Les virus sont les plus petits des microbes, typiquement allant de 0,02 à 0,3 micromètre de diamètre, bien que plusieurs virus de très grandes dimensions jusqu'à 1 micromètre (p. es., megavirus, pandoravirus) aient été récemment découverts. Les virus existent partout dans le monde, mais leur propagation est limitée par la résistance innée, par les infections immunisantes antérieures ou les vaccins, par les mesures sanitaires et autres mesures de santé publique et, dans certains cas, par les médicaments antiviraux prophylactiques. Plusieurs centaines de virus différents peuvent infecter l'homme.
Les virus dépendent entièrement des cellules (bactériennes, végétales ou animales) pour leur reproduction. Certains virus ont une enveloppe externe composée de protéines et de lipides, entourant un complexe capsidique protéique avec de l'ARN ou de l'ADN génomique et parfois des enzymes nécessaires aux premières étapes de la réplication virale.
La classification des virus est principalement fonction de leur séquence génomique qui tient compte de la nature et de la structure de leur génome et de leur méthode de réplication, mais non selon les maladies qu'ils provoquent (voir International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). Ainsi, il existe des virus à ADN et à ARN; chacun des virus ADN ou ARN peut avoir un matériel génétique à brins simples ou doubles. Les virus à ARN à brin unique sont subdivisés en virus à ARN de polarité (sens) positive (+) et de polarité (sens) négative (-). Les virus à ARN sens positif possèdent un génome à ARN simple brin qui peut servir d'ARN messager (ARNm) qui peut être directement traduit pour produire une séquence d'acides aminés. Les virus à ARN sens négatif possèdent un génome sens négatif à un seul brin qui doit d'abord synthétiser un antigénome de sens positif complémentaire, qui est ensuite utilisé pour produire un ARN génomique de sens négatif.
Les génomes viraux sont de petite taille; le génome d'un virus à ARN va de 3,5 kilobases (rétrovirus) à 27 kilobases (certains réovirus) et le génome des virus ADN va de 5 kilobases (certains parvovirus) à 280 kilobases (certains poxvirus). Cette taille gérable, associée aux progrès actuels des technologies de séquençage nucléotidique, implique que le séquençage partiel ou complet du génome viral deviendra une composante essentielle des enquêtes épidémiologiques lors d'épidémies.
Certains virus à ARN simple brin à polarité positive, appelés rétrovirus, utilisent une méthode de réplication très différente. Des exemples de rétrovirus sont les virus de l'immunodéficience humaine et les virus de la leucémie humaine à cellules T. Les rétrovirus utilisent une transcription inverse pour créer une copie d'ADN à double brin (un provirus) à partir de leur génome à ARN, qui est inséré dans le génome de la cellule hôte. La transcription inverse est réalisée par l'enzyme reverse transcriptase, que le virus contient dans sa capsule. Une fois le provirus intégré dans l'ADN de la cellule hôte, il est transcrit en utilisant les mécanismes cellulaires pour produire des protéines virales et du matériel génétique.
Si une cellule germinale est infectée par un rétrovirus, le provirus intégré peut s'établir comme un rétrovirus endogène transmis à la progéniture. Le séquençage du génome humain a révélé qu'au moins 8% du génome humain est constitué de séquences rétrovirales endogènes, qui représentent des rencontres passées avec des rétrovirus au cours de l'évolution humaine (1). Certains experts pensent que certains troubles d'étiologie incertaine, telles que la sclérose en plaques, certaines maladies auto-immunes, et divers types de cancer, peuvent être provoqués par des rétrovirus endogènes. Quelques rétrovirus humains endogènes sont restés transcriptionnellement actifs et produisent des protéines fonctionnelles (p. ex., les syncytines qui contribuent à la structure du placenta humain) (2).
La transcription en ARN ne comporte pas les mêmes mécanismes de vérification des erreurs que la transcription de l'ADN, les virus à ARN, en particulier les rétrovirus, sont particulièrement sujets aux mutations.
Le mécanisme de l'infection virale est que le virus se lie d'abord à la cellule hôte au niveau d'une ou plusieurs molécules du récepteur sur la surface cellulaire. L'ADN ou l'ARN rentre ensuite dans la cellule hôte et se sépare de la membrane extérieure (décapsidation) et se réplique à l'intérieur de la cellule hôte dans un processus qui exige la présence d'enzymes spécifiques. Les virus à ADN se répliquent typiquement dans le noyau de la cellule hôte, et les virus à ARN se répliquent typiquement dans le cytoplasme. Les composants viraux nouvellement synthétisés s'assemblent ensuite en une particule virale complète. Typiquement la cellule hôte meurt, libérant de nouveaux virus qui vont infecter d'autres cellules hôtes. Chaque étape de la réplication virale implique différentes enzymes et substrats et offre la possibilité de perturber le processus d'infection.
Les conséquences de l'infection virale varient considérablement. De nombreuses infections entraînent une maladie aiguë après une période d'incubation courte, mais certaines sont asymptomatiques ou sont responsables de symptômes mineurs qui peuvent ne pas être reconnus. De nombreuses infections virales sont éliminées par le système immunitaire, mais certaines persistent à l'état latent et certaines provoquent des maladies chroniques.
(Voir aussi Types de troubles viraux.)
Evolution temporelle des infections virales
Dans les infections latentes, l'ARN ou l'ADN viral restent dans les cellules hôtes mais ne se répliquent pas et n'entraînent pas de maladie pendant très longtemps, voire des années. Les infections virales latentes peuvent être transmissibles pendant la période asymptomatique, facilitant la transmission interhumaine. Parfois, un facteur déclenchant (en particulier l'immunosuppression) provoque la réactivation virale.
Les virus fréquents restant à l'état de latence comprennent :
Papovavirus (composés de 2 sous-groupes: papilloma et polyoma virus)
Le virus Ebola semble persister dans les sites immunologiquement privilégiés du corps humain (p. ex., testicules, yeux) (3).
Certains troubles sont provoqués par les réactivations virales dans le système nerveux central, après une très longue période de latence. Ces maladies comprennent:
Leucoencéphalopathie multifocale progressive (due au virus JC [John Cunningham], un polyomavirus)
Panencéphalite subaiguë sclérosante (due au virus de la rougeole)
Panencéphalite rubéoleuse évolutive (due au virus de la rubéole)
Zona (causé par le virus varicelle-zona)
Les infections virales chroniques se caractérisent par une excrétion virale prolongée et continue; des exemples en sont l'infection congénitale par le virus de la rubéole ou le cytomégalovirus et l'hépatite B ou C persistante. Le VIH peut causer des infections latentes et chroniques.
Modes de transmission des virus
Le mode de transmission varie selon le virus et certains virus peuvent être transmis par plusieurs modes de transmission.
Les virus qui infectent principalement l'homme se propagent souvent par voie respiratoire. Cela peut se produire lorsqu'une personne infectée expulse des gouttelettes respiratoires en parlant, en éternuant ou en toussant; les gouttelettes voyagent sur une courte distance et peuvent infecter d'autres individus à travers les muqueuses telles que les yeux, le nez ou la bouche (p. ex., grippe, virus respiratoire syncytial [VRS]). Dans la transmission aérienne, les gouttelettes ou les particules restent en suspension dans l'air au fil du temps et à distance et provoquent une infection lorsqu'elles sont inhalées par une autre personne (p. ex., rougeole, virus varicelle-zona). Le SARS-CoV-2 peut se propager par transmission par gouttelettes ou par voie aérienne.
La transmission par fomite se produit lorsque des surfaces (p. ex., poignées de porte, tables, équipement médical) sont contaminées par l'excrétion directe d'agents pathogènes ou par contact avec la main d'individus infectés (p. ex., par un norovirus, un rhinovirus).
La transmission fécale-orale est également fréquente et se produit lorsque du matériel fécal contamine la nourriture, l'eau ou les mains et est ingéré (p. ex., norovirus, certains entérovirus).
La transmission par le sang se produit par le transfert de virus par le sang ou d'autres liquides corporels (p. ex., VIH, virus de l'hépatite A, B, C et E). Certains arbovirus peuvent également être transmis par le sang ou les liquides corporels, notamment le chikungunya, la dengue, le virus du Nil occidental et le virus Zika. En raison du risque de virus transmissibles par le sang, le sang prélevé pour la transfusion est rigoureusement testé (voir tableau Examens pour mettre en évidence la possibilité de transmission de maladies infectieuses).
La transmission materno-fœtale (verticale) peut se produire d'une femme enceinte infectée (souvent lors d'une infection primaire) à son fœtus. La transmission peut également se produire par contact avec du sang infecté ou des sécrétions vaginales pendant l'accouchement ou par le lait maternel.
La transmission sexuelle de certains virus peut se produire par le sang ou des liquides corporels (p. ex., sécrétions vaginales, sperme) par contact muqueux (p. ex., papillomavirus humain, virus herpes simplex, Zika, Ebola).
Le cytomégalovirus [CMV] et le virus Epstein-Barr sont les virus qui sont le plus souvent transférés par transplantation de tissus. D'autres virus de ce type comprennent
De nombreux virus sont transmis par des arthropodes vecteurs tels que les moustiques (p. ex., chikungunya et Zika) et les tiques (p. ex., Virus de l'encéphalite à tiques) (voir World Health Organization (WHO): Vector-borne diseases). Les insectes peuvent également être des vecteurs de pathogènes bactériens ou parasitaires, et les chauves-souris ont récemment été identifiées comme les hôtes de nombreux virus de mammifères, le plus souvent la rage, mais aussi des virus responsables d'autres infections humaines graves (p. ex., SARS-CoV-2, Ebola).
Les virus des zoonoses sont amplifiés chez les animaux puis sont transmis à l'homme, directement ou par des vecteurs ou des hôtes intermédiaires. Par exemple, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) peut se propager des dromadaires aux humains par contact direct avec des dromadaires infectés. Les oiseaux sont le principal réservoir du virus du Nil occidental; les moustiques qui se nourrissent d'oiseaux infectés deviennent des vecteurs, puis un moustique infecté peut transmettre le virus à l'homme et à d'autres mammifères.
Virus et cancer
Certains virus sont oncogènes et causent directement ou prédisposent à certains cancers:
Virus de l'immunodéficience humaine (VIH): sarcome de Kaposi, lymphome non hodgkinien, carcinome cervical, lymphome d'Hodgkin , et carcinomes de la bouche, gorge, foie, poumon et anus
Papillomavirus humain (HPV): carcinome cervical, carcinome du pénis, carcinome vaginal, carcinome anal, carcinome oropharyngé, et carcinome de l'œsophage
Human T-lymphotrophic virus 1: certains types de leucémie et du lymphome humain
Virus Epstein-Barr: cancer du nasopharynx, lymphome de Burkitt, lymphome d'Hodgkin et lymphomes chez des receveurs d'organes immunodéprimés
Virus des hépatites B et de l'hépatite C: carcinome hépatocellulaire
Herpès virus humain 8: sarcome de Kaposi, lymphomes primitifs des séreuses et maladie multicentrique de Castleman (un trouble lymphoprolifératif)
Références
1. Suntsova M, Garazha A, Ivanova A, Kaminsky D, Zhavoronkov A, Buzdin A. Molecular functions of human endogenous retroviruses in health and disease. Cell Mol Life Sci. 2015;72(19):3653-3675. doi:10.1007/s00018-015-1947-6
2. Dupressoir A, Lavialle C, Heidmann T. From ancestral infectious retroviruses to bona fide cellular genes: role of the captured syncytins in placentation. Placenta. 33(9):663-671, 2012. doi:10.1016/j.placenta.2012.05.005
3. Schindell BG, Webb AL, Kindrachuk J. Persistence and sexual transmission of filoviruses. Viruses. 10(12):683, 2018. doi: 10.3390/v10120683
Diagnostic des infections virales
Les infections virales et les maladies associées peuvent être diagnostiquées de différentes manières, dont
Cliniquement en fonction des antécédents probables d'exposition, en particulier pendant une épidémie (p. ex., dans la grippe, le norovirus, le SRAS-CoV-2), ou des symptômes ou des signes caractéristiques (p. ex., dans la rougeole, la rubéole, la roséole infantile, l'érythème infectieux et la varicelle)
Analyse de sang ou d'autres prélèvements (p. ex., crachats)
Les techniques des tests de laboratoire pour les virus varient selon le virus et la disponibilité dans le système de santé. Les options comprennent
Les tests d'amplification des acides nucléiques (TAAN ou NAAT), y compris les méthodes de réaction en chaîne par polymérase (PCR), détectent un virus spécifique.
Tests de détection de l'antigène pour les protéines virales
La sérologie détecte les anticorps
La culture virale consiste à faire pousser le virus dans les cultures cellulaires
Tests d'immunofluorescence directe utilisant des anticorps marqués par fluorescence pour détecter les antigènes viraux.
Un diagnostic de certitude du laboratoire est nécessaire lorsqu'un traitement spécifique peut être utile ou que l'agent peut représenter une menace pour la santé publique. Aux États-Unis, la plupart des laboratoires hospitaliers peuvent tester de nombreux virus, mais pour les troubles plus rares (p. ex., rage, encéphalite équine orientale, parvovirus humain B19), les prélèvements doivent être envoyés aux laboratoires de santé publique des États ou aux Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Les prélèvements testés peuvent être du sang, des crachats, des tissus ou d'autres prélèvements, selon le virus et le test.
Les tests d'amplification des acides nucléiques sont sensibles et spécifiques et les résultats peuvent être disponibles en 1 à 2 heures ou en 12 heures ou plus, en fonction du test. Les tests antigéniques sont généralement utilisés pour le dépistage rapide et certains donnent des résultats dans les 15 minutes, mais ce type de test peut avoir une sensibilité ou une spécificité inférieure à celles des tests d'amplification des acides nucléiques. Le test d'immunofluorescence directe est rapide mais n'est disponible que pour un nombre limité de virus et a une sensibilité inférieure à celle de la PCR. La culture virale est moins fréquemment utilisée car elle prend plus de temps, nécessite plus de formation et parfois un confinement plus strict, mais elle est considérée comme le test de référence.
Le diagnostic sérologique portant sur les anticorps pendant les phases aiguës et pendant la convalescence peut être sensible et spécifique mais est lent et dans le cas de certains virus, en particulier les flavivirus, des réactions croisées peuvent confondre le diagnostic.
Un examen histopathologique au microscope électronique (et non optique) peut parfois détecter des modifications cellulaires caractéristiques.
Pour les procédures diagnostiques spécifiques, voir Diagnostic biologique des maladies infectieuses.
Traitement des infections virales
Médicaments antiviraux
Les progrès dans le développement et l’utilisation des antiviraux sont rapides. Les mécanismes des médicaments antiviraux peuvent être dirigés contre les différentes phases de la réplication virale. Ils peuvent
Perturber l'attachement des particules virales aux membranes des cellules hôtes ou libération des acides nucléiques viraux
Inhiber un récepteur cellulaire ou un facteur nécessaire à la réplication virale
Bloquer les enzymes et les protéines codées par le virus qui sont produites dans les cellules hôtes et qui sont essentielles à la réplication virale, mais pas au métabolisme normal des cellules hôtes
Les antiviraux sont le plus souvent utilisés en thérapeutique ou en prophylaxie contre les herpèsvirus (dont le cytomégalovirus), les virus respiratoires (dont le SARS-CoV-2), le VIH, l'hépatite B chronique et l'hépatite C chronique. Certains médicaments sont cependant efficaces contre beaucoup de types différents de virus. Par example, certains médicaments actifs contre le VIH sont utilisés pour d'autres infections virales telles que l'hépatite B.
Interférons
Les interférons sont des composés libérés par les cellules hôtes en réponse à des acides nucléiques viraux ou d’autres antigènes étrangers.
Il existe plusieurs interférons différents, qui ont de nombreux effets dont le blocage de la traduction et de la transcription de l'ARN viral et l'arrêt de la réplication virale sans perturber la fonction cellulaire normale de l'hôte.
Dans l'interféronthérapie, les interférons sont parfois administrés avec du polyéthylène glycol (formulations pégylées), ce qui permet une libération lente et prolongée des interférons.
Les troubles viraux parfois traités par interféron comprennent les suivants
Verrues génitales (condylomes acuminés), qui sont causées par le papillomavirus humain
Sarcome de Kaposi, qui est associé à l'infection par le VIH à un stade avancé
Les effets indésirables des interférons comprennent la fièvre, des frissons, une asthénie et des myalgies qui débutent habituellement 7 à 12 heures après la première injection et durent jusqu'à 12 heures. Une dépression, une hépatite et, lorsqu'ils sont utilisés à haute dose, des troubles hématopoïétiques sont également possibles.
Anticorps
Le sérum de convalescents et les anticorps monoclonaux (mAbs) peuvent être utilisés pour traiter certaines infections virales (p. ex., infection par le virus Ebola Zaire, le virus syncytial respiratoire [RSV ou VRS], le virus de la rage), dont
Prévention des infections virales
Vaccins
Les vaccins stimulent le système immunitaire d'une personne pour prévenir une infection ou une maladie grave due à un virus. Les vaccins antiviraux en usage général comprennent les vaccins contre
Encéphalite japonaise
Encéphalite à tiques (non disponible aux États-Unis)
Les vaccins contre l'adénovirus, la variole et la mpox ne sont disponibles que pour les groupes à haut risque (p. ex., sujets sensibles en cas d'épidémie, personnel militaire).
Le vaccin contre Ebola est administré pendant les épidémies et aux sujets à haut risque.
Le vaccin contre la dengue est approuvé chez certains sujets qui ont une infection par la dengue antérieure confirmée en laboratoire et qui vivent dans des régions où la dengue est endémique (voir aussi U.S. Centers for Disease Control and Prevention [CDC]: Dengue Vaccine).
Plusieurs vaccins pour la prévention de COVID-19, provoqués par le SARS-CoV-2, ont été développés, dont l'ARNm et d'autres types de vaccins.
Les maladies virales peuvent être éradiquées par des vaccins efficaces. La variole a été éradiquée en 1978, et la peste bovine (causée par un virus étroitement lié au virus de la rougeole humaine) a été éradiquée en 2011. La vaccination extensive a presque éradiqué la polio dans le monde entier, mais on observe cependant encore quelques cas de poliomyélite dans les régions où la vaccination est incomplète. De 2022 à 2024, les cas ne sont survenus qu'au Pakistan et en Afghanistan (1). La rougeole a été presque éradiquée de certaines parties du monde, notamment dans les Amériques, mais la rougeole étant très contagieuse et la couverture vaccinale incomplète même dans les régions où elle est considérée comme éradiquée, l'éradication définitive n'est pas imminente.
Les perspectives de développement de vaccins et d'éradication d'autres infections virales cliniquement importantes (comme le VIH) sont actuellement incertaines.
Immunisation passive
Les Ig sont disponibles pour une prophylaxie par immunité passive dans des situations restreintes. Elles peuvent être utilisées avant exposition (p. ex., contre l'hépatite A), après exposition (p. ex., contre la rage, la varicelle, l'hépatite B), et pour traiter une maladie (p. ex., eczéma vaccinal).
Les anticorps monoclonaux contre le VRS (nirsévimab) doivent être utilisés pour prévenir l'infection par le VRS chez tous les nourrissons dont la mère n'a pas reçu de vaccin maternel contre le VRS pendant la grossesse et est également recommandé pour un petit groupe de jeunes enfants de 8 à 19 mois qui sont à risque accru pour sévère VRS. (See also CDC: Respiratory Syncytial Virus: Immunizations to Protect Infants).
Les anticorps monoclonaux actifs contre le SARS-CoV-2 sont disponibles dans le cas des personnes présentant une immunodéficience modérée à sévère et qui sont peu susceptibles de développer une réponse immunitaire adéquate à la vaccination contre la COVID-19 (voir Prévention du COVID-19 : anticorps monoclonaux).
Les anticorps monoclonaux sont utilisés pour traiter la maladie due au virus Ebola causée par l'orthoébolavirus Zaïre.
Mesures protectrices
De nombreuses infections virales peuvent être évitées grâce à des mesures de prévention de routine (qui varient selon le mode de transmission d’un agent donné).
Les mesures importantes comprennent
Lavage des mains
Préparation appropriée des aliments et traitement de l'eau
Éviter le contact avec les malades
Pratiques sexuelles sures
Port du masque
Distanciation physique lorsque cela est approprié (p. ex., pour la prévention du COVID-19)
Dans le cas des infections par un insecte vecteur (p. ex., moustiques, tiques), la protection personnelle contre les piqûres de vecteurs est importante, comme des répulsifs, des vêtements appropriés, des moustiquaires aux fenêtres et l'élimination de l'eau stagnante.
Pour les infections telles que l'infection par le virus Ebola, éviter le contact avec le sang et les liquides corporels (tels que l'urine, les selles, la salive, la sueur, les vomissements, le lait maternel, le liquide amniotique, le sperme et les liquides vaginaux) des personnes malades est une mesure de protection importante. Le contact avec le sperme d'un homme qui a récupéré d'une infection par le virus Ebola doit être évité jusqu'à ce que les tests montrent que le virus a disparu de son sperme.
Référence pour la prévention
1. World Health Organization (WHO). Poliomyelitis (Polio). Accessed December 11, 2024.
