Escherichia coli

4.0 Importance de la présence d'E. coli dans l'eau potable

4.1 Description

Escherichia coli est un membre du groupe des coliformes qui fait partie de la famille des Entérobactériacées. C'est une bactérie anaérobie facultative, gram-négative, non sporulée et en forme de bâtonnet qui contient l'enzyme β-glucuronidase.

4.2 Sources

Comme il est membre de la famille des Entérobactériacées, on trouve naturellement E. coli dans les intestins des êtres humains et des animaux à sang chaud. Contrairement à d'autres bactéries de cette famille, E. coli n'est habituellement pas présent naturellement sur les plantes, ni dans le sol et l'eau. Dans les matières fécales humaines et animales, la concentration d'E. coli s'établit à environ 10⁹ par gramme (Edberg et coll., 2000), ce qui représente environ 1 % de la biomasse totale du gros intestin (Leclerc et coll., 2001). Même si E. coli fait partie de la flore fécale naturelle, certaines souches de cette bactérie peuvent causer des effets gastro-intestinaux et d'autres problèmes de santé plus graves. On trouve d'autres renseignements sur les souches pathogènes d'E. coli dans Les bactéries pathogènes d'origine hydrique : micro-organismes préoccupants courants et émergents (Santé Canada, 2006a). Il convient de signaler que les concentrations fécales d'E. coli non pathogène type, qui servent à indiquer une contamination fécale récente, seront toujours plus élevées que celles des souches pathogènes, même au cours des éclosions.

E. coli est en général le plus sensible des coliformes aux agresseurs environnementaux. Sa survie dans l'environnement dépend de nombreux facteurs, y compris la température, l'exposition aux rayons du soleil, la présence et les types d'autres microflores et le type d'eau en cause (p. ex., eau de surface, eau souterraine ou eau traitée de réseaux de distribution). E. coli survit en général de 4 à 12 semaines dans l'eau contenant une microflore moyenne à une température de 15 à 18 °C (Kudryavtseva, 1972; Filip et coll., 1987; Edberg et coll., 2000). La recroissance d'E. coli dans des réseaux de distribution d'eau ne constitue pas un sujet de préoccupation, puisque cette bactérie se reproduit rarement en dehors de l'intestin humain ou animal (Geldreich, 1996). Conjuguée à sa brève survie dans les environnements aqueux, l'incapacité d'E. coli de se reproduire dans l'eau signifie que sa détection dans un réseau de distribution d'eau constitue un bon indicateur de contamination fécale récente.

5.0 Rôle d'E. coli comme indicateur de salubrité microbiologique

Même si les techniques microbiologiques modernes permettent de détecter les bactéries, virus et protozoaires pathogènes, l'isolement de ces organismes dans les échantillons d'eau potable n'est pas très pratique. Cela est dû notamment au nombre important d'agents pathogènes possibles et au fait qu'on n'a pas inclus des agents pathogènes auparavant inconnus, sans compter le temps et les coûts requis par une surveillance régulière de tous les agents pathogènes. On utilise plutôt des indicateurs microbiens puisqu'il est moins difficile de surveiller des indicateurs que des agents pathogènes particuliers et que cela nécessite moins de temps et d'argent. Des techniques simples et peu coûteuses encouragent à analyser davantage d'échantillons, ce qui donne un meilleur tableau d'ensemble de la qualité de l'eau et, par conséquent, protège mieux la santé publique. De nouvelles méthodes d'analyse moléculaire pourraient offrir un moyen facile, peu coûteux et rapide de détecter des agents pathogènes et des indicateurs, mais ce n'est toutefois pas encore le cas.

Un indicateur sanitaire approprié de la présence d'agents pathogènes microbiens doit avoir plusieurs qualités idéales. Il doit toujours être présent en présence de l'agent pathogène et il ne faut pas le détecter en l'absence de celui-ci. Il doit avoir une durée de vie semblable à celle de l'agent pathogène, être présent en grandes quantités et être facile à détecter par des moyens simples et peu coûteux. Il ne doit pas se multiplier dans l'environnement après avoir été excrété par l'hôte. Compte tenu de ces qualités, si l'on isole l'indicateur dans le réseau d'approvisionnement en eau, on peut en déduire que des micro-organismes pathogènes pourraient être présents. S'il n'y a pas d'indicateur, les micro-organismes pathogènes sont probablement absents eux aussi.

Parmi les contaminants que l'on peut trouver dans l'eau potable, ceux qui sont présents dans les matières fécales humaines et animales représentent un plus grand danger pour la santé publique. C'est pourquoi il faut pouvoir détecter la présence de contamination fécale dans l'eau potable pour assurer la sécurité du public. Dès le début du 19^e siècle, on a reconnu E. coli comme un bon indicateur de contamination fécale. On a déterminé qu'E. coli était la seule espèce du groupe des coliformes qu'on trouve exclusivement dans le tractus intestinal des êtres humains et des animaux à sang chaud et qui est excrétée par la suite en grandes quantités dans les matières fécales (environ 10⁹ par gramme) (ministère de la Santé nationale et du Bien-être social, 1977). Outre le fait qu'il est spécifique aux matières fécales, E. coli ne se multiplie généralement pas dans l'environnement et sa durée de vie est du même ordre de grandeur que celle d'autres bactéries entériques pathogènes : dans les deux cas, il s'agit de qualités d'un indicateur idéal. Comme on l'a déjà mentionné, les bactéries E.coli sont aussi excrétées en grande quantité dans les matières fécales, ce qui permet de les détecter même lorsqu'elles sont très diluées.

On a reconnu que, contrairement à E. coli, la plupart des genres appartenant au groupe des coliformes totaux étaient présents naturellement dans le sol, la végétation et l'eau en plus des matières fécales et ne constituaient donc pas des indicateurs convenables de contamination fécale. On a néanmoins utilisé les coliformes totaux comme substitut d'E. coli, principalement parce qu'il n'y avait pas de méthodes systématiques permettant de distinguer E. coli des autres coliformes. Ce n'est qu'au milieu du 20^e siècle que l'on a mis au point des méthodes plus spécifiques de détection des coliformes thermotolérants (auparavant appelés coliformes fécaux), qui comprennent E. coli et des membres des genres Klebsiella, Enterobacter et Citrobacter. Cependant, si le groupe des coliformes thermotolérants permettait une détection plus spécifique d'E.coli que les coliformes totaux, il contenait aussi d'autres espèces non spécifiques aux matières fécales et capables de survivre et de se reproduire dans l'eau. Les analyses sur substrats enzymatiques permettent maintenant de contrôler E. coli de façon régulière.

On accorde aujourd'hui plus d'attention aux virus et aux protozoaires pathogènes dans les systèmes d'approvisionnement en eau. Si E. coli est un bon indicateur de la présence de bactéries pathogènes végétatives que l'on trouve couramment dans l'eau, comme l'espèce Salmonella (Mitchell et Starzyk, 1975), il s'est révélé moins efficace comme indicateur de la présence de virus et de protozoaires. Comparativement aux protozoaires et à certains virus, E. coli et les membres du groupe des coliformes ne survivent généralement pas aussi longtemps dans l'environnement (Edberg et coll., 2000) et sont plus vulnérables à beaucoup de désinfectants d'usage courant dans l'industrie de l'eau potable. Par ailleurs, des données probantes montrent que même si les virus peuvent survivre de façon innée plus longtemps que les bactéries dans l'environnement, leur durée de vie peut en réalité être plus courte, parce qu'ils sont plus petits que les bactéries et n'ont pas de mécanismes de défense : ils sont donc plus facilement phagocytés par les autres micro-organismes de la microflore. C'est pourquoi des études indiquent que dans certaines conditions, les indicateurs bactériens peuvent quand même être de bons indicateurs de la présence de virus. Dans une étude sur la consommation d'eau potable réalisée par Craun et coll. (1997), par exemple, on a constaté l'existence de liens solides entre la présence de coliformes et celle de la gastro-entérite virale. Une autre étude réalisée dans le sud de l'Ontario, qui portait sur la qualité de l'eau de puits en milieu rural quant à la présence d'E. coli et de toute maladie y reliée dans les familles, a révélé l'existence d'un lien statistique entre la présence d'E. coli dans le puits et une maladie gastro-intestinale chez une personne, bien que l'on n'ait pas identifié les agents pathogènes (Raina et coll., 1999). Des études ont également montré que les indicateurs bactériens pouvaient être utilisés dans certaines conditions pour indiquer la présence de protozoaires pathogènes. Par exemple, une étude de la qualité de l'eau brute a montré qu'à des concentrations élevées de coliformes thermotolérants (y compris E. coli) , la probabilité de constater la présence de protozoaires entériques et de virus entériques était aussi très élevée (LeChevallier et coll., 1991; Payment et coll., 2000). Dans une autre étude, on a caractérisé une éclosion de giardiase d'origine hydrique dans une ville du nord de l'Ontario par la présence de taux anormalement élevés de kystes et de coliformes thermotolérants dans l'approvisionnement en eau brute (Wallis et coll., 1998).

Comme mentionné ci-dessus, les indicateurs de contamination fécale comme E. coli sont de bons indicateurs de la présence d'agents pathogènes transmis par les matières fécales. D'autres maladies d'origine hydrique sont causées par des agents pathogènes qui ne sont pas transmis par la voie fécale-orale et dont la présence n'est pas révélée par la détection d'indicateurs fécaux. On ne connaît pas d'indicateurs de ces agents pathogènes. Une approche à barrières multiples permettra de réduire au minimum leur incidence.

Il faut souligner qu'aucune analyse bactériologique ne peut remplacer une connaissance approfondie de la qualité de l'eau à la source d'approvisionnement, pendant le traitement et dans l'ensemble du réseau de distribution. La contamination est souvent intermittente et peut ne pas être décelée par l'analyse d'un seul échantillon. Une analyse bactériologique de l'eau peut tout au plus démontrer qu'au moment de l'examen, des bactéries indicatrices de pollution fécale se sont reproduites ou non dans les conditions de laboratoire à partir de l'échantillon d'eau analysé. Par conséquent, si une inspection sanitaire révèle qu'une source d'approvisionnement non traitée est contaminée par des matières fécales, que l'eau traitée est vulnérable à la contamination par des matières fécales durant l'entreposage ou la distribution, ou que l'eau n'est pas suffisamment traitée, il faut considérer que l'eau est impropre à la consommation, quels que soient les résultats de l'analyse bactériologique.