CHAPITRE IV

LE BACTERIOPHAGE ET L'IMMUNITE

Le Bactériophage, Bacteriophagum intestinale de (I'Herelle igi8, ultramicrôbe parasite des bactéries, existe normalement dans l'intestin des animaux, vertébrés et invertébrés. La possibilité de numération des ultramicrobes est le point capital de Tétude du Bactériophage, car il permet de suivre son développement et de saisir son mode d'action in vitro et in vivo. Parasite obligé, le Bactériophage ne vit qu'aux dépens de bactéries vivantes et normales qui constituent son unique milieu de culture. Les expériences et l'examen ultramicroscopique concordent pour montrer que Tultramicrobe Bactériophage pénètre à Tintérieur d'une bactérie, y forme une colonie de quinze à vingt-cinq éléments en Fespace d'une heure à une heure et demie ; la bactérie éclate alors, libérant les jeunes ultramicrobes. Le Bactériophage utilise pour son développement la substance des bactéries qu'il solubilise à l'aide de diastases lytiques qu'il sécrète ; la propriété possédée par le Bactériophage de sécréter une lysine active pour une bactérie donnée, ce qui lui permet de pénétrer dans cette bactérie et de s'y reproduire, représente, au sens strict du mot, la virulence vis-à-vis de cette bactérie.

Il n'existe qu'une seule espèce de Bactériophage, commune à tous les animaux, susceptible par accoutumance d'acquérir la virulence vis-à-vis des diverses espèces bactériennes, vraisemblablement de toutes les espèces.

De môme qu'il existe pour chaque bactérie pathogène toute une gamme de virulence pour un animal donné, de même chaque souche

2l6 LE BAGTÉRIOPHAGE

de Bactériophage possède une virulence propre. Nous pouvons exalter ou atténuer la virulence d'une bactérie pathogène, le même phénomène s'obtient avec le Bactériophage. Enfin l'organisme supérieur parasité se défend contre les sécrétions bactériennes et est susceptible d'acquérir l'immunité antitoxique, la bactérie attaquée par le Bactériophage ne reste pas passive, elle lutte, elle peut vaincre et acquérir une immunité antily tique. Toutes les péripéties de la lutte entre l'animal et la bactérie se retrouvent dans la lutte entre le Bactériophage parasite et la bactérie attaquée : la similitude est complète, nous descendons seulement d'un degré dans l'ordre de grandeur des êtres en présence.

L'existence du Bactériophage dans l'intestin de tous les êtres vivants, son exiguité qui lui permet de filtrer à travers des sols imperméables aux bactéries, sa vitalité et sa résistance aux agents de destruction, expliquent son extrême diffusion dans la Nature.

Une souche quelconque du Bactériophage est rarement active au sortir de l'organisme vis-à-vis d'une seule espèce bactérienne, elle attaque généralement plusieurs espèces à la fois et possède pour chacune d'elle une virulence variable. Le Bactériophage est un, mais il existe des infinités de souches possédant chacune, au sortir de l'organisme, le pouvoir d'attaquer un certain nombre de bactéries. Une même souche est essentiellement variable dans le temps, comme intensité d'action vis-à-vis de chaque espèce bactérienne, et comme étendue d'action eu égard au nombre d'espèces bactériennes attaquées. Toutes les combinaisons de virulence étant possibles en quantité comme en qualité, on comprend, vu le nombre infini de combinaisons possibles, qu'il n'existe pas deux souches de l'ultramicrobe bactériophage qui soient identiquement semblables.

Dans une émulsîon bactérienne inoculée avec une culture d'un^ souche active du Bactériophage, ce n'est pas toujours ce dernier qui l'emporte : si la bactérie parvient à acquérir la résistance, il se produit une sélection de bactéries de plus en plus résistantes qui aboutit à la formation d'un état d'équilibre entre la bactérie résistante et le Bactériophage virulent qui coexistent alors dans le milieu ; il se produit une culture mixte dans laquelle l'équilibre est plus ou moins stable et est susceptible de se rompre en faveur de l'un ou de l'autre des germes en présence, suivant les circonstances du moment.

L'acquisition de la résistance s'accompagne de changements dans la morphologie et les propriétés de la bactérie : les bacilles prennent

un aspect cocciforme et s'entourent d'une capsule ; ils deviennent ina^glutinables ; résistent à la phagocytose; ils sont doués d'une vitalité très grande et d'une virulence exaltée. La perte de la résistance s'accompagne du retour à la forme et aux propriétés normales.

Le Bactériophage est donc susceptible d'acquérir la virulence vis-à-vis d'une bactérie donnée, la bactérie de son côté est susceptible d'acquérir la résistance vis-à-vis du Bactériophage : la virulence de l'un et la résistance de l'autre ne sont pas fixes mais essentiellement variables, s'exaltent ou s'atténuent suivant les conditions héréditaires de chacun des deux germes en présence et des circonstances du moment qui favorisent l'un ou l'autre des deux antagonistes. Ces deux phénomènes dominent la pathogénie et la pathologie des maladies infectieuseis.

L'ultramicrobe bactériophage est un hôte normal de l'intestin : parasite obligé, il. s'y maintient aux dépens des bactéries saprophytes douées héréditairement d'une certaine résistance, avec lesquelles il vit en commensalité. Une bactérie quelconque, pathogène ou non, s'introduit-elle dans l'intestin, le Bactériophage exalte sa virulence vis-à-vis de l'envahisseur et cela d'autant plus rapidement que cette bactérie est dénuée de résistance et que le Bactériophage lui-même est héréditairement plus entraîné à la lutte : plus les réinfections par une bactérie donnée sont fréquentes, plus apte est le Bactériophage à acquérir rapidement un degré de virulence suffisant pour empêcher, dès le début, toute culture. Si la bactérie qui envahit un individu est l'agent d'une maladie intestinale ou à voie d'accès intestinale, l'infection est alors enrayée d'emblée et la maladie tivorte avant tout symptôme morbide.

L'adaptation rapide du Bactériophage peut être retardée ou même empêchée par suite de circonstances défavorables : plus sensible que les bactéries à l'action des acides et des bases, la réaction du milieu est le facteur principal qui influe sur le développement du Bactériophage et sur son pouvoir d'attaque ; d'un autre côté, son activité peut être annihilée si le germe envahisseur sort d'un organisme dans lequel il a eu à lutter contre le Bactériophage, lutte qui lui a permis d'acquérir un degré plus ou moins élevé de résistance. Dans l'un ou l'autre cas la bactérie pathogène se cultive et la maladie se déclare. Si les circonstances de milieu restent défavorables et entravent l'action du Bactériophage, la bactérie se développe librement et l'individu envahi succombe. Sinon la lutte se poursuit entre

2l8 LE BACTCRIOPHAGE

le Bactériophage, dont la virulence s*exalle peu à peu par suite d'une sélection des ultramicrobes les plus aptes, la bactérie de son coié est susceptible d'acquérir la résistance et d'exalter cette résistance par suite é^lement d*un phénomène de sélection : l'état de l'individu au sein duquel la lutte se poursuit enregistre fidèlement les péripéties de cette lutte. La convalescence ne s'établit que du moment où la virulence du Bactériophage domine définitivement la résistance de la bactérie. Si le contraire se produit, si la bactérie acquiert l'état réfractaire, aucune barrière ne s'oppose plus à l'cnvahissement de l'individu qui succombe fatalement.

En un mot, la guérison se produit toujours par suite dune exaltation de la virulence du Bactériophage, suffisante pour lui permettre de parasiter et de détruire les bactéries pathogènes implantées dans l'organisme. La mort survient, soit par suite de l'inertie du Bactériophage, soit par suite de l'acquisition par la bactérie de l'état réfractaire, ce qui permet à cette dernière, dans l'un et l'autre cas, de se développer sans entraves.

Un troisième cas peut se présenter : on isole du contenu intestinal des « porteurs de germes », tvphiques ou dysentériques, et cela d'une manière constante, la bactérie pathogène résistante et le Bactériophage virulent pour la bactérie : il y a commensalité (comme c'est le cas pour les saprophytes normaux de l'intestin), autrement dit culture mixte; en général l'équilibre est assez rapidement rompu en faveur du Baclériopiiage. Chez l'individu qui deviendra porteur de germes, la lutte se poursuit dans l'intestin entre le Bactériophage et la bactérie pendant un temps suffisamment long pour permettre à Timmunité organique de s'établir avant que le Bactériophage soit parvenu à dominer complètement la bactérie. Les bactéries n'agissent sur l'organisme que par le moyen de leurs toxines : une bactérie dont la toxine n'exerce plus d'action sur les cellules d'un animal est aussi inoffensive pourlui qu'une bactérie naturellement atoxiq ne; du moment où l'immunité organique est acquise par le porteur, la bactérie pathogène devient pour lui saprophyte.

On comprend d'autre part le danger de la contamination par les porteurs de germes qui, s'ils répandent un Bactériophage virulent, répandent également une bactérie résistante, c'est-à-dire particulièrement apte à anihiler la défense exercée par le Bactériophage intestinal chez les individus susceptibles d'être contaminés par le porteur.

Les observations faites dans la pyélonéphrite permettent de penser

que l'individu atteint d'une maladie infectieuse chronique est en réalité un porteur interne ; là aussi, l'individu jouit de l'immunité antitoxique, la lutte se poursuit au sein de l'organisme même entre le Bactériophage virulent et la bactérie résistante : mais tandis que dans l'intestin la présence de la bactérie désormais inoffensive n offre pas grand inconvénient pour l'individu qui l'abrite, la présence d'une culture bactérienne au sein des tissus n'est pas indifférente par suite des réactions inflammatoires qu'elle provoque. La phagocytose d'autre part ne peut jouer un rôle actif : nous avons vu que les bactéries ayant acquis la résistance vis-à-vis du Bactériophage, résistaient également à la phagocytose.

Le rôle du Bactériophage ne se borne pas à la défense intestinale : quelle que soit la maladie infectieuse considérée, il y a toujours introduction de la bactérie pathogène dans l'intestin, soit par voie digcstive, soit par voie hépatique ; le Bactériophage intestinal est donc toujours susceptible d'être, à un moment donn4, en contact avec la bactérie pathogène et à même d'acquérir la virulence visà-vis de cette bactérie. L'expérience montre de plus que le Bactériophage est susceptible de pénétrer dans la circulation à la faveur d'une septicémie et qu'il peut aller exercer son action en un point quelconque de l'organisme.

L'action du Bactériophage se manifeste encore d'une autre manière : en se cultivant aux dépens des bactéries, il les dissout ; la substance des bactéries, dissoute et modifiée sous l'action des lysines sécrétées par le Bactériophage, se trouve placée dans un état physique et chimique particulièrement propre à impressionner les cellules de l'organisme qui élaborent les antitoxines.

L'expérience montre enfin que le Bactériophage exerce utie action prépondérante dans la phagocytose : d'une part, les lysines du Bactériophage possèdent un pouvoir opsonique extrêmement élevé (i), d'autre part une bactérie résistante au Bactériophage est, par ce fait même, résistante à la phagocytose.

Le Bactériophage, agent direct de l'immunité antimicrobienne, qui est par conséquent hétérologué, tout au moins chez l'animal sensible, est aussi indirectement un agent d'immunité organique, par conséquent homologue.

L'histoire de la maladie est en définitive l'histoire de la lutte entre

(i) Lysines du Bactériophage et anlilysînes bactériennes ne seraient-elles pas synonymes d'opsonines et as^ressines?

220 LE BAGTERIOPBAGE

le Bactériophage et une bactérie. Nous retrouvons les mêmes iaits, mais sur une plus grande échelle, dans Tépidémie. - L'uUramicrobe virulent, qui existe dans l'intestin de tous les convalescents, est répandu par ceux-ci avec leurs déjections : il est donc susceptible de contaminer les individus sensibles environnants, et cela qu'il s'agisse d'une maladie intestinale, d'une maladie seplicémique ou d'une maladie à localisations.

L'étude montre que l'histoire d'une épidémie enregistre en dernière analyse les péripéties de la lutte entre deux agents, la bactérie pathogène et l'ultramicrobe bactériophage, et que ce dernier est transmissible d'individu à individu : l'immunité est contagieuse au même titre que la maladie elle-même. Le début de l'épidémie est marqué par la diffusion d'une bactérie dont la virulence s'exalte prc^ressivement par passages par individus sensibles, l'épidémie se répand ; Tultramicrobe bactériophage exalte à son tour sa virulence pour la bactérie pathogène, se répand également ; l'épidémie cesse quand tous les individus sensibles sont contaminés par le Bactériophage virulent.

Nous avons vu que le Bactériophage était susceptible de conserver longtemps une virulence « latente » pour une bactérie donnée ; ces virulences latentes, entretenues d'ailleurs par les contaminations accidentelles, expliquent la différence qui existe entre le mode de propagation des maladies sporadiques et des maladies épidémiques : vis-à-vis des bactéries, agents des premières, le Bactériophage est toujours prêt à intervenir et ce n'est qu'exceptionnellement que la contamination est suivie de maladie ; pour les secondes au contraire, le germe morbide étant d'ailleurs le plus souvent importé, le Bactériophage ne jouit au début d'aucune virulence, l'épidémie se répand et ne cesse, ou ne prend l'allure sporadique, que par suite de la diffusion du Bactériophage devenu virulent vis-à-vis de la bactérie pathogène dans l'organisme des convalescents.

L'ultramicrobe bactériophage virulent pour une bactérie donnée est cultivable in vitro, il est donc possible de l'obtenir en quantité aussi grande qu'on le désire : si son pouvoir protecteur est réel il nous suffit de l'introduire dans l'organisme d'un individu sensible pour placer cet individu dans le même état réfractaire dans lequel il se trouverait s'il avait résisté naturellement à la contagion. C'est ce que démontrent les expériences effectuées dans la typhose aviaire et la septicémie hémorragique du Buffle.

L'injection à un individu sensible d'une culture du Bactériophage

virulent vis-à-vis d une bactérie donnée est inoffensive et ne provoque aucune réaction, même quand il s'agit de culture du Bactériopbage développé aux dépens des bactéries les plus toxiques, le bacille dysentérique ou le bacille pesteux par exemple.

Les ultramicrobes injectés passent rapidement dans l'intestin.

L'injection d'une culture du Bactériophage provoque :

i^ L'immunité antimicrobienne hétérologue, immédiatement, par le fait même de la présence dans lorganisme du Bactériophage virulent vis-à-vis de la bactérie en cause. En milieu non épidémique cette immunité est passagère; en milieu épidémique elle persiste aussi longtemps que se produisent les reinfections,

2^ L^immunité organique ou homologue, d'une durée encore indéterminée (plus de sept mois dans le cas de la typhose aviaire) ; elle se produit, après un temps d'incubation, par suite de la production d'anticorps spécifiques, vraisemblablement assimilables aux antitoxines, décelables dans le sérum des animaux immunisés. Le temps d'incubation est d'autant plus long que la dose injectée a été plus élevée.

Les- expériences d'immunisation contre le barbone nous ont montré l'importance de la question de la dose : la quantité de culture du Bactériophage nécessaire et suffisante pour provoquer la formation de l'immunité organique doit, dans tous les cas, être injectée en une seule fois. Quant à la dose elle-même elle varie certainement suivant la maladie considérée et, par conséquent, la batv térie aux dépens de laquelle s'est développée le Bactériophage dont la culture est injectée (i). Dans la septicémie hémorragique du Buffle la dose unique optima est de un quart de centimètre cube par loo kgr. de poids ; elle devra être fixée par expériences préalables pour les autres maladies {2).

La maladie une fois déclarée, l'introduction de l'ultramicrobe bactériophage virulent pour la bactérie en cause dans l'organisme

(i) Je ne parle ici que de V injection : rîng'estion de cultures du Bactériophage ne semble pas produire rimniunité organique : les ingestions peuvent être répétées sans aucun inconvénient, je l'ai vérifié sur moi-même.

(2) J'appelle également l'attention des expérimentateurs sur le fait que les cultures du Bactériophage employées pour l'immunisation doivent être parfaitement limpides, c'estrà-dire que la Ijse doit être complète ; de plus la filtration sur bougie est indispensable, nous en avons vu la raison. A la rigueur on pourrait remplacer la filtration par un chaufiFage à 58»; la filtration est préférable.

malade, doit mettre l'individu atteint dans les mêmes conditions où se trouve l'individu convalescent. Les expériences réalisées dans la typhose aviaire et la dysenterie humaine montrent en effet que Tinjection ou Ting'estion de cultures du Bactériophage exercent une action curative.

L'administration au malade de la culture du Bactériopliagc actif doit, cela se conçoit, être faite à un moment aussi rapproché que possible du début de la maladie, et cela pour deux raisons :

I® Nous avons vu que l'acquisition de la virulence par le Bactériophage ne représente qu'un côté de la question de la guérison : la bactérie peut acquérir un état de résistance tel que l'action du Bactériophage soit anihilée ; Tadministration d'une culture du Bactëriophage actif aura donc d'autant plus d'action que la résistance de la bactérie sera moindre; d'autre part l'acquisition de la résistance se produisant par suite d'une lutte qui se poursuit au sein de l'organisme entre le Bactériophage et la bactérie : plus rapide sera Tintervention, moins grandes seront les probabilités de résistance.

2^ S'il existait déjà au moment de l'intervention des lésions organiques incompatibles avec la vie, quelle que puisse être l'action du Bactériophage, l'issue de la maladie ne pourrait qu'être fatale.

En résumé, l'observation et l'expérience concordent pour montrer que le Bactériophage est l'agent direct de l'immunité antimicrobienne chez l'animal sensible : il dissout les bactéries aux dépens desquelles il se reproduit et cela au moyen des lysines qu'il sécrète et qui restent en solution une fois les bactéries détruites. Ces lysines jouissent de plus d'un pouvoir opsonique extrêmement élevé, ce qui peut contribuer également, dans certains cas, à assurer la destruction des bactéries pathogènes.

Le Bactériophage contribue également à l'établissement de l'immunité organique : la substance des bactéries dissoute*sous l'action des lysines, se trouve placée dans un état physique et chimique tels qu'une quantité extrêmement faible de cette substance suffit pour provoquer la formation d'une immunité organique puissante.

L'immunité acquise à la suite d'une unique injection d'une petite quantité d'une culture du Bactériophage s'accompagne de l'apparition dans le sang d'un principe protecteur. L'animal qui reçoit ce sang jouit d'une solide immunité vis-à-vis de la bactérie aux dépens de laquelle le Bactériophage injecté à l'animal producteur de sérum s'était développé. Nous avons vu que ce principe protecteur était vraisemblablement une antitoxine. Il est possible que ce nouveau

procédé d'obtention de sérums immunisants fournisse le moyen d'nitervenir au cours de la maladie, même dans le cas où Tadministration de culture du Bactériophage actif soit restée sans action par suite de l'acquisition antérieure de la résistance par la bactérie.

La notion du Bactériophage, agent d^mmunité cultivable, permet enfin d'entrevoir la possibilité d'une intervention collective au cours des épidémies.

Quelle que soit l'épidémie (pourvu, cela va sans dire, que Tagent en soit connu et cultivable), nous avons d'abord la possibilité de la vaccination individuelle au moyen d'une unique injection d'une minime quantité de culture du Bactériophage actif vis-à-vis de la bactérie en cause. Mais nous avons vu que la présence dans Tintestin d'ultramicrobcs bactériophages actifs assurait la protection de l'individu sensible ; nous pouvons donc envisager la possibilité de l'immunisation collective de la population, car il serait facile de mélanger à l'eau potable des cultures du Bactériophage, surtout dans les agglomérations urbaines où l'eau est distribuée par canalisation. On assurerait ainsi la permanence du Bactériophage actif dans lîintestin de tous les individus sensibles pendant la durée de la période critique. La méthode ne présenterait aucun risque : les cultures du Bactériophage peuvent être ingérées sans inconvénients, quelle qu'en soit la quantité.

Malgré que j'aie spécifié à plusieurs reprises au cours de cet ouvrage que les recherches entreprises ne visaient que l'immunité antimicrobienne chez ranimai sensible, je tiens en terminant, et pour éviter toute équivoque, à dire quelques mots au sujet de la phagocytose, car il pourrait paraître étrange que, parlant de l'immunité antimicrobienne, je ne fasse pas allusion à ce mode de défense.

Je ne conteste aucune des conclusions de Metchnikoff touchant le rôle de la phagocytose dans l'immunité naturelle qui caractérise l'état réfractaire.

Dans l'immunité acquise, Metchnikoff et ses collaborateurs affirment que, là aussi, la phagocytose joue un rôle capital. Que l'élimination des bactéries s'effectue par phagocytose, une fois l immunité organique établie, c'est ce qui semble bien résulter de leurs travaux.

Dans l'un ou l'autre cas d'ailleurs, le Bactériophage manifeste quand même son action : son activité ne se limite naturellement pas aux bactéries pathogènes pour un animal donné, elle s'exerce indis-

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tinctement et dans toutes les circonstances chez tous les animaux vis-à-vis des bactéries pathogènes ou saprophytes, mais, chez l'animal immun^ le Bactériophage resterait- il inerte, que les bactéries n'en seraient pas moins éliminées paf phagocytose.

Que reste-t-il donc pour le rôle du Bactériophage dans Timmunité? La défense de l'individu sensible exposé à la contagion et la défense de cet organisme sensible au cours de la maladie naturelle. En d'autres termes, le Bactériophage joue un rôle prépondérant dans les phénomènes d'immunité qui s'accomplissent chez l'individu sensible^ c'est par 5uite de sa présence, qu'exposé à la contagion îl peut rester indemne ; c'est par suite de sa présence que, malade, il peut guérir.