Évaluation préalable finale de la souche
ATCC 700368 d’Escherichia hermannii
Environnement Canada
Santé Canada
Août 2015
Table des matières
- Sommaire
- Introduction
- Décisions d'autorités compétentes sur le plan national et international
- 1. Évaluation du danger
- 2. Évaluation de l'exposition.
- 3. Caractérisation des risques
- 4. Conclusion proposée
- 5. Références
- A. Annexes
- Annexe 1. Caractérisation de la souche ATCC 700368 d'Escherichia hermannii
- Annexe 2. Essai de virulence et de pathogénicité de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii
- Annexe 3. Utilisations potentielles d'Escherichia hermannii
Liste des tableaux
- Tableau 1-1. Caractéristiques morphologiques d'E. hermannii
- Tableau 1-2. Propriétés physiologiques d'E. hermannii
- Tableau 1-3. Analyse moléculaire d'E. hermannii
- Tableau 1-4. Sensibilité aux agents antimicrobiens de 32 souches d'E. hermannii (adapté de Brenner et al., 1982)
- Tableau 1-5. Concentration minimale inhibitrice (CMI) et sensibilité aux antibiotiques de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii
- Tableau 1-6. rapports de cas chez les humains dans lesquels E. hermannii a été isolée
- Tableau 1-7. Caractéristiques biochimiques d'E. hermannii par rapport aux autres membres de la famille des entérobactériacées
- Tableau A-1. Analyse de l'esther méthylique d'acide gras (EMAG) de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii à l'aide de la base de données Microbial IDentification Inc (MIDI) cliniques et environnementales
- Tableau A-2. Croissance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii dans des milieux liquides à différentes températures
- Tableau A-3. Croissance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii sur des milieux solides
- Tableau A-4. Caractéristiques biochimiques de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii
- Tableau A-5. Cculture cellulaire in vitro : Cytotoxicité
- Tableau A-6. Modèle murin : Données sur l'exposition endotrachéale
- Tableau A-7. Liste des brevets et des utilisations potentielles de Escherichia hermannii
Liste des figures
- Figure 1-1. Persistance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii dans le sol (tirée de Xiang et al., 2010)
- Figure A-1. Analyse de l'ester méthylique d'acide gras (EMAG) de la souche ATCC 17587 de P. stutzerià l'aide de la base de données MIDI cliniques et environnementales
- Figure A-2. Analyse génomique multilocus de la souche ATCC 700368 de E. hermannii
Sommaire
Conformément à l’alinéa 74b) de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)], la ministre de l'Environnement et la ministre de la Santé ont procédé à une évaluation préalable de la souche ATCC 700368 d’Escherichia hermannii.
La souche ATCC 700368 d’E. hermannii est une bactérie Gram négatif non sporulante. Les rapports d'isolement d’E. hermannii sont rares, mais comprennent diverses sources, notamment des humains, des aliments crus ou transformés, des animaux et leurs produits alimentaires, des plantes, des milieux terrestres, aquatiques et marins. E. hermanniijoue un rôle dans le cycle de l'azote et du soufre, et peut tolérer des milieux contaminés par des hydrocarbures et des métaux toxiques. Ces propriétés lui confèrent un intérêt commercial potentiel. Les utilisations potentielles de la souche ATCC 700368 d’E. hermannii signalées dans le domaine public comprennent la biorestauration, la biodégradation, le traitement des effluents industriels, l'assainissement des eaux usées municipales (en particulier les séparateurs d'huile et de pétrole et de graisse ainsi que les boues d'épuration), le contrôle des odeurs, le traitement des déchets organiques et le compostage.
Dans les ouvrages scientifiques, rien n’indique que la souche E. hermannii ATCC 700368 puisse avoir des effets nocifs sur les populations animales et végétales dans l'environnement. Toutefois, étant donné qu'E. hermannii a rarement été isolée, il se peut que l'exposition d'espèces environnementales aux souches d’E. hermannii dans la nature n'ait pas été suffisante pour observer ou documenter sa capacité à provoquer des maladies chez les plantes ou les animaux. Par conséquent, des incertitudes subsistent concernant le potentiel pathogène de la souche ATCC 700368 d’E. hermannii et ses effets sur l'environnement.
Bien qu’E. hermannii ait parfois été décrite comme un pathogène opportuniste chez l'humain et que des données publiées montrent que certaines souches contiennent des déterminants de pathogénicité, aucun rapport n'établit de lien entre E. hermannii et la production de toxines connues. Les infections impliquant E. hermannii en tant qu'agent pathogène primaire putatif sont très rares et surviennent chez des personnes présentant des prédispositions aux infections ou encore lorsque les barrières normales contre l’infection sont compromises. Comme la plupart des micro-organismes, E. hermannii peut causer des effets nocifs lorsqu'elle est introduite dans des parties du corps normalement stériles. La plupart des rapports de cas impliquant E. hermanniiétaient polymicrobiens et les autres micro-organismes impliqués ont été considérés comme les agents pathogènes principaux. E. hermannii a également été isolée dans des selles de diarrhée, quoique rarement, mais on n'a jamais prouvé qu'elle était à l'origine de la maladie.
La présente évaluation tient compte des caractéristiques mentionnées ci-haut de la souche ATCC 70038 d’E. hermannii en ce qui concerne les effets sur l’environnement et la santé humaine découlant de son utilisation dans des produits ou des procédés industriels visés par la LCPE (1999), y compris les rejets dans l’environnement au moyen des flux de déchets et l’exposition humaine accidentelle dans les milieux naturels. Afin de mettre à jour les renseignements sur les utilisations actuelles de ce micro-organisme, le gouvernement a lancé une enquête pour la collecte obligatoire de renseignements en application de l'article 71 de la LCPE (1999),dont l'avis a été publié dans la Partie I de la Gazette du Canada le 3 octobre 2009 (Avis en vertu de l'article 71). Les renseignements fournis en réponse à l'Avis en vertu de l'article 71 ainsi que les plus récentes données disponibles indiquent que la souche ATCC 700368 d’E. hermanniin'est pas importée ni fabriquée au Canada.
Compte tenu de tous les éléments de preuve contenus dans la présente évaluation préalable, la souche ATCC 700368 d’E. hermannii présente un faible risque d'effets nocifs sur les organismes et sur l’intégrité globale de l'environnement. On peut conclure que la souche ATCC 700368 d’E. hermannii ne satisfait pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) ou b) de la LCPE (1999), car elle ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel pour la vie.
D'après les renseignements contenus dans la présente évaluation préalable, on peut également conclure que la souche ATCC 700368 d’E. hermannii ne satisfait pas aux critères de l'alinéa 64c) de la LCPE (1999), car elle ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.
Introduction
Conformément à l'article 74 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999), le ministre de l'Environnement et le ministre de la Santé sont tenus de procéder à l'évaluation préalable des organismes vivants inscrits sur la Liste intérieure et commercialisés entre 1984 et 1986, afin de déterminer si lesdits organismes présentent ou sont susceptibles de présenter un risque pour l'environnement ou la santé humaine (d'après les critères énoncés à l'article 64 de la Loi)Note de bas de page[1]. Cette souche a été ajoutée à la Liste intérieure en vertu du paragraphe 25(1) de la LCPE (1988) et à la Liste intérieure en vertu du paragraphe 105(1) de la LCPE (1999) parce qu'elle a été fabriquée ou importée au Canada entre le 1er janvier 1984 et le 31 décembre 1986.
La présente évaluation préalable tient compte des renseignements sur les risques tirés du domaine public et de données de recherche non publiées, ainsi que des commentaires d'examinateurs scientifiques. Les renseignements liés à l'exposition proviennent du domaine public et des renseignements découlant de l'Avis en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) publié le 3 octobre 2009 dans la Partie I de la Gazette du Canada. Pour obtenir des précisions sur la méthode d'évaluation des risques utilisée, voir le « Cadre d'évaluation scientifique des risques liés aux micro-organismes réglementés en vertu de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) » (Environnement Canada et Santé Canada, 2011).
Dans le présent rapport, les données propres à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii inscrite sur la Liste intérieure sont indiquées comme telles. Les données propres à la souche sont limitées et proviennent de quatre sources : les données du proposant, l'American Type Culture Collection (ATCC), ainsi que des données non publiées produites par les chercheurs scientifiques de Santé CanadaNote de bas de page[2] et d'Environnement CanadaNote de bas de page[3]. Lorsque les données propres à une souche n'étaient pas disponibles, des données de substitution appropriées provenant de recherches documentaires ont été utilisées. Lorsqu'il y a lieu, les recherches documentaires sur l'organisme comprenaient ses synonymes ainsi que ses noms communs et périmés. Dans chaque cas, les organismes de substitution sont identifiés au niveau taxonomique fourni par la source. Les recherches documentaires ont été effectuées à l'aide de bases de données de publications scientifiques (SCOPUS, Google Scholar, CAB Abstracts et Pubmed du NCBI), de recherches sur le Web, et de termes de recherche clés afin de cerner les dangers potentiels pour la santé humaine et l'environnement. Les renseignements recueillis jusqu'en novembre 2013 ont été pris en considération et inclus dans le présent rapport.
Décisions d'autorités compétentes sur le plan national et international
E. hermannii est un agent pathogène humain et des animaux terrestres selon l'Agence de la santé publique du Canada (ASPC). Elle n'est pas répertoriée comme une maladie des animaux aquatiques à déclaration ou à désignation obligatoires en vertu de la Loi sur la santé des animaux, le Règlement sur les maladies déclarables ou le Règlement sur la santé des animaux, elle ne figure pas non plus sur la liste de l'Office international des épizooties (OIE, 1997). Elle n'est pas répertoriée comme un phytoravageur réglementé au Canada (communication personnelle, Agence canadienne d'inspection des aliments, 2013) et n'est pas un organisme nuisible réglementé par les pays signataires de la Convention internationale pour la protection des végétaux (CIPV). Elle ne figure pas dans la base de données des espèces envahissantes du Programme mondial sur les espèces envahissantes (GISP).
L'utilisation d'E. hermannii dans les aliments pour animaux, les engrais ou en tant que produit antiparasitaire sera examinée dans le cadre d'autres lois canadiennes.
Concernant E. hermannii, il n'existe aucun rapport ou décision touchant l'homologation des pesticides auprès de l'Environmental Protection Agency des États-Unis (USEPA) ou de l'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire (ARLA), aucun vaccin n'a été homologué par la Food and Drug Administration des États-Unis (USFDA), et aucune homologation de produits vétérinaires biologiques n'a été déposée auprès du Department of Agriculture des États-Unis (USDA) ou de l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA).
1. Évaluation du danger
1.1 Caractérisation de la souche ATCC 700368 d'Escherichia hermannii
1.1.1 Identification taxonomique et historique de la souche
Nom binomial : Escherichia hermannii
Désignation taxonomique :
Règne : Bactéries
Embranchement : Protéobactéries
Classe : Gammaprotéobactéries
Ordre : Entérobactériales
Famille : Entérobactériacées
Genre : Escherichia
Espèce : Escherichia hermannii(Brenner et al., 1982)
Souche type : ATCC 33650 (NBRC105704)
Souche inscrite à la
Liste intérieure : ATCC 700368
Noms communs et noms périmés :Escherichia hermannii; Enteric group 11, nom donné par le CDCNote de bas de page[4] (E. coliatypique)
Historique de la souche : la souche ATCC 700368 d'E. hermannii a été isolée dans une lagune par Sybron Chemical Inc. pour sa capacité à oxyder les sulfures. La souche a été déposée auprès de l'ATCC en 1997 et a été inscrite sur la Liste intérieure des substances en mars 1997.
1.1.1.1 Phylogenèse d'E. hermannii
La taxonomie de E. hermannii est complexe et ambiguë : l'espèce a initialement été classée comme une bactérie E. coli atypique, appelée Enteric Groupe 11 par le CDC (Brenner et al., 1982). Puis, elle a été reclassée en tant que nouvelle espèce d'Escherichia distincte de la bactérie E. coli après une étude sur la parenté génétique (homologie ADN-ADN) et d'après un ensemble de caractéristiques métaboliques inhabituelles pour E. coli : production d'une pigment jaune, capacité à croître sur le cyanure de potassium (KCN) et utilisation de la cellobiose (Brenner et al., 1982). En se fondant uniquement sur l'analyse de l'ADN pour examiner la parenté génétique, E. hermannii aurait pu être rattachée aux genres Enterobacter, Citrobacter (notamment C. freundii), Klebsiella, Escherichia ou Salmonella (notamment S. enterica). Sur le plan biochimique, E. hermannii est très similaire à E. coli et Citrobacter amalonaticus (Levinea amalonaticaa), mais ne correspond pas parfaitement à l'un ou l'autre des profils biochimiques. Brenner a donc proposé la création d'un nouveau genre intermédiaire entre ces deux genres (Brenner et al., 1982; Cilia et al., 1996; Christensen et al.,1998). L'état des connaissances scientifiques sur le genre Escherichia indique maintenant qu'E. hermannii n'est pas un membre valide du genre Escherichia (Walk et al., 2009; Clermont et al., 2011). E. hermannii a été exclu du genre en vertu du Clermont pour la classification des Escherichia(Retchless et Lawrence, 2010; Luo et al., 2011; Carlos et al., 2010; Clermont et al., 2011, 2013; Oh et al., 2012). Ce changement est fondé sur les critères établis pour la classification (Stackebrandt et al., 2002; Wertz et al., 2003; Tindall et al., 2010), ainsi que 1) ses similitudes génétiques minimes avec le genre Escherichia (de 39 à 46 % par rapport au seuil établi de 70 %), 2) le petit nombre d'isolats utilisés pour déterminer la classification (la similitude génétique n'a été établie que pour huit souches), et 3) l'exigence qui consiste pour un genre à être monophylétique, alors que les analyses phylogénétiques indiquent qu'E. hermannii ne forme pas un groupe avec le genre Escherichia d'après l'analyse de la séquence génétique de l'ARN ribosomique 16S ou des séquences indicatrices plus sensible : ompA, adnJ, tuf et atpD (Lawrence et al., 1991; Hartl, 1992; Christensen et al., 1998; Paradis et al., 2005; Iversen et al., 2007; Walk et al., 2009; Pham et al., 2007). Les études phylogéniques permettent de conclure qu'E. hermannii est plus étroitement apparentée à Citrobacter freundii(Brenner et al., 1982), à Salmonella enterica(Scheutz et Strockbine 2005; Lawrence et al., 1991; Christensen et al., 1998), à des espèces d'Enterobacter (E. cowanii [aujourd'hui reclassée en tant que Kosakonia cowanii comb. nov.]), E. cloacae, E. dissolvens, E. sakazakii(de nombreux organismes maintenant connus sous le nom Cronobacter sakazakii) et à Klebsiella pneumoniae (Iversen, 2007; Paradis et al., 2005).
La souche ATCC 700368 d'E. hermannii inscrite à la Liste intérieure a été analysée par les scientifiques de Santé Canada au moyen de l'analyse des esters méthyliques d'acides gras (EMAG) et de l'analyse génomique multilocus (MLSA) des gènes recN, rpoA et thdF. Lors de l'analyse des esters méthyliques d'acides gras, la souche ATCC 700368 d'E. hermannii apparaît liée à Citrobacter amalatonicus, à Citrobacter koseri, à Kluyvera cryocresens, à Pantoea agglomerans et à Enterobacter (E. cloacae) [annexe 1, Tableau A-1]. L'arbre phylogénétique des premiers résultats pour le gène recN dans la Genbank permet de conclure que la souche ATCC 700368 est étroitement liée à une souche de type E. hermannii et à un autre isolat d'E. hermannii (tous les deux des isolats cliniques). De plus, la souche ATCC 700368 d'E. hermannii est étroitement liée aux nouvelles espèces proposées du genre Cronobacter (C. helveticus, C. zuricensis, C. pulveris[basonymes (ancienne nomenclature) Enterobacter helveticus, E. pulveris et E. turicensis], ainsi que C. mutjensisii, C. dublinensis et C. sakazakii) et à Klebsiella pneumonia (annexe 1, figure A-2). Des résultats similaires ont été obtenus lors d'une recherche du gène thdF de la souche ATCC 700368 effectuée à l'aide de l'outil Basic Local Alignment Search Tool (BLAST). Une recherche effectuée avec l'outil BLAST sur le gène rpoA de la souche ATCC 700368 a permis d'obtenir des résultats d'identité de 97 % avec Leclercia adecarboxylata et de 96 % avec Enterobacter cloacae. Bien que ces analyses phylogénétiques indiquent que la souche ATCC 700368 d'E. hermannii est étroitement liée à des pathogènes opportunistes connus, la pertinence des associations phylogénétiques n'est pas claire en l'absence de données cliniques établissant la pathogénicité et la virulence et compte tenu de l'importante variabilité interspécifique et intraspécifique en matière de virulence au sein de la famille des Entérobactériacées.
1.1.1.2 Caractéristiques phénotypiques et moléculaires
La souche ATXX 700368 d'E. hermannii a été mise en évidence à l'aide du système Biolog. L'American Type Culture Collection (ATCC) a ensuite validé l'identité de l'organisme en se fondant sur la morphologie et le phénotype ainsi que sur les analyses biochimiques (VITEK 2 et API de BioMérieux). On sait que VITEK 2 est connue pour identifier à tort Shigella sonneicomme E. hermannii. Toutefois, certaines caractéristiques physiologiques et biochimiques (pigment jaune, motilité, production d'indole et fermentation d'amygdaline) prouvent qu'il ne s'agit pas de Shigella sonnei. D'autres caractéristiques (pigment jaune, capacité à croître sur le KCN et cellobiose) prouvent également que la souche n'est pas Escherichia coli (Cedarlane, communication personnelle). On a parfois confondu E. hermannii avec Citrobacter diversus(ATCC, communication personnelle), C. freundii (Fernandez et al., 2011), Shigella sonnei (Biomérieux) et E. coli (Tardio et al., 1988), ce qui indique que l'identification de E. hermannii n'est pas évidente.
Les chercheurs de Santé Canada ont été incapables de reproduire les caractéristiques précises de E. hermanniidans la souche inscrite à la Liste intérieure. Dans le cadre d'essais indépendants de Santé Canada, ni la souche type ATCC 33650 d'E. hermannii, ni la souche ATCC 700368 inscrite à la LIS n'ont poussé sur le cyanure de potassium (KCN) au cours de l'essai standard (concentration de KCN de 0,75 % [p/v]); la souche type a pu être cultivée avec une concentration de KCN de 0,012 %, mais elle n'a pas poussé à une concentration de KCN de 0,02 %. La souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure, quant à elle, n'a pu être cultivée à aucune des concentrations de KCN ayant fait l'objet d'un essai. La production de pigment jaune a été observée pour la souche type, mais pour la souche inscrite à la Liste intérieure la pigmentation était jaune pâle, et ce, uniquement après avoir raclé la surface de la gélose et rassemblé de nombreuses colonies sur une lamelle (annexe 1, tableau A-4). Cette constatation, conjointement avec les analyses phylogénétiques effectuées par le même laboratoire qui a montré que la souche inscrite à la LIS était étroitement liée à d'autres souches de E. hermannii, pourrait signifier que les méthodes phylogénétiques sont, dans ce cas, plus fiables pour l'identification. Les caractéristiques morphologiques (tableau 1-1), les propriétés physiologiques (tableau 1-2) et les résultats des analyses moléculaires (tableau 1-3) de E. hermannii sont présentés ci-dessous.
Caractéristique | E. hermannii | Références |
---|---|---|
Coloration de Gram | Négatif | Données non publiées de Santé Canada (annexe A, tableau A-4)Note de bas de page Tableau 1-1 [a] |
Formation de spores | Non sporulante | ATCC[a] |
Forme de la cellule | Bâtonnets courts et droits, individuels ou par paires | ATCC[a] |
Taille de la cellule | de 1,1 à 1,5 μm de diamètre et de 2,0 à 6,0 μm de longueur | Scheutz et Strockbine 2005Note de bas de page Tableau 1-1[b] |
Flagelle | Flagelles péritriches | Brenner et al., 1982[b] |
Mobilité | Oui | ATCC, Données non publiées de Santé Canada (annexe A, tableau A-4)[a] |
Morphologie de la colonie | Petite, entière, luisante, circulaire, lisse, translucide, légèrement convexe (2 à 3 mm de diamètre) Pigment jauneNote de bas de page Tableau 1-1 [c](gélose nutritive) | ATCC; Brenner et al., 1982, Données non publiées de Santé Canada (annexe A, tableau A-4)[a] |
Autres | Une souche clinique forme un biofilm | Yamanaka et al., 2010[b] |
- Note de bas de page Tableau 1-1 a
Données confirmées pour la souche inscrite à la Liste intérieure par observation directe de la souche ATCC 700368.
- Note de bas de page Tableau 1-1 b
Données générales pour les descriptions de l'espèce E. hermannii.
- Note de bas de page Tableau 1-1 c
Au cours d'essais indépendants de Santé Canada, on a observé un peu de pigment jaune pâle dans la souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure.
Caractéristique | E. hermannii | Références |
---|---|---|
Température optimale de croissance | 30 °C | Données non publiées de Santé Canada (annexe 1, tableau A-2), ATCCNote de bas de page Tableau 1-2 [a] |
pH optimal | 7,0 | Ingraham et Marr, 1998Note de bas de page Tableau 1-2[b] |
Respiration | Aérobie; peut être anaérobie | ATCC[a] |
Métabolisme | Respiratoire ou fermentatif | Brenner et al., 1982[b] |
Utilisation des substrats | Réduction des nitrates en nitrites Utilisation d'une vaste gamme de sources de carbone Oxydation de l'amygdaline Fermentation du dextrose Fermentation du D-xylose | ATCC[a] |
Autres essais | Consulter l'annexe A, tableau A-4 | Données non publiées de Santé Canadaa (annexe 1, tableau A-4)[a] |
- Note de bas de page Tableau 1-2 a
Données confirmées pour la souche inscrite à la Liste intérieure par observation directe de la souche ATCC 700368.
- Note de bas de page Tableau 1-2 b
Données générales pour les descriptions de l'espèce E. hermannii.
Caractéristique | E. hermannii | Références |
---|---|---|
Taux de GC | De 43 à 58 % (variable) | Brenner et al., 1982Note de bas de page Tableau 1-3[b] |
Séquence génomique (numéro d'enregistrement de GenBank) | No d'enregistrement de GenBank BAFF00000000 (souche type) | NCBI[b] |
Taille du génome (No d'enregistrement de GenBank) | Chromosome de 4,5 Mb (souche type) | NCBI[b] |
Nombre total de protéines (No d'enregistrement de GenBank) | 4 160 séquences codantes de protéines annotées (souche type) | NCBI[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Zymotype (profile enzymatique) | Goullet et al., 1986[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Schéma PLFR | Picard-Pasquier et al., 1993[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Spectrométrie de masse MALDI-TOF (ARNr) | Muroi et al., 2011[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Polypeptides de faible masse moléculaire (phosphates acides) | Thaller et al., 1995[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Profil d'activité propre à l'estérase | Goullet et Picard, 1990 |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Chaîne de l'antigène O du LPS (D-rhamnane) | Perry et Richards 1990b Perry et Bundle 1990[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Nucléotides (GenBank) : AX109563 séquence 296 (facteur d'élongation Tu, facteur G d'élongation de la traduction G., sous-unité catalytique d'ATPase responsable de la translocation des protons et recombinase RecA) | ATCC,Note de bas de page Tableau 1-3 [a] Brevet WO0123604[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Nucléotides (GenBank) : M63346 gène de la protéine II (ompA) de la membrane externe de E. hermannii, séquences codants partielles | ATCC,[a] Lawrence et al., 1991[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Nucléotides (GenBank) : M63361 gène (gap) du glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase de E. hermannii, séquences codants partielles | ATCC,[a]Lawrence et al., 1991[b] |
Méthodes et marqueurs moléculaires utilisés dans le cadre des analyses phylogénétiques | Analyse effectuée avec l'outil BLAST des gènes recN, rpoA et thdF | Données non publiées de Santé Canada[a](annexe 1, figure A-2) |
- Note de bas de page Tableau 1-3 a
Données confirmées pour la souche inscrite à la Liste intérieure par observation directe de la souche ATCC 700368.
- Note de bas de page Tableau 1-3 b
Données générales pour les descriptions de l'espèce E. hermannii.
Les tests sérologiques rapides peuvent ne pas être adaptés à E. hermannii en raison de la réactivité croisée avec les antigènes O d'autres pathogènes tels que E. coliO157:H7 (Rice et al., 1992; Perry et Bundle, 1990; Perry et Richards, 1990), Brucella abortus et Brucella melitensis (Perry et Bundle, 1990; Jacques et Dubray 1991; Beynon et al., 1990), Yersinia enterocoliticasérotype O:9, Vibrio choléra O1 et Salmonellagroupe N (O:30) (Godfroid et al., 1998; Reeves et Wang, 2002; Muñoz et al., 2005).
1.1.2 Propriétés biologiques et écologiques
1.1.2.1 Habitats naturels
La bactérie E. hermannii a été observée dans de nombreux pays et on la retrouve dans une grande variété d'habitats, y compris des sites associés à des hôtes, des sites terrestres, aquatiques et marins ainsi que dans des aliments crus et transformés :
Organismes vivants
- Poulets (coquilles d'œufs, 1 isolat provenant de matières fécales) [Chang, 2000; Praxedes et al., 2013]
- Oiseaux marins (2 isolats) [Bogomolni et al., 2008]
- Porcs (4 isolats) [Jackson et al., 1992]
- Moules exposées aux effluents municipaux (Douville et al., 2010)
- Ouaouarons (Tee et Najiah, 2011)
- Espèces du genre Citrus, sous la forme d'endophyte sur les feuilles (Liu et al., 2011)
- Plantes poussant sur les plages sablonneuses (rhizosphère) [Seo et Song, 2013]
- Humains (isolats provenant de plaies, d'expectorations ou de sécrétions pulmonaires, de selles, notamment de diarrhées, du sang, de l'urine, du liquide céphalorachidien, de conjonctives, du liquide péritonéal, d'ulcères duodénaux, et de tissus parodontaux) [voir le tableau 1-6]
Sites terrestres, aquatiques et marins :
- Galets (Fernandez, 2011)
- Eau de mer (Palmer et al., 1993)
- Réseaux de distribution d'eau potable (Rice et al., 1991)
- Agroécosystème de la canne à sucre (De Lima et al., 1999)
- Boues contenant du chlorobenzène provenant d'une usine de traitement des eaux usées industrielles (Kiernicka et al., 1999)
- Sol contaminé d'une raffinerie pétrolière (Hernández et al., 1998)
Aliments crus et transformés :
- Lait, produits laitiers et préparations pour nourrissons (Borczyk et al., 1987; Estuningsih et al., 2006; Loaiza et al., 2011; Saad et al., 2012)
- Œufs (Loaiza et al., 2011; Shin et al., 2009; Chang, 2000)
- Floculation précoce de la levure du malt de bière (Zhao et al., 2011)
- Sirop de maïs (Robison, 1984)
- Lait maternisé et lait transformé, notamment substituts du lait en poudre (Muytjens et al., 1988; Hwang et al. 2008; Estuningsih et al. 2006; Robison, 1984)
Malgré la diversité des environnements desquels la bactérie a été isolée, les rapports d'isolement concernant E. hermannii sont rares (entre 60 et 70 isolements déclarés depuis 1982), ce qui pourrait résulter 1) d'un manque de surveillance de E. hermannii, 2) d'un manque de signalement, 3) d'un manque d'importance (elle ne provoque pas de maladies), 4) de l'impossibilité de cultiver la bactérie (viable, mais impossible à produire par culture), 5) d'une identification inexacte, 6) d'un manque capacité d'adaptation ou de compétition ou 7) de la rareté réelle de la bactérie.
1.1.2.2 Paramètres de croissance et métabolisme
L'ATCC recommande de cultiver la souche inscrite à la LIS sur une gélose ou dans un bouillon nutritifs (ATTC medium no 3), à une température de 30 °C, en aérobioes. Les données de Santé Canada concernant les caractéristiques de croissance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii (annexe 1, tableaux A-2 et A-3) indiquent que la souche se cultive aussi bien en milieu liquide que sur un milieu solide d'usage général (gélose ou bouillon de trypticase soja [TSB]). Dans le TSB, la croissance est la meilleure à une température de 28 à 30 °C, mais la bactérie peut également croître à 37 °C, et elle présente un faible taux de croissance à 42 °C. Toutefois, la croissance de la bactérie a été retardée dans du plasma de mouton (SP), du sérum de fœtus de bovin (FBS) et du milieu Eagle modifié de Dulbecco (DMEM) à 28 °C. À 37 °C, la croissance n'a été constatée que dans le FBS et cette croissance n'a été observée qu'au bout de 15 heures. Dans ces trois milieux (SP, FBS, DMEM), il n'y a pas eu de croissance à 42 °C. On a également constaté une croissance de la souche sur des milieux solides spécifiques tels que la gélose MacConkey et la gélose TSI (sans fermentation). Les tests de la catalase, de la lysine décarboxylase, de l'amidon, de l'urée se sont avérées positifs, alors que les tests d'hémolyse, du citrate et du mannitol étaient négatifs.
À l'instar d'autres membres du genre Escherichia, E. hermannii réduit les nitrates en nitrites (Brenner et al., 1982), probablement (comme la bactérie E. coli) uniquement dans des conditions anaérobies, jouant ainsi un rôle dans le cycle de l'azote. La souche ATCC 700368 d'E. hermannii joue également un rôle dans le cycle du soufre, dans la mesure où elle a été choisie pour sa capacité à oxyder les sulfures et à réduire les sulfites.
E. hermannii a été isolée dans des environnements contaminés dans lesquels elle peut tolérer et métaboliser des hydrocarbures toxiques tels que le chlorobenzène (Kiernicka et al., 1999) et des métaux tels que le nickel et le vanadium (Hernández et al., 1998). Ces caractéristiques qui viennent s'ajouter à son rôle dans le cycle de l'azote rendent la bactérie intéressante aux fins d'utilisation dans des produits commerciaux visant à améliorer la biodégradation des déchets et le traitement de l'eau.
1.1.2.3 Survie, persistance et dispersion
Il existe très peu de renseignements écologiques ou portant sur la survie et la persistance de la souche ATCC 700368 ou d'E. hermannii en tant qu'espèce. Étant donné qu'E. hermannii a été isolée de porcs, d'oiseaux, de grenouilles, de moules, dans le sol, l'eau douce et l'eau de mer, elle peut, de toute évidence, survivre dans des milieux naturels et chez certains organismes. On sait que certaines souches d'E. hermannii produisent des biofilms, ce qui peut augmenter leur capacité à survivre et à persister. Bien qu'E. hermannii ne forme pas de spores, elle a été cultivée à partir de lait maternisé en poudre, et, par conséquent, survit à la chaleur et à la dessiccation. E. hermannii peut également survivre dans des environnements contaminés par des hydrocarbures et des métaux lourds.
Xiang et al. (2010) ont étudié la persistance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii dans un microcosme de sol limoneux argileux (50,3 % de sable, 41,6 % de limon, 9,7 % d'argile, 9,5 % de matière organique) et ont signalé que les populations de cette souche ont chuté de 108 UFC/g lorsque l'inoculum a été ajouté à un sol sec pour atteindre, au bout de 21 jours, une taille de population inférieure au seuil de détection, lequel se situe à 6,41 × 104 UFC/g de sol (figure 1-1). La persistance observée peut être ou non due à des cellules viables, mais les populations qui ont été inoculées ont chuté brusquement en deçà de la limite de détection. Les renseignements ci-dessus indiquent que la persistance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii est courte, en raison principalement de sa faible capacité à coloniser les sols ayant fait l'objet d'essais. De plus, le maintien de nombres élevés de bactéries au-delà des concentrations de fond est peu probable en raison de la concurrence (Leung et al., 1995) et de la microbiostase (Van Veen et al., 1997), un effet inhibiteur du sol qui entraîne un déclin rapide des populations de bactéries introduites.
Figure 1-1 : Persistance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii dans le sol (Xiang et al., 2010)
Description longue pour la figure 1-1
La figure est un graphique montrant la concentration estimée de la souche ATCC 700368 de E. hermannii dans un microcosme de sol selon la PCR quantitative à l'aide d'amorces spécifiques aux sources. L'axe des abscisses indique les jours après l'inoculation, l'axe des ordonnées (sur une échelle logarithmique) indique le nombre estimé d'unités formant des colonies par gramme de sol. Une ligne horizontale indique la limite de détection à 6,41 × 10 inférieur(e) à sup supérieur(e) à e inférieur(e) à /sup supérieur(e) à 4 UFC/g de sol. Au moment de l'inoculation, la concentration de E. hermannii était estimée à 10 inférieur(e) à sup supérieur(e) à e inférieur(e) à /sup supérieur(e) à 8 UFC/g de sol, mais elle diminue rapidement en dessous de 10 inférieur(e) à sup supérieur(e) à e inférieur(e) à /sup supérieur(e) à 6 UFC/g. Quarante jours après l'inoculation, on ne pouvait plus récupérer d'ADN de E. hermannii dans le sol.
1.1.2.4 Résistance aux antibiotiques
E. hermannii est résistante ou peu sensible aux bêta-lactamines, tels que la pénicilline, l'ampicilline, la carbénicilline, la ticarcilline et l'amoxicilline, en raison de sa capacité à produire des bêta-lactamases qui serait codées par les chromosomes (Beauchef-Havard et al., 2003). Ces auteurs ont montré que E. hermannii produit de nouvelles bêta-lactamase de classe A (HER1). La bactérie est sensible aux céphalosporines, à l'exception des céfopérazone et céféprime (Stock et Wiedemann, 1999). Par rapport à E. coli et à Shigella, E. hermannii est moins sensible à la nitrofurantoïne et légèrement plus sensible à plusieurs aminoglycosides (tableau 1-4; Fitoussi et al., 1995; Stock et Wiedemann, 1999; Beauchef-Havard et al., 2003).
La résistance multimédicamenteuse est associée à l'expression des systèmes cachés de pompes à efflux et à la réduction de l'expression des protéines de la membrane extérieure associées au transport des antibiotiques dans les cellules de bactériennes. Des types de pompe similaires sont impliqués dans la résistance aux métaux lourds (Hernández et al., 1998; Nies, 1999). Les gènes codants des pompes à efflux associées à la résistance multimédicamenteuse et aux métaux lourds peuvent être acquis par transmission horizontale et peuvent être situés à proximité les uns des autres sur un même plasmide. Ils sont donc plus susceptibles d'être transférés ensemble dans l'environnement au cours de la transmission horizontale des gènes (Spain et Alm, 2003). Certaines souches d'E. hermannii sont connues pour leur résistance aux métaux lourds. La croissance de ces souches d'E. hermannii en présence de vanadium a induit des phénotypes de E. hermannii multirésistants pouvant impliquer une régulation positive du système de pompe à efflux (Hernández et al., 1998). On ignore si la souche ATCC 700368 est résistante aux métaux lourds.
Antibiotique | Diamètre de la zone (moyenne) mm | Nombre de souches sensiblesNote de bas de page Tableau 1-4 [a](n = 32) |
---|---|---|
Colistine | de 10 à 16 (14) | 31 |
Acide nalixidique | de 22 à 26 (24) | 32 |
Sulfadiazine | de 17 à 28 (22) | 32 |
Gentamicine | de 23 à 26 (24) | 32 |
Streptomycine | de 9 à 20 (18) | 31 |
Kanamycine | de 14 à 26 (23) | 31 |
Tétracycline | de 6 à 23 (21) | 31 |
Chloramphénicol | de 16 à 29 (20) | 30 |
Pénicilline | de 6 à 14 (7) | 1 |
Ampicilline | de 6 à 24 (12) | 1 |
Carbenicilline | de 6 à 29 (12) | 1 |
Céfalotine | de 22 à 27 (25) | 32 |
- Note de bas de page Tableau 1-4 a
Une zone de taille intermédiaire, entre celle reconnue comme sensible et celle reconnue comme résistante a été observée chez une seule souche avec la colistine, la kanamycine et la pénicilline et chez deux souches testées avec le chloramphénicol.
La sensibilité aux antibiotiques de la souche ATCC 700368 a été confirmée par Santé Canada (tableau 1-5), et est semblable à celle signalée pour l'espèce, à l'exception de la résistance à la triméthoprime. La résistance à la triméthoprime est codée par un certain nombre de gènes de dihydrofolate réductase (DHFR) et elle est transmise par transfert horizontal (THG) aux bactéries à Gram négatif et à Gram positif (Kadlec et Schwarz, 2009; Brolund et al., 2010).
Antibiotique | CMINote de bas de page Tableau 1-5 [a] (µg/mL) | SensibilitéNote de bas de page Tableau 1-5[b] |
---|---|---|
AmoxycillineNote de bas de page Tableau 1-5[c] | supérieur(e) à 24 | Résistante |
Aztréonam[c] | 2,0 ± 4,4 | Sensible |
Céfotaxime | 0,4 ± 0,0 | Sensible |
Ceftazidime[c] | 1,5 ± 0 | Sensible |
Ciprofloxacine | 0,4 ± 0,0 | Intermédiaire |
Colistine | 0,9 ± 0,6 | Non disponible |
Doxycycline[c] | 1,2 ± 0,9 | Sensible |
Érythromycine[c] | supérieur(e) à 24 | Non disponible |
Gentamicine[c],Note de bas de page Tableau 1-5 [e] | 5,7 ± 3,5 | Intermédiaire |
Méropénème[c] | 0,4 ± 0,0 | Sensible |
Acide nalidixique[e] | 2,4 ± 0,8 | Sensible |
TriméthoprimeNote de bas de page Tableau 1-5[d] | supérieur(e) à 24 | Résistante |
- Note de bas de page Tableau 1-5 a
Travaux menés selon la méthode d'essai liquide TSB-MTT (Seligy et al., 1997). Les valeurs rapportées s'appuient sur un minimum de trois expériences indépendantes. Les valeurs correspondent à la concentration inhibitrice minimale (en μg/mL) pour la souche ATCC 700368 d'E. hermannii (20 000 UFC/puits) cultivée en présence de l'antibiotique pendant 24 h à 37 °C.
- Note de bas de page Tableau 1-5 b
CLSI. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty Fourth Informational Supplement. Document M100-S24 du CLSI Wayne, PA: CLSI 2014.
- Note de bas de page Tableau 1-5 c
correspond aux données de Stock et Wiedmann,1999.
- Note de bas de page Tableau 1-5 d
ne correspond pas aux données de Stock et Wiedmann, 1999.
- Note de bas de page Tableau 1-5 e
correspond aux données de Brenner et al., 1982.
Comme bon nombre de mico-organismes, E. hermanniicontient ou produit des composés, tels que des lipopolysaccharides et des enzymes, qui peuvent agir en tant qu'immunostimulants ou sensibilisants. L'hypersensibilité ou la réaction allergique à des micro-organismes pourrait se produire par voie cutanée ou respiratoire chez des personnes fréquemment exposées ou vulnérables (Martel et al., 2010; Ring et al., 1992). La littérature scientifique ne révèle aucun cas d'hypersensibilité à E. hermanni.
1.1.2.5 Caractéristiques pathogéniques et toxigènes
Selon une étude approfondie de la littérature, rien n'indique un lien direct entre E. hermannii et la production de toxines connues. Les essais visant à détecter des vérotoxines, des toxines thermolabiles (LT) et thermostables (ST) dans des organismes dont on a d'abord pensé qu'il s'agissait d'E. coli, mais qui, par la suite, ont été confirmés comme étant E. hermannii se sont tous avérés négatifs (Robison, 1984; Borczyk et al., 1987), et les tests d'hybridation sur colonies ont donné des résultats négatifs pour les toxines thermolabiles et les gènes STa et STb (Robison, 1984). Aucune souche d'E. hermannii produisant de shigatoxine n'a été signalée (Nataro et Kaper, 1998).
On trouve peu de cas dans la littérature scientifique montrant que des souches d'E. hermannii peuvent contenir des déterminants de pathogénicité. Chaudhury et al. (1999) ont démontré une possible entéropathogénicité d'E. hermannii dans un modèle d'anse iléale de rats albinos Charles Foster et ont émis l'hypothèse que cette entéropathogénicité était due à une ou plusieurs entérotoxines. Yamanaka et al., (2010) ont montré qu'une autre souche d'E. hermannii (YS-11) produisait, dans son biofilm, de la persoamine, un épitope de la chaîne O du lipopolysaccharide (LPS) ce qui rendait possible la persistance, la survie et l'invasion des tissus comme mécanisme de pathogenèse. On ignore si la souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure contient cette composante de biofilm.
1.2 Effets
1.2.1 Environnement
Une recherche documentaire scientifique approfondie a révélé peu de signalements d'isolement d'E. hermannii dans l'environnement, mais les sites d'isolement déclarés étaient variés et comprenaient notamment des sites terrestres, aquatiques et marins ainsi que des sites associés à des hôtes. Il n'existe pas de cas déclarés de l'infectiosité et de la pathogénicité d'E. hermannii chez les espèces non humaines dans des conditions environnementales naturelles.
Cependant, E. hermannii a été isolée chez des porcs sains (Jackson et al., 1992). Dans un cas de diarrhée sanglante chez un humain attribuée à E. hermannii, il y avait des antécédents d'exposition à de la diarrhée sanglante de porcs coïncidant avec le début de la maladie (McCollum, 1988). Il n'a pas été possible de déterminer si l'épidémie de diarrhée sanglante chez les porcs avait été causée par E. hermannii. De même, E. hermannii et de nombreuses autres espèces ont été isolées dans les organes internes de ouaouarons qui présentaient des signes extérieurs d'ulcères, de pattes rouges et de torticolis, mais il n'a pas été possible de déterminer si E. hermannii était à l'origine de ces effets morbides (Tee et Najiah, 2011).
Des études de pathogénicité chez les rongeurs ont montré que certaines souches d'E. hermannii ont la capacité d'envahir les tissus et de provoquer des abcès (une capacité associée à la présence de persoamine dans le biofilm) ainsi que de causer une accumulation de liquide dans l'anse iléale, ce qui indique la présence possible de déterminants d'entéropathogénicité (Chaudhury et al., 1999; Yamanaka et al., 2010). Une autre étude n'a indiqué aucun effet pathogène chez les rongeurs après injection (voir la section 1.2.2 pour plus de détails) [Pien et al., 1985]. Il est possible qu'E. hermannii possède d'autres facteurs de virulence liés à sa capacité d'adhérer aux plaies ainsi qu'aux sites stériles et de les coloniser. Les données in vitrode Santé Canada indiquent que la souche ATCC 700368 d'E. hermannii a des effets cytotoxiques sur les cellules épithéliales du côlon humain (HT29) après de 6 à 24 heures d'exposition (sans gentamicine). L'administration de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii à un modèle murin à Santé Canada n'a révélé aucun effet nocif après une exposition endotrachéale (voir la section 1.2.2 pour plus de détails).
Les essais effectués dans les laboratoires d'Environnement Canada à l'aide de méthodes standard (Environnement Canada, 2004, SPE 1/RM/44) en vue d'évaluer des effets de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii sur l'invertébré terricole Folsomia candida (collembole nivicole) n'ont montré aucun effet significatif sur la survie des adultes, mais ont révélé une réduction importante du taux de reproduction des juvéniles de 35 % et 42 % à des concentrations de 109 et 108UFC/g respectivement, dans un sol sec de limon argileux (données non publiées). L'essai a confirmé des risques d'effets secondaires sublétaux de la souche ATTC 700368 d'E. hermannii sur la reproduction de F. candida. Cependant, compte tenu de la réduction en pourcentage observée, il est peu probable qu'un essai de dilution donnerait une CI50 (concentration inhibitrice médiane 50 %) pour la production de juvéniles. Des tests avec des concentrations plus élevées comporteraient un risque de formation de moisissure qui pourrait compromettre les résultats de l'expérience.
D'autres essais effectués par les scientifiques d'Environnement Canada à l'aide de méthodes standard (Environnement Canada, 2004, SPE 1/RM/44) n'ont pas permis de déceler d'effets nocifs importants sur le trèfle des prés (Trifolium pretense) lors de l'application de la souche ATCC 700368 de E. hermannii à une concentration de 1010 UFC/g de sol sec (une concentration de 104 fois supérieure à la concentration du danger maximal établie à 106 UFC/g de sol) [données non publiées].
Il n'existe pas d'études concernant les effets sur les espèces aquatiques de la souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure ou de toute autre souche d'E. hermannii.
1.2.2 Santé humaine
E. hermannii a parfois été décrite comme un pathogène opportuniste chez l'humain; cependant, un examen approfondi de la littérature ne révèle que trois cas dans lesquels E. hermannii a été isolée dans les selles de patients souffrant de diarrhée, et seulement quelques cas où E. hermannii était associée à une infection humaine touchant une site extra-intestinal (tableau 1-6). La plupart des infections signalées étaient polymicrobiennes et on a jugé que les autres bactéries ou champignons concernés étaient les agents pathogènes principaux. Les infections impliquant E. hermannii en tant que pathogène primaire putatif sont survenues chez des personnes présentant des prédispositions aux infections en raison d'une immunité compromise ou d'une maladie invalidante ou se situant aux extrémités de l'échelle d'âge ou il s'agissait de cas où les barrières normales contre l'infection étaient sérieusement compromises. Comme la plupart des micro-organismes, E. hermannii peut causer des effets nocifs lorsqu'introduite dans des parties du corps normalement stériles. Les décès associés à E. hermannii en tant qu'agent étiologique potentiel (septicémie) ne sont survenus que chez des nouveau-nés et impliquaient des co-infections avec des pathogènes connus. Dans l'ensemble, les autres cas pour lesquels des problèmes avaient été signalés ont été traités avec succès au moyen d'antibiotiques.
Numéro de cas | Description du cas | Bactéries associées | Détails cliniques | Références |
---|---|---|---|---|
1. | Plaie à l'orteil 12 plaies 6 expectorations ou sécrétions pulmonaires 5 selles 1 sang 1 liquide céphalorachidien | Non précisé Non précisé Non précisé Non précisé Non précisé Non précisé | Sites d'isolement recensés dans la description originale de E. hermannii en tant que nouvelle espèce. Aucune spécificité clinique n'a été fournie. | Brenner et al., 1982 |
2. | Conjonctivite chronique Lacération du genou Impétigo récidivant (joue) Abcès spontané (talon) Péritonite maligne (liquide péritonéal) | S. aureus, Corynebacterium sp. Enterobacter cloacae Streptococcus sp. (hors streptocoques bêta hémolytiques du groupe A) S. aureus, Enterococcus sp. A. lwoffi, Enterobacter agglomerans Streptocoques du groupe A, S. epidermidis C. freundii, Candida sp., K. pneumoniae | Examen des cas hawaïens à l'origine des premiers isolats identifiés comme E. hermannii (Brenner et al., 1982); On n'a pas jugé qu'E. hermannii était le principal agent pathogène dans aucun de ces cas. | Pien et al., 1985 |
3. | Septicémie mortelle avec perforation duodénale chez un nouveau-né prématuré | Hémoculture comportant Serratia liquefaciens et Candida albicans. Cultivée seule à partir des liquides céphalorachidien et péritonéal. Post-mortem, C. albicans a été cultivée à partir du sang et de l'ulcère perforé. | Ulcère duodénal | Ginsberg et Daum, 1987 |
4. | Infection d'une plaie après une blessure avec un bâton souillé | Enterobacter cloacae | Des résidus de bois enfoncés dans la plaie ont été découverts lors de l'intervention chirurgicale.On n'a pas jugé qu'E. hermannii était l'agent pathogène principal. | Berman et Baron, 1987 |
5. | Diarrhée sanglante | E. hermannii a été signalée comme étant l'« organisme prédominant » dans les selles | Antécédent de 6 à 7 ans de maladie intestinale inflammatoire chronique; apparition de plus en plus fréquente de diarrhées sanglantes associées à une exposition à des porcs souffrant de diarrhées sanglantes. | McCollum, 1988 |
6. | Diarrhée | On a observé dans l'ensemble des coprocultures une croissance prédominante ou pure d'Escherichia sp. | E. hermannii a été isolée dans les selles de deux des 50 patients atteints de diarrhée. On a observé, dans les selles, une croissance d'Escherichia spp. accompagnée d'une absence de bactéries diarrhéiques, de protozoaires, d'helminthes ou de champignons. La présence de virus n'a pas été vérifiée. L'agent étiologique est donc inconnu. | Chaudhury et al., 1999 |
7. | Bactériémie nosocomiale contractée à partir d'un cathéter contaminé utilisé dans le cadre d'une chimiothérapie. | Leclercia adecarboxylata | Corée du Sud | Lee et al., 1999 |
8. | Sepsis nosocomial chez un patient cardiaque à la suite d'une intervention chirurgicale. | L. adecarboxylata, E. faecalis | Belgique | De Baere et al., 2001 |
9. | Gastroentérite aiguë chez des enfants | Aucune | Isolée, mais agent étiologique inconnu | Güney et al., 2001 |
10. | Céphalhématome septique chez un nourrisson (cultivée à partir du liquide céphalorachidien) | Aucune : seul agent pathogène envahissant. | Rôle éventuel d'un traitement maternel péripartum avec ampicilline (à laquelle E. hermannii est résistante). | Dahl et al., 2002 |
11. | Septicémie nosocomiale contractée contracté à partir d'un site d'injection septique | E. hermannii a été isolée dans le liquide céphalorachidien et l'urine. S. aureus a été isolé dans le liquide pleural et le sang. | Patient diabétique; on a jugé qu'E. hermannii était un « agent pathogène associé » dans le cadre d'une infection polymicrobienne (S. aureus). | Popescu et al., 2004 |
12. | Conjonctivite purulente | Aucune : seul agent pathogène. | Infection associée à une blessure oculaire causée par une écharde de bois; aucun autre facteur prédisposant constaté. | Poulou et al., 2008 |
13. | Septicémie | Aucune : seul agent pathogène (cultivé à partir de sang, d'ulcères et de selles) | Chez un patient atteint du cancer, après un an de chimiothérapie; la contamination fécale d'une escarre semble être la voie de pénétration dans la circulation sanguine. | Shetty et al., 2009 |
14. | Lésion de parodontite | Aucune : agent pathogène envahissant | Japon | Yamanaka et al., 2010 |
15. | Septicémie liée à l'injection chez 11 nouveau-nés (3 décès, 4 maladies graves) de solution nourrissante parentérale (iv) contaminée | Enterobacter cloacae était le principal isolat, E. hermannii était, elle, l'isolat secondaire | Tous les nouveau-nés se trouvaient en soins intensifs. Les décès impliquaient des conditions préexistantes : deux des nouveau-nés étaient atteints d'une malformation cardiaque congénitale, le troisième était un grand prématuré (24 semaines). | Bhakdi et al., 2012 |
16. | Septicémie chez un patient en dialyse (sang) | Aucune : seul agent pathogène. | Singapour | Choudhury et Seet, 2013 |
17. | Septicémie liée à un cathéter | Aucune : seul agent pathogène. | Patient diabétique sous dialyse souffrant d'une insuffisance rénale terminale | Kaewpoowat et al., 2013 |
Phylogénétiquement, E. hermannii est étroitement liée à d'autres Entérobactériacées, notamment les espèces des genres Enterobacter, Cronobacter, Klebsiella et Citrobacter, dont certaines ont été associées à des maladies humaines. On a parfois confondu E. hermannii avec les bactéries Citrobacter diversus (ATCC, communication 55236), C. freundii(Fernandez et al., 2011), Shigella sonnei(Biomérieux) et E. coli (Tardio et al., 1988) et Cronobacter sakazakii (Choudhury et Seet, 2013). Toutefois, des méthodes biochimiques normalisées peuvent, en général, différencier E. hermannii de ses proches parents phylogénétiques comme le montre le tableau 1-7. Leclercia adecarboxylata est, d'un point de vue biochimique, très semblable à E. hermannii, mais elle est génétiquement distincte (Tamura et al., 1986). Les laboratoires de diagnostic qui se bornent à appliquer des méthodes biochimiques peuvent ne pas être en mesure de différencier les infections causées par L. adecarboxylata de celles dues à E. hermannii.
OrganismeNote de bas de page Tableau 1-7 [a] | Production d'H2S | Motilité | Production indole | PV | Rouge de méthyle | Citrate de Simmons | Lysine décarboxylase | Ornithine décarboxylase |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Escherichia hermannii | - | + | + | - | + | (-) | (-) | + |
Citrobacter freundii | + | + | - | - | + | + | - | - |
Enterobacter aerogenes | - | + | - | + | - | + | + | + |
Enterobacter cloacae | - | + | - | + | - | + | - | + |
Cronobacter sakazaki | - | + | - | + | - | + | - | + |
Klebsiella pneumoniae | - | - | - | + | d | d | + | - |
Leclercia adecarboxylata | - | + | + | - | + | - | - | - |
Espèces Salmonella | + | + | - | - | + | + | + | + |
Shigella sonnei | - | - | - | - | + | - | - | + |
Shigella dysenteriae | - | - | d | - | + | - | - | - |
Escherichia hermannii | - | + | + | - | + | (-) | (-) | + |
Citrobacter freundii | + | + | - | - | + | + | - | - |
Légende :
+, résultat positif de 90 à 100 %,
- résultat négatif de 90 à 100 % ;
d, résultat positif entre 25 et74 %;
(-), résultats négatifs entre 75 et 89 %
- Note de bas de page Tableau 1-7 a
données tirées de l'ABIS Encyclopedia; de Brenner et Farmer, 2005; de Tamura et al., 1986; de Iversen et al., 2007; et de Hansen et al., 2004
Dans un modèle murin, 12 isolats d'E. hermanniiprovenant d'infections polymicrobiennes des tissus mous ont été injectés à une souris ICR âgée de quatre semaines par voie sous-cutanée, intramusculaire et intradermique. Hormis quelques cas d'œdème non récurrent au site d'injection, aucun isolat n'a entraîné, chez la souris, d'infection persistante des plaies (Pien et al., 1985).
Dans les essais de cytotoxicité effectués à Santé Canada, la souche ATCC 700368 d'E. hermannii était toxique pour les cultures de cellules épithéliales du côlon humain (HT29) à une concentration élevée (1 × 106 UFC/mL) et était en pouvait induire l'expression d'IL-8 dans les cellules HT29. La cytotoxicité n'a pas pu être évaluée pour les cellules macrophages murines J774A.1, car la phagocytose des bactéries a perturbé l'essai. Les cellules J774A.1 ont produit de l'IL-6 et du TNF-alpha après avoir été exposées à des concentrations élevées de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii (annexe 2, Tableau A-5).
Dans les expériences in vivo menées par les scientifiques de Santé Canada, il n'y avait aucune signe de pathogénicité ou de toxicité chez les souris ayant reçu une dose de 106 UFC de souche ATCC 700368 de E. hermannii administrées dans un volume de 25 μL par nébuliseur endotrachéal dans l'exposition par voie pulmonaire (annexe 2, tableau A-6). Les souris n'ont montré aucun signe de comportement anormal et ont rapidement éliminé les bactéries des poumons (en deux jours). On a constaté une petite inflammation locale transitoire qui s'est résorbée en même temps que l'élimination des bactéries.
1.3 Gravité du danger
1.3.1 Environnement
On constate dans la littérature scientifique, une ambiguïté reconnue concernant la classification de E. hermannii. Cependant, la bonne classification taxonomique d'après l'analyse phylogénétique ne fournirait pas de renseignements suffisants concernant son potentiel pathogène. Aucun rapport dans la littérature ne mentionne la toxicité, l'infectivité ou la pathogénicité de E. hermannii chez les espèces non humaines dans des conditions environnementales naturelles, en général, et il n'existe aucun rapport sur la souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure.
Seulement trois études portaient sur les facteurs déterminants de la pathogénicité pour d'autres souches d'E. hermannii. Bien que l'on ait pu observer certains effets nocifs à la suite d'essais expérimentaux avec des concentrations élevées de la souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure sur des invertébrés terricoles, le pourcentage de réduction de la production de juvéniles constaté n'est pas suffisamment important chez permettre de déterminer une valeur de CI50. On n'a observé aucun effet pour les plantes testées.
Il existe des sources d'incertitudes pour ce qui est de l'évaluation du danger en raison du manque de connaissances relativement à ce micro-organisme et de la difficulté d'identification d'un substitut convenable pour lever cette incertitude. Par ailleurs, si la rareté l'isolement de la souche illustre la rareté du micro-organisme (section 1.1.2.1), il se peut que l'exposition à E. hermannii n'ait pas été suffisante pour que des effets se manifestent chez d'autres espèces de la souche ainsi qu'à la détermination du comportement de la souche ainsi qu'à ses effets dans l'environnement, et augmentent le niveau d'incertitude.
Par conséquent, le peu de données scientifiques disponibles sur le devenir et les effets de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii dans l'environnement indiquent que celle-ci n'est pas dangereuse. En outre, compte tenu l'incertitude liée au manque de connaissances, la gravité du danger que constitue la souche ATCC 700368 d'E. hermannii pour l'environnement est considérée comme faible.
1.3.2 Humains
Bien qu'il y ait un risque d'erreur d'identification, on peut se servir d'une combinaison de caractères morphologiques, biochimiques et physiologiques afin de différencier E. hermannii d'organismes pathogènes apparentés, notamment E. coli, Citrobacter freundii, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumonia, Salmonella spp., Shigella sonnei et Shigella dysenteriae (tableau 1-7).
Depuis sa reconnaissance en tant que nouvelle espèce, en 1982, on a signalé dans la littérature scientifique, un petit nombre d'infections de plaies liées à E. hermannii (tableau 1-6). Il s'agissait principalement d'infections polymicrobiennes, et dans les cas où la bactérie a été isolée avec d'autres micro-organismes, on a rarement jugé qu'E. hermanniiétait le principal pathogène. Vraisemblablement, E. hermannii est un pathogène opportuniste rare. Des rapports plus récents désignent E. hermannii comme l'agent pathogène unique responsable de cas de conjonctivites, de parodontites ou de septicémies; toutefois, chacun de ces cas comportait des facteurs contributifs, notamment une rupture des barrières physiques et chimiques naturelles aux infections; la contamination d'instruments médicaux tels que des cathéters; des antécédents d'antibiothérapie, de maladies invalidantes ou d'affaiblissement du système immunitaire. La plupart des infections ont été traitées avec succès par l'administration d'antibiotiques. Dans un modèle murin, il n'y a pas eu d'effets nocifs à la suite de l'injection d'isolats provenant de plaies humaines par voie sous-cutanée, intramusculaire ou intradermique.
On ignore si E. hermannii peut provoquer la diarrhée. Bien que la bactérie ait été isolée dans les selles au cours d'épisodes de diarrhées et que son surnageant de culture a induit une accumulation de fluide dans des essais à l'anse iléale de souris, son rôle d'agent étiologique n'a jamais été démontré de manière indiscutable.
Il n'existe pas d'antécédents de pathogénécité chez l'homme pour la souche ATCC 700368 inscrite à la Liste intérieure et celle-ci n'a pas provoqué d'effets dommageables chez la souris à la suite d'une administration endotrachéale. D'après ces résultats, la gravité du danger pour la santé humaine que constitue la souche ATCC 700368 d'E. hermannii est faible pour la population générale, mais peut s'avérer faible à moyenne chez les individus que l'affaiblissement des défenses immunitaires, les maladies invalidantes ou l'âge extrême ont rendus vulnérables.
Les dangers liés à l'utilisation des micro-organismes en milieu de travail doivent être classés conformément au Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT)Note de bas de page[5].
2. Évaluation de l'exposition
2.1 Sources d'exposition
Cette évaluation tient compte de l'exposition à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii par suite de son ajout à des produits commerciaux ou à des produits de consommation et de son utilisation dans des procédés industriels au Canada. La souche ATTC 700368 d'E. hermannii a été inscrite à la Liste intérieure en 1997 et bien qu'elle ait été inscrite pour être utilisée dans différents produits pour le traitement de l'eau et des eaux usées ainsi que pour la biodégradation et la biorestauration, elle n'est pas actuellement utilisée par le propriétaire des droits qui a déclaré ne pas prévoir de l'utiliser à l'avenir. Une deuxième entreprise qui a importé la souche, aux fins de recherche uniquement, a également déclaré qu'elle n'avait pas l'intention de l'utiliser dans des produits commerciaux.
Les réponses à un questionnaire volontaire envoyé en 2007 à un sous-ensemble d'entreprises de biotechnologie clés ainsi que les renseignements obtenus d'autres programmes fédéraux réglementaires et non réglementaires indiquent que la souche ATCC 700368 d'E. hermannii n'a pas été utilisée à des fins commerciales en 2006.
Le gouvernement a procédé à une collecte obligatoire de renseignements en application de l'article 71 de la LCPE (1999), dont l'avis a été publié dans la Partie I de la Gazette du Canada le 3 octobre 2009 (Avis en vertu de l'article 71). L'Avis en vertu de l'article 71 s'appliquait à toute personne qui, au cours de l'année civile 2008, avait fabriqué ou importé la souche ATCC 700368 d'E. hermannii, que ce soit seule, dans un mélange ou dans un produit. Aucune activité commerciale ou de consommation associée à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii n'a été signalée en réponse à l'Avis.
Bien qu'il semble que la souche ATCC 700368 d'E. hermannii ne soit plus utilisée dans le commerce, elle peut être achetée de l'ATCC. Étant donné qu'elle est inscrite à la Liste intérieure, elle peut être utilisée au Canada sans avis préalable, et pourrait constituer un choix judicieux à des fins de commercialisation. Une recherche dans les documents publics (fiches signalétiques, littérature scientifique et brevets) a révélé les utilisations suivantes par des consommateurs ainsi que les applications commerciales et industrielles indiquées ci-dessous d'autres souches d'E. hermannii. Il s'agit donc des utilisations possibles de la souche inscrite à la Liste intérieure, étant donné que la souche ATCC 700368 est susceptible de posséder des caractéristiques (modes d'action) en commun avec d'autres souches d'E. hermannii utilisées dans le commerce. (Se reporter à l'annexe 3, tableau A-7 pour obtenir des détails.)
- Biodégradation, biorestauration, traitement des déchets et des eaux usées pour l'élimination d'huile et de graisse, boues d'épuration, et métaux lourds,
- Traitement des aquariums et des élevages aquacoles,
- Vaccins sous-unités vivants atténués,
- Engrais,
- Additif antisalissure dans la peinture,
- Additif dans l'alimentation des poulets pour la lutte biologique contre Campylobacter jejuni,
- Produits antiparasitaires comme les répulsifs contre les moustiques.
Les utilisations déclarées sont en grande partie industrielles, mais comprennent des applications possibles pour certains produits de consommation, notamment des produits pour le traitement des fosses septiques, des nettoyants pour canalisation, des dégraissants, des produits de contrôle des odeurs, des activateurs de compost et des produits de traitement des aquariums.
2.2 Caractérisation de l'exposition
2.2.1 Environnement
Étant donné l'absence d'activité des consommateurs et d'activité commerciale aux termes de l'Avis en vertu de l'article 71, l'exposition environnementale à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii est considéré comme faible. Néanmoins, en raison de l'éventail et de l'échelle des applications connues et possibles de l'espèce E. hermannii mentionnées à la section 2.1, l'exposition environnementale à cette souche pourrait augmenter et des scénarios d'exposition découlant d'utilisations possibles ont donc été considérés.
Si les utilisations potentielles de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii mentionnées à la section 2.1 devenaient réalité au Canada, les voies d'introduction les plus probables de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii dans l'environnement seraient par des écosystèmes aquatiques par l'intermédiaire du traitement des eaux usées, par les eaux de ruissellement provenant d'une application directe sur le sol de produits contenant des bactéries E. hermannii ou de boues d'épuration traitées épandues sur le sol, ou d'effluents d'activités commerciales ou industrielles. En outre, la souche pourrait pénétrer dans les écosystèmes terrestres par épandages directs et fréquents au cours d'activités de biorestauration, de biodégradation et de compostage des déchets organiques et des boues. Les applications aquatiques pourraient également exposer les espèces terrestres par l'intermédiaire des systèmes d'irrigation.
Des souches naturelles d'E. hermannii ont été isolées d'animaux et de leurs produits alimentaires, de même que de milieux terrestres, aquatiques et marins. Les isolements dans l'environnement sont rares; aucune donnée relative aux concentrations de fond d'E. hermannii dans l'environnement n'a été relevée; les analyses systématiques normalisées de dépistage de coliformes fécaux faites pour déterminer la qualité de l'eau ne permettent pas de détecter la présence d'E. hermannii (Rice et al., 1991). La souche ATCC 700368 d'E. hermannii n'est pas persistante dans les sols dont la teneur en matière organique est faible, mais la bactérie peut survivre et persister dans les environnements riches en carbone organique tels que les effluents industriels, les eaux usées, les sols riches en matières organiques, et les sédiments. L'écologie et le cycle de vie d'E. hermannii ne sont pas entièrement connus.
Les milieux naturels et les espèces qui seront exposés à la souche inscrite sur la Liste intérieure dépendront des utilisations mentionnées dans les scénarios d'exposition décrits ci-dessus. La commercialisation de certaines de ces utilisations pourrait entraîner l'épandage d'importantes quantités de l'organisme sur des terres fertiles ou son rejet dans des eaux riches en matières organiques. Cette exposition pourrait provoquer le rejet de grandes quantités de l'organisme, ce qui pourrait conduire à la survie ou à la persistance de celui-ci lorsque l'approvisionnement en carbone organique est suffisant pour maintenir sa croissance. Néanmoins, il est généralement reconnu que la concentration des micro-organismes introduits dans le sol diminue pour atteindre l'équilibre avec les autres concurrents microbiens (Leung et al., 1995; Van Veen et al., 1997).
2.2.2 Humains
Étant donné l'absence d'activité des consommateurs et d'activité commerciale aux termes de l'Avis en vertu de l'article 71, l'exposition globale des humains à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii est faible. Néanmoins, en raison de l'éventail et de l'échelle des applications connues et possibles de l'espèce E. hermannii mentionnées à la section 2.1, l'exposition des humains à cette souche pourrait augmenter et des scénarios d'exposition découlant d'utilisations possibles ont donc été considérés.
On s'attend à ce que l'exposition humaine à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii soit faible, d'après l'absence d'activités de consommation ou d'activités commerciales au Canada, selon les réponses obtenues à la suite de l'Avis publié en vertu de l'article 71 et la confirmation du déclarant selon laquelle E. hermannii n'est plus importée, fabriquée ni utilisée dans des produits commerciaux au Canada. Néanmoins, un certain nombre d'utilisations possibles ont été recensées à la section 2.1 et, par conséquent, un risque d'augmentation de l'exposition humaine existe.
Si les utilisations potentielles de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii mentionnées à la section 2.1 devenaient réalité au Canada, la plus importante voie d'exposition humaine à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii serait par la manipulation et l'application de produits de consommation destinés au traitement des eaux usées (p. ex. additifs pour fosse septique), au dégraissage (p. ex. nettoyants pour canalisation) ou pour le traitement des aquariums et des bassins ornementaux. Ces utilisations pourraient donner lieu à une exposition directe de la peau et à l'inhalation de gouttelettes pulvérisées ou de poussières contenant E. hermannii. Après l'application du produit, la souche ATCC 700368 d'E. hermanniirésiduelle sur les surfaces et dans les réservoirs, tels que les canalisations traitées, pourrait entraîner une exposition cutanée, son ingestion fortuite si l'organisme persiste sur les surfaces de préparation des aliments et son inhalation, lorsque des aérosols sont générés (p. ex. les broyeurs à ordures dans les cuisines). Étant donné qu'E. hermannii peut être persistante dans des sites riches en carbone organique tels que des siphons, une telle exposition pourrait ne pas avoir lieu au moment de l'application.
La population générale pourrait être exposée de manière fortuite à la souche ATCC 700368 de E. hermannii lors de l'application de ces produits commerciaux. La voie et le degré d'exposition fortuite dépendraient de la nature du produit, du mode d'application, du volume appliqué et de la proximité des tierces personnes par rapport au lieu de l'application, mais ils devraient en général être faibles à modérés.
L'exposition humaine indirecte à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii rejetée dans l'environnement après son utilisation dans le traitement de l'eau et l'assainissement des eaux usées ou les activités de biorestauration du sol est susceptible de se produire à proximité des sites traités, mais ne devrait pas être plus importante que l'exposition directe découlant de l'utilisation de cet organisme dans les produits de consommation. L'exposition humaine à des plans d'eau et à des sols traités avec la souche ATCC 700368 d'E. hermannii (p. ex. parl'intermédiaire d'activités récréatives) pourrait également conduire à l'exposition de la peau et des yeux, ainsi qu'à une ingestion fortuite; toutefois, les seuils d'exposition seront probablement bas pour ce qui est des scénarios d'applications ménagères.
Bien qu'E. hermannii ait été isolé de réseaux de distribution d'eau potable (Rice et al., 1991), probablement en tant que bactérie résidente, le procédé de traitement de l'eau potable municipale qui comprend la coagulation, la floculation, l'ozonisation, la filtration et la chloration devrait éliminer de façon efficace E. hermannii de la source d'eau qui pénètre dans le système.
Si l'utilisation commerciale, industrielle ou de consommation de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii devait se réaliser, on considère que l'exposition humaine à ce micro-organisme changerait en fonction des scénarios d'exposition décrits ci-dessus. De telles utilisations pourraient entraîner une exposition directe et éventuellement répétée à des quantités plus élevées de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii.
3. Caractérisation des risques
Dans cette évaluation, le risque est caractérisé selon un paradigme intégré à l'article 64 de la LCPE (1999) qui veut qu'un danger et l'exposition à ce danger soient tous deux nécessaires pour qu'il y ait un risque. La conclusion de l'évaluation des risques est basée sur le danger et sur ce que l'on connaît de l'exposition due aux utilisations actuelles.
Le danger que présente la souche ATCC 700368 de E. hermannii est considéré comme faible pour l'environnement et la santé humaine (faible pour la population générale, et faible à moyen pour les personnes rendues vulnérables par l'affaiblissement des défenses immunitaires, les maladies invalidantes ou dont les barrières normales à l'infection sont endommagées). On ne s'attend pas actuellement à une exposition de l'environnement ni à une exposition humaine à la souche ATCC 700368 de E. hermannii due à son utilisation volontaire dans des procédés industriels ou des produits de consommation ou commerciaux au Canada (faible exposition); on estime donc que le risque associé à ces utilisations actuelles devrait être faible pour l'environnement et la santé humaine.
La détermination du risque posé que présentent les utilisations actuelles est suivie par la prise en compte du danger estimé lié à de futures expositions prévisibles (découlant de nouvelles utilisations).
Rien, dans les ouvrages scientifiques ne permet de conclure que la souche ATCC 700368 d'E. hermannii causera des effets écologiques nocifs au niveau des population de vertébrés, d'invertébrés et de plantes dans les scénarios d'utilisation raisonnablement envisageables. Les espèces aquatiques et terrestres peuvent être exposées à la souche inscrite à la LIS lorsqu'elle est utilisée pour la biorestauration et le traitement des eaux usées, mais, en tenant compte de l'ensemble des éléments de preuve présents dans le présent rapport et de l'état de la science pour cet micro-organisme, il est peu probable que la souche ATCC 700368 d'E. hermannii présente un risque pour l'environnement au niveau des populations et des écosystèmes. Par conséquent, on considère comme faible le risque environnemental découlant de ses futures utilisations prévisibles dans les procédés industriels.
L'exposition des humains à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii pourrait augmenter si les (nouvelles) utilisations potentielles se concrétisaient. Depuis sa reconnaissance en tant que nouvelle espèce, en 1982, E. hermannii a rarement été associée à des infections humaines malgré le fait qu'elle ait été isolée d'une grande variété d'habitats dans plusieurs pays. À quelques reprises, la bactérie a été considérée comme l'agent étiologique de maladies, mais ces cas impliquaient des facteurs prédisposants : immunodéficience ou barrières aux infections sérieusement endommagées. Dans le cas peu probable d'une infection par la souche ATCC 700368 inscrite à la LIS, celle-ci est sensible à plusieurs antibiotiques cliniquement efficaces. Compte tenu de ces conclusions, et malgré la possibilité d'une exposition accrue à la souche ATCC 700368 d'E. hermannii, si des produits commerciaux ou de consommation contenant cette souche devenaient disponibles au Canada, les risques que cette bactérie pourrait poser à la santé humaine sont faibles pour ce qui est de ses futures utilisations prévisibles dans des procédés industriels ou pour des produits commerciaux ou de consommation au Canada.
4. Conclusion
À la lumière de l’information présentée dans cette évaluation préalable, on peut conclure que la souche ATCC 700368 de E. hermannii ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou une concentration ou dans des conditions de nature à :
- avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique;
- mettre en danger l'environnement essentiel à la vie;
- constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.
Par conséquent, on peut conclure cette substance ne satisfait pas aux critères établis à l'article 64 de la LCPE (1999).
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A. Annexes
Annexe 1. Caractérisation de la souche ATCC 700368 de Escherichia hermanniiNote de bas de page Annexe 1 [a]
MIDI est un système d'identification commercial basé sur l'analyse chromatographique en phase gazeuse des esters méthyliques d'acides gras cellulaires. Les données présentées montrent la meilleure correspondance entre l'échantillon et différentes bases de données MIDI (cliniques et environnementales) ainsi que le nombre de correspondances (fraction du nombre total d'essais) et l'indice de similarité du profile d'acides gras (entre parenthèses : moyenne de l'ensemble des correspondances).
Souche d'essai | Base de données environnementales | Base de données cliniques |
---|---|---|
Escherichia hermannii 700368 | 12/25 Citrobacter freundii (0,799) 5/25 Photorhabdus luminescens luminescens (Xenorhabdus) [0,235] 3/25 Vibrio hollisae (0,395) 2/25 Enterobacter cloacae (0,613) 1/25 Enterobacter hormaechei (0,136) 1/25 Klebsiella pneumoniae ozaenae - CG sous-groupe A (0,658) 1/25 Kluyvera ascorbata - CG sous-groupe A (0,752) | 17/22 Shigella sonnei (homologie élevée en matière d'ADN avec E. coli) [0,731] 3/22 Aucune correspondance 1/22 L'analyse ne convient pas suffisamment pour la recherche en bibliothèque 1/22 Aeromonas sobria (0,238) |
- Note de bas de page Annexe 1 Tableau A-1 a
Données non publiées provenant du Bureau de la science de la santé environnementale et de la recherche de Santé Canada.
Figure A-1. Analyse des esters méthyliques d'acides gras (EMAG) de la souche ATCC 17587 de P. stutzeri à l'aide de la base de données MIDI cliniques et environnementales
Description longue pour la figure A-1
La figure 2 montre les liens entre la souche ATCC 700368 de E. hermannii inscrite à la Liste intérieure des substances et des isolats cliniques et environnementaux d'après leur similarité en matière de composition des acides gras cellulaires à l'aide de l'analyse de l'ester méthylique d'acide gras par chromatographie en phase gazeuse et du système d'identification microbienne MIDI Sherlock®. Le dendrogramme supérieur présente les comparaisons au sein de la base de données cliniques avec 13 espèces de la famille des entérobactériacées (Klebsiella pneumoniae, Proteus penneri, Escherichia vulneris, E. hermannii et E. coli, Ralstonia eutropha et R. pickettii, Citrobacter amalonaticus, C. koseri et C. freundii, Kluyvera cryocrescens, Shigella sonnei et Vibrio hollisae). D'après ce dendrogramme, la souche ATCC 700368 de E. hermannii est plus étroitement liée aux espèces de Citrobacter et à d'autres souches de E. hermannii. Le dendrogramme du bas montre les comparaisons au sein de la base de données environnementales avec 14 espèces (Kluyvera ascorbata et K. cryocrescens, Klebsiella pneumoniae et K. pneumoniae ozaenae, Raoultella terrigena, Enterobacter pyrinus, E. cloacae, E. intermedius, E. amnigenus et E. hormaechei, Pantoea agglomerans, Proteus penneri, Serratia grimesii, Vibrio hollisae et Photorhabdus luminescens luminescens). D'après ces dendrogramme, la souche ATCC 700368 de E. hermannii est plus étroitement liée à Kluyvera cryocrescens, puis à Pantoea agglomerans, Citrobacter freundii, Enterobacter intermedius et Serratia grimesii.
Figure A-2. Analyse génomique multilocus de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii
Description longue pour la figure A-2
L'arbre phylogénétique des premiers résultats pour le gène recN dans la Genbank permet de conclure que la souche ATCC 700368 est étroitement liée à une souche de type E. hermannii et à un autre isolat de E. hermannii (tous les deux des isolats cliniques). De plus, la souche ATCC 700368 de E. hermannii est étroitement liée aux nouvelles espèces proposées du genre Cronobacter (C. helveticus, C. zuricensis, C. pulveris [basonymes (ancienne nomenclature) Enterobacter helveticus, E. pulveris et E. turicensis], ainsi que C. mutjensisii, C. dublinensis et C. sakazakii) et à Klebsiella pneumonia.
Moyenne | 28 °C | 32 °C | 37 °C | 42 °C |
---|---|---|---|---|
Bouillon de trypticase soja | + | + | + | ~ |
Plasma de mouton | (+) | – | – | – |
Sérum fœtal bovin | (+) | (+) | (+) | – |
Milieu Eagle modifié de Dulbecco (culture de cellules de mammifères) | (+) | – | – | – |
Icitte Légende :
– aucune croissance,
+ croissance,
~ croissance de faible niveau,
(+) croissance retardée (après 15 h)
Milieu | Caractéristiques de croissanceNote de bas de page Annexe A Tableau A3 [a] |
---|---|
Gélose de trypticase soja | Colonies blanc cassé, crèmes |
Gélose de MacConkey | Colonies rose clair |
Gélose mannitol-sel | Aucune croissance |
Gélose sélective B. cereus. | Aucune croissance |
- Note de bas de page Annexe A Tableau A3 a
La croissance de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii a été meilleure à 28 °C qu'à 37 °C.
Essais | Résultats |
---|---|
Coloration de Gram | Négatif |
Production de pigment jauneNote de bas de page Annexe A Tableau A4 [a] | Négatif/jaune pâle |
Croissance sur KCNNote de bas de page Annexe A Tableau A4[b] | Négatif |
Motilité | Positif |
Catalase | Positif |
Citrate | Positif |
Cellobiose | Positif |
ONPG | Positif |
ONPG-PA-N | Négatif |
Mannitol | Positif |
Ornithine décarboxylase | Positif |
Arginine dihydrolase | Négatif |
Liquéfaction de la gélatine | Négatif |
Croissance sur amidon | Oui |
Hydrolyse de l'amidon | Non |
Croissance dans l'urée | Oui |
Hydrolyse de l'urée | Non |
Croissance sur gélose au sang | Oui |
Hémolyse | Non |
- Note de bas de page Annexe A Tableau A4 a
Les essais effectués par les scientifiques de Santé Canada n'ont pas permis de reproduire les résultats publiés par Brenner et al. (1982) pour la souche ATCC 700368. La pigmentation jaune n'était pas directement visible lors de l'observation des colonies. Une coloration jaune pâle n'a été visible que lorsqu'un grand nombre de colonies ont été raclées sur la gélose à l'aide d'une lamelle. Une pigmentation jaune a été observée chez la souche type, ATCC 33650, alors que les colonies de E. coli (témoin négatif) étaient de couleur crème pâle.
- Note de bas de page Annexe A Tableau A4 b
Les essais effectués par les scientifiques de Santé Canada n'ont pas permis de reproduire les résultats publiés par Brenner et al. (1982) pour la souche ATCC 700368 inscrite à la LIS. La croissance de la souche type sur KCN.
Annexe 2. Essai de virulence et de pathogénicité de la souche ATCC 700368 d'E. hermannii
Le test MTT a été utilisé pour déterminer le potentiel cytotoxique de la souche ATCC 700368 d’E. hermanniienvers les cellules HT29 (cellules épithéliales du côlon) et J774A.1 (macrophages). Le MTT est un sel de bromure soluble jaune, qui est réduit à du cristal de formazan insoluble violet par les enzymes déshydrogénases des cellules vivantes (ce qui indique une activité mitochondriale). À l'état de cristal, après la réduction, il est piégé dans la cellule. Le DMSO, ou un autre solvant tel que de l'isopropanol ou de l'huile minérale, peut être utilisé pour solubiliser le formazan, qui peut ensuite sortir de la cellule, transformant ainsi la couleur du solvant en violet qui est détectable avec un spectrophotomètre. Ce test convient aux cellules animales adhérentes. Des cellules bactériennes actives sur le plan métabolique peuvent également réduire le MTT. Étant donné que la plupart des bactéries ne sont pas adhérentes, celles-ci peuvent être rincées avec du PBS avant la solubilisation. Les cellules HT29 et J774A.1 ont été incubées à 37 °C en présence de 5 % de dioxyde de carbone. Les cellules mammaliennes ont reçu une dose de 106UFC/puits de cellules végétatives pendant 2, 4 et 24 heures. Les cellules traitées ont été lavées deux fois avec du PBS avant l’ajout de MTT. La perte d'activité de bioréduction a été mesurée afin de déterminer le potentiel cytotoxique des souches du groupe ATCC 700368 d’E. hermannii. La cytotoxicité est liée à une augmentation des pertes dans l'activité de bioréduction des lignées cellulaires.
Espèces mises à l'essai | RéponseNote de bas de page Annexe 2 Tableau A5[a] |
---|---|
Cellules épithéliales du côlon humain (HT29) | E. hermannii (2 × 105 UFC/puits)Note de bas de page Annexe 2 Tableau A5 [b]est cytotoxique comme l'indique l'activité de bioréduction entre 6 et 24 heures d'exposition, si on lui permet de croître sans gentamicine. Au cours des 24 heures d'exposition, les cellules HT-29 exposées à E. hermannii ont accumulé l'agent chimiotactique neutrophile IL-8 en des quantités de 5,4 fois supérieures à celles observées dans les cellules témoins traitées avec la solution saline tamponnée au phosphate pendant la même durée. Ce résultat est supérieur à celui obtenu lors de l'exposition au lipopolysaccharide (LPS) d'E. coli (quantité 2,2 fois plus élevée que la quantité observée dans les cellules témoins), et est généralement environ deux fois supérieure aux quantités observées avec d’autres bactéries Gram négatif (Enterobacter, Pseudomonas stutzeri) qui ont fait l’objet de tests en même temps. |
Cellules macrophages murines J774A.1 | Les cellules J774A.1 n'ont pas pu être utilisées pour les essais de bioréduction, car la phagocytose des bactéries a perturbé l'expérimentation. Il y avait dans les surnageants des concentrations élevéees d'interleukine (IL), IL-6 et de facteur de nécrose tumorale (TNF) alpha, ce qui semble indiquer que E. hermannii peut induire une réponse inflammatoire in vitro. |
- Note de bas de page Annexe 2 Tableau A5 a
Données non publiées provenant de la Direction générale de la santé environnementale et de la sécurité des consommateurs de Santé Canada.
- Note de bas de page Annexe 2 Tableau A5 b
Volume des puits = 200 µL.
Essai | Réponse |
---|---|
Apparence/ Comportement | Normal. Aucun changement du comportement ou de l'apparence physique. Les animaux étaient asymptomatiques. |
Clairance | Presque toutes les bactéries ont été éliminées du tissu pulmonaire cible en 24 heures, ce qui est généralement plus rapide que la plupart des autres espèces mises à l'essai par le passé (habituellement, prend plus de 96 h). Certaines bactéries résiduelles ont persisté dans la trachée et l'œsophage, mais comme seules les UFC ont été dénombrées, il peut s'agir de sources de bactéries environnementales ou endogènes non-Eh. Par ailleurs, les faibles niveaux peuvent être liés au fait qu'il s'agit de la voie qu'empruntent les bactéries lors de leur élimination (c'est-à-dire, à partir des poumons, vers l'extérieur par la trachée ou l'appareil gastro-intestinal). |
Cytokines pulmonaires | Les niveaux d'interleukine, IL-1b, étaient nettement élevés de façon provisoire 24 heures après l'exposition. Toutefois, ce niveau n'était important que pour deux ou trois souris à ce moment précis, entraînant des taux d'erreur élevés. La cytokine IL-6 a augmenté graduellement pour atteindre un niveau 2,6 fois plus élevé 24 h après l'exposition et est ensuite redescendue au niveau des valeurs témoin 48 heures après l'exposition. Ces résultats sont le signe d'une inflammation transitoire. |
Inflammation pulmonaire | Les granulocytes ont été dénombrés à partir de sections du poumon. Le nombre de granulocytes a augmenté de manière transitoire pour atteindre un niveau 2,2 fois supérieur à celui des valeurs témoin 24 heures après l'exposition. Les niveaux de granulocytes sont redescendus au niveau des valeurs témoins à partir de 48 heures après l'exposition. On ne considère pas que cette inflammation transitoire est atypique dans le cadre d'une infection bactérienne et elle ressemble à celle d'autres inflammations d'origine bactériennes qui ont été examinées par le passé. |
Réponse en phase aiguë | On a utilisé le sérum amyloïde A comme indicateur des effets systémiques. Les concentrations du sérum ont été mesurées par la méthode ELISA. Au cours de la semaine suivant l'exposition, la concentration du sérum amyloïde A a été multipliée par 2,2 par rapport à la valeur témoin. Il ne s'agit, cependant, pas d'une réponse en phase aiguë forte dans la mesure où les niveaux de sérum peuvent être multipliés par 1 000 fois au cours d'une réponse en phase aiguë violente. |
Annexe 3. Utilisations potentielles d'Escherichia hermannii
Utilisation | Référence ou numéro de brevet | Secteur | Demandeur | Pays |
---|---|---|---|---|
Ingrédient probable dans les produits Alken-Murray distribués au Canada (E. hermannii utilisée pour dégrader le H2S a été retirée de CERTAINS produits Clear-Flo servant dans l'aquaculture et a été remplacée par un autre organisme plus stable) | s.o. | Biorestauration Épuration des eaux usées municipales et industrielles Traitement des fosses septiques, des séparateurs de graisse, des stations de relèvement et des canalisations Contrôle des odeurs Désémulsionnant | s.o. | États-Unis/Canada |
Produits pour les aquariums Hong Tai (dégrade les matières organiques) | s.o. | Traitement de l'eau des aquariums et des élevages aquacoles | s.o. | Singapour |
Dégradation du chlorobenzène dans les eaux de surface, les eaux souterraines, les eaux d'égout, le sol et les eaux usées (rejet d'organismes vivants) | s.o. | Biodégradation | Kiernicka et al., 1999 | Suisse |
Bioaccumulation de métaux lourds (nickel et vanadium) dans les sols contaminés d'une raffinerie de pétrole (rejet d'organismes vivants) | s.o. | Biorestauration | Hernandez et al., 1998 | Espagne |
Utilisation dans un bioréacteur afin de retirer le sélénium se trouvant dans des effluents industriels contaminés | US20090152194 18 juin 2009 US20110011798 20 janvier 2011 | Bioaccumulation | Borg et al. | États-Unis |
Débit passant dans un incubateur bactérien contenant des organismes vivants à utiliser dans un système de collecte des matières organiques. Les bactéries sont libérées graduellement et se fixent à la matrice interne. Dégradation du pétrole et des graisses (séparateurs de graisse). | 5 911 877 15 juin 1999 | Traitement des déchets (dégraissage/nettoyage des canalisations) Traitement biologique des déchets/compostage | John, Christiansen, Perez | États-Unis |
Dispositif distribuant des bactéries pour l'ensemencement de cultures bactériennes visant à dégrader les boues d'égout (eaux usées, pétrole, graisse, odeurs de H2S, matières organiques) dans le cadre de systèmes de collecte des eaux usées et de séparateurs de graisse | 4 810 385 7 mars 1989 | Traitement des eaux usées | Hater et al. (Sybron) | États-Unis |
Traitement des eaux usées municipales Dispositif de biorestauration soluble dans l'eau visant à libérer des organismes vivants aux fins d'utilisation dans les réseaux municipaux de collecte des eaux usées et les séparateurs de graisse en vue de dégrader les graisses et autres matières organiques et de contrôler les odeurs | US20120298577 29 novembre 2012 et US20120255901 11 octobre 2012 5925252A 20 juillet 1999 | Traitement des effluents | Thorgersen et al. Cline | États-Unis États-Unis |
Porteur soluble dans l'eau contenant des enzymes et des bactéries vivantes aux fins de libération pour le traitement des boues d'épuration | US 5543309 A 6 août 1996 | Traitement des effluents | Pischel | États-Unis |
Libération d'organismes vivants pour le traitement des effluents industriels et domestiques | WO2012079140 21 juin 2012 | Traitement des eaux usées (effluents industriels) | Casal de Rey | Brésil |
Poudre multi-enzymatique stabilisée contenant des bactéries vivantes pour le traitement des déchets ménagers et industriels (canalisations, fosses septiques, bassins de répartition, réservoirs de stockage, terrains de vidange, canalisations d'égout, puits secs, séparateurs de graisse, silos de compost, broyeurs à déchets) E. hermannii consomme la cellulose et réduit les sulfites. | US5464766 A 7 novembre 1995 | Traitement des déchets, des eaux d'égout et des effluents | Bruno Enzyme Research & Development Corporation | États-Unis |
Peinture marine antisalissure : des organismes vivants contenus dans de la peinture comme additifs de peinture servant à recouvrir les coques des navires afin de réduire les salissures de celles-ci en empêchant la végétation marine ainsi que les champignons d'oïdium (produit des enzymes hydrolytiques telles que les enzymes amylolytiques ou protéolytiques ainsi que des surfactants qui agissent en tant qu'agent de dispersion pour empêcher ou réduire la fixation de la végétation ou des organismes marins sur la coque; par ailleurs ils entrent en compétition avec la croissance des organismes marins) | 5 919 689 6 juillet 1999 | Additif de peinture | Selvig et al. | États-Unis |
Lutte contre la colonisation par Campylobacter jejunichez les volailles en produisant des métabolites anti-Campylobacter | US 5 302 388 12 avril 1994 | Additif pour l'alimentation animale, lutte biologique | Doyle et al. | États-Unis |
Culture de cellules vivantes produisant de l'acide nonanoïque, de l'acide tétradécanoïque ou du tétradécanoate de méthyle qui agissent en attirant les moustiques, sous une forme à libération rapide ou prolongée | US20100192451 5 août 2010 | Contrôle antiparasitaire | Ponnusamy et al. | États-Unis |
Organismes vivants aux fins de libération et d'utilisation en tant qu'engrais microbiens (stimule la croissance par le traitement des rhizobactéries) | s.o. | Engrais | Seo and Song, 2013 | Corée |
Vaccin vivant atténué pour les Entérobactériacées dont le lipopolysaccharide n’est pas fonctionnel et qui peuvent provoquer des infections, mais pas de pathogenèse | 7 655 241 Février 2010 | Produits pharmaceutiques | Klimpel et al. | États-Unis |
Notes de bas de page
- Note de bas de page 1
La détermination de la conformité à l'un ou plusieurs des critères énoncés à l'article 64 de la LCPE (1999) est basée sur une évaluation des risques pour l'environnement et/ou la santé humaine liés à l'exposition dans l'environnement en général. Pour les humains, cela inclut, sans toutefois s'y limiter, l'exposition par l'air, l'eau et l'utilisation de produits contenant la substance. Une conclusion établie en vertu de la LCPE (1999) peut ne pas être pertinente à une évaluation, qu'elle n'empêche pas non plus, par rapport aux critères définis dans le Règlement sur les produits contrôlés, qui fait partie d'un cadre réglementaire pour le Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT) pour les produits destinés à être utilisés au travail.
- Note de bas de page 2
Essais dirigés par le Bureau de la science et de la recherche en santé environnementale de Santé Canada.
- Note de bas de page 3
Essais réalisés par la Division des méthodes biologiques d'Environnement Canada.
- Note de bas de page 4
Centers for Disease Control
- Note de bas de page 5
La détermination de la conformité à l'un ou plusieurs des critères énoncés à l'article 64 de la LCPE (1999) est basée sur une évaluation des risques pour l'environnement et/ou la santé humaine liés à l'exposition dans l'environnement en général. Pour les humains, cela inclut, sans toutefois s'y limiter, l'exposition par l'air, l'eau et l'utilisation de produits contenant la substance. Une conclusion établie en vertu de la LCPE (1999) sur la souche ATCC 700368 de E. hermannii ne présente pas un intérêt pour une évaluation, qu'elle n'empêche pas non plus, en fonction des critères de risque prévus dans le SIMDUT, qui sont définis dans le Règlement sur les produits contrôlés visant les produits destinés à être utilisés au travail.
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