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