Variabilité des génomes viraux et conséquences physiopathologiques Modèle des virus influenza

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1 Variabilité des génomes viraux et conséquences physiopathologiques Modèle des virus influenza

2 Structure des virus Génome : ARN ou ADN Capside (nucléocapside) glycoprotéines de surface (spicules) ancrées dans la capside ou l enveloppe Enveloppe

3 Mécanismes de variation des génomes viraux Facteurs propres au virus : Taux d'erreurs des enzymes virales : - systèmes cellulaires de correction de l'adn taux d'erreurs : à -7 - pas de système cellulaire de correction de l'arn taux d'erreurs : 10-5 à -3 Intensité de la réplication virale (HIV, HCV) Réservoirs animaux (grippe) Facteurs propres à l'hôte : Pression de sélection exercée par le système immunitaire

4 La grippe et les virus grippaux Caractéristiques générales La grippe Structure des virus influenza Cycle de multiplication

5 Caractéristiques cliniques Incubation de 24h-48h Début brutal Syndrome grippal V grippal au troisième jour Nombreuses complications : surinfections bactériennes décompensations d autres pathologies grippes malignes

6 Transmission : aérienne directe Distance : 2 m Concentration Le virus se répand par les gouttelettes de Pflüge au moment où l on tousse ou l on éternue Le virus pénètre le corps par le nez, la bouche et les yeux 2

7 Réplication : rapide et intense Concentration en particules virales Concentration en particules virales et sévérité des symptômes Apparition rapide des symptômes Pic de la réplication virale Sévérité des symptômes Oxford JS et al. Drugs Discovery Today, 1998 ; 3 (10) : Temps (jours) 5

8 30

9 Hémagglutinine Génome : ARN simple brin ( ) en 8 segments Neuraminidase Huraux et al, Traité de Virologie Médicale, ESTEM, Paris, 2003.

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11 Différents virus influenza : A, B, C Type B Type C Type A H1N1 H2N2 H3N2 H5N1 H7N7 H9N2

12 Nomenclature des virus grippaux Sous-type A/Sydney/5/93 (H1N1) Type Lieu d origine Numéro de cahier. Année d isolement Hémagglutinine Neuraminidase B/Beijing/184/93

13 Huraux et al, Traité de Virologie Médicale, ESTEM, Paris, 2003.

14 Transcription - réplication Huraux et al, Traité de Virologie Médicale, ESTEM, Paris, 2003.

15 G Neumann et al.curr Top immnunol 2004 ; 283 :

16 La grippe et les virus grippaux Mécanismes de la variabilité mutations, réassortiments transmission directe de souches aviaires

17 Mécanismes classiques de variation des virus grippaux Mutations glissements antigéniques épidémie virus A, B et C Réassortiments cassures antigéniques pandémie virus A

18 Mutations d après le Traité de Virologie médicale, Huraux et al, ESTEM, 2003.

19 Réassortiment des virus influenza A Réservoir : oiseaux aquatiques - 16 types d HA - 9 types de NA d après le Traité de Virologie médicale, Huraux et al, ESTEM, 2003.

20 Transmissions inter-espèces des virus grippaux de type A

21 Réassortiment d après Le Point, Mécanisme des pandémies de 1957 et 1968

22 Hong Kong, 1997 Séquençage complet du génome du virus influenza A de la pandémie de chez l homme - chez l oiseau EID, 2006 ; 12 : 1-5

23 Transmission directe de l oiseau à l homme par accumulation de mutations ponctuelles clés Belshe RB. NEJM 2005 ; 353:

24 Etiologies des pandémies connues Huraux et al, Traité de Virologie Médicale, ESTEM, Paris, 2003.

25 Co-circulation de types viraux distincts Huraux et al, Traité de Virologie Médicale, ESTEM, Paris, 2003.

26 Origine complexe des différents segments d ARN génomique AS Lipatov et al, J Virol 2004 ; 78 : I Stephenson et al, Lancet Infectious Diseases 2004 ; 4 :

27 Réassortiments complexes : HA, NA, et les autres segments d ARN (même hors pandémie) C Xu et al, Microbes Infection 2004 ; 6 :

28 Pandémies... et menaces pandémiques 1918 : grippe espagnole A(H1N1) > 30 millions de morts 1957: grippe asiatique A(H2N2) 1 million 1968 : grippe de Hong Kong A(H3N2) 0,8 million A/Duck/Ukraine/1/63 (Hav7=H3) 1976 Incident de Fort Dix A(H1N1) : rôle du porc 1997 Hong Kong A(H5N1) : poulet-homme Depuis 2003 : multiples épidémies de grippe aviaire A(H5N1), A(H7N7), A(H7N2),A(H7N3),A(H9N2) 2005 : séquence AH1N ; adaptation rapide à l homme

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30 Nombre cumulé de cas humains (OMS)

31 Cas humains récents

32 Epizootie (données récentes)

33 Brèves A H5N1... Présentation clinique chez l homme : incubation plus longue, signes digestifs, enfants Mortalité humaine # 50% : pas de sous-évaluation des cas Cas de transmission inter-humaine rares mais publiés Modification du tropisme viral chez l homme : isolement de virus H5N1 dans le tube digestif Animaux sensibles au virus A H5N1 : chats, chiens...

34 EID 2006 ; 12 : maisonnées 95% éleveurs de volailles 35% des volailles potentiellement contaminées 351 personnes testées sérologies positives : 0% (Ac neutralisants H5N1)

35 Migrations aviaires... Rappole G et al., EID 2006 ; 12 : 1577 et humaines

36 «Highly Pathogenic H5N1 Influenza Virus in Smuggled Thai Eagles, Belgium». Mai

37 Réseaux de surveillance

38 grog.org

39 La grippe et les virus grippaux Conséquences de la variabilité Pathogénicité Vaccins et anti-viraux Diagnostic

40 Pathogénicité d un virus influenza A Nouveauté dans la population humaine : immunité relative conférée par les infections et vaccinations antérieures Déterminants viraux : - HA - protéines de structure (ARN pol)

41 Immunité de la population Incidence de la grippe (cliniquement patente) Taux moyen d anticorps dans la population anti-a HxNx Taux moyen d anticorps dans la population anti-a HyNy Incidence de la maladie Pandémie Période interpandémique Epidémie Epidémie Pandémie Epidémie Niveaux moyen d anticorps dans la population Temps en années Introduction d un virus hypothétique A HxNx Une variation mineure mais significative des virus A HxNx peut se produire. Les épidémies peuvent ne pas être dûes à de telle variation Introduction du virus hypothétique A HyNy (nouveau sous-type). Le sous-type A HxNx disparaît. Mandell, Douglas and Bennett s Principles and Practice of Infectious Diseases, 5 th ed : Modified from Kilbourne ED. Influenza : 274, avec autorisation.

42 Pathogénicité d un virus influenza A Nouveauté dans la population humaine Déterminants viraux : - HA : atteinte d organes multiples insertions d AA basiques au site de clivage - protéines de structure : mutations clés ARN pol (PB2) : Glu627Lys capacité réplicative et spécificité d hôte (A H5N1 et A H7N7) NS1 : réponse immune inhibition voie interféron (A H1N1 1918) et déséquilibre cytokinique (A H5N1)

43 Site de clivage de HA : insertion d acides aminés basiques et possibilité de clivage intra-cellulaire Neuman G et al., EID 2006 ; 12 :

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45 Variabilité, vaccins et anti-viraux

46 Le vaccin anti-grippal : plus que jamais d actualité! Virus grippal fragmenté et inactivé 2 souches A, 1 souche B Contenant des antigènes analogues à des souches ayant récemment circulé Taux de protection variable Parmi les personnes cibles : personnel de santé, femmes enceintes, personnes âgées et maladies chroniques...

47 La fabrication du vaccin anti-grippal J Treanor, NEJM 2004, nov 11

48 Rôle protecteur des Ac anti HA Hannoun C et al, Virus Res 2004 ; 103 :

49 John Treanor, NEJMed, 2004 ; 351 :

50 Epidémie «banale» de grippe : amplification et transmission par les enfants scolarisés mortalité chez les personnes fragilisées. W. Glezen, J Clin Virol 2006 ; 37 : Pandémie : mortalité chez les jeunes adultes.

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52 Vaccin anti A H5N1? Essais vaccinaux A H5N1 (aviaire) chez l homme «vaccin pré-pandémique» : virus atténué (A-PR8/34H1N1) recombinant, cultivé sur oeuf embryonné, inactivé, purifié bonnes réponses en anticorps, mais avec des doses élevées d Ag Essais antérieurs : ex H9N2 (Grande Bretagne) réponses plus fortes et rapides après 35 ans mémoire immunitaire «croisée»?

53 Stephenson I et al. Lancet. 2003;362:

54 amantadine rimantadine - résistances : 35% Anti-viraux - des virus aviaires spontanément résistants zanamivir oseltamivir d après le Traité de Virologie médicale, Huraux et al, ESTEM, résistances : 0.4 à 18% en 5 jours

55 Inhibiteurs de la proteïne M2 Amantadine (Mantadix ) Rimantadine (Roflual ) Actifs uniquement sur le virus de type A Effets secondaires importants (neurologiques ++) Acquisition de résistances : 30% en 2-5 jours Inhibiteurs de la neuraminidase ++ Zanamivir (Relenza ) Oseltamivir (Tamiflu ) Actifs sur les virus de type A et B - Résistances : 0.4 à 18%??? (enfants, en 5 jours) 62

56 Résistance à l oseltamivir par mutation dans NA C763T De Jong et al., NEJM 2005 ; 353 : 2667

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58 Variabilité et diagnostic PCR en temps réel

59 PCR dans le gène M Grippe A Courbes de fusion Grippe B Tm témoin A H3 = 63 C Tm témoin A H1 = 68 C

60 PCR A H5N1

61 La grippe espagnole ( ) : un accident dans l histoire? C Hannoun, Virologie, 2002 : 6 (n spécial) : S Cours de virologie sur la grippe : Sites :

62 Rappole G et al., EID 2006 ; 12 : 1577