Orthomyxovirus, A. Decoster, FLM,p. 1

LES MYXOVIRUS

La famille des Myxovirus a rassemblé des virus enveloppés à ARN (−) qui ont une affinité pour les mucoprotéines (myxo signifie mucus).

Mais au fur et à mesure de la découverte de nouveaux virus il s'est avéré nécessaire de créer deux familles distinctes : les Orthomyxovirus et les Paramyxovirus. Le tableau récapitulant les caractéristiques de ces deux familles met en évidence une parenté très lointaine :

FAMILLE ORTHOMYXOVIRIDAE PARAMYXOVIRIDAE

TAILLE MOYENNE 100 nm 200 nm

NUCLÉOCAPSIDE

symétrie ∅

hélicoïdale 8 nm

hélicoïdale 16 nm

GÉNOME ARN (−) transcriptase associée

segmenté (8)

ARN (−) transcriptase associée

non segmenté

ENVELOPPE spicules H et N spicules F

séparées absentes (1)

associées présentes

RÉPLICATION DU GÉNOME dans le noyau dans le cytoplasme

H = spicule d'hémagglutinine N = spicule de neuraminidase F = spicule de fusion (1) l'activité de fusion est portée par la spicule H

La famille des Paramyxoviridae est beaucoup plus proche de la famille des Rhabdoviridae, en particulier par la nature du génome et la stratégie de la réplication.

La famille des Orthomyxoviridae ne comprend qu'un seul genre : Influenzavirus, responsable des grippes pouvant affecter l'homme et certains animaux.

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LES VIRUS DE LA GRIPPE

STRUCTURE (espèce type : le virus A)

Virus enveloppé (donc relativement fragile) taille : 80 à 120 nm

Génome segmenté ARN (−)

composé de 8 segments d'ARN (−) donc transcriptase associée (à chaque segment)

Génome

Au centre du virus se trouve le génome viral composé de 8 segments d'ARN (−) protégés par une protéine NP (NP pour nucléoprotéine) qui, en se polymérisant, confère une symétrie hélicoïdale à chacun des 8 segments. Ces segments ont des longueurs variables.

Six d'entre eux codent chacun pour une protéine : 1 PB1 2 2200 nucléotides (environ) PB2 associées Polymérases 3 PA 4 HA hémagglutinine 5 1500 nucléotides (environ) NA neuraminidase 6 NP nucléoprotéine

Les 2 derniers codent chacun pour 2 protéines et ceci nécessite un montage de l'ARN transcrit :

7 M1 et M2 protéines de matrice 1000 nucléotides (environ) 8 NS1 et NS2 non structurales, leur rôle n'est pas connu

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Enveloppe

Les virus de la grippe sont des virus enveloppés, donc relativement fragiles : ils sont sensibles à la chaleur, à l'acidité et aux solvants des lipides.

L'enveloppe dérive de la membrane cytoplasmique de la cellule-hôte modifiée :

1°/ par l'apposition des protéines virales M1 et M2 sur la face interne de la membrane qui forment la matrice. Cette matrice accroche d'une part les glycoprotéines virales de surface et d'autre part les segments de nucléocapside à l'intérieur du virion. Elle est donc indispensable à la formation d'une particule virale stable.

M1 est une protéine assurant la stabilité du corps viral ; alors que M2 est un tétramère formant un canal à protons.

2°/ par l'inclusion de deux types de spicules de glycoprotéines qui diffèrent à la fois par leur morphologie et par leurs activités biologiques :

Hémagglutinine

C'est un trimère en forme de bâtonnet désigné par HA (HA pour Hemagglutinine Activity) . Chaque élément est composé de deux glycoprotéines HA1 et HA2 réunis entre elles par un pont disulfure. Elle assure la fixation et la pénétration du virus :

- HA1 est responsable de la fixation spécifique des virions aux récepteurs cellulaires.

- HA2 est responsable de la fusion de l'enveloppe avec la membrane de la cellule-hôte.

Elle s'attache à l'acide N-acétyl-neuraminique (ou NANA pour N-acetyl-neuraminic acid ou acide sialique) des glycoprotéines membranaires :

La fixation du virus aux cellules de l'arbre respiratoire - premier stade de l'infection - dépend de l'hémagglutinine. L'activité hémagglutinante des virus résulte également de l'action de l'hémagglutinine qui s'attache à l'acide neuraminique des glycoprotéines de surface des globules rouges. Les anticorps neutralisant l'hémagglutinine s'opposent donc : • à l'infection : ce sont des anticorps protecteurs, • à l'hémagglutination : ce sont des inhibiteurs spécifiques de l'hémagglutination. Le mucus respiratoire contient des glycoprotéines solubles qui portent des résidus d'acide neuraminique. Grâce à eux, le mucus peut saturer l'hémagglutinine virale (c'est un inhibiteur non spécifique de l'hémagglutination) et neutraliser le pouvoir infectieux du virus.

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Neuraminidase

Les spicules de neuraminidase sont plus rares (1 N pour 5 H environ). Elles ont l'allure d'un clou planté dans l'enveloppe et sont des tétramères d'un seul glycopeptide désigné par NA.

La neuraminidase clive la liaison osidique entre l'acide sialique et le sucre voisin :

Le traitement de cellules par une neuraminidase élimine les résidus d'acide sialique des récepteurs et empêche l'infection par un virus grippal.

Pour la même raison, des globules rouges traités par la neuraminidase ne sont plus agglutinables puisque le récepteur a été détruit par l'enzyme. C'est pour cette raison que la neuraminidase est parfois appelée DE (pour receptor destroying enzyme).

La neuraminidase virale suscite la formation d'anticorps neutralisants qui jouent un rôle modeste dans la prévention de l'infection initiale mais qui s'opposent à la dissémination des particules virales néoformées au cours de l'infection.

En résumé :

• l'hémagglutinine assure la fixation du virus aux cellules sensibles.

• la neuraminidase ôte les résidus d'acide sialique des glycoprotéines membranaires, ce qui permet le détachement des virions qui bourgeonnent.

• les anticorps dirigés contre l'hémagglutinine empêchent l'infection (ce sont donc des anticorps protecteurs).

• les anticorps dirigés contre la neuraminidase ne neutralisent pas le virus mais limitent sa diffusion, atténuant ainsi la sévérité de l'infection grippale.

CULTURE

L'hôte naturel des virus influenza est l'homme mais on peut reproduire la maladie chez le furet après inoculation par voie nasale. La cavité allantoïdienne de l'œuf de poule embryonné est un très bon milieu d'isolement. On décèle les antigènes viraux et en particulier l'hémagglutinine dans le liquide amniotique 3 à 4 jours après l'inoculation. Les virus se multiplient sur des cultures de cellules fibroblastiques de poulet mais cultures primaires de rein de singe ou sur cultures en lignée continue de cllules rénales de chien : cellules MDCK (pour Madin-Darby, canin kidney). L'effet cytopathogène est discret et consiste en une rétraction des cellules qui apparaissent réfringentes et de taille inégale. L'élément essentiel est ici aussi la production d'hémagglutinine qu'on peut révéler par "hémadsorption" ou fixation des globules rouges sur la nappe cellulaire.

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MULTIPLICATION

Fixation Les particules virales se fixent par l'hémagglutinine (HA1) aux récepteurs cellulaires pourvus d'acide sialique.

Pénétration Le virus pénètre dans la cellule en empruntant un mécanisme cellulaire physiologique : l'endocytose : le virus se comporte comme un ligand qui se fixe à son récepteur spécifique. Au fur et à mesure de la fusion de lysosomes avec la vésicule d’endocytose , le pH du contenu s’abaisse . Lorsque le pH est suffisamment acide (autour de 5,0) l’hémagglutinine subit un changement de conformation qui extériorise la partie hydrophobe de la sous-unité HA2 et peut ainsi rendre possible la fusion entre la membrane endosomale cellulaire et la bicouche lipidique virale. Pour les virus de type A , la protéine M2 permet de déstabiliser la couche de protéines M1 . Les segments de la nucléocapside se dissocient de la matrice et migrent vers le noyau (avec leur complexe de transcription P) où ils pénètrent par un pore de la membrane nucléaire.

Les virus de la grippe sont, avec les rétrovirus, les seuls virus à ARN qui se répliquent dans le noyau.

Éclipse On distingue deux périodes : la transcription en ARN-messagers et la réplication du génome

Transcription des messagers

L'ARN viral à polarité négative, ARN (−), doit être transcrit en ARN (+) pour être lu par les ribosomes. La cellule ne possédant pas d'enzyme capable de réaliser cette action, il faut que le virus apporte sa propre transcriptase qui est constituée d'un complexe [PA + PB1 + PB2]. (P pour polymérase, A pour acide et B pour basique). Cette transcriptase ne peut assurer la synthèse d'ARN messagers viraux qu'en présence d'une amorce d'ARN qui est fournie par l'ARN messager cellulaire et qui est détachée au niveau d'un résidu adénine par une endonucléase virale constituée par PB2.

TRANSCRIPTION

ADN cU UUU 5'3'

ARN v

Transcriptase

5' ARN - m cel lulaireA

UUU5'3'

U

A

3' U

A

UUU 5'3' ARN (-) viral

AAA5' 3'

cellule virus

ARN - m viral

Aamorce

AAA

UUU5'

Sur le génome viral, les 8 segments possèdent en 3' une même séquence terminale U qui peut s'apparier avec l'amorce. La transcription commence et s'arrête au niveau d'un signal de polyadénylation UUU. Chaque segment code une protéine, sauf les deux derniers 7 et 8 qui codant pour 2 protéines doivent subir un "montage" avec élimination d'un intron. Tout cela se passe dans le noyau. Ensuite, les ARN messagers viraux rejoignent le cytoplasme et sont traduits en protéines de structure par les ribosomes de la cellule.

Réplication du génome

Elle se déroule également dans le noyau et débute par la transcription, complète cette fois, de chacun des 8 segments. Elle ne nécessite pas la présence d'une amorce. Les ARN-v sont transcrits en 8 ARN-c qui serviront de matrice pour la synthèse des nouveaux génomes viraux.

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Assemblage dans le cytoplasme : la membrane cellulaire est remaniée par l'insertion des glycoprotéines virales HA et NA et par l'apposition, sur la face interne, des protéines M1 et M2 qui vont constituer la matrice. dans le noyau : la protéine NP gagne le noyau où elle s'associe aux ARN-v formés pour constituer les divers segments de la nucléocapside. Ces segments, assemblés dans le noyau, migrent ensuite vers les régions remaniées de la membrane cytoplasmique.

Le bourgeonnement du virus ne s'avère pas létal pour la cellule qui reste normale en apparence mais qui s'épuise et finit par mourir. Toutefois la destruction des cellules est surtout le fait de la réponse immunitaire cytotoxique.

CLASSIFICATION DES VIRUS GRIPPAUX La famille des Orthomyxoviridae ne regroupait jusqu'à présent que les virus grippaux. Cette famille comporte 3 genres : Influenzavirus A, B et C :

• un genre est défini par les caractères antigéniques des protéines NP et M1. • les 3 genres n'ont aucun caractère antigénique commun.

les virus A Les virus A sont rencontrés chez l'homme et chez divers animaux :

A côté des virus de type A humains responsables de la grippe, existent des virus A animaux responsables d'infections respiratoires de type grippal. Pour cette raison, jusqu'en 1980, la classification tenait compte de l'espèce animale d'où le virus était isolé. Par exemple :

les virus A humains : les virus A animaux : H0N1 HswN1 sw = swine (porc) H1N1 Heq1Neq1 eq = cheval H2N2 Hav3Nav6 av = oiseaux

En 1980, l'ensemble des travaux analytiques et épidémiologiques ayant montré que la structure des virus animaux n'a rien d'original par rapport aux virus humains et qu'un même virus de type A s'avère capable d'avoir plusieurs hôtes, l'indication de l'espèce a donc disparu de la formule.

On a décrit à ce jour 15 sous-types de HA (H1 à H15) et 9 sous-types NA (N1 à N9) s'associant de façon variable et formant les diverses espèces de virus A.

Les virus animaux donnés en exemple ci-dessus sont désormais appelés :

HswN1 H1N1 (et donc identique au virus H1N1 humain) Heq1Neq1 H7N7 Hav3Nav6 H11N9

le virus B Le virus B est spécifique de l'homme et a été isolé en 1940. On connaît des variations antigéniques dans les souches mais il n'existe pas à ce jour de subdivision du genre en espèces. Le virus B est moins virulent et provoque moins de complications que le virus A ; il infecte surtout les enfants.

le virus C Le virus C a été isolé en 1949. Il est largement répandu dans la population humaine et aussi chez quelques espèces animales vivant au contact de l'homme (chat, chien).

Difficile à isoler, il a été moins étudié. Des progrès récents ont montré qu'il jouait un rôle non négligeable dans les infections respiratoires saisonnières et qu'il atteignait tous les âges en provoquant des affections grippales typiques.

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LES VARIATIONS ANTIGÉNIQUES

Deux types de modification apparaissant dans la séquence des glycoprotéines d'enveloppe - hémagglutinine ou neuraminidase - peuvent provoquer un changement de leur spécificité antigénique : les dérives ou les cassures.

Modifications antigéniques mineures : dérive antigénique ou "drift"

Elles sont dues à des mutations et concernent aussi bien les virus du genre A que du genre B. Elles sont à l'origine d'épidémies limitées survenant tous les 3 - 4 ans. Quand un nouveau virus (une nouvelle espèce) apparaît, la population humaine se trouve dépourvue d'anticorps et la première vague épidémique infecte une proportion considérable de la population (30 à 60 %). La multiplication intensive du virus favorise alors l'apparition de mutants. Certains de ces mutants sont viables : des variants vont désormais circuler ensemble et deux variants apparus l'un à la suite de l'autre présentent des communautés antigéniques ; on observe donc un certain degré de protection croisée car les anticorps dirigés contre le premier variant neutralisent partiellement le second. Le nouveau variant trouve donc une population partiellement immunisée et peut tout au plus déterminer une épidémie modeste : telles sont les épidémies de grippe B, et les épidémies de grippe A entre deux pandémies. Cependant, au sein des variants qui apparaissent, ne peuvent en “survivre” que ceux qui échappent à la neutralisation par les anticorps. La protection croisée diminue donc progressivement et finit par ne plus concerner deux variants séparés par plus de trois ans de "dérive antigénique" : une épidémie risque alors de se développer.

Modifications antigéniques majeures : cassure antigénique ou "shift"

Elles surviennent brutalement, à plus de 10 ans d'intervalle et sont dues à des recombinaisons génétiques. Elles ne concernent que les virus du genre A Les modifications portent sur l'hémagglutinine seule ou simultanément sur l'hémagglutinine et la neuraminidase. Les spicules ont une séquence tout à fait nouvelle. Leur identité antigénique ne montre aucune relation avec les virus précédents : une nouvelle espèce est apparue et l'on crée une nouvelle désignation pour l'hémagglutinine (et la neuraminidase s'il y a lieu). Ce nouveau virus est sans communauté antigénique avec le virus circulant précédent. Il trouve une population humaine pleinement réceptive puisque dépourvue d'anticorps neutralisants : il en résulte une épidémie mondiale ou pandémie qui révèle l'apparition de chaque nouvelle espèce. Les pandémies de 1957, 1968, 1977, ont commencé en Chine. On pense que les populations denses de la région de Canton, tant animales − oiseaux (canards) et porcs − qu'humaines, sont favorables à des infections mixtes. Au cours de l'assemblage, à cause de la segmentation du génome, des virus hybrides se constituent. De telles recombinaisons sont tout à fait possibles : des souches de virus A humain peuvent infecter des animaux comme le porc et inversement un virus de la grippe du porc peut être transmis à l'homme.

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La dernière cassure antigénique date de 1968 : le type A (H3N2) remplaçant le type A (H2N2).

Par des études sérologiques rétrospectives (étude des anticorps présents dans le sérum de personnes âgées) on a pu déterminer les espèces virales qui sont apparues successivement :

de 1918 à 1957 H1N1 de 1957 à 1968 H2N2 de 1968 à nos jours H3N2 de 1977 à nos jours H1N1

Jusqu'en 1977, il était admis que l'apparition d'une nouvelle espèce entraînait la disparition de l'espèce précédente. A cette date est pourtant "réapparue" l'espèce H1N1 et celle-ci coexiste depuis lors avec l'espèce H3N2. La raison de cette coexistence n'est pas encore établie.

En résumé :

GLISSEMENT ANTIGÉNIQUE (Dérive antigénique - Drift)

CASSURE ANTIGÉNIQUE (Cassure antigénique - Shift)

NATURE DE LA MODIFICATION GÉNÉTIQUE mutation réassortiment génétique

VIRUS CONCERNÉS A B et C A (C ?)

CONSÉQUENCES POUR LE VIRUS nouveaux variants nouvelle espèce

CONSÉQUENCES POUR L'HOMME immunité croisée partielle pas d'immunité

CONSÉQUENCES POUR LES POPULATIONS épidémies pandémies

La surveillance épidémiologique La surveillance épidémiologique mondiale de la grippe est coordonnée par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS).

Quatre Centres mondiaux de référence (Atlanta / USA - Londres / Angleterre – Victoria / Australie – Tokyo / Japon) collectent les données de Centres nationaux de référence : 118 postes dans 81 pays. (en France : l'Institut Pasteur de Paris et le Laboratoire National de la Santé de Lyon).

Il convient de détecter les variants au fur et à mesure de leur apparition afin de pouvoir analyser leur dérive.

Une souche est identifiée d'après les renseignements suivants :

- l'espèce A B - l'origine géographique Johannesburg Beinjing - le numéro de la souche 33 184 - l'année de son isolement 94 93

et, pour le virus A :

- l'hémagglutinine H3 - la neuraminidase N2

La surveillance ne permet naturellement pas de prédire ni l'apparition d'une épidémie ou à plus forte raison d'une pandémie, ni son impact, ni son origine, ni sa diffusion géographique...

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Conséquence de la dérive : le vaccin antigrippal annuel

La composition des souches vaccinales à utiliser dans le vaccin antigrippal est donnée chaque année par l'OMS.

Les Centres nationaux suivent les épidémies de grippe et analysent sur place le(s) virus responsable(s). Ces virus, s'il y a lieu, sont repris et analysés dans l'un des Centres mondiaux de référence qui proposent alors, vers le mois de mars, la formule retenue pour la préparation du vaccin, qui sera mis immédiatement en fabrication et disponible au mois de septembre.

ÉVOLUTION DE LA COMPOSITION DU VACCIN ANTIGRIPPAL (depuis 1988)

CAMPAGNE Virus A Virus B

(H1N1) (H3N2)

1988/89 idem A/Sichuan/2/87 B/Beijing/1/87

1989/90 idem A/Shangaï/11/87 B/Yamagata/16/88

1990/91 idem A/Guizhou/54/89 idem

1991/92 idem idem idem

1992/93 idem A/Beijing/353/89 idem

1993/94 A/Texas/36/91 A/Beinjing/32/92 B/Panama/45/90

1994/95 A/Singapore/6/86 A/Shangdong/9/93 idem

1995/96 idem A/Johannesbourg/33/94 B/Beijing/184/93

1996/97 idem A/Wuhan/359/95 idem

1997/98 A/Bayern/7/95 idem idem

1999/00 A/Beijing/262/95 A/Sydney/5/97 B/Yamanashi/166/98

2000/01 A/New Caledonia/20/99 A/Moscow/10/99 B/Beijing/184/93

2001/02 A/New Caledonia/20/99 A/Moscow/10/99 B/Sichuan/379/99

2002/03 A/New Caledonia/20/99 A/Moscow/10/99 B/HongKong/330/2001

2003/04 A/New Caledonia/20/99 A/Moscow/10/99 B/HongKong/330/2001

2004/05 A/New Caledonia/20/99 A/Fujian/411/2002 B/Shangai/361/2002

2005-06 A/New Caledonia/20/99 A/California/7/2004 B/Shangai/361/2002

En 2005, les autorités sanitaires se sont préparées à la survenue éventuelle d’une pandémie de grippe aviaire due à un virus H5N1. Les informations relatives au plan gouvernemental de préparation à une pandémie grippale sont consultables sur les sites internets du Ministère de la santé et des solidarités et de l’INVS (Institut National de Veille Sanitaire), qui recommande également les sites suivants :

- le site de l’Organisation mondiale de la santé : http://www.who.int/csr - le site de l’Organisation mondiale de la santé animale (OIE) : http://www.oie.int/fr/fr_index.htm - la conduite à tenir devant un cas suspect de grippe aviaire (document à l’attention des professionnels de santé). -les documents postés dans les aéroports à l’attention des voyageurs se rendant dans un pays affecté par la grippe aviaire : http://www.sante.gouv.fr/htm/dossiers/grippe_aviaire/affiches.htm - le site de l'European Centre Disease Prevention and Control (ECDC) : http://www.ecdc.eu.int/ - l'agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa) : http://www.afssa.fr/

LA MALADIE

Contamination La contamination se fait par les contacts interhumains rapprochés et l'inhalation des gouttelettes respiratoires projetées par la toux et les éternuements d'un sujet infecté ("les gouttelettes de Flügge").

Formes cliniques Les formes inapparentes sont fréquentes. Néanmoins, la grippe reste, de nos jours, la 2° cause de mortalité par maladie infectieuse après les pneumonies.

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La grippe commune est une maladie habituellement bénigne, de durée limitée à 4 à 7 jours. L'incubation est très courte car c'est une infection purement locale : 1 à 2 jours, parfois moins de 24 heures. Tout dépend de la virulence de la souche et de la dose infectante reçue par le patient. Le début est très brusque (parfois remarqué par le malade à la minute près !) : frissons, hyperthermie instantanée à 39° C. La grippe est surtout caractérisée par des symptômes nerveux : céphalées intenses avec élancements paroxystiques, rachialgies associées à des courbatures généralisées, douleurs articulaires, asthénie La fièvre est élevée (40° C) mais cède rapidement en trois jours. Une asthénie résiduelle persiste pendant huit jours. Les signes respiratoires se limitent généralement à une toux sèche. D'autres virus peuvent être responsables de "syndromes grippaux" qui sont en fait de fausses grippes : VRS, virus parainfluenzae, adenovirus, rhinovirus, coronavirus... ainsi que Mycoplasma pneumoniae. (La "grippe intestinale" n'a rien à voir avec la grippe... elle est la manifestation d'un virus entérique.)

La grippe grave ou grippe maligne est une pneumonie virale primitive foudroyante, entraînant une sidération des défenses organiques et humorales et souvent un décès en mois de quatre jours, à moins que le malade ne soit emporté par une crise d'oedème aigu du poumon : les alvéoles pulmonaires sont inondées par un oedème hémorragique diffus. La grippe maligne est habituellement rare dans la majorité des épidémies (à l'exception de la pandémie de 1918-1919 où les formes foudroyantes, fréquentes, ont touché surtout les adultes jeunes).

La grippe compliquée d'une pneumonie de surinfection atteint essentiellement les personnes âgées ou des patients fragilisés. Elle est due le plus souvent à des bactéries opportunistes de la flore oro-pharyngée commensale : Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus, Haemophilus influenzae. Une reprise de la température témoigne généralement de la surinfection. Les traitements antibiotiques ont réduit la fréquence et la gravité de ces pneumonies mais elles restent un facteur majeur de décompensation d'états pathologiques organiques précaires : insuffisance respiratoire, cardiaque ou rénale, diabète. 80 à 90 % de la mortalité liée à la grippe s'observe dans la population âgée de plus de 65 ans.

Deux autres complications, très rares, ont été associées à la grippe :

. Le syndrome de Reye C'est une encéphalite aiguë grave de l'enfant accompagnée d'une dégénérescence du foie. Le pronostic est redoutable puisque le taux de mortalité atteint plus de 50 % des cas. Il est encore d'étiologie incertaine ; on a incriminé plusieurs virus, dont le virus de la grippe de type B.

. Le syndrome de Guillain et Barré

C'est une polyradiculonévrite caractérisée par une réaction inflammatoire associée à des infiltrats lymphocytaires touchant de nombreuses racines nerveuses. La polyradiculonévrite régresse en général mais peut toutefois laisser des séquelles (paralysies).

Il pourrait s'agir d'un phénomène de mimétisme moléculaire :

La cellule infectée par le virus synthétise les protéines virales qu'elle présente au système immunitaire sous la forme de peptides associés aux molécules du CMH. Or un peptide immunogène provenant de la protéine NS2 du virus grippal possède une séquence assez voisine d'une protéine des nerfs périphériques :

Protéine NS2 du virus Q L G Q F K E E (peptide immunogène)

Protéine P2 des nerfs périphériques K L G Q E F E E (séquence proche)

L'épitope viral suscite une réponse immunitaire qui réagit accidentellement avec les épitopes cellulaires apparentés.

Physiopathologie

Le virus se multiplie dans l'épithélium cilié des muqueuses respiratoires depuis des fosses nasales jusqu'aux bronchioles : il altère l'épithélium cilié et déprime l'immunité

Toutes ces actions liées à la présence du virus grippal favorisent la colonisation des voies respiratoires par les bactéries commensales qui sont à l'origine des complications pulmonaires.

LE DIAGNOSTIC BIOLOGIQUE

Dans la majorité des cas cliniques le diagnostic virologique de la grippe n'est guère utile. Toutefois on dispose maintenant de techniques rapides et peu coûteuses qui permettent de démontrer l'origine virale d'une infection respiratoire aiguë. Elles sont utilisées en milieu hospitalier, en pédiatrie notamment.

La surveillance épidémiologique de la grippe impose un diagnostic virologique plus complet avec typage du virus. Il est réalisé dans les laboratoires spécialisés.

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Méthodes directes - le prélèvement

Il doit être précoce, car le virus ne reste qu'un temps limité dans les voies respiratoires supérieures : les premières 48 heures sont les plus favorables et l'on isole rarement le virus après le quatrième jour. Il doit être amené rapidement au laboratoire (le virus est fragile) ou congelé à - 70°C On prélève les mucosités nasales postérieures à l'aide d'une petite sonde branchée sur un système d'aspiration.

- l'isolement du virus par inoculation sur œuf de poule embryonné ou sur culture de cellules MDCK (Madin-Darby canine kidney). La preuve du développement viral est apportée par la mise en évidence de l'hémagglutinine. L'effet cytopathogène est peu caractéristique.

- la détection directe des antigènes viraux C'est la technique la plus satisfaisante : elle est sensible et rapide.

Immunofluorescence directe : les sécrétions rhinopharyngées sont centrifugées. Le culot cellulaire est étalé sur lame, fixé et recouvert par un mélange d'anticorps monoclonaux anti-Influenza A, anti-Influenza B, anti-Parainfluenza 1, 2 et 3, anti-Adenovirus marqués à la fluorescéine qui se fixent sur les cellules infectées qui observées au microscope U-V apparaîtront fluorescentes. Immunochromatographie : des tests de diagnostic rapide permettent par cette technique de mettre en évidence sur bandelette en 20 mn les antigènes viraux des virus A et B : des anticorps dirigés contre les antigènes de virus A et B sont fixés sur des particules colorées, qui sont en suspension dans le milieu réactionnel où sera introduit l’écouvillon nasal. Des anticorps identiques sont par ailleurs immobilisés sur la bandelette au niveau de la zone de résultats. Lorsque le prélèvement est introduit dans le milieu réactionnel, les particules colorées en suspension se fixant sur les antigènes par l’intermédiaire des anticorps anti-A ou anti-B et migrent vers la zone de résultats, où les complexes se fixent sur les anticorps immobilisés. Au fur et à mesure que les particules colorées se fixent sur les anticorps immobilisés, la coloration se renforce et devient visible à l’œil nu sous forme d’une bande colorée.

Méthodes indirectes : le sérodiagnostic Il n'est pas utile au diagnostic rapide d’une grippe : c'est un diagnostic a posteriori puisqu'il repose sur la mise en évidence de l'élévation du taux des anticorps entre un sérum précoce (4 à 7 jours après le début des symptômes et sérum tardif prélevé 15 jours plus tard). La paire de sérums doit être analysée en même temps.

- La réaction de fixation du complément On utilise l'antigène NP et révèle ainsi les anticorps de genre A ou B.

- La réaction d'inhibition de l'hémagglutination avec la souche virale en circulation comme antigène.

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- Une réaction immunoenzymatique (E.L.I.S.A)

LE VACCIN

préparation Les souches virales recommandées par l'OMS sont cultivées séparément dans des œufs incubés de 12 jours : on pratique l'inoculation des virus dans la cavité chorio-allantoidienne. Un œuf fournit moins d'une dose vaccinante !

indications - les sujets atteints de cardiopathies, de broncho-pneumopathies chroniques, de néphropathie ou de diabète - les drépanocytaires, les personnes atteintes de déficits immunitaires primitifs ou secondaires - les professionnels de santé au contact de nombreux patients - les personnes âgées de plus de 65 ans - les personnes appartenant à l’entourage proche des personnes à haut risque - les personnes désirant se protéger quel que soit leur âge ou leur état de santé

efficacité du vaccin La vaccination confère une protection contre la maladie dans 70 à 80 % des cas. L'immunité apparaît en deux à trois semaines et persiste 5 à 6 mois. Elle réduit très significativement la mortalité chez les personnes à risque mais ne contrôle pas de façon tout à fait satisfaisante les épidémies. Il faut répéter la vaccination chaque année, d'une part car la durée de l'immunité est courte et d'autre part parce que la composition du vaccin est modifiée tous les ans. En effet, chaque année, les modifications antigéniques des virus conduisent à changer la composition du vaccin. Le réajustement ne fait que suivre − et non précéder − les glissements et les cassures antigéniques et à l'occasion d'une cassure antigénique, le délai nécessaire à la préparation d'un nouveau vaccin risque de ne pas pouvoir empêcher une pandémie.

les vaccins du futur L'injection SC ou IM suscite principalement l'apparition d'anticorps IgG. L'infection étant purement locale, ce sont surtout les IgA sécrétoires qui ont un rôle protecteur. Divers vaccins vivants atténués pouvant être administrés par voie nasale sont à l'étude depuis de nombreuses années. On espère obtenir une immunité locale à la porte d'entrée du virus, ainsi qu'une immunité humorale. Il s'agit de virus grippaux mutants sélectionnés pour leur faible pouvoir pathogène. Ces vaccins locaux font apparaître des taux d'IgA sécrétoires satisfaisants mais sont d'une préparation difficile.

Les vaccins ADN dont le principe de ces vaccins a été découvert fortuitement en 1993 : l'injection d'ADN nu dans le tissu musculaire de la souris suffit pour que les gènes injectés puissent s'exprimer.

Un plasmide contenant le gène HA ou le gène codant la protéine NP d'une souche de virus grippal qui est injecté au poulet entraîne la production d'anticorps protecteurs. Un vaccin-plasmide d'ADN contenant un gène codant la protéine interne NP du virus semblerait plus efficace que la vaccination par un virus inactivé. En effet le vaccin code une protéine qui, à la différence des protéines de l'enveloppe, n'a pas varié durant les 60 dernières années. Le développement de ces vaccins exige encore des recherches supplémentaires pour s'assurer de l'innocuité du produit injecté (intégration au génome ? pouvoir oncogène ? pouvoir tératogène ?)

LA CHIMIOPROPHYLAXIE ET LE TRAITEMENT PAR LES ANTIVIRAUX

Plusieurs antiviraux adaptés au virus de la grippe ont été développés.

L’Amantadine (Mantadix )

Développée depuis de nombreuses années comme antiparkinsonien (1969), elle n’agit que sur le type A, au niveau de la protéine M2 , inhibant ainsi l’action de cette pompe à protons.

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Rappel : la protéine M2 est constituée de 4 molécules identiques qui forment un canal à ions . Après la fusion entre la bicouche lipidique virale et la membrane endosomale ,l’acidification de l’intérieur de la particule virale grâce à la pompe à protons permet la déstabilisation de la protéine M1 et la libération des ribonucléoprotéines dans le cytoplasme.

L’Amantadine peut être utilisée préventivement avec d’excellents résultats, mais son action est limitée à la période de traitement et ne se prolonge pas au-delà de quelques heures après la dernière prise. En thérapeutique curative, les résultats ne sont satisfaisants que si l’administration est faite au cours des toutes premières heures de l’infection. Dans ce cas elle permet au mieux de raccourcir de quelques heures la durée des symptômes.

Des phénomènes de résistance peuvent apparaître en cas de traitement curatif : en effet, la quantité de virus présent étant déjà importante, le médicament sélectionne les quelques particules résistants qui apparaissent en raison des mutations fréquentes du virus et ces populations résistantes finissent par supplanter les virus sensibles.

Elle entraîne des troubles neurosensoriels dans 5 à 10 % des cas (insomnie, vertiges, irritabilité)

La principale indication est la prophylaxie chez les personnes à risque élevé en période d’épidémie lorsque le vaccin n’est pas disponible, est contre-indiqué ou n’a guère de chances d’être efficace à cause d’une modification de la composition antigénique de la souche responsable de l’épidémie .

La Rimantadine (Roflual)

La molécule dérive d'un antiparkinsonien (l'amantadine).

(il a été constaté au cours d'une épidémie de grippe que, dans certaines maisons de retraite, les personnes soumises à un traitement de la maladie de Parkinson par l'amantadine échappaient à la grippe.)

Elle empêche la libération de la nucléocapside dans le cytoplasme de la cellule infectée (en inactivant la protéine M2).

La Rimantadine a une activité exclusivement préventive et ne concerne que les virus grippaux A. Le traitement doit être administré le plus tôt possible après le contage et poursuivi au moins 10 jours. Elle présente l’avantage de provoquer beaucoup moins de réactions secondaires que l’Amantadine. Les inhibiteurs de la neuraminidase

Le ZANIMAVIR (Relenza) et l’OSELTAMIVIR (Tamiflu) sont des inhibiteurs compétitifs de la neuraminidase, actifs à la fois sur le virus A et le virus B : la molécule mime le substrat de l’enzyme et la bloque de façon irréversible. Elle gêne la pénétration du virus et empêche le détachement des virions néosynthétisés de la surface de la cellule dont ils sont issus, favorise leur autoaggrégation et compromet ainsi leur dissémination : les nouveaux virus ne peuvent plus être libérés et donc ne peuvent plus aller infecter d’autres cellules de l’organisme. Un traitement précoce durant les 2 premiers jours d’un état grippal permet de raccourcir de 1 à 1,5 jours la durée des symptômes et de reprendre l’activité habituelle 1 à 2 jours plus tôt. Le traitement est à poursuivre 7 à 10 jours. Le ZANIMAVIR (Relenza) s’administre par voie nasale. Grâce à une meilleure biodisponibilité, l’OSELTAMIVIR (Tamiflu) peut être administré par voie orale. Les deux molécules peuvent être utilisées en traitement curatif (dès 1 an pour le Tamiflu, 12 ans pour le Relenza) mais seul le Tamiflu peut être utilisé en prévention post-exposition (dès 13 ans) : en effet, l’administration du Relenza (voie nasale) peut être difficile chez des personnes présentant des troubles de la compréhension ou troubles psychomoteurs et les données de pharmacovigilance font état d’effets indésirables de type bronchospasme aigü et/ou diminution grave de la fonction respiratoire chez des patients ayant des antécédents de maladie respiratoire ( consulter l’avis du Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France du 16 février 2004 : http://www.sante.gouv.fr/htm/dossiers/grippe/pandemiegrippale_fiches/avis_cshpf.pdf#xml=http://recherche.sante.gouv.fr/search97cgi/s97_cgi?action=View&VdkVgwKey=http%3A%2F%2Fwww%2Esante%2Egouv%2Efr%2Fhtm%2Fdossiers%2Fgrippe%2Fpandemiegrippale%5Ffiches%2Favis%5Fcshpf%2Epdf&doctype=xml&Collection=sante&QueryZip=tamiflu& ).

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Les principales caractéristiques des deux molécules sont reportées dans le tableau suivant (http://afssaps.sante.fr/htm/10/aviaire/sommaire.htm )

zanamivir (Relanza) oseltamivir (Tamiflu)

Nom du fabricant G.S.K. ROCHE

Mode d'action Inhibiteurs de la neuraminidase

Site d'action Action locale (tractus respiratoire) Systémique

Indication

Traitement curatif de la grippe A et B Adulte et adolescent > 12 ans

Adulte et enfant > 1 an

Prophylaxie de la grippe A et B Pas d'indication Adulte et adolescent > 13 ans

Voie d’administration Inhalation orale à l’aide du système Diskhaler

Orale (gélule, suspension buvable)

Contre-indications Hypersensibilité à l’un des composants de la spécialité

Précautions En cas de bronchospasme et/ou d‘altération des fonctions respiratoires parfois brutales et/ou graves

Adaptation de la posologie en cas d’insuffisance rénale

Principaux effets indésirables rapportés après commercialisation

Réactions cutanées Réactions d'hypersensibilité Bronchospasmes, dyspnée, sensation d'oppression ou de constriction au niveau de la gorge

Réactions cutanées Réactionsd'hypersensibilité Troubles gastro-intestinaux Perturbation de la fonction hépatique

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LES VIRUS RESPONSABLES D'INFECTIONS RESPIRATOIRES

La majorité des infections de l'arbre respiratoire est d'origine virale. A lui seul, le VRS est responsable de plus de 60 % de ces infections ; les virus Influenza A et B, Parainfluenza 1,2 et 3 et les Adenovirus sont responsables, diversement selon les régions et les périodes de l'année, d'environ 30 % de ces infections.

ÉPIDÉMIES POSSIBLES

SAISON(S) ÂGE

Virus grippal A +++

et pandémies Hiver Tous les âges

Virus grippal B ++ Fin hiver Printemps

5 à 14 ans > 60 ans

Parainfluenzae : 1, 2 ++ Automne < 5 ans 3 +++ Toute l'année < 5 ans

1, 2, 3 Toute l'année Adultes immunodéprimés

VRS +++ Hiver Nourrissons

> 60 ans

Coronavirus (SRAS : voir annexe*)

+ Toute l'année 5 à 14 ans

Adénovirus 0 sauf types 4 et 7 Toute l'année < 5 ans

5 à 14 ans

Rhinovirus 0 sauf certains sérotypes Printemps Automne

< 5 ans 5 à 14 ans

Entérovirus 0 sauf certains sérotypes Été

Automne < 5 ans

5 à 14 ans

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ANNEXE sur le SRAS VIIIème Journée Nationale des GROG – Paris, 20 novembre 2003

Le SRAS vu par les virologues Sylvie van der Werf, CNR du virus influenzae (Région-Nord), Centre Collaborateur de l’OMS pour la référence et la recherche sur les virus grippaux et les autres virus respiratoires, Unité de Génétique Moléculaire des Virus Respiratoires, Institut Pasteur, 25, rue du Dr Roux, 75724 PARIS Cedex 15

Le Syndrome Respiratoire Aigu Sévère (SRAS), reconnu initialement suite à la survenue de foyers de pneumopathies atypiques touchant les personnels soignants des hôpitaux de Hanoi et Hong Kong a conduit l’OMS à émettre une alerte mondiale le 12 mars 2003 puis une alerte renforcée le 15 mars 2003 après identification de cas similaires à Singapour et au Canada. Ultérieurement, il a été établi que l’épidémie trouve son origine dans la province du Guandong en Chine du sud où les premiers cas sont survenus dès novembre 2002 et d’où elle s’est propagée d’abord à Hong Kong puis ailleurs dans le monde à partir du mois de février 2003. Suite à cette alerte l’OMS a mis en place un réseau de laboratoires chargés de l’identification de l’agent étiologique du SRAS et du développement de tests de diagnostic. Bien qu’initialement la détection à Hong Kong d’un nouveau virus grippal A(H5N1) chez deux patients revenant de la province du Guandong ait laissé penser que l’émergence d’un nouveau sous-type grippal puisse être la cause du SRAS cette hypothèse a rapidement été écartée. De même, en dépit de la détection du métapneumovirus chez de nombreux patients atteints de SRAS à Hong Kong et Toronto, il a été établi par la suite que ce virus n’était pas la cause primaire du SRAS. La caractérisation de l'agent responsable a été réalisée fin mars et a permis l'identification d'un nouveau virus de la famille des Coronaviridae, genre coronavirus, qui comprend de nombreux membres responsables de pathologies respiratoires et entériques, parfois persistantes, chez plusieurs espèces animales (porcine, aviaire, bovine, murine, canine, féline) et chez l’homme. La détermination de la séquence du génome du coronavirus associé au SRAS (SRASCoV) a montré qu’il ne s’agit ni d’un mutant d’un coronavirus connu, ni d’un recombinant entre coronavirus connus. De plus, il a été démontré que ce nouveau virus, remplit les critères des quatre postulats de Koch requis pour établir qu’il s’agit de l’agent étiologique du SRAS, à savoir : 1) le pathogène doit être détecté chez tous le cas atteints de la maladie ; 2) il doit être isolé de l’hôte infecté et multiplié en culture pure ; 3) il doit reproduire la maladie lorqu’il est introduit chez l’hôte sensible ; 4) il doit être retrouvé chez l’hôte ainsi infecté expérimentalement. L’identification du coronavirus associé au SARS (SRAS-CoV) a ainsi permis le développement d’outils de diagnostic et l’étude des profils d’excrétion virale et de la réponse immunitaire au cours de l’infection. La présence du virus a pu être observée par détection de l’ARN viral par RT-PCR dans différents types de prélèvements respiratoires (écouvillonages/aspirations nasales ou pharyngées ; crachats, aspirations endotrachéales, lavage broncho-alvéolaire) ou entériques (selles), ainsi qu’à des concentrations plus faibles dans le sang et les urines. Les données disponibles relatives à l’excrétion virale montrent que le virus est préférentiellement détecté dans les prélèvements du tractus respiratoire inférieur ou dans les selles où il peut atteindre des concentrations élevées. Néanmoins, seuls environ 30% des patients ont une excrétion virale détectable par RT-PCR classique au cours des 3 premiers jours de la maladie. Le pic d’excrétion virale se situe aux environs du 10ème jour après le début des symptômes, la diminution de la charge virale coïncidant avec la mise en place de la réponse humorale. L’excrétion virale dans les selles persiste généralement au delà de l’excrétion virale dans le tractus respiratoire et peut se prolonger pendant plusieurs semaines voire plusieurs mois chez certains patients. La mise en place des anticorps, détectés par tests d’immunofluorescence ou ELISA, est tardive, la séroconversion n’ayant pas pu être documentée avant 28 jours dans certains cas. D’après les données disponibles, le niveau des IgM sériques est faible, et ils sont généralement détectés de façon concomitante avec les IgG.

Parallèlement, pour les cas probables et possibles français, un réseau de laboratoires coordonné par le CNR du virus influenzae (Région-Sud) a été chargé de la mise en œuvre de diagnostics différentiels

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pour la recherche d’autres agents respiratoires. Parmi les agents identifiés, les virus grippaux A(H3N2) se placaient au premier rang suivis des virus parainfluenza de type 3, mais le virus respiratoire syncytial, les virus grippaux A(H1N1) ou de type B, le métapneumovirus ou encore les rhinovirus ont également été détectés. Si l'épidémie liée au SRAS-CoV a pu être maîtrisée et le risque pandémique écarté par la mise en œuvre de mesures de contrôle sanitaire drastiques, tels que l’isolement des cas probables et confirmés et la mise en quarantaine de leurs contacts, l’épidémie aura causé 916 décès pour 8422 cas recensés répartis dans une trentaine de pays différents entre novembre 2002 et juillet 2003, date à laquelle l’OMS a annoncé l’interruption de la dernière chaine de transmission humaine. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans l'émergence de ce virus restent encore à ce jour inconnus même si l’isolement ou la détection de virus génétiquement apparentés au SRAS-CoV chez des civettes (Paguma larvata) et d’autres espèces animales suggèrent une origine animale du SRAS. L’épidémie de SRAS a mis en évidence de façon dramatique le potentiel de diffusion rapide d’un nouveau virus respiratoire émergent. L’émergence d’un nouveau sous-type de virus grippal pourrait donner lieu à une diffusion mondiale encore plus explosive et dévastatrice. Ceci souligne la nécessité d’une collaboration internationale efficace pour une surveillance renforcée à la fois chez l’homme et l’animal domestique ou sauvage.