key: cord-0804887-lq9u1s43
authors: Van Cauwenberge, P.; Watelet, J. B.
title: Rôle des infections rhino-sinusiennes dans le déclenchement des pathologies allergiques et inflammatoires
date: 1998-12-31
journal: Revue Française d'Allergologie et d'Immunologie Clinique
DOI: 10.1016/s0335-7457(98)80038-5
sha: 1a114132f3004afd9775e844cddbaa82615c3fa5
doc_id: 804887
cord_uid: lq9u1s43

Summary Much controversy still exists about the role of viruses, bacteria and fungi in nasal sinus diseases. Viral rhinitis alone does not seem to be able to elicit clinical acute sinusitis. Bacteria determine the clinical picture and outcome of sinusitis. S. pneumoniae, H. influenzae and M. catarrhalis are the bacteria most frequently involved. Much more conflicting reports are published about normal sinus flora, the role of anaerobes and the microbiology of chronic sinusitis. The relationship between infectious and allergic diseases ise more difficult to explain. It is shown that, in particular viruses can induce the release of inflammatory mediators and modify the inflammatory process. Their role in epithelial damage, excitation of nerve fibers, sensitization of inflammatory cells, and therefore, in general hyperreactivity has also been reported. Finally, with regard to sinusitis, different hypothesis have been proposed to explain the possible links with bronchial hyperreactivity.

Les formes chroniques sont des maladies persistantes, r&fractaires au traitement m6dical standard avec des changements tissulaires irr6versibles.

Les conditions pr6disposantes les plus fr6quentes sont les infections virales des voies respiratoires sup&ieures (IVRS) et les allergies.

La muqueuse de la cavit6 nasale couvre une surface de 100 it 200 cm 2, s'6tend dans les sinus et est recouverte d'une couche de mucus de 10 it 15 ~tm d'6paisseur. Le mucus est produit par les cellules it mucus de l'~pith61ium et les glandes sousnmqueuses. Les s6cr6tions rhinosinusiennes sont un m(dange de glycoprot6ines, d'autres productions glandulaires et de prot6ines plasmatiques. Les s6cr~tions sont riches en lysozyme, lactoferrine, albumine, inhibiteur de leucoprot~mses sdcr6toires et mucoprotdines [22] .

Les immunoglobulines Get A sont anssi des composants majeurs des sdcrdtions respiratoircs. Les inmmnoglobulines G, d~.rivdes des plasmocytes muqucux (25 %) et du plasma (75 %) sont retrouv('cs diffus&ncnt "atravers la muqueuse avec une haute concentration pros dc la membrane basale [191] . Bien qu'clles ne constituent que 2 fi 4 % des s~cr(.tions totales, les lgG sonI retrouv(.cs en plus grande concentration dans les fluides interstitiaux. La perm&abilit( ~ vasculaire accrue pendant les processus inflammatoires peut 6lever la concentration en lgG dans les s6crOtions respiratoiresjusqu'it 100 lois sa valeur normale.

Les molOcules IgA dimbres sont produites par les plasmocytes p6riglandulaires et transport&es "a travers les cellules 6pith(diales s&euses. Au cours de ce processus, les moffmules IgA acqui6rent une pi6.ce sacr~toire de glycoprot6ine qui facilite le transport it travers des s(cr~tions et inhibe la protaolyse. Les IgA s6cratoires constituent approximativement 15% des sacr6tions respiratoires. Elles inhibent l'invasion bactOrienne en liant les micro-organismes dans la lumiOre et bloquent l'accrochage des pathogbnes it la muquense.

Les lymphocytes sont les 616ments celhflaires majeurs dans les 200~tm imm6diats sous l'6pithalium rhinosinusien [16] . La plupart de ces. cellules sont des lymphocytes T avec un immunophanotype <<helper>> (CD4+). Les lymphocytes cytotoxiques/suppresseurs (CD8 +) et les lymphocytes B sont minoritaires. Le ratio CD4:CD8 est de plus ou moins 2.5: 1. En l'absence d'une 259 inflammation active, la plupart de ces cellules sont en dtat quiescent et n'expriment pas les r6cepteurs it l'IL-2 (CD25).

La couverture de mucus peut 6tre divis6e en deux couches [18] : une couche muqueuse (gel) et une couche plus profonde, s6reuse et p6riciliaire (sol). Le mucus superficiel attrape les particules inspir6es et les transporte par le flux muco-ciliaire post6rieurement vers le pharynx. La couche muqueuse flotte it une vitesse de 6 it 10 mm/min suite it l'activit6 coordonn6e de l'ac-tivit6 ciliaire. La direction est inn6e et n'est pas modifi6e par la chirurgie. Les s6cr6tions sont lib& r6es dans le pharynx et d6gluties. Par cons6quent, dans des conditions de repos, la couche protectrice muqueuse dolt &tre remplac&e toutes les 10 it 20 minutes. Les cils battent dans la couche s~reuse prolbnde. Ces fluides contiennent principalement certaines prot6ines aqueuses qui pourraientjouer un r61e important de df?fense de l'h6te.

L'activit6 s~mr(-toire des glandes rhinosinusales est contrail&." d'abord par le syst~me nerveux autonomique et ensuite, par les neuropeptides lib~'rg:s par les nerfs sensoriels. Le syst~'me sympathique.joucrait tm r61e miueur dans la r6gulation des s6cr&tions nasales, lnais les m(.diateurs cholincrgiques lib~r6s par lcs neurones parasympathiques ont une influence dominantc. Une stimulation parasympathique augmente la sdcrdtion de liquides riches en protdines glandulaires. I,a stimulation des nerIs cholinergiques pent substantiellement augmenter la concentration de lysozyme, lactoferrine et d'IgA s('.crdtoires dans les sdcrgetions respiratoires. Les neuropeptides comme la substance P (SP), le gastrin-related peptide (GRP), le calcitonin gene-related peptide (CGRP) et le vasoactive intestinal polypeptide (VIP) et le neuropeptide Y (NPY) sont lib&& par les nerfs sensoriels (SP, GRP, CGRP), les nerfs parasympathiques (VIP) et orthosympathiques (NPY) dans la nmqueuse nasale. La stimulation des rdcepteurs des neuropeptides glandulaires par ces substances ou d'autres augmente le volume des s6cr6tions par les acini sous-muqueux.

Approximativement 0,5% des 1VRS de l'aduhe [10] Une infection peut commencer ~t partir d'un petit inoculum viral. A partir de l'exposition, les particules virales se lient aux antig6nes de surface spacifiques de leurs cellules cibles. Dans 90 % des infections par rhinovirus, le lien est une mol6cule d'adh6sion intercellulaire de type 1 (ICAM-1) sur la surface cellulaire [14] . Contrairement aux bact6ries, cependant, la liaison est tr6s sp6cifique rant au niveau de la celhfle cible que de l'h6te. Apr~s invasion celhflaire et r~plication, la vir~mie peut survenir. L'infection peut rester localis6e fi la cellule-cible ou aux tissus lymphoides de la r~gion.

Lors d'une infection ~t rhinovirus, ceux-ci peuvent 6tre isol&/t partir des s6cr6tions nasales chez 90 % des patients, dans 70 % des cas dans les frottis de gorge, darts 50 % dans la salive et dans 0 % des expectorations [26] . Dans une ~tude exp6rimentale off des volontaires en bonne santa avaient ~t~ inocul6s par du rhinovirus,nous avons trouv6 qu'un titre d'anticorps neutralisants sp6cifiques de 16 6tait protecteur contre les infections de la m~me esp6ce. Cependant, l'immunit6 ne dure pas longtemps. En effet, 9 "a 12 mois apr& l'infection, les anticorps ont disparu du s6rum et les r6infections par des germes de la m~me esp6ce redeviennent possibles [27] .

Les changements observ6s au niveau sinusien par tomodensitom6trie sont transitoires et ne semblent pas infiuencer les sympt6mes. L'implication la plus fr6quente est celle du sinus maxillaire (80%) suivie par celle de l'infundibulum ethmoidal (70%) et du sinus frontal (30 %) [15] . Nous avons inocul6 chez 1 100 volontaires jeunes et en bonne santa sans ant6c6dents de sinusites, d'otites moyennes ou d'allergies, des rhinovirus de type 2, 39 ou du virus de Hank. Aucun des sujets n'a d6velopp6 de sinusite aigu6 clinique! Le facteur du terrain dolt donc aussi ~tre tenu en compte.

La microbiologie de la sinusite maxillaire aigu6 est bien connue, parce que ce sinus est le plus fr6quemment impliqu6 dans un processus aigu et que les spacimens repr6sentatifs sont relativement faciles "a obtenir. I1 y a un solide consensus parmi les diff6rents auteurs qui ont 6tudi6 la situation [28] . Dans une 6tude multicentrique europ6enne, une ponction du mur m6dian du sinus maxillaire pour aspiration intrasinusale a ata r6alis6e [21] . En culture, aucune croissance n'a 6t6 observ6e dans 32,3 % tandis que le << trio infernal ~ ( H. influenzae, & pneumoniae et M. catarrhalis) atait cultiv6 chez 44,1% des patients.

Dans la sinusite chron'ique, le trio infernal est aussi prasent mais "a un bien moindre niveau et une grande vari6te d'autres bact6ries est trouv6e [28] . Tr& souvent, plus d'une esp6ce bactarienne peut 6tre trouv6e. Cependant, il est difficile de comparer les rasultats d'un auteur gt un autre. La mathode de pr616vement a certainement une influence sur le r6sultat bact6riologique mais d'autres facteursjouent stSrement un r61e comme la salection des patients (ftge, dur6e et extension de la maladie, le traitement antibiotique pr6chirurgical, etc.), le site de culture (sinus maxillaire versus sinus ethmoide), les m~thodes et milieux de transport aussi bien que les techniques de culture, incluant le temps perdu entre le pr616vement de l'6chantillon et la mise en place dans le milieu de culture.

La fraquence rapport6e des ana&obies dans les 6chantillons de sinusite chronique s'&tend entre 0% [11] et 100% [3] . Selon la litt6rature, les bac-t6ries ana6robies les plus pr&valentes sont les Propionibacterium, Bacteroides et Peptococcus species. Dans des sinus normaux, la pO2 est ~ peu pr&s de 17%, diminue ~t 12% dans la sinusite aigua et atteint presque 0 % dans la sinusite maxillaire chronique [6] . Les s6cr&ions purulentes sont provoqu6es par un pO2 bas et un bas potentiel d'oxydo-r6duction, ce qui est un bon milieu de croissance pour les ana&obies. Mais, comme les organismes ana6robies sont aussi prasents dans les sinus normaux, ils pourraient 6tre considar& comme ,, colonisateurs normaux ~,.

A partir de ces dacouvertes bact6riologiques dans la sinusite chronique, il peut &tre postul& que la sinusite chronique n'est pas, ~t la base, un processus infectieux mais serait plut6t caus6e par une obstruction ostiale, une stase de mucus et une activit6 ciliaire affect~e dont rasulte une surcroissance des germes colonisants.

Rev.fn Allergol., 1998, 38, 4

L'incidence des sinusites fongiques a augment6 au cours de ces derniEres ann6es fi la suite d'une meilleure reconnaissance et du nombre croissant de patients avec facteurs pr6disposants. Quatre syndromes fongiques peuvent ~tre diff~renci& au point de vue histologique :

1. La sinusite fon~que allergique [8] : elle est identifi6e par la pr&ence de champignons noninvasifs dans une mucine fiche en ~osinophiles.

2. Le myc~tome: ces structures sont des <<fungus balls >~ reposant dans la cavit6 sinusienne. Ils ne sont pas associ& ~ nne invasion tissulaire ou une r6action inflammatoire, les traitements antifongiques n'~tant pas fr6quemment requis awes ex~rEse endoscopique. [ 13] : les patients avec cette maladic ont une odeur fdtide dans le nez, des crofites nasales ou un exsudat de type beurre de noisette dans les cavitds sinusiennes. Bien que les biopsies montrent tree rdaction granulomateuse, il n'y a pas d'invasion profonde. [12, 20] n6crose tissulaire compromet le drainage ostio-m6atal et produit une stase des s6cr~tions sinusiennes. Une malfunction compl6mentaire est la dysfonction ciliaire induite par l'infection. Un d6faut des m6canismes muco-ciliaires normaux permet aux s6cr~tions sinusiennes de s'accumuler et facilite le d6veloppement des bact6ries au sein du sinus maxillaire. Comme la pression hydrostatique intrasinusienne s'accroit, le d6bit sanguin local d&cline, la pression partielle en oxygEne diminue et la pCO2 sinusienne augmente. Ces changements favorisent la croissance d'organismes comme S. pneumoniae et H. influenzae. Le nombre de colonies bact6riennes d6velopp6es fi partir d'aspiration de sinus infect& de maniEre aigu6 est au-del/~ de 105/ml. En r6ponse aux m6tabolites et m~.diateurs lib6r6s dans les tissus par les d6g'ats tissulaires, tan exsudat se d&veloppe dans la cavit~ sinusienne, contenant habituellement plus de 5000 cellules polymorphonucl(.'aires/ml. Comme les m~canismes de d~fcnse normaux se mettent en place, souvent aidOs par une antibioth6rapie judicieuse, le processus inflammatoire se r~duit, l'(,edEme diminue, le mouvement mucociliairc coordonn~ reprend et la stagnation disparait.

Darts certaincs conditions, les 6pisodes r6p6t~s d'infcction provoquent une hyperplasie 6pith~liale, une m~taplasie (:pidermoi'dc, l'apparition d'un tissu conjonctif bien vascularis6, la fbrmation de polype, des r~actions p(.'riost6es et une accumulation d'6osinophiles, de lymphocytes et de plasmocytes. En plus de ces contributions aux 16sions primaires, ces changements alt6reront plus tard le drainage. Un cercle vicieux s'est mis en place.

I1 a ~.t~ d&nontr6 que la r6ponse immunitaire "a un organisme passait par la diff6rcntiation du pr6curseur Th0 en Thl avec s~cr6tion d' IFN-2 et d'IL-2. I,a r6ponse "a un allergEne d6pendrait d'un groupe diff6rent de lymphocytes T helper (Th2) avec une r6ponse cytokinique de type IL-4 et IL-5 [23]. Pourtant, la distinction clinique entre rhinite infectieuse et vasomotrice allergique on autonomique n'est pas toujours simple. I1 existe de nombreuses situations hybrides dues gtla superposition de ces deux entit~s ou ~t l'existence possible d'6tats interm(:diaires. S'il est plus ais6 de comprendre le d6veloppement de pathologies infectieuses chez des patients allergiques, l'induction par des affections infectieuses de processus allergiques est plus obscure et les d6monstrations significatives peu nombreuses. Par contre, les relations entre infections et hyperr6activit6 des voies respiratoires ont &t& 6tudi6es ~t partir de l'observation des maladies obstructives induites par les virus. Ces ph6nom6nes reposent sur une interaction complexe de nombreux 616ments.

La production d'anticorps IgE sp6eifiques contre le virus Welliver, en 1986, sur une s6rie de 79 enfants hospitalis6s avec infection par RSV document6e, a d6montr6 que les hauts titres en IgE antiRSV 6talent corr616s avec la haute concentration d'histamine dans les s6cr6tions nasales. I1 d6crit 6galement que le degr6 d'hypoxie 6tait plus grand chez les patients dont les concentrations en IgE sp6cifiques antiRSV 6taient plus 61ev6es dans les s6cr6tions nasales [32] . Il retrouva les m6mes observations avec les virus parainflnenzae [33] . I1 semble donc que certains virus stimulent une r6ponse par anticorps sp6cifiques de type IgE et que le degr6 de cette r6ponse est correl6e au tableau clinique. Enfin, les IgE se lient aux mastocytes tissulaires et aux basophiles circulants. Certains auteurs dbs lors, concluent qu'en cas de r6exposition fi l'antig~ne, une liaison aux IgE se produit et lib6re les m6diateurs inflammatoires [34] .

Certains virus, surtout le RSV, mais aussi certaines bact6ries comme l'Haemophilus influenzae, sont capables de provoquer une lib6ration non-sp6cifique d'histamine on de leucotri6nes, notamment le LTC4 [29] . De plus, in vitro, Haemophilus parainfluenzae, Moraxella catarrhalis, Pseudomonas aeruginosa peuvent induire la s6cr6tion de l'histamine. Enfin, certaines bact6ries Gram n6gatif peuvent provoquer une d6granulation mastocytaire non IgE d6pendante et une lib6ration d'histamine in vitro [7] . La lib6ration de LTC4 par le RSV est plus marqu6e dans les bronchiolites par rapport aux IVRS et est significativement plus importante si l'infection ~t RSV induit la production d'IgE sp6cifique anti-RSV dans les s6cr6tions nasales [29] . Certains virus fi tropisme respiratoire peuvent modifier les fonctions des basophiles, directement ou par l'interm6diaire de s6cr6tions leucocytaires comme l'interf6ron, et accroitre leurs capacit6s fi participer ~ la r6action inflammatoire [5] .

• P VAN CAUWENBERGE, J.B. WATELET /

La stimulation b&a-adr6nergique relfiche les muscles lisses respiratoires, diminue la r6ponse inflammatoire leucocytaire et inhibe la lib6ration de m6diateurs. Les virus respiratoires peuvent alt6rer la r6action b&a-adr6nergique des leucocytes circulants et modifier la r6gulation de l'inflammation [4] .

Les dommages 6pith61iaux et la rupture de la protection 6pith61iale exposent les fibres non-my61inis6es C qui peuvent &re irrit6es par les facteurs inflammatoires. De plus, l'6pith61ium endommag6 peut lib6rer d'autres facteurs inflammatoires comme le LTB4, connu pour son chimiotactisme. Enfin, Jacoby d6montra qu'une infection virale, par la destruction de l'6pith~lium, provoque une diminution de s6cr6tion d'enc6phalinase qui, dans des conditions normales, d~grade les neurokinines bronchospastiques comme la substance P [17] .

Les effets viraux sur la r6ponse immunitaire de type cellulaire La plupart des rhinovirus, par leur fixation sp6cifique aux ICAM-1, emp&heraient l'amarrage correct entre les cellules pr6sentatrices d'anti-g6nes et les lymphocytes T [2] . Les virus peuvent ~galement, par leur interaction avec les lymphocytes, favoriser la lib6ration de cytokines comme IFN-y ou TNF, et par leur interm6diaire, augmenter l'expression des r6cepteurs de surface ICAM-1 pour les rhinovirus [25] et l'infiltration par les 6osinophiles [31] .

En dehors des consid&ations li6es aux m6diateurs, une des hypoth&es le plus souvent 6raise est la production et l'aspiration silencieuse de mat6riel muco-purulent. Bardin et collaborateurs ont instil-16 un radionucl6otide dans le sinus maxillaire chez 4 patients avec sinusite maxillaire et 9 patients avec sinusite et asthme. Apr6s 24 heures, chez aucun de ces patients, le radionucl6otide n'a &6 retrouv~ au niveau des voies a6riennes inf6rieures. Cette 6rude sugg6re donc que l'aspiration de s6cr6tions purulentes n'est pas un facteur majeur dans la coexistence de la sinusite et de l'asthme [1]. Une autre hypoth6se serait l'activation d'un r6flexe naso-Rev. fr. Allergol., 1998, 38, 4 bronchial. Nolte et collaborateurs d6montr~rent l'existence d'un tel r4flexe chez les asthmatiques fi partir d'une simple stimulation nasale par le froid. Comme les laryngectomis6s avaient la m6me r6ponse au cours de cette exp6rience, la stimulation directe des bronches par le froid ne pouvait 6tre incrimint3e. Par contre, Schumacher, dans une 6tude contr616e par placebo, n'a pu confirmer cette hypoth6se [24] . Une autre explication serait l'inhalation d'air non pr6alablement conditionn4 de mani~?re satisfaisante au niveau nasal. McFadden a d6montr6 que la combinaison d'air froid et d'hyperpn4e 6taft un stimulus potentiel de bronchoconstriction chez les asthmatiques [9] . 263 CONCLUSION L'6pith61ium respiratoire des fosses nasales et des sinus sert de premiere ligne de d6fense contre les agressions du milieu ext6rieur, qu'elles soient allergiques ou infectieuses. Les germes et m6canismes intervenant dans les pathologies infectieuses sont mieux connus mais les relations qu'ils entretiennent avec l'allergie restent plus obscures. Par contre, l'6tude syst6matique des m6diateurs au cours d'une infection peut apporter quelques cl6s nouvelles dans la compr6hension de l'ensemble de la pathologie inflammatoire des muqueuses respiratoires.

-Absence of lmlmonary aspiration of sinus contents in patients with asthma and sinusitis

ell adhesion molecules. I, AM,2B

Bactciiologic /eatures of chronic sinusitis in children

Reduced granuloeytes response to isoprotercnol, hislmniue, proslaglandin E after in vitro incubation with lliinovirus 16

The etlkx:t ol inllnenza A virus on leukocvlc hislamine release

Bacteriology of maxilkuy sinusitis m relation to quality of the rclained secretion

Non-lgE dependam bacterial-induced histamine rcleast from human hmg and tonsillar mast cells

Diagnostic criteria for allergic limgal sinnsitis

It. el al. -Airway responsivehess to cold air and hyperpnea in nolmal subjects and in those with hay fbver and asthma

Acute sinusitis. Semin. He~/Jin h{/ecl

Evaluation of the microbiology of chronic ethmoid sinusitis

Invasive fungal sinusitis in patients undergoing bone marrow transplantation. Bo*~e Marrow 7}arJ.splant

Diagnosis and management o( sinusitis

The major human rhinovirus rcccptors is ICAM-I. Call

Computed tomographic study of the common cold

llaustk'ld.l.N, el aL -Qnantilication of resident inflammatory cells in the human nasal mucosa

Influenza infection causes airway hyperresponsiveness by decreasing enkephalinase

Hmnan nasal host defense and sinusitis

The pathogenesis of rhinitis, lII. Thc control of lgG secretion

Upper respiratory tract inf~ctions in the immunocompromised host. 5emim I~,spi~: h@ct

Efficacy of penicillin treatment in purulent maxillary sinusitis. A European mnlticenter trial, h{fi'ction

Kalinel M.A. -How the nose runs and why

hMnction of Till andTH21cSl)onses:akeyrole for the <<natural>> immtme response ? hnmu);ol. Today 11t92

Puhnonary response lo nasal-challenge testing of atopic sut~jects with stable asthma

A cell adhesion molecule ICAM-1 is the m@n snrlace receptor fbr rhinovirus. (,'ell

Van Cauwenberge R -Diagnosis ofintections rbinopathy

Antibodies against rhinoviruses

hnmu~obiolow in Otorhinolaryngoh)g3~. Progress of a decade

The inicrotfiolog T of acnte and chronic sinusitis and otitis media

The release of lencotrienes in the respiratoly tract during inflection with respiratory syncytial virus ; role in obstruction airway disease

Sinusitis in children. ;\~ E'ngl

Intercelhflar adhesion molecule-1 (ICAM-I) in the pathogcnesis of asthma

Predictive value of respiratory syncitial virus-specific IgE responses for recnrrent wheezing fbllowing hronchiolitis

The development of respiratory syncytial virus-specific lgE and the release of histamine in nasopharyngeal secretions after infbction