1. Dr RAHAJAMANANA Lalaina
Ancien Chef de Travaux en Microbiologie
Médecin Biologiste CHU Mère – Enfant Tsaralalàna
1
INFECTION PAR LES VIRUS
DE LA FAMILLE DES CORONAVIRIDAE
2. Plan
Introduction
I. Classification et taxonomie des Coronavirus
II. Caractères virologiques
III. Multiplication
IV. Epidémiologie
V. Pouvoir pathogène et physiopathologie
VI. Diagnostic virologique
VII. Préventions
Conclusion
2
3. Pré- requis
• Généralités sur les virus
• Réplication des virus à ARN +
• Immunité naturelle
• Immunité acquise
• Immunité antivirale
3
4. Objectifs
• Citer les 4 Coronavirus humains (HCoV) classiques – les 3 Coronavirus humains
émergents
• Enumérer 3 caractères virologiques des Coronavirus
• Décrire les modes de transmission des Coronavirus Humains
• Citer 2 méthodes de diagnostic virologiques de HCoV
• Décrire les deux moyens de prévention
4
5. Introduction1
• Coronavirus (CoV)
– Groupe de virus infectant l’homme et de nombreuses espèces animales
– du latin « corona » = couronne morphologie caractéristique
– Haut potentiel d’émergence
5
6. Introduction2
• Coronavirus (CoV)
• Virus émergents à l’origine de Syndrome de détresse respiratoire
aigue (SDRA) pandémie mortelle
– SARS- CoV 1 et 2 (Severe Acute Respiratory Syndrome related
Coronavirus ou Coronavirus lié au Sd respiratoire aigue sévère)
» Menace pour la santé humaine et la sécurité publique
» Coût humain et économique +++, fort impact social
6
7. I. Classification
et taxonomie des HCoV
(ICTV 2017)
Coronaviridae
Coronavirinae
Alphacoronavirus Betacoronavirus Gammacoronavirus Deltacoronavirus
Torovirinae
7
Clade A Clade B Clade C Clade D
HCoV -229E
HCoV -NL63
HCoV- OC43
HCoV –HKU1 SARS-
CoV 1-2
MERS-CoV
Classiques
Emergents
Comité international de taxonomie des virus
8. 1960
1er HCoV
1965
HCoV 229
E et HCoV -
OC43
Souches
prototypes
2003
SARS -CoV
2012
MERS-
CoV
2019
n-CoV
2019
COVID-19
2020
SARS-CoV-
2
8
Evolution des Coronavirus
HCoV : Coronavirus humains
SARS : Severe Acute Respiratory Syndrom
MERS : Middle –East Respiratory Syndrom (Syndrome respiratoire du Moyent Orient)
9. II.1. Structure du virus et organisation génétique
• Virus enveloppés : grossièrement sphériques
• Diamètre : 50 et 200nm (SARS-CoV 2: 60 – 140nm
et 50 à 80 nm pour SARS-CoV-1)
• Enveloppe hérissée de hautes projections
à sa surface formées de la protéine de surface (S) ou
Spike disposées en couronne ( « Corona »)
9
II. Caractères virologiques1
Structure du SARS-
CoV-2
10. – 4 protéines structurales :
• Protéine S : Spike
• Protéine E : Enveloppe
• Protéine M : Matrice
• Protéine N : Nucléocapside
10
Sous- Unité S1 (partie globulaire)
Sous- Unité S2 (partie tige )
4 Résidus d’AA –> site de clivage
polybasique entre S1 et S2
II.1. Structure du virus et organisation génétique2
Protéine S: protéine de fusion
organisée en trimères
11. 11
• Domain C-terminal
• Domain N-terminal
S1
S2
RBD ou Receptor
Binding Domain
- Rôle clé de
l’entrée du virus
dans la cellule
- Porte l’épitope
cibles des Ac
- Grande
diversité
génétique
Fusion des
membranes virale
et cellulaire lors de
l’entrée des virus
Protéine Spike1
12. • Protéine S,E, M constitue ensemble l’enveloppe virale
– Protéine S : protéine de fusion organisée en trimères
– Protéine E porte les facteurs de virulence , rôle important dans la phase
d’assemblage de la particule virale
• Nucleocapside (protéine N) structure hélicoïdale
12
II.1. Structure du virus et organisation génétique3
13. • Génome :
– ARN simple brin ou monocaténaire de 29 903 nucléotides ou 30kb, linéaire,
non segmentée, polarité positive
• Le plus grand des génomes des virus à ARN infectant les humains
• Identité de séquence génomique du SARS-CoV-2
– 79 % avec SARS- CoV
– 50 % avec MERS- CoV
13
II.1. Structure du virus et organisation génétique4
14. 14
Figure 3. Représentation schématique de l’organisation génomique
d’un Betacoronavirus
Génome : 15 gènes codant 29 – 33 protéines virales
ORF codant les protéines
accessoires
4 gènes de structure S,E,M,N : > 90 % d'identité d’AA avec SARS-CoV,
à l'exception du gène S
II.1. Structure du virus et organisation génétique5
15. • Infectivité des virions optimale pour une pH autour de 6,0
• Sensibilité du virus :
– à un pH alcalin,
– à la chaleur,
– aux solvants lipidiques,
– aux détergents non ioniques, formaldéhyde
– aux agents oxydants,
– aux rayons ultraviolettes (UV) 15
II. Caractères virologiques1
II.2. Propriétés physico- chimiques
16. • Résultats trouvés sur la durée de vie du SARS-CoV-2 dans
l’environnement/surfaces assez variables :
– Acier, verre ou céramique: jusqu’à 3 - 5j
– Plastique : 2 – 6j
– Carton : 24h
– Aérosols : 3 h
– Latex et aluminium : quelques h
16
II.2. Propriétés physico- chimiques2
17. III. Multiplication1
• Cellules cibles : Récepteurs différents selon les cellules
– Adaptables favorise le franchissement des barrières d’espèce
– Sites de liaison au récepteur au sein de la protéine S (variables en fonction des
espèces de CoV
17
Espèces Récepteurs cellulaires
SARS-CoV 2 ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2)
HCoV NL63
HCoV 229E Aminopeptidase N
HCoV -0C43 Acide sialique modifié
MERS-CoV : Dipetidyl –peptidase 4 ou DP4
18. III. Multiplication2
• Populations cellulaires exprimant l’enzyme de conversion de l’Angiotensine 2
(ACE2) :
– Cellules de différents organes : nez, yeux, poumons, système digestif, cœur,
reins, foie grande diversité de symptômes
• Durée d’un cycle de multiplication : 8 – 10h
• Plusieurs phases :
– Entrée, réplication/transcription, assemblage/ maturation, sortie de la cellule
18
19. III. Multiplication3
• Attachement : faisant intervenir la partie globulaire de la protéiné de surface et un
récepteur membranaire de la cellule cible
• Entrée : fusion des membranes virales ou et cellulaires
• Décapsidation : ARN mis à nu directement traduits en Protéine polyprotéines à
partir de ORF 1a – ORF1b
– Clivage polypeptides en 16 protéines non structurales complexe de
réplication/transcription
19
Transcription discontinue du génome (5 – 6
ARN subgénomique protéines H/S/E/MN
ARN génomique ARN +
20. III. Multiplication4
• Assemblage et maturation dans l’appareil de Golgi – RE (glycoprotéines)
• Sortie ou libération des nouveaux virions par exocytose ou bourgeonnement
20
22. • Evolution des Coronavirus
– Grande diversité génétique capacité d’acquisition d’un certain nombre de
gènes codant les protéines non structurales entrant dans la composition du
complexe de réplication == > potentiel d’adaptation
– Apparition de sélection des mutations ponctuelles substitution au cours de la
réplication
• Région du génome subissant la plus forte sélection positive : gènes codant la
protéine S
22
III. Multiplication5
23. Evolution des Coronavirus
– Délétions importantes
– Recombinaison intra et interspécifiques
– Population virale quasi-espèce (ensemble des variants)
– Capacité à franchir les barrières d’espèce large réservoir animal
• Potentiel d’emérgence important (plusieurs émergences décrites en médecine
vétérinaire et humaine)
Nombreux variants dont seuls certains d’entre eux == <> impact sur les
caractéristiques des épidémies
23
24. Evolution des Coronavirus
– Mutations influence sur :
• Facilité de transmission
• Gravité de la maladie
• Efficacité des vaccins/médicaments
• Mesures de santé publiques
24
25. Evolution des Coronavirus
– 4 des 6 HCoV connus : origine animale, représentée par les chiroptères (chauve –
souris)
• Introduction des virus dans la population humaine via un réservoir animal
intermédiaire (espèce d’élevage, ou de compagnie introduits dans l’entourage
humain)
25
26. IV. Epidémiologie1
IV.1 Transmission
• HCoV responsable d’infections respiratoires. Transmission interhumaine :
– Directe par voie respiratoire via les gouttelettes (>5µm) ou aérosols (<5µm) lors de la toux,
respiration, parole
• Contact rapproché, prolongé entre 2 personnes (<2m pendant 15 minutes)
• Risque de transmission élevée
– dans les espaces restreintes
– En cas de ventilation inadéquate
– En cas de forte densité d’occupants avec une durée d’exposition prolongée
26
27. IV. Epidémiologie2
IV.1 Transmission
– Transmission interhumaine
• Indirecte manuportée : via des matériels, surfaces ou objets contaminés
– Maintien de l’infectiosité des CoV dans le milieu extérieur dépend des
conditions environnementales (T°, pH, hygrométrie: humidité relative de 20 -
40%)
27
29. IV. Epidémiologie3
IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV classiques : HCoV 229E, NL63, OC 43, HKU1
– Ubiquitaires
– Circulation sous forme d’épidémies auto – hivernale
– Infection respiratoire aigue rhinites (rhum = Common cold)
– Réinfections fréquentes
– 3 premières années de la vie +++
29
30. IV. Epidémiologie4
IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV émergents
– SARS-CoV : émergence à partir du Sud de la Chine fin 2002 Pneumopathie grave
• Epidémie dans les milieux de soins 10%
• Individus >50 ans +++ (moyenne d’âge = 40 ans)
• OMS : 8096 cas, 774 décès
• Taux de mortalité globale 10%, enfant 5-7%
30
31. IV. Epidémiologie5
IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV émergents
– MERS-CoV : émergence entre 2012 – 2018, dans la Péninsule Arabe
• 2229 cas d’infections confirmées au laboratoire
• 46% formes sévères, 21% asymptomatiques , 18,6% personnel soignant
• Taux de mortalité 35,4%
• Médiane d’âge : 54 ans
• Facteurs de risque des formes sévères : Homme, obésité , diabète
31
32. IV. Epidémiologie6
IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV émergents
– SARS-CoV-2 : décembre 2019 Hubei, Wuhan, Chine -- > Maladie à Covid -19
• Nouvelle maladie --> pandémie à l’échelle nationale
• Index de reproduction de base : 2,3 jusqu’à 5,7
• Variants à suivre (Variants of Interests : VOI)
• Variants préoccupants (Variants of concern :VOC)
Stratégies de santé publique par groupe d’experts de l’OMS
32
33. IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV émergents SARS-CoV-2
– Groupe consultatif technique sur l’évolution des virus TAG-VE (Réseau des
laboratoires de référence de l’OMS pour la Covid-19)
– Experts en nomenclature virale, bactérienne: GISAID ou Global Initiative on sharing
Avian Influenza Data , NEXTSTRAIN, etc..
• Recommandation sur la nomination des variants : nom des lettres de l’alphabet
grec (alpha, beta, gamma, delta, omicron, etc…
• Virus index : identifié chez le 1er cas
33
34. IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV émergents SARS-CoV-2 :
– Variants préoccupants (Variants of concern :VOC) (Delta : fin Nov 2021, Omicron
(BA.1….)
• Associé à une transmissibilité ou évolution préjudiciable de l’épidémiologie de la
Covid-19
• Augmentation de la virulence ou modification du tableau clinique
• Diminution de l’efficacité des mesures de santé publique (sociales, outils de
diagnostic, vaccins ou traitement disponibles)
34
35. IV.2. Répartition de la circulation des CoV
• HCoV émergents SARS-CoV-2 :
– Variants of Interests (VOI) ou à suivre :
• Modifications génétiques affectant les caractéristiques des virus : transmissibilité,
gravité, échappement immunitaire, capacité d’échapper au diagnostic et au
traitement
• Transmission communautaire importante ou plusieurs foyers de covid-19 dans
plusieurs pays
• Conséquence épidémiologique faisant craindre un risque émergent pour la santé
publique mondiale (ex : Omicron XBB 1.5)
35
36. V. Pouvoir pathogène et physiopathologie1
• HCoV classiques
– Tropisme essentiellement respiratoire, digestive
– Rhume avec une incubation moyenne de 3,2j
– Spontanément résolutive – peu sévère pour les immunocompétents
• Infection des voies aériennes inférieures (larynx, trachée, bronches, poumons)
– Population fragile, âge extrême, maladies sous jacentes, immunodépression -- >
persistance pendant quelques semaines
– Pas de spécificités cliniques entre HCoV classiques et autres virus
36
37. • HCoV émergents (SARS-CoV; MERS CoV; SARS-CoV-2)
– Virus hautement pathogènes -- > atteinte sévère de l’arbre respiratoire -- > SDRA
– SARS-CoV :
• Incubation : 1 – 14j (médiane 4 – 6j)
• Sd pseudo –grippal
• Évolution clinique spontanément résolutive après 1 semaine pour 80% des patients
• 20% SDRA -- > Hospitalisation en soins intensifs (dommage alvéolaire diffus, fibrose,
œdème, infiltration cellulaire macrophagique)
• Troubles digestifs
37
V. Pouvoir pathogène et physiopathologie2
38. • HCoV émergents (SARS-CoV; MERS CoV; SARS-CoV-2)
– MERS-CoV :
• Formes asymptomatiques ou pauci symptomatique
• Aucune atteinte extra – pulmonaire décrite
– SARS-CoV-2 :
• Incubation jusqu’à 14j (3-5j)
• Grande hétérogénéité de la présentation clinique
• 30 – 50% asymptomatique, majorité des malades symptomatiques
38
V. Pouvoir pathogène et physiopathologie3
39. • HCoV émergents (SARS-CoV; MERS CoV; SARS-CoV-2)
– SARS-CoV-2 :
• Sites de réplication virale primaire : voies respiratoires supérieures (nez, pharynx,
bronches, poumons) et tube digestif
Signes d’infection virale respiratoire : fièvre, toux, asthénie +++
Large éventail de symptômes associés :
Diarrhées, vomissements
Myalgies, céphalées, maux de gorge, congestion nasale, anosmie, agueusie
39
V. Pouvoir pathogène et physiopathologie4
40. • HCoV émergents (SARS-CoV; MERS CoV; SARS-CoV-2)
– SARS-CoV-2 :
• Formes modérées : toux, sensation de souffle court sans signe sévère
• Symptômes légers peut -- > aggravation
40
V. Pouvoir pathogène et physiopathologie5
41. Via
un transport
axonal
Via
un cheval de
Troie
Via
une virémie
41
• Dissémination:
- Après réplication locale (sites de réplication primaire), dissémination dans l'organisme
via 3 voies :
HCoV émergents : SARS-CoV-2
42. • Via un transport axonal (neurones)
– Infection des nerfs phréniques (nerf du diaphragme) :
ventilation pulmonaire/inspiration
– Infection des neurones sensoriels olfactifs
• Perte totale ou partielle d’odorat (anosmie)
42
HCoV émergents : SARS-CoV-2
43. • Via un cheval de Troie
– Capacité à reconnaître les récepteurs DC-SIGN et L-SIGN
infection et agrippement à des monocytes,
macrophages ou cellules dendritiques
• Utilisation de ces cellules comme un cheval de
Troie pour migrer vers d’autres organes
– Via la circulation sanguine
– Via le système lymphatique
43
HCoV émergents : SARS-CoV-2
44. • Via une virémie
– Dans les formes les plus sévères du Covid-19
• Réplication très active dans les cellules
endothéliales des vaisseaux sanguins, en particulier dans les
vaisseaux des poumons et du cœur (artères, veines) -- > virémie
– Réponses inflammatoires démesurées (orage cytokinique) -- > CIVD
(Coagulation intra-vasculaire disséminée)
44
HCoV émergents : SARS-CoV-2
45. • Sites de réplication secondaires
– Glandes sudoripares
– Reins
– Système endocrinien
– Système immunitaire: système lymphatique (bouche,
poumons, rate, appendice)
– Système nerveux central : moëlle osseuse, cerveau
– …
45
HCoV émergents : SARS-CoV-2
46. • Prélèvements (échantillons)
– Respiratoires +++ : écouvillonnage nasal profond
• Prélèvement nasopharyngé/oropharyngé
• Aspiration nasale/trachéale
• Lavage broncho-alvéolaire
– Prélèvement sanguin (virémie -- > sang périphérique à la recherche des antigènes
viraux)
– Excrétion de SARS-CoV-2 dans les selles (>90%) des individus infectés -
46
VI. Diagnostic virologique1
47. • Diagnostic direct +++
– Méthode de détection moléculaire (amplification génique, détection de l’ARN viral)
• Technique multiplex -- > détection rapide et simultanée de plusieurs cibles virales
(approche syndromique)
– RT PCR temps réel avec 15 – 20 cibles virales responsables d’infections
respiratoires (panel respiratoire)
– Detection des antigènes viraux par immunofluorescence (pas en pratique courante)
• TDR (Test de Diagnostic Rapide) pour la détection d’Antigène du SARS-CoV-2 par
technique immunochromatographique
47
VI. Diagnostic virologique2
48. • Diagnostic direct +++
– Pour HCoV classiques : diagnostic virologique seulement en cas d’infection respiratoire
touchant les patients hospitalisés (approche syndromique)
– Pour HCoV émergents : protocole de surveillance dans le cadre des alertes sanitaires
• Cas suspects
• Cas probables
• Cas confirmés (diagnostic au laboratoire)
48
VI. Diagnostic virologique3
49. • Diagnostic direct +++
– Pour HCoV émergent, MERS-CoV
• Test à réaliser avec un caractère d’urgence chez le cas suspect (afin de lever les
mesures d’isolement de haut niveau)
• ARN viral détecté pendant 15 -21j dans les voies respiratoires chez les individus
immunocompétents
• phase d’excretion plus longue chez les patients immunodéprimés
49
VI. Diagnostic virologique4
50. • Pour HCoV Classiques
– Pas de molécules antivirales disponibles
– Hospitalisation en USI en cas de SDRA
– Traitement symptomatique
• Si surinfection bactérienne -- > antibiotiques
• Thromboprophylaxie
• Fortifiants
• Repos
• Hydratation 50
VII. Traitement et préventions1
51. • Préventions non spécifiques : Eviter et/ou ralentir la transmission
– Mesures barrières (précautions standards) : Aéroportée
• Port de masque chirurgical pour patient infecté
• Port de masque FFP2 (Filtering face piece, filtre 95% des particules en suspension
dans l’air) pour soignant
• Distanciation physique (>1,5m)
• Renouvellement de l’air (bonne ventilation)
• Eviction d’une forte densité de population
• Tousser dans le pli du coude
51
VII. Traitement et préventions2
52. • Préventions non spécifiques : Eviter et/ou ralentir la transmission
– Mesures barrières (précautions standards) : Manuportée
• Hygiène des mains : lavage avec des solutions savonneuses + friction hydro-
alcoolique)
• Hygiène de l’environnement et gestion des déchets par les personnels hospitaliers
• Port de équipements de protection individuelle (EPI) adéquat pour les professions à
risque (FFP2, calot, surblouse)
• Bonne gestion des déchets médicaux
52
VII. Traitement et préventions3
53. • Préventions spécifiques (SARS- Cov-2) : Vaccination anti-Covid-19
• Principes du vaccin
– Eduquer la défense immunitaire à reconnaitre le SARS-CoV-2
– Neutraliser les virus avant qu’il ne provoque la maladie
– Cible antigénique du vaccin anti-Covid-19 : protéine S (Spike)
53
VII. Traitement et préventions4
54. • Modes d’action : 4 types de vaccins
– Vaccins viraux (classiques) : virus atténués, rendu inoffensif
• Synopharm, Sinovac (Institut de Wuhan, Pekin)
– Vecteurs viraux : virus génétiquement modifié pour produire les protéines du virus à
combattre
– Vecteur adénoviral recombinant de type 26 (Ad26)
• AstraZeneca (ou VAXZEVRIA :vecteur chAd, Oxford), Covishield (Verity
Pharmaceuticals et Serum Institute of India), Janssen (vecteru Adv 26, Harvard)
54
VII. Traitement et préventions5
55. • Modes d’action : 4 types de vaccins
– Vaccins protéiques : injection de sous- unités de protéines virales (protéines
recombinantes: NOVAVAX
• Vaccins à base d’acide nucléique
• Injection d’ADN ou ARNm synthétique dans la cellule afin de recréer les protéines
virales
• Ex: Pfizer, BioNTech, Moderna
55
VII. Traitement et préventions5
56. Conclusion
• Virus appartenant à la famille des Coronaviridae, très diversifiés dans la faune sauvage,
domestiques
• Virus doués pour le passage inter - espèce et l’émergence
• Virus zoonotique
• 7 espèces de CoV infectant les hommes : 3 émergents, 4 classiques
• Virus émergents -- > pandémie mortelle (a surveiller), suite à un SDRA
• Large éventail d’hôte, diversité de symptômes
• Capacité de variabilité génétique à l’origine de l’évolution au cours du temps/espace
• Nouveau CoV -- > prevention spécifique
56
