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Coronavirus

Coronaviridae (phylum)  Nidovirales  (ordre)

Introduction

  • Son nom lui vient de sa structure en forme de couronne, due aux spicules se trouvant autour de son enveloppe. Il est responsable d’infections chez de nombreux animaux, où il peut causer des atteintes pulmonaires, gastro-intestinales, hépatiques, neurologiques ou systémiques.
  • Le coronavirus (CoV) fait partie du phylum Coronaviridae et de la sous famille Coronavirinae. Il en existe quatre genres : α, β, γ et δ.
  • De l’ensemble des coronavirus, sept souches peuvent infecter l’être humain (HCoV). Quatre sont saisonnières et endémiques, et représentent une cause fréquente de rhumes (sCoVs: 229E, OC43, NL63, HKU1),  tandis que les trois autres sont épidémiques et bien plus virulentes. Il s’agit du SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 ( Sever Acute Respiratory Syndrome Coronavirus) et du MERS-CoV ( Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus).

Biologie du germe

Le coronavirus est un virus enveloppé, à ARN positif simple brin (+ssRNA).
Parmi ses gènes, 4 codent pour des protéines de structure  : la protéine Spike (permet l’adhésion du virus à une protéines de surface de la cellule hôte), la protéine M (un des constituants de la membrane), la protéine E (un des constituants de l’’enveloppe) et la protéine N (un des constituants du nucléoplasmide). En fonction de la souche de coronavirus, différents types de cellules seront préférentiellement infectées et différentes protéines de surface serviront de récepteurs à la protéine Spike (protéine S) :

Coronavirus épidémiques

  • Le MERS-CoV infecte majoritairement les cellules non-ciliées de l’épithélium bronchique et les pneumocytes de types II.
    Son récepteur est la protéine DDP4.
  •  Les SARS-CoV-1 et 2 infectent majoritairement les cellules ciliées de l’épithélium bronchique et les pneumocytes de type II.
    Leur récepteur est la protéine ACE2.

Coronavirus endémiques

  • OC43 et le HKU1 se lient au récepteur de Neu5Ac
  • NL63 utilise également le récepteur ACE2
  • 229E utilise le récepteur APN
Cycle viral du coronavirus SARS-CoV-2 (wikipedia)

Le cycle viral

  1. L’Adhésion du virus à la cellule cible se fait, notamment, par l’intermédiaire de l’interaction entre la protéine S et son récepteur cellulaire.
    En fonction du coronavirus, cette interaction résulte soit en la fusion de son enveloppe avec la membrane de la cellule, soit en une endocytose suivie de la fusion de son enveloppe avec la membrane de l’endosome.
  2. Dans les deux cas il en résulte la libération de la nucléocapside dans le cytoplasme, puis la libération du génome hors du nucléocapside.
  3. Il s’en suit une phase de réplication du génome viral et de production de ses protéines.
  4. Les virions s’assemblent dans le Golgi, et finissent par être exocytés via des vésicules.

Réservoir et transmission

Tous les coronavirus sont des virus zoonotiques : ils sont transmis initialement à l’homme par contact direct ou indirect avec un animal, et une tranmission inter-humaine peut ensuite avoir lieu avec plus ou moins d’efficacité.

• Le MERS-CoV a pour réservoir la chauve-souris, et pour hôte intermédiaire le dromadaire. Ce virus est présent au Moyen orient, en Afrique ainsi qu’en Asie du Sud.
Concernant la transmission interhumaine, elle est possible mais nécessite des contacts étroits entre individus. Ses mécanismes ne sont pas encore très bien élucidés. Selon les estimations initiales, le taux de reproduction R0 vaut ≈ 0.69.

• Les coronavirus saisonniers NL63, HKU1, OC43 et 229E ont pour réservoirs respectivement la chauve-souris, la souris, le rongeur et la chauve-souris.
La transmission interhumaine se fait par gouttelettes (contact direct ou indirect par l’intermédiaire de surface).

• Le SARS-CoV-1 a pour réservoir la chauve-souris, et comme hôte intermédiaire la civette. Le premier cas humain rapporté était en Chine.
La transmission interhumaine se fait principalement par gouttelettes (contact direct ou indirect par l’intermédiaire de surface) et par aérosols. Selon les estimations initiales, le taux de reproduction R0 vaut ≈ 0.58

• Le SARS-CoV-2 a pour réservoir la chauve-souris, et comme hôte intermédiaire le pangolin (et peut-être d’autres espèces).
La transmission interhumaine semble suivre globalement les même modalités que le SARS-CoV-1 (gouttelettes, aérosols), bien qu’il soit plus contagieux avec un R0 initialement évalué à ≈ 3.1.

Présentation clinique

La présentation clinique varie énormément en fonction de la souche de coronavirus et de l’hôte infecté (âge, comorbidités). Dans tous les cas, elle se caractérise pas une grande variabilité de gravité, allant de formes asymptomatiques aux décès. De manière général, on peut diviser les souches infectants l’homme en hautement et faiblement pathogènes :

Souches hautement pathogènes

  • Le MERS-CoV (agent du syndrome respiratoire du Moyen-Orient), le SARS-CoV-1 (agent du syndrome de détresse respiratoire aigu sévère : SRAS) et le SARS-CoV-2 (agent de la maladie COVID-19) peuvent infecter les voies aériennes inférieures, et se présentent typiquement par une détresse respiratoire sévère avec fièvre, toux et dyspnée. Des symptomatologies, notamment digestive (diarrhée, nausée, vomissement) ou neurologiques (anosmie, céphalées, confusions), peuvent être présentes. Il est difficile de faire des généralités car le type et la proportion des différentes atteintes varient en fonction des souches et des variants.
  • Dans tous les cas, la complication la plus fréquente est la pneumonie.
  • Lors de l’infection par MERS-CoV, la mortalité atteint 30-40%, bien qu’elle soit probablement surestimée car les cas légers à modérés ne sont pas systématiquement diagnostiqués.
    Pour le SARS-CoV-1 et du SARS-CoV-2, la mortalité descend à respectivement ≈15% et ≈ 1%.
    Pour ces trois souches, la majorité des patients gravement atteints ou décédés étaient âgés et/ou présentaient des comorbidités (diabète, cancer, maladie chronique cardiaque, rénale ou pulmonaire).
Image colorée du SARS-CoV-2, obtenue par microscopie électronique à transmission (wikipedia)

Souches faiblement pathogènes

Les quatre autres souches (229E, OC43, NL63 et HKU1) provoquent généralement des infections bénignes du tractus respiratoire supérieur.

Prévalence et décès

  • Lors de l’épidemie de SARS-CoV-1, entre 2002 et 2003, on a recensé plus de 8’000 cas et environ 774 décès. L’épidémie a pu être rapidement jugulée, notamment grâce à une alerte globale de l’OMS en 2003
  • Contrairement au SARS-CoV-1, qui a disparu depuis 2004, le MERS-CoV est depuis son apparition en 2012 fréquemment responsable de bouffées épidémiques. En 2021, on estimait le nombre de cas à ≈ 2’500 et le nombre de décès à ≈ 875.
  • Le SARS-CoV-2 est responsable, depuis son apparition en 2019, d’environ 223’000’000 cas et 4’600’000 décès (en septembre 2021).
  • Les sCoVs sont endémiques et représentent chaque année ≈ 15-30% des cas de rhumes.

Diagnostic

Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour diagnostiquer une infection. Elles varient en fonction de la souche considérée et du type d’information que l’on souhaite obtenir :

  • MERS-CoV : le diagnostic d’une infection active se fait par RT-PCR. Différents échantillons peuvent être utilisés (frottis naso-pharyngé, salive, expectoration et lavage broncho-alvéolaire, sérum, selles, LCR). La sensibilité et la spécificité sont excellentes, mais c’est un test coûteux, qui nécessite du personnel qualifié et un laboratoire bien équipé. De plus, les résultats ne sont, en général, pas disponible avant plusieurs heures.
    Une infection passée peut être objectivé par une sérologie, où des anticorps produits par le malade et dirigés contre des antigènes du virus sont recherchés par ELISA.
  • SARS-CoV-1 : Les méthodes diagnostics (RT-PCR, sérologie) sont identiques. À noter que le virus n’a plus été détecté depuis 2004.
  • SARS-CoV-2 : La RT-PCR est le gold-standard pour diagnostiquer une infection active. Elle peut-être effectuée sur différents prélèvements (idem MERS-CoV et SARS-CoV-1). Contrairement aux autres coronavirus, des test rapides antigéniques ont été développés. Ils recherchent la présence d’antigènes dans un échantillon, en général un frottis naso-pharyngé ou nasal. Ils ont l’avantage de pouvoir être effectués également par des individus non formés et ne nécessitent pas d’avoir accès à un laboratoire. Ils fournissent un résultat rapide (< 30′ minutes), mais manquent de sensibilité par rapport aux méthodes de biologie moléculaire.
    Une infection passée peut -être objectivée par une sérologie.
  • Les coronavirus saisonniers (sCoVs : 229E, HKU1, NL63 et OC43) sont diagnostiqués de la même manière que le MERS-CoV et les SARS-CoV (RT-PCR, sérologie).

Traitement

  • MERS-CoV : Il n’existe pas de vaccin ou de médicament antiviral efficace. La prise en charge repose sur des interventions non spécifiques. Dans les cas légers à modérés, le patient n’a pas besoin d’hospitalisation et le traitement comprend une mise au repos, une bonne hydratation et l’administration d’antalgique et de fébrifuge. Pour les cas graves, l’hospitalisation en soins continus ou intensifs peut-être nécessaire.
  • SARS-CoV-1 : Il n’existe pas de vaccin ou de médicament antiviral efficace. La prise en charge est similaire à celle pour le MERS-CoV.
  • SARS-CoV-2 : Il n’existe pas de médicament antiviral efficace, mais plusieurs vaccins ont été développés. Si les mesures préventives échouent à empêcher une infection, le traitement est analogue à celui du MERS-CoV et du SARS-CoV-1 et dépend de la gravité de l’atteinte.
  • sCoVs (229E, HKU1, NL63 et OC43) : il n’existe pas de vaccin ou de médicament antiviral efficace. La prise en charge est similaire à celle pour le MERS-CoV et des SARS-CoV, en notant que la proportion de cas hospitalisés est bien moindre.

Prévention

De manière générale, la prévention repose sur des mesures de distanciation sociale, le lavage régulier des mains, l’aération des lieux clos et le port du masque. Pour le SARS-CoV-2, l’arsenal préventif comprend également la vaccination. Les coronavirus étant des zoonose, on peut également s’infecter en étant en contact avec des animaux servant d’hôtes intermédiaires. Ceci est particulièrement important pour le MERS-CoV, qui est régulièrement responsable de flambées épidémiques chez des malades en contact avec des chameaux.