Les virus émergents

Arnaud Fontanet

Unité d’Epidémiologie des Maladies Emergentes

Institut Pasteur

2

20ème siècle: les grandes avancées - hygiène

D’après Guyer, B. et al. Pediatrics 2000;106:1307-1317

Mortalité maladies infectieuses, 1-19 ans, 1900-96, Etats-Unis

3

20ème siècle: les grandes avancées - antibiotiques

Source: CDC phototèque

4

20ème siècle: les grandes avancées - vaccins

Source: CDC phototèque

5

20ème siècle

Est-ce la fin des maladies infectieuses ?

6

1976: Ebola, Zaïre

Source: CDC phototèque

7

1981: SIDA

H.R. Gelderblom, Robert-Koch-Institut, Berlin MMWR 1981:30:250-252

Luc Montagnier

FrançoiseBarré-Sinoussi

8

Concept des maladies émergentes

• Infections récemment devenues épidémiques en population humaine (SIDA, SRAS).

• Infections dont l’agent causal a été récemment identifié (hépatite C).

• Infections ayant récemment gagné de nouvelles zones géographiques (Fièvre du Nil Occidental aux Etats-Unis, Chikungunya).

« Emerging infections: Microbial threats to health in the United States ». Institute of Medicine, 1992.

9

Place des maladies émergentes dans les causes de décès dans le monde, 2003

Weiss RA, Nature Medicine, 2004

SIDA, 1981

Hépatite C, 1989

Ebola, 1976

Hantavirus, 1992

Maladie de Creutzfeld-Jakob (variant), 1995

SRAS, 2003

Encéphalite du Nil Occidental, 1999

10

Mécanismes de l’émergence

Transmission àl’homme

Transmission inter-humaine

et dissémination

Virus Hôte intermédiaire« amplificateur »

Réservoir animal Vecteur

11

Contact animal-homme

Source: HS de Jong

Source: WCS Weiss RA, Nature Medicine, 2004

Déforestation

Densité des volailles

12

Adaptation du virus à l’homme

• Plusieurs étapes fondamentales:– Fixation sur un récepteur et

entrée dans la cellule.– Multiplication du virus.– Relargage du virus vers

d’autres cellules.– Et pour la transmission

inter-humaine: excrétion du virus sous une forme infectante vers l’extérieur

(Palese, Nature Med, 2004)

Virus influenza

13

Adaptation du virus à l’homme:exemple de la grippe

Belshe, NEJM, 2005

14

Adaptation du virus à l’homme:la grippe – facteurs génétiques?

(Butler, Nature News, 2006)

15

Adaptation du virus au vecteur:l’exemple du Chikungunya

(Schuffenecker et al, PLos Med 2006)

16

Démarrage d’une épidémie

(Antia R, et al, Nature, 2003)

Moment pour agir

17

Densité et mouvements de population

Source: World Tourism Organization, 1997

Shen, EID, 2004

SRAS

Population humaine 1750 - 2150

Source: UN 2002

Mégapoles

18

Propagation du SIDA en Afrique

(Amat-Roze JM, Soc.Sci.Med 1993)

2001

Source: OMS – ONUSIDA 2001

20 – 39%

10 – 20%

5 – 10%

1 – 5%

0 – 1%

trend data unavailable

outside region

19

Transmission inter-humaine:population vectorielle

Température à la surface du globe Transmission du paludisme en Afrique

Tanser FC, Lancet 2003

20

Hépatite C: développement des soins médicaux

0

10

20

30

40

50

60

0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60+

hommes

femmesProportion infectée (%)

Groupes d’âge

Village de Zwyat Razin, Egypte

21

Bio-terrorisme: Sverdlovsk, Ukraine,1979

Villages où ont étérecensés des casde charbon chez les animaux.

Meselson, Science, 1994

66 décès humainssur 79 infections

Zhong NS, Lancet 2003

Province de Canton, ChineNovembre 2002 – Février 2003

• syndromes respiratoires• quelques centaines de patients• hiver• taux de mortalité élevé malgré les antibiotiques

grippe aviaire?

23

Tournant de l’épidémie: fin février 2003

12 mars 2003:

Alerte globale lancée par l’OMS

Christian, CID, 2004

24

Enquête épidémiologiqueEstimation de la période

d’incubation

Median incubationperiod: 4-5 days

Range: 1-14 days

Meltzer, EID, 2004

0

20

40

60

80

0 1 2 3 4 5-6 7-8 9+Days from Onset to Isolation

Cases

0

1

2

3

4

Secondary

case

s

Number of cases

Number of secondary cases

Average /case

Estimation de la p ériode de contagiosité

25

Enquête épidémiologique (2)

Hong KongTsang, NEJM, 2003

TorontoTime magazine

Transmission intra-hospitalière

Transmission communautaire

26

Contrôle de l’épidémie: isolement et quarantaine

http://www.manilatimes.net/ 3/29/03 

27

Identification de l’agent causal: un coronavirus

Holmes, NEJM, 2003 Ksiazek, NEJM, 2003

28

« Beaucoup de bruit pour rien ? »

Weiss RA, Nature Medicine, 2004

Causes de décès dans le monde, 2003

29

Transmission par voie respiratoire

30(Liang, EID, 2004)

Taux d’attaque par groupe d’âge, Pékin, 2003

31

(Christian, CID, 2004)

A global village

32

SRAS: transmission intra-hospitalière

Dr Urbani, OMS

33

Restriction des transports aériens

www.BBC.com 4/2/03 Photo: CNN.com

Coût global du SRASestimé à 25 milliards d’euros

Sommet du G8 en 2003

34

La civette palmiste masquée: hôte intermédiaire ou réservoir animal?

(Guan, Science,2003)

(Zhong, Lancet, 2003)

35

La civette palmiste masquée

Wozencraft, 1993

Bell, Phil Trans R Soc Lond 2004

36

Marchés du sud de la Chine

37

Qu’est-il arrivé depuis?

• 5 cas « naturels » en décembre 2003-janvier 2004:– 4 fois sur 5 liés aux civettes– bénins– sans transmission secondaire

• 3 cas de laboratoire:– graves, dont un avec 3 générations de cas

secondaires

38 (Song HD et al, PNAS, 2005)

Etude phylogénétique comparant lessouches virales humaines et animales

Même virus chez les civetteset chez l’homme

39(Song HD et al, PNAS, 2005)

Etude phylogénétique comparant lessouches virales humaines et animales

Ratio des mutations non-synonymes/synonymes dans la région de la protéine Spike des souches de civettes palmistes masquées: 2.68 virus en cours d’adaptation la civette est un hôte intermédiaire

40

(Holmes K, Science, 2005)

Adaptation du virus aux récepteurs humains

(Qu XX, J Biol Chem, 2005)

Deux changements d’acides aminés permettent l’adaptation du virus de civetteau récepteur ACE2 de l’homme

Virus en cours d’adaptation:• peu virulent• peu contagieux le moment d’agir

41

Eliminationdes civettesdes marchés- janvier 2004

42

La chauve-souris semble être le réservoir animal du coronavirus du SRAS

(Li et al., Science, 2005)

(famille Rhinolophidae)

Question: comment s’est fait le passage à l’homme?

43

Leçons du SRAS (1)

• A démontré la vulnérabilité de nos sociétés à de nouveaux agents infectieux:– 774 morts « seulement »– hôpitaux paralysés– impact socio-économique considérable avec

isolements, quarantaines, restrictions des déplacements

– semblable aux scénarios d’attaque bio-terroriste

44

Leçons du SRAS (2)

• A démontré nos capacités de réaction:– réseau international de

veille épidémiologique (GOARN)

– laboratoires: nouveaux outils de détection

– plans de préparation– communication

Réseau international des Instituts Pasteur

45

Leçons du SRAS (3)

• Nous avons eu beaucoup de chance!!!– agent peu

transmissible– contagieux seulement

après le début des

symptômes

Fraser, PNAS, 2004

46

Le prochain defi: la grippe aviaire?

Grippe espagnole: 1918-9