Vecteurs d'arbovirus et indicateurs de lutte (WN, RVF, … · Classification des vecteurs et quelques notions de base Quelques cycles de transmission : Spécificité vecteurs –

Vecteurs d'arbovirus et indicateurs de lutte

(WN, RVF, YF, DEN, CHIK)

Didier FontenilleIRD, MIVEGECMontpellier www.mivegec.ird.fr/

PLANLes moustiques vecteurs d’arbovirusClassification des vecteurs et quelques notions de baseQuelques cycles de transmission : Spécificité vecteurs – culicidae

La fièvre à virus West Nile (WN)

La fièvre de la vallée du Rift (RVF)La fièvre jaune (YF)

La dengue (DEN)

La fièvre Chikungunya (CHIK)Aedes albopictus et Ae. aegypti

Biologie (méthodes d’étude)

(Relations virus – vecteur)Lutte

Généralités sur Arbovirus

• Définition :– Arthropod Borne virus : Virus transmis biologiquement par des

arthropodes.– L’usage a réservé l’exclusivité du terme aux virus pathogènes

pour les vertébrés

• Importance des arbovirus– Entre 500 et 600 arbovirus actuellement recensés et leur

nombre ne cesse de croître.– Plus de 100 sont pathogènes pour l’homme essentiellement en

milieu tropical– Une quarantaine est à l’origine de maladies animales identifiées

• Arbovirus et moustiques– Plus de 250 arbovirus ont pour vecteurs naturels des Culicidae

Manifestations pathologiques des arbovirus chez l’homme

• Infection inapparente• Syndromes de type « dengue like »

– syndromes fébriles aigus accompagnés de douleurs avec, parfois, éruptions et adénopathies

• Syndromes neurologiques– méningites, méningo-encéphalomyélites

• Syndromes hémorragiques– fièvres hémorragiques, avec ou sans état de choc

• Évolution de la maladie– L’évolution est spontanée

• Soit vers le décès• Soit vers la guérison avec ou sans séquelles

– Immunisation du vertébré

Le concept de « vecteur » :

Antiquité : relation entre maladies et milieux où pul lulent des insectes, par exemple marécages et fièvres palustres.

1848 : le moustique Aedes aegypti est suspecté de jouer un rôle dans la transmission de la fièvre jaune.

1877 : Manson démontre le rôle du moustique Culex quinquefasciatus dans la transmission de la filaire de Bancroft,

Un peu d’histoire

SystSystéématiquematique

Culicidae

Toxorhynchitinae

Anophelinae

Culicinae

Anopheles

Chagasia

Bironela

OchlerotatusMimomyiaMansonia

Uranotaenia

Culex

Etc…

KertesziaCelliaNyssorhynchusAnopheles

Anopheles

Chagasia

Bironela

MimomyiaMansonia

Uranotaenia

Culex

Etc…

StegomyiaDiceromyiaAedimorphusNeomelaniconion

CulexLutziaNeoculexEumelanomyia

Aedes

Toxorhynchites

Près de 3500 espèces de moustiques décrites35 genres

QuQu’’estest cece ququ ’’unun CulicidaeCulicidae

Qu’est ce qu’un vecteur ? L’exemple des moustiques

Près de 3500 espèces de moustiques décrites35 genres

Principaux genres vecteurs : Aedes: Dengue, Fièvre jaune, Chikungunya

filairesCulex: West Nile

filairesAnopheles: Plasmodium,

filairesTrès peu d’arbovirus (O Nyong-Nyong)

CulisetaCoquillettidiaMansoniaHaemagogus: Fièvre jaune, arbovirusSabethes: fièvre jaune, arbovirusEretmapodites

La plupart NON vecteur , en particulier non vecteur d’agents pathogènes àl’homme

LA VECTION N’EST PAS LA REGLE, C’EST PLUTOT L’EXCEP TION

Virus dans les glandessalivaires

Repas 2 pris sur un hôte virémique

Cycle extrinséque de 11 jours (fonction de virus, vecteur, et température)

Repas 6 et suivants infectants

Techniques d’échantillonnage




Les cycles du virus West Nile

Les différents cycles

AFRIQUE savanne – sahelforêtzones humides

PAYS TEMPERESzones humidesurbain

Les cycles du virus

Les cycles « classiques » africains

Plus de 30 espècesCulex

Culex univittatus, Cx. antennatus,

Cx. poicilipes, …

Ma. africana

Mais aussi :AedesMimomyiaMansoniaAedeomyiaAnophelesCoquillettidiaTique :Amblyomma

Cx. poicilipes

Les cycles du virus

Les cycles sauvages européens (et américains)

Exemple : La Camargue

Culex modestusCoquillettidia richiardii

Mais aussi :Ae. caspiusAe. vexansAn. maculipenniss.l.Tiques :Hyalomma , Dermacentor ..

Les cycles du virus

Les cycles urbains

Culex

Cx. pipiensCx. pipiensaux USA et en Europe

Bucarest New York

2008

6 cas humains de WN en Italie 2008 et de nouveau 6 cas neuroinvasifs en 2009 dans la région de Veneto

Whole genome sequence of the human WNV isolate showed close phylogenetic relatedness to the Italy-1998-WNV strain and to other WNV strains recently isolated in Europe, with the new acquisition of the NS3-Thr249Pro mutation , a trait associated with avian virulence , increased virus transmission, and the occurrence of outbreaks in humans.

La fièvre de la vallée du Rift en Afrique de l’Ouest

Saison sèche

Saison des pluies

oeufs

EpidémieEpizootie

Ae. ochraceus

Mares temporaires

Cx. poicilipes

Aedes vexans arabiensis

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10Aedes vexans

Culex poicilipes

Rainfall

Fontenille et coll, 1998

Dynamique des populations de vecteurs

Les cycles enzootiques « sauvages » forestiersdu virus de la fièvre de la vallée du Rift

oeufs

EpidémieEpizootie

Aedes vexansAe. ochraceus

Mares temporaires

Cx. poicilipes

(3) plus de 40 espèces d ’Aedes(Neomelaniconion)et (Aedimorphus) forestiers en Afrique centrale

??(1) Prévalence élevée en AC anti RVF chez populations forestières(Pygmées)

(2) A Madagascar, 1977, émergence du virus en forêtmais pas de ruminants !!

?

Fièvre de la vallée du rift en France : Mayotte

Sissoko, 2009, BEH N°4

2008 : 1ere notification de cas humain et animaux de RVF à Mayotte

10 cas humains

10% de 304 animaux(bovin, caprin) avec IgGou IgM anti RVF. Répartis sur toute l’ile.

Fièvre de la vallée du Rift en France et TunisieCompétence vectorielle expérimentale

Fièvre de la vallée du Rift en France saisine Afssa : Mayotte

La fièvre jaune, la dengue et Chikungunya

Dukhan Hervy

La fièvre jaune

• Flavivirus de la famille des Flaviridae (dont il est le prototype)

• Maladie des singes

• Elle est transmise par des moustiques• Se présente sous deux formes

– La fièvre jaune selvatique (cycle naturel de maintien de cette arbovirose parmi les populations animales avec passages sporadiques et accidentels àl’homme)

– la fièvre jaune épidémique qui est l’expression de l’établissement d’un cycle homme-moustique

LE CYCLE DES VIRUS DE LA FIEVRE JAUNE, (CHIKUNGUNYA ET DENGUE 2)EN FORET HUMIDE AFRICAINE

Transm. Verticale ?

oeufs

Transmission toute l'année

Vecteurs Sauvages

Aedes africanus

(Ae. cordellieri)

LE CYCLE DU VIRUS DE LA FIEVRE JAUNE, EN AMERIQUE

DU SUD

VECTEURS SAUVAGES :Haemagogus sp. , Sabethes Sp.

oeufs

Saison sèche

Saison des pluies

Transm. Verticale

Vecteurs Sauvages

Homme

ZONE FORESTIEREVILLAGES

Haemagogus sp.Aedes aegypti ?? (depuis 50 ans dengue uniquement)

SINGES Sud Américains SENSIBLES (Hurleurs, etc..).

LES VIRUS FIEVRE JAUNE, CHIKUNGUNYA (et Dengue 2 selvatique ?) EN AFRIQUE DE L ’OUEST

Épidémie de type intermédiaireROLE D ’AEDES AEGYPTI

oeufs oeufs

Saison sècheSaison sèche

Saison des pluies

Transm. Verticale Transm. Verticale

Vecteurs Sauvages

Saison des pluies

Aedes furcifer, Ae. luteocephalus

Aedes furcifer , Ae. luteocephalus, Ae. metallicus, Ae. opok ?, Ae. africanus

= VECTEURS SAUVAGES

Homme

ZONE FORESTIEREVILLAGES

Aedes aegypti domestique

et semidomestique = VECTEUR

Aedes aegypti sylvatique

= NON VECTEUR ?

LES EPIDEMIES URBAINES DE FIEVRE JAUNE, DENGUE ET CHIKUNGUYA

oeufs

Vecteurs domestiques

Saison sèche

Saison des pluies

Transm. Verticale

Vecteurs ??

Aedes aegypti

Aedes furcifer (Af W)

Homme virémiqueAedes albopictus

La Dengue

• La Dengue est une arbovirose causée par quatre flavivirus (DEN-1, DEN-2, DEN-3 & DEN-4)

• Ces 4 sérotypes sont proches mais n’entraîne pas une protection croisée efficace

• L’OMS estime qu’entre 50 à 100 millions de personnes contractent la dengue chaque année àtravers le monde

• 500 000 hospitalisations par an pour des cas de Dengue sévère

• 90 % d’entre eux sont des enfants• Le nombre de morts annuel est estimée à >10 000

Dengue fever /severe Dengue- World-wide (1955-2005)

WHO/CDS

La fièvre à virus Chikungunya

• Alphavirus de la famille des Togaviridae

• Virus de singes en Afrique• Elle est transmise par des moustiques

• Se présente sous deux formes– La Chikungunya selvatique (cycle naturel de maintien

de cette arbovirose parmi les populations de singe avec passages sporadiques et accidentels àl’homme)

– la Chikungunya épidémique, urbain, qui est l’expression de l’établissement d’un cycle homme-moustique

Nombre de cas de chikungunya par semaine à La Réunio n :- Rapportés par le système de lutte antivectorielle entre la semaine 2005/9 et 2005/50- Estimés à partir du réseau des médecins sentinelles entre la semaine 2005/51 et 2006/23

Janvier – février 2006mai – juin 2005

Hiver austral

2005 – Début 2006

Biologie d’ Aedes albopictus et d’Ae. aegypti

Groupe Aegypti Groupe Scutellaris

Ae. albopictusAe. aegypti

Aedes albopictus

Photos Michel Dukhan

Distribution Distribution actuelleactuelle connueconnue dd’’AedesAedes albopictus albopictus par payspar pays

Avant 1980Avant 1980

Expansion 1981Expansion 1981--20052005Maj : F Schaffner

Sholte & Schaffner 2007Distribution d’Aedes albopictus en janvier 2007

EID pour le compte de la DGS, 2008

Aedes albopictus en France métropolitaine en 2008

Surveillance du moustique Aedes albopictus en France métropolitaine – Point de situation au 30 août 2009 -EID-Méditerranée dans le cadre de la convention DGS-EID Méditerranée

Carte Hélène Barré2007 et 2008

Areas for possible establishment of Aedes albopictus in Europe based on 5 climate scenarios. The image shows likelihood for establishment. Scenario 1 (light yellow) = 450mm annual rainfall, -1°C Januar y isotherm, scenario 2 (yellow) = 500mm rainfall, 0°C – scenario 3 (orange) = 600mm, 1°C – scenario 4 (red) = 700mm, 2°C – scenario 5 (brown) = 800mm rain fall, 3°CSource: Unpublished map made by Medlock J. & Schaf fner F., based upon Medlock et al. 2006 – Analysis of potential for survival and seasonal activity of Aedes albopictus in the UK. J Vector Ecol. 31 (2): 292-304

Biologie d’Aedes albopictus et Ae. aegypti

Gîtes larvaires : Petites collections d’eau, dont l es pneusDiapause des oeufs

TRANSPORT et INSTALLATION FACILES

Récipients artificiels et gîtes naturels

⇒Présent en zones urbaines, péri-urbaines et zones non habitées

Ae. aegypti considéré comme plus urbain que Ae. albopictus, mais (trop) nombreuses exceptions

Aedes albopictus et Ae. aegypti

Récipients artificiels péri-domestiques (vieux pneus, bidons, boites de conserve, carcasses de voitures, bouteille cassées, …)

Aedes albopictus à Nice – France photo P. Delaunay

Aedes albopictus

Photos Pascal Delaunay Nice

Aedes albopictus à Nicephoto P. Delaunay





Photos EID Ch. Jeannin

Récipients artificiels domestiques (cuvettes, fûts de stockage d’eau, gouttières, vases de fleurs, soucoupes de pot de fl eurs, …)


Gîtes naturels (trous d’arbres, creux de rochers, bases de feuill es engainantes, bambous coupés, coquilles de gastéropo des…)


BIOLOGIE

Les œufs peuvent résister à la dessiccation plusieurs mois : saison sèche ou saison froide: transport facile

Pics d’activité des femelles le matin et en fin d’ap rès midi, mais peuvent piquer même la nuit, à l’intérieur et à l’extéri eur

Préférences trophiques très variées : hommes, animaux domestiques, oiseaux,.. (selon populations et dispo nibilité des hôtes)

Cycle trophogonique : 4 à 5 jours, dépend des populati ons

Durée de vie longue : plus de 30 jours au laboratoire (jusqu’à 5 mois)


Activité nycthémérale Aedes albopictus

0

10

20

30

40

50

60

8h15

8h45

9h15

9h45

10h1

510

h45

11h1

511

h45

12h1

512

h45

13h1

513

h45

14h1

514

h45

15h1

515

h45

16h1

516

h45

17h1

517

h45

18h1

518

h45

19h1

519

h45

20h1

520

h45

21h1

521

h45

22h1

522

h45

23h1

523

h45

00h4

501

h45

02h4

503

h45

4h45

5h15

5h45

6h15

6h45

7h15

7h45

Heure

Abo

ndan

ce T

otal

e (M

ale+

Fem

elle

)

Extérieur

Intérieur

Delatte at al. unpublished results

NON CHOICE - Trophic preferences of Ae. albopictus from la Réunion

Island

Delatte at al. unpublished results

Human - DogHuman - GoatHuman - ChikenHuman - Calf(3 X 3 replicates)

1h30 with 110 mosquitoes, Blood meal ELISA test

Trophic preferences of Ae. albopictus from la Réunion Island

CHOICE host feeding experiment on 4 animal species compare d to human

Delatte at al. 2009

Choice host feeding experiment

• high degree of anthropophily

• multiple and mixed blood meal !Delatte at al. 2009

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Goat

Hum

an

M Poultry

Hum

an

M Dog

Hum

an

M Calf

Hum

an

M

Species 1 Species 2 Species 3 Species 4

Rat

e of

blo

od-fe

d m

osqu

itoes

per

spe

cies

test

ed

Human x Goat Human x Chiken Human x Dog Human x Calf

Delatte at al.

Developmental rate of Aedes albopictus estimated by the Logan model corrected by Lactin

DL50

Paramètres biologiques – Cohabiter

Weibull model

T°C 15 20 25 30 35

Males (days) 31,3 19,3 18,4 17,2 14,9

Females (days) 38,6 28,7 29,9 32,1 19,9

(Delatte et al, 2009, J Med Ent)

Survival rate of females Aedes albopictus adjusted to the Weibull’s model at the temperatures of 15, 20, 25, 30, 35 °°°°C

days

Compétition entre Aedes albopictus et Ae. aegypti

En Asie du Sud-est Ae. aegypti semble plus compétitif que Ae. albopictus. Au

cours du XXeme siècle, il aurait remplacé en partie Ae. albopictus en même

temps que l’urbanisation augmentait (Bangkok, Calcutta, Manille, Jakarta..)

En revanche les néopopulations d’Ae. albopictus (USA, Afrique, Mayotte)

semblent plus compétitives, et tendent à remplacer Ae. aegypti.

Les mécanismes de cette compétition ne sont pas parfaitement connus :

• compétition pour la nourriture des larves (densité de larves en conditions optimales ou limitées)

• survie différente face à des parasites, symbiotes, prédateurs

• meilleure adaptation à des environnements « limites » (températures, assèchement, ..)

• Compétition pour oviposition (phéromones ??)

• « interférence chimique » (retardants de croissance)• etc.

Aedes albopictus et Ae. aegypti à Madagascar

Distribution différentielle des deux vecteurs en 1989

Rôle du climat et de la compétition ?

Distribution différentielle de Dengue et Chikungunya ??

Fontenille et al. 1989

600

600800

800

1500

1500

1250

1250

10001000

1750

1750

1500

1500

1500

2000

2000

20002500

2500

3000

21

4

56

7

9 810

1311

15

12

16

17

1819

20

22 21

0 200 km

14MC

1500

WH

AD

10°E 12°E 14°E

4°N

6°N

8°N

10°N

12°N

Ae. albopictus + Ae. aegypti

6

Ae. albopictus Ae. aegypti

3

6

6

6

6

6

6

600

600800

800

1500

1500

1250

1250

10001000

1750

1750

1500

1500

1500

2000

2000

20002500

2500

3000

21

4

56

7

9 810

1311

15

12

16

17

1819

20

22 21

0 200 km

14MC

1500

WH

AD

10°E 12°E 14°E

4°N

6°N

8°N

10°N

12°N

Ae. albopictus + Ae. aegypti

6

Ae. albopictus Ae. aegypti

3

6

6

6

6

6

6

Nombre de gîtes positifs

Types de gîte Culicidae Albopictus Aegypti 2 espèces

Pneu 209 49 64 60

Containers plastiques 61 13 28 15

Papiers plastiques 9 3 5 0

Gobelets plastiques 19 5 8 4

Gobelets d’hévéa 25 2 9 10

Pots de fleur 8 0 8 0

Boîtes de conserves 75 13 25 19

Epaves de véhicules 80 14 28 18

Containers métalliques 48 7 19 8

Fûts 5 1 3 1

Bouteilles cassées 19 3 7 3

Canaris 16 1 13 2

Calebasses 3 0 3 0

Cornes de boeuf 22 2 18 1

Creux de parpaing 51 11 23 17

Noix de coco 1 1 0 0

Cabosses de cacao 7 2 3 1

Coquilles d’escargot 4 1 0 0

Aisselles de feuille 2 1 0 0

Feuilles mortes 8 3 2 1

Creux d’arbres 20 2 11 0

Creux de rochers 7 1 3 1

Total 699 135 280 161

Aedes albopictus et Ae. aegypti au Cameroun

0% 20% 40% 60% 80% 100%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

46

47

48

49

50

Aedes albopictus

Aedes aegypti

Aedes complexe simpsoni

N=1330N=859

N=550

N=241

N=1302

N=1006

N=1284

N=1088

N=110

sol

1m

2m

Aedes albopictus et Ae. aegypti au Cameroun

Nkolbison

Mayotte

Bagny et al.

Mayotte

Leila Bagny et al. unpublished results

Compétition Aedes aegyptiet Aedes albopictus

Quelles conséquences en santé publique?

Role vectoriel d’Aedes albopictus

Nombreux arbovirus isolés d’Ae. albopictus,considéré par certains comme un mauvais vecteur

..data suggest that for urban diseases such as dengue fever, yellow fever, chikungunya, and West Nile fever, a community is at much lower risk of epidemic transmission if they have A albopictus and not A aegypti, as the dominant day-biting Stegomyia species.

Duane J Gublersenior scientific advisor at the Division of Vector-Borne Infectious Diseases, CDC, Fort Collins, CO, USATHE LANCET Infectious Diseases Vol 3 December 2003

Ae. albopictusest vecteur de Dirofilaria immitis(Dirofilariose : cardiopathie du chien)

Role vectoriel d’Aedes albopictus

Arbovirus isolés d’Ae. albopictussur le terrain:Dengue1, 2, 3, 4 (rôle majeur ou important dans des épidémies au Japon, Thaïlande, Java, Seychelles, La Réunion (1977 et 2004), Madagascar ? (2006))

Chikungunya en ce moment à La Réunion, Mayotte, Maurice, MadagascarEncéphalite JaponaiseAux USA (populations récemment établies): WN, La Crosse, etc

Expérimentalement :Fièvre de la Vallée du riftWest NileFièvre jauneTahyna, WEE, SLE, SIN, Ross River, Etc…

Transmission verticale sur le terrain : virus Dengue; au laboratoire : nombreux Flavivirus et Bunyavirus

Chik si coinfection avec FilairesTransmission verticale sur le terrain pour Chikungunya, Récemment démontrée (Vazeille et al 2007)Transmission sexuelle démontrée avec virus Dengue

La compétence vectorielle dépend des populations / virus

Adults F0

Blood-meal

Eggs

Adults F1

Larvae – Pupaefrom the field

Vector competence

Mesure de la compétence vectorielle

Les femelles pleinement gorgées sont incubées 14 jours à 28°C

Immunofluorescence indirectesur les squashes de têtes

(éventuellement RT PCR)

% d’infection pour chaque échantillonComparaisons suivant les populations

Schuffenecker et al. (2006)

CHIKV in La Réunion

la Réunion and Mayotte Ae. albopictus susceptibility against Chikungunya virus

Vazeille et al . 2007. plos One

0

20

40

60

80

100

STAND1

STBEN1

STDEN1

STPAU1

STPAU2

STPIE

1STP

IE2

STPIE

3M

AYOT1M

AYOT2M

AYOT3

Infe

ctio

n R

ate

(%)

CHIK 05.115

CHIK 06.21

A

V

La Reunion Mayotte

CHIKV A226V mutation overlaps with Aedesalbopictus distribution

De Lamballerie et al . 2008 J. Virol.

: mutation A226V

19.6 (51)0 (11)Cx. pipiens

12.5 (8)67.3 (49)Oc. detritus

7.3 (68)25 (16)Oc. caspius

--Ae. vittatus

-0 (13)Ae. vexans

-77.1 (35)Ae. albopictus

RVFCHIKInfection rate (%) for

On going studies on continental France mosquitosusceptibility against Chikungunya and RVF viruses

Vazeille et al.

Acta Tropica,

2007.

Eté 2007 : 130 cas de Chikungunya en Emilie Romagne, Italie

Vecteur : Aedes albopictus

Documents ECDC

EID - DGSCarte Hélène Barré 2009

Spreading of Aedes albopictus in metropolitan France

First Dengue and Chikungunya autochtonouscases in Europe

COMPÉTENCE VECTORIELLE= Coadaptation entre un pathogène (virus dengue, Chik) et son (ses) vecteurs (Ae. aegypti , Ae. albopictus)

Facteurs extrinsèques du vecteur: facteurs anthropiques,

environnementaux et climatiques influant sur :

la répartition et l’abondance des vecteurs,

le succès du développement du parasite chez le vecteur,

le contact entre le vecteur et l’hôte vertebré

Facteurs intrinsèques du vecteur: sous contrôle génétique, ils

influent sur :

les préférences trophiques et le comportement du vecteur,

sa capacité à s’infecter,

sa capacité à assurer le développement du pathogène,

sa capacité à transmettre le pathogène

Ingestion particules virales

• incapacité à infecter les cellules de l’épithélium intestinal Midgut Infection Barrier (MIB)

• incapacité à infecter glandes salivaires et ovaires Midgut Escape Barrier (MEB)

2 barrières majeures

Attachement Pénétration Réplication

Clivage des protéines de l’enveloppe

Lumière intestinale

Hémolymphe

ovairesGlandes salivaires

Epithélium intestinal

La compétence vectorielle d’ Aedes aegypti aux virus dengue

Les différentes barrières : L’exemple du virus de la fièvre jaune et Aedes aegypti

Black et al. 2002

MIB

MEBSGIB

Identification des gènes associés à la compétence vectorielle

Méthodes ciblées :

Méthodes globales :

- Carte de laison génétique- Cartographie de QTLs,- Etudes d’association- Mutagénèse- Séquençage- Génomique comparative

Génomique fonctionnelle, Protéomique

Analyse de la variation génétique(relation mutation/phénotype)

Analyse d’expression (comparaison du transcriptome ouprotéome de vecteurs de phénotypes opposés)

-Puces a ADN (microarrays)-PCR temps réel-RNA inhibition