Virus à Transmission Entérique MICROBIOLOGIE DCEM1 Mercredi 18 Février 2009 Nicolas LEVEQUE Laboratoire de Virologie CHU Robert Debré - Reims Mail : nleveque@chu-reims.fr

Virus à Transmission Entérique Entérovirus (poliovirus) Hépatite A Hépatite E Rotavirus Astrovirus Calicivirus Adénovirus

A. Virus entériques non responsables de diarrhées

1. Classification et structure Les entérovirus 1. Classification et structure  Un genre de la Famille des Picornaviridae  Comprend 89 sérotypes « humains » : ▪ Poliovirus 1 à 3 ▪ Coxsackievirus A et B ▪ Echovirus ▪ Enterovirus

1. Classification et structure Classification actuelle : 4 espèces  A, B, C, D Classification en constante évolution EV96 et 97 (Smura et al., J Gen Virol , 2007) EV79-88, EV-97 et EV-100-101 (Oberste et al., Virus Res., 2007) Genre Rhinenterovirus Oberste et al., 2001

1. Classification et structure La capside Pleconaril Pour protéger cet acide nucléique, les entérovirus disposent d’une capside icosaédrique de symétrie cubique formée de 60 protomères. Un protomère est constitué d’un exemplaire de chacune des 4 protéines de capside VP4 interne, masquée , uniquement exposée au moment du processus de décapsidation. VP1, 2 et 3 forment la surface de la particule virale et dessinent à la face sud de VP1 et à la face nord de VP2 et VP3 une dépression appelée canyon site d’interaction virus/récepteur. Canyon = zone d’interaction virus/récepteur 6 6

1. Classification et structure Le génome Petits virus nus à ARN simple brin Echovirus appartient au genre entérovirus et à la famille des picornaviridae (petits virus à ARN). Leur matériel génétique est en effet un ARN simple brin de polarité positive. D’après Rueckert, 1996 Très variable Très conservée 7 7

2. Aspects épidémiologiques Antona et al., EJCMID, 2007 Surveillance de la circulation des entérovirus : Laboratoires participant au RSE au 1er janvier 2005

2. Aspects épidémiologiques Antona et al., EJCMID, 2007 Distribution par tranches d’âge des diagnostics positifs d’infection à entérovirus, RSE, France, 2000-2004 Age : En % du total des prélèvements

Saisonnalité des infections à entérovirus, RSE, France, 2000-2004 2. Aspects épidémiologiques Antona et al., EJCMID, 2007 Saisonnalité des infections à entérovirus, RSE, France, 2000-2004 Saison : Les infections à EV évoluent toute l’année, y compris en hiver, sur un fond endémique avec un pic de mai à octobre NB : Semaine 27 ~ Juillet

2. Aspects épidémiologiques Données du CNR de Lyon 1976-2002 Sérotype : tous les sérotypes sont impliqués mais certains sont particulièrement épidémiogènes et méningotropes exemples : E6, E13, E30 Chomel et al., EJCMID, 2003

2. Aspects épidémiologiques Serotype 2000 2001 2002 2003 2004 Total E-30 525 44 15 6 49 639 23.2% E-13 425 13 4 3 445 16.1% CV-B5 38 23 5 34 115 4.2%

2 mois minimum (poliovirus) 3. Physiopathologie Incubation 7 à 14 jours 1 à 2 jours Clinique LCR 1 à 2 jours 7 à 14 jours Gorge 1 à 2 jours Sang Selles 2 mois minimum (poliovirus)

4. Clinique Les entérovirus en pathologie humaine : Virus neurotropes Infections fréquentes Asymptomatique ou bénigne dans plus de 90% des cas Gravissime chez l’immunodéprimé et le nouveau-né Possibles atteintes cardiaques, hépatiques ou cutanéo-muqueuses Virus neurotropes

4. Clinique : La Poliomyélite antérieure aiguë Polios  gris et muelos  moelle. Infection de la substance grise de la corne antérieure de la moelle épinière (atteinte des neurones moteurs). Paralysie ascendante en quelques heures (Paralysies Flasques Aiguës ou PFA). Mortalité entre 5 et 10 % par paralysie des muscles respiratoires (poumons d’acier). Paralysies résiduelles à des degrés variables.

4. Clinique : La Poliomyélite antérieure aiguë Avant l'ère vaccinale  600 000 morts infantiles/an 1988  Plan d’éradication lancé par l’OMS Vaccin Polio Injectable (VPI), Inactivé, développé par Jonas Salk, contenant les 3 sérotypes de virus 1+2+3, immunité générale (IgG) Vaccin Polio Oral (VPO), atténué, Sabin, 3 sérotypes, immunité locale + générale

4. Clinique : La Poliomyélite antérieure aiguë VPI Innocuité parfaite Immunogénicité parfaite Pas de retour possible à la neurovirulence Administration parentérale Cher VPO Administration orale et bon marché Immunité locale Immunité collective Possibilité de réversion (1 cas sur 107 ) Thermolabile

4. Clinique : La Poliomyélite antérieure aiguë 350 000 cas dans 125 pays en 1988 1951 en 2005 dans 4 pays 19

Les virus des hépatites Hépatite A (HAV) Hépatite B (HBV) Hépatite C (HCV) Hépatite D (HDV, agent delta) Hépatite E (HEV) Hépatite G (HGV)

Les virus des hépatites Famille Acide nucléique / enveloppe Taux de mortalité % Infection chronique Mode de transmission HAV HBV HCV HDV HEV HGV Picornaviridae Hepadnaviridae Filaviridae Satellite Calicivirus-like Flavivirus ARN / non ADN / oui ARN / oui ARN 0,2-0,4 0,2-1 1-2 2-20 0,2-3 ? non oui oui (peu sévère) fécal-oral parentéral parentéral fécal-oral

Le VHA 1. Structure Famille des Picornaviridae Genre Hepatovirus Virus nu à ARN+ proche des entérovirus 1 seul sérotype

2. Épidémiologie Virus strictement humain Contamination fécale-orale : directe (mains) ou indirecte (coquillages, eau). Zone tempérée fin automne sporadique ou petites épidémies limitées endémicité faible < 15 % des sujets anticorps à 20 ans Zone tropicale toute l’année anticorps présents chez la plupart des enfants endémicité forte 70-100 % des sujets anticorps à 20 ans

3. Clinique Incubation variable : 1 mois (4 à 6 semaines) Une hépatite virale évolue en trois phases : · Pré-ictérique (4 à 7 jours) : troubles digestifs, asthénie, rash, arthralgies · Ictérique (8 à 30 jours) : ictère, oligurie, décoloration des selles · Phase de convalescence (plusieurs mois) Il existe des formes cliniques majeures (hépatite fulminante) ou mineures, voire inapparentes (Influence de l’âge +++)

Hépatite asymptomatique 3. Clinique   Infection aiguë Infection chronique Virus Hépatite asymptomatique Hépatite aiguë Hépatite fulminante Chronique Cirrhose Carcinome VHA 90% 10% Rares 0.2 à 0.4% VHB 1% 30% 40% VHC 95% 5% 85% 20% 25%

4. Diagnostic de l’hépatite A Sérologie / tests ELISA : IgG + IgM (3 mois) PCR sérique

5. Prévention Vaccin contre le VHA Prévention de l’hépatite A = règles d’hygiène (cf transmission fécale-orale, transmission par l’eau) Vaccin contre le VHA Vaccin contre le VHA = vaccin inactivé ; 1 injection + rappel à 1 an + rappel à 10 ans (Havrix) vaccin combiné VHA + VHB (Twinrix)

Le VHE Caliciviridae Épidémies à transmission fécale-orale ARN monocaténaire de polarité positive Virus nu Épidémies à transmission fécale-orale Asie (Indes), Afrique et Amérique du sud Hépatite aiguë en 2 à 10 semaines Grave chez femme enceinte, 3ème trimestre (mortalité 20%) Diagnostic sérologique

B. Virus entériques responsables de diarrhées

Over a 3 day period, one sick fisherman contaminated 23,000 bushels of oysters sold in about 14 states with a single strain of norovirus

En 2005: 14 outbreaks on 10 ships Some repeated after cleanup By sequence, some linked to common sources Multiple modes of spread Food, person- to-person

Virus responsables de diarrhées La majorité des épisodes de gastro-entérite sont dues à des virus Absence de diagnostic étiologique dans la plupart des cas 1910, Ito (Japon) « pseudo-cholera infantile » 1929, Zahorsky (St Louis, USA) « Winter vomiting syndrome » Virus  Hiver Bactéries et parasites  Été Reflète l’amélioration du traitement des eaux Suède : Prévalence étés années 30 = hivers des années 80

Rotavirus Calicivirus Astrovirus Adénovirus Norovirus (virus de Norwalk) et Sapovirus Astrovirus Adénovirus

1. Structure des virus Types 40 et 41

1.1. Les Rotavirus Famille des Reoviridae ARN génomique bicaténaire en 11 segments Capside icosaédrique Pas d’enveloppe 7 sérotypes : A à G A, B et C chez l’Homme A  Monde entier B  Chine principalement C  rares épidémies

1.2. Les Astrovirus Observés pour la première fois en 1975 en microscopie électronique  morphologie en étoile Famille des Astroviridae Virus nu à ARN monocaténaire + 8 sérotypes

1.3. Les Calicivirus Famille des Caliciviridae Dépressions régulières à la surface de la capside  calice Virus nus à ARN monocaténaire de polarité positive 2 genres / 2 génotypes : Norovirus et Sapovirus Norovirus = Virus de Norwalk (épidémie de gastro-entérites survenue en 1972 dans la ville de Norwalk (Ohio) 1977  Virus Sapporo

1.4. Les Adénovirus Famille des Adenoviridae, genre Mastadenovirus ADN bicaténaire Capside icosaédrique Pas d’enveloppe 51 sérotypes « humains » 6 sous-groupe de A à F Adénovirus 40 et 41

Fécale-orale 2. Modes de transmission Infectivité élevée (10 à 100 particules virales) Transmission directe : Rotavirus, adénovirus   Transmission indirecte  : virus Norwalk. Grande quantité de virus dans les selles (1010 virus /ml de selles) Virus nus = résistants en milieu extérieur

3. Epidémiologie 3 millions de consultations médicales/an en France Pic d’incidence des infections sévères entre 6 et 24 mois L'un des premiers motifs de consultation en médecine et principalement en pédiatrie  Morbidité élevée / impact économique important 3 millions de consultations médicales/an en France 220 000 hospitalisations aux USA chez l’enfant de <5 ans  Coût direct supérieur à 500 millions de dollars. Mortalité > 3 millions de décès annuels dans les PIVD

3. Epidémiologie

3.1. Épidémiologie des rotavirus 30-50 % des gastro-entérites aiguës de l’enfant 70 % des gastro-entérites aiguës dans 1ère année de vie Touchera tous les enfants avant l’âge de 5 ans 140 millions de cas/an 18 millions diarrhées sévères (90% des gastro-entérites hospitalisées) 600 à 800 000 décès

3.1. les rotavirus Pays développés : principale cause d’hospitalisation des nourrissons 1ere cause d’infections nosocomiales pédiatriques (15 %) Décembre – janvier : concomittantes des épidémies de viroses respiratoires (VRS, grippe) engorgement hôpitaux

3.2. les Astrovirus 1.5 à 9% des selles d’enfants diarrhéiques 1 à 2% des selles d’enfants asymptomatiques Épidémies de gastro-entérites en collectivité Hôpitaux, maisons de retraite, crèches … 75% des enfants séropositifs à 10 ans

3.3. les calicivirus 1ère cause GEA dans les pays développés  85% des gastro-entérites tout âge confondu aux Pays-bas Adulte > enfants Épidémies de gastro-entérites collectivités maisons de retraite, hôpitaux, crèches bateaux de croisière, … Consommation eau, aliments et coquillages souillés

3.4. les adénovirus Cause endémique de gastro-entérites (5%) dans les collectivités maisons de retraite, hôpitaux, crèches et orphelinats Tout âge Chez l’enfant  +++ <6 mois Infections parfois sévères  cas d’entérocolite nécrosante  chez l’immunodéprimé

4. Physiopathologie Multiplication du virus dans les entérocytes Perturbation de l’activité électrolytique  Perte d’eau et électrolytes Excrétion virale très abondante (début +++) Synthèse d’anticorps IgM, IgG et IgA sécrétoires

5. Clinique

5. Clinique De courte durée (<7 jours) Début brutal Diarrhées, vomissements Fièvre Douleurs abdominales Déshydratation  troubles hydro-électrolytiques Irritabilité, anorexie

5. Clinique Diarrhées aqueuses (pas de sang ni de mucus) Nombreuses formes asymptomatiques ou modérées (Adéno et rota +++)

Durée moyenne d'excrétion fécale 5. Clinique Virus Durée moyenne d'excrétion fécale Rotavirus 10 jours Calicivirus 3 jours Astrovirus 12 jours Adénovirus

6. Diagnostic Pvt = selles 0 sérologie

Test rapide immuno-enzymatique unitaire sur membrane 6. Diagnostic Test rapide immuno-enzymatique unitaire sur membrane

7. Traitements/Prophylaxie 0 traitement antiviral 1 vaccin Prévention = hygiène (lavage des mains) Traitement symptomatique = réhydratation Voie orale : soluté réhydratation orale (SRO)(sodium-glucose) environ 60 ml toutes les 20-30 min systématique le nourrisson ne connaît pas la soif ! Voie intraveineuse : Si perte de poids > 10 % poids du corps

ROTAVIRUS: Vaccination Principes et généralités: Vaccin oral à virus vivant/immunisation active (Ac neutralisants + IgA) Prévention de la gastro-entérite du nourrisson 2 à 3 doses successives à 1 mois d’intervalle Chez le nourrisson à partir de 6 semaines Confère une protection >85 % vis à vis des infections sévères Effet secondaires mineurs: pas d’invaginations intestinales Rota Teq (Merck) Rotarix (GSK)

ROTAVIRUS: Vaccination Principes et généralités: Capside icosaédrique formée d’une triple couche de protéines Couche externe = VP7 + spicules de VP4 Couche intermédiaire = VP6 Couche interne VP2

ROTAVIRUS: Vaccination 3 principales protéines antigéniques : VP4, VP6 et VP7 VP6  groupes A à G (Groupes A, B et C : homme) VP7  antigène de neutralisation (spécificité G = 14 génotypes) VP4  protéine d’attachement (spécificité P = 20 génotypes) G1P8,G2P4,G3P8,G4P8  95% des souches en Europe + Émergence de G9P8

ROTAVIRUS:Vaccination Rota Teq (Merck) Vaccin pentavalent: 5 virus réassortants humain/bovins (souches faiblement réplicatives dans l’intestin: faible excrétion virale) Infections sévères à ROTAVIRUS: Taux de protection de 98,2% contre les G1-G4 et de 74% contre un sérotype G non contenu dans le vaccin (protection croisée)

RotaTeq®

ROTAVIRUS:Vaccination Rotarix (GSK) Vaccin monovalent vivant atténué issu d’une souche humaine G1P8 / réplication intestinale et élimination dans les fèces > 50% des enfants vaccinés (GSK) Infections sévères à ROTAVIRUS: Taux de protection de 85 % de 63% contre tous les types d’infections à Rotavirus dans les pays en voie de développement (protection croisée) Réduction de 63% des cas hospitalisation des enfants < 1 AN NEJM 2006, 354, 11-22

ROTAVIRUS:Vaccination Rota Teq (Merck) et Rotarix (GSK) Précautions d’emploi: immuno-dépression congénitale ou médicamenteuse, transfusions sanguines ou dérivés sanguins ou Immunoglobulines dans les 42 jours précédents, affection en cours par le rotavirus, nourrissons <6 semaines Effets indésirables: Fièvre , irritabilité, diarrhées , vomissements Association possible aux autres vaccins pédiatriques homologués antiviraux et antibactériens y compris le vaccin anti-pneumoccocique et les vaccins hexavalents

Autres virus responsables de diarrhées : Entérovirus (méningite virale; Coxsackievirus, polio) Coronavirus (syndrome respiratoire, SRAS)

Cas clinique

Cas clinique Le 29 mars 2006, la Ddass du Calvados était informée par la mairie de Hermanville-sur-Mer de la survenue de cas groupés de gastro-entérite parmi des pilotes de chars à voile ayant participé à une compétition organisée sur la plage communale pendant le week-end du 25 au 26 mars 2006. Un contact avec le club local de voile permettait de confirmer le signalement d’une dizaine de pilotes ayant présenté au cours ou à l’issue de la compétition une gastro-entérite aiguë (GEA) associée parfois à des irritations oculaires. Aucun malade n’était signalé parmi les organisateurs et accompagnateurs. La compétition avait regroupé 77 compétiteurs. Des ventes alimentaires (boissons, sandwichs) étaient organisées sur le site de compétition et les pilotes avaient la possibilité de participer le samedi soir à un dîner commun préparé par le Centre régional des oeuvres universitaires et scolaires (Crous) de Caen. Lors des compétitions, les pilotes de chars à voile allongés dans leur engin à environ cinquante centimètres du sol, sont soumis à des projections de sable humide et d’eau. D’après la mairie et le club organisateur, les pilotes malades mettaient en cause la présence sur la plage d’écoulements d’eaux pluviales et d’eaux usées issues d’une station d’épuration domestique.

Cas clinique Deux premiers cas étaient survenus dans la nuit du 25 au 26 mars (à 22h00 et 02h30) précédant d’environ une journée les autres malades. Les symptômes étaient apparus majoritairement groupés entre le 26 mars à 18h00 et le 27 mars à 12h00. Ils correspondaient principalement à une diarrhée (95,2 %), des vomissements (71,4 %), des douleurs abdominales (81 %), des nausées (76,2 %) et une fièvre a priori modérée (61,9 %). Trois cas rapportaient des picotements oculaires. Aucun cas n’avait été hospitalisé et douze cas (57,2 %) avaient consulté.

Cas clinique Diagnostic étiologique ? (sur quels éléments d’orientation?) Diagnostic biologique?