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Poxvirus: Virus de la variole humaine
Dernière revue: 04.07.2025
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La famille des Poxviridae (en anglais pox - variole + virus) comprend deux sous-familles: les Chordopoxvirinae, qui regroupe les poxvirus des vertébrés, et les Entomopoxvirinae, qui regroupe les poxvirus des insectes. La sous-famille des poxvirus des vertébrés comprend quant à elle six genres indépendants et plusieurs virus non classés. Les représentants de chaque genre possèdent des antigènes communs et sont capables de recombinaison génétique. Les genres diffèrent les uns des autres par le pourcentage et les propriétés de l'ADN, l'emplacement et la forme des structures filiformes sur la membrane externe du virion, la résistance à l'éther, les propriétés hémagglutinantes et d'autres caractéristiques.
Structure Poxvirus: Virus de la variole humaine
Les représentants du genre Orthopoxvirus sont les virus de la variole, de la variole du singe et de la vaccine. Le virus de la variole provoque une infection humaine particulièrement dangereuse, qui a été éradiquée grâce aux efforts de la communauté internationale au milieu des années 1970. Le virus de la variole du singe n'est pas seulement pathogène pour les primates: des cas humains dont l'évolution est similaire à celle de la variole ont été décrits. Dans ce contexte, il est utile d'avoir une idée générale de la microbiologie de la variole.
Le membre le plus étudié du genre Orthopoxvirus est le virus de la vaccine, dérivé de la vaccine ou de la variole. Adapté à l'homme, il a longtemps été utilisé comme premier vaccin à virus vivant.
Le virus de la variole et les autres représentants de ce genre sont les plus grands virus animaux connus. C'est l'un des virus animaux les plus organisés, se rapprochant des bactéries par certaines structures. Le virion, en forme de brique aux angles légèrement arrondis, mesure 250 à 450 nm. Il est constitué d'un noyau clairement identifiable (nucléoïde) contenant une molécule d'ADN génomique linéaire double brin d'un poids moléculaire de 130 à 200 MDa, associée à des protéines. De part et d'autre du nucléoïde se trouvent des structures ovales appelées corps protéiques. Le noyau et les corps latéraux sont entourés d'une membrane superficielle clairement identifiable présentant une structure rainurée caractéristique. La paroi du noyau est constituée d'une membrane interne lisse de 5 nm d'épaisseur et d'une couche externe de sous-unités cylindriques régulièrement disposées. La composition chimique du virus est similaire à celle des bactéries: il contient non seulement des protéines et de l'ADN, mais aussi des lipides neutres, des phospholipides et des glucides.
Les poxvirus sont les seuls virus à ADN à se répliquer dans le cytoplasme de la cellule hôte. Le cycle de reproduction virale comprend les principales étapes suivantes. Après adsorption à la surface d'une cellule sensible, le virus pénètre dans le cytoplasme par endocytose médiée par un récepteur, puis se produit un « déshabillage » du virion en deux étapes: d'abord, la membrane externe est détruite par des protéases cellulaires, puis la transcription partielle et la synthèse des ARNm précoces codant pour la synthèse de la protéine responsable du déshabillage ultérieur ont lieu. Parallèlement, la réplication de l'ADNv a lieu. Les copies filles de l'ADN sont transcrites et les ARNm tardifs sont synthétisés. La traduction a ensuite lieu et environ 80 protéines spécifiques du virus, d'un poids moléculaire compris entre 8 et 240 kDa, sont synthétisées. Certaines d'entre elles (une trentaine) sont des protéines structurales, les autres sont des enzymes et des antigènes solubles. Une caractéristique de la reproduction des poxvirus est la modification des structures cellulaires, qui se transforment en « usines » spécialisées où de nouvelles particules virales mûrissent progressivement. Les descendants viraux matures quittent la cellule soit lors de sa lyse, soit par bourgeonnement. Le cycle de reproduction des virus de la variole dure environ 6 à 7 heures.
Le virus de la variole possède des propriétés hémagglutinantes; l'hémagglutinine est composée de trois glycoprotéines. Les antigènes les plus importants sont: la NP-nucléoprotéine, commune à toute la famille; les antigènes thermolabiles (L) et thermostables (C), ainsi que les antigènes solubles.
Les poxvirus peuvent résister au séchage (en particulier dans le matériel pathologique) pendant plusieurs mois à température ambiante, sont résistants à l'éther, sont inactivés dans l'éthanol à 50 % à température ambiante en 1 heure et se conservent dans le glycérol à 50 % à 4 °C pendant plusieurs années. Ils sont résistants à la plupart des désinfectants: 1 % de phénol ou 2 % de formaldéhyde à température ambiante ne les inactivent qu'en 24 heures, tandis que 5 % de chloramine les inactivent en 2 heures.
Les humains et les singes sont sensibles au virus de la variole. Infecté expérimentalement, le cerveau des souriceaux nouveau-nés développe une infection généralisée mortelle; le virus n'est pas pathogène pour les souris adultes. Il se reproduit bien chez les embryons de poulet lorsqu'il infecte la membrane chorio-allantoïdienne, l'amnios, le sac vitellin et la cavité allantoïdienne. Sur la membrane chorio-allantoïdienne des embryons de poulet âgés de 10 à 12 jours, le virus de la variole produit de petites plaques blanches; le virus de la vaccine provoque des lésions plus importantes avec une dépression noire au centre, causée par une nécrose. Une caractéristique différentielle importante du virus de la variole est la température maximale de reproduction du virus chez l'embryon de poulet, qui est de 38,5 °C.
Les cultures cellulaires primaires et continues obtenues chez l'homme, le singe et d'autres animaux sont sensibles au virus de la variole. Sur les cultures cellulaires d'origine tumorale (HeLa, Vero), le virus de la variole forme de petites plaques de type prolifératif, tandis que lorsque les cellules Vero sont infectées par le virus de la variole du singe, des plaques rondes avec un centre lytique sont détectées. Dans les cellules rénales d'embryon de porc, le virus de la variole est capable d'induire un effet cytopathique évident, ce qui n'est pas le cas lorsque ces cellules sont infectées par le virus de la variole du singe. Dans les cellules HeLa, le virus de la variole provoque une dégénérescence des cellules rondes, tandis que les virus de la variole du singe et de la variole du chameau provoquent une dégénérescence avec formation de cellules multinucléées.
Pathogénèse
Les personnes guéries de la variole conservent une immunité à vie. Une immunité stable à long terme se développe également après la vaccination. 2 est principalement humorale; des anticorps neutralisant le virus apparaissent quelques jours après le début de la maladie, mais n'empêchent pas la propagation progressive des manifestations cutanées: le patient peut décéder au stade pustuleux, avec un taux élevé d'anticorps dans le sang. Les anticorps sont également responsables de l'immunité artificielle créée par la vaccination, apparaissant le 8e ou le 9e jour après l'immunisation et atteignant leur titre maximal après 2 à 3 semaines.
L'immunité cellulaire joue un rôle tout aussi important que les anticorps circulants. Il a été établi que les personnes atteintes d'hypogammaglobulinémie ne biosynthétisent pas d'anticorps, mais deviennent immunisées contre le virus de la variole. Cette immunité cellulaire repose sur l'activité des lymphocytes T cytotoxiques.
Épidémiologie
La source de l'infection est une personne malade. La grande majorité des personnes non vaccinées contre la variole ou n'ayant pas contracté la maladie sont sensibles à cette infection. La variole se transmet le plus souvent par des gouttelettes en suspension dans l'air, mais l'infection par contact est également possible (par le biais des vêtements, des serviettes, de la literie, des articles ménagers). Le patient est contagieux pendant toute la période de développement de l'éruption cutanée, jusqu'à la chute des dernières croûtes, mais le danger est plus élevé dans les 8 à 10 premiers jours, lorsque des lésions apparaissent sur les muqueuses.
Symptômes
La porte d'entrée de l'infection est la muqueuse des voies respiratoires supérieures. La reproduction primaire du virus se produit dans le tissu lymphoïde de l'anneau pharyngé, puis le virus pénètre brièvement dans le sang et infecte les cellules du tissu réticulo-endothélial (RET). Le virus s'y reproduit et une virémie se produit à nouveau, mais plus intense et prolongée. L'effet dermatotrope du virus est associé à sa capacité à pénétrer l'épiderme depuis la circulation sanguine, provoquant une prolifération précoce des cellules épineuses et une dégénérescence caractéristique des cellules de la couche de Malpighi.
La période d'incubation est de 8 à 18 jours. La variole débute de manière aiguë: maux de tête, douleurs musculaires, prostration, fièvre. Après 2 à 4 jours, une éruption cutanée caractéristique apparaît sur la muqueuse buccale et la peau, tous ces éléments étant présents presque simultanément, principalement sur le visage et les membres. L'éruption passe par les stades de macula, papule, vésicule et pustule, puis une croûte se forme, laissant une cicatrice. Avec l'apparition de l'éruption, la température chute et remonte au stade pustuleux. Environ 3 semaines s'écoulent entre l'apparition de l'éruption et la chute des croûtes. Avec une évolution sévère classique (variole majeure), le taux de mortalité lors d'épidémies peut atteindre 40 %; avec une forme plus bénigne de la maladie, l'alastrim (variole mineure), le taux de mortalité ne dépasse pas 1 à 2 %.
Diagnostics
La variole peut être diagnostiquée par des méthodes virologiques, virologiques et sérologiques. La méthode la plus efficace et la plus rapide est la microscopie électronique directe du matériel prélevé sur les éléments de l'éruption avant le stade pustuleux, car la quantité de virus diminue fortement à ce stade. La microscopie optique des préparations à partir du contenu des vésicules révèle de grandes cellules à corps de Guarnieri, inclusions cytoplasmiques ovales proches du noyau cellulaire, généralement homogènes et acidophiles, plus rarement granuleuses et aux contours irréguliers. Les corps de Guarnieri sont les « usines » où le virus de la variole se reproduit. Dans les frottis préparés à partir du contenu des vésicules de variole et colorés selon la méthode de M. Morozov, on trouve des virions de la variole – corps de Paschen.
Pour isoler et identifier le virus, des embryons de poulet de 12 à 14 jours sont infectés au niveau de la membrane chorionique allantoïdienne, où le virus forme de petites plaques blanchâtres. Des cultures cellulaires sont également infectées pour détecter l'effet cytopathique et mettre en place une réaction d'hémadsorption ou d'immunofluorescence. Le matériel d'infection est le sang, les sécrétions nasopharyngées, les raclures cutanées de l'éruption cutanée, les croûtes, ainsi que le matériel d'autopsie.
L'antigène spécifique du virus de la variole peut être détecté par immunofluorescence indirecte dans les frottis prélevés sur les éléments de l'éruption cutanée et les sécrétions nasopharyngées. Dans le matériel provenant des éléments de l'éruption cutanée, l'antigène peut être déterminé par immunodiffusion, RSC ou IFM.
Dès la première semaine de la maladie, des anticorps neutralisant le virus, fixant le complément et des hémagglutinines peuvent être détectés. La présence d'anticorps fixant le complément est considérée comme le signe le plus fiable de la variole, car ils persistent rarement plus de 12 mois chez les personnes vaccinées.
L'histoire de la civilisation humaine est marquée par de nombreuses épidémies et pandémies de variole. Rien qu'en Europe, au moins 150 millions de personnes en sont mortes à la fin du XVIIIe siècle. Après qu'E. Jenner (1796) eut reçu un vaccin contre la variole, une lutte active contre cette maladie fut lancée, qui aboutit à son élimination complète. En Union soviétique, la variole fut éliminée en 1936, mais en raison de cas importés, elle resta enregistrée jusqu'en 1960. En 1958, à l'initiative de la délégation soviétique, une résolution fut adoptée à l'Assemblée de l'OMS sur l'éradication de la variole dans le monde, et en 1967, l'OMS adopta un programme intensifié d'éradication de la variole. L'URSS, les États-Unis et la Suède apportèrent une aide financière importante à ce programme. L'URSS apporta non seulement son aide par l'intermédiaire de spécialistes travaillant dans de nombreux pays d'endémie, mais fit également don d'environ 1,5 milliard de doses de vaccin antivariolique. Le vaccin utilisé était un virus variolique vivant cultivé sur un sac de veau, puis purifié et séché. De bons résultats ont également été obtenus avec des vaccins vivants de culture et embryonnaires (ovovaccins). Pour la prévention et le traitement des complications parfois liées à la vaccination, on a utilisé des immunoglobulines antivarioliques de donneur (solution à 10 % dans une solution physiologique de fraction gammaglobuline de sang de donneurs spécialement revaccinés contre la variole) et des immunoglobulines sanguines humaines titrées en anticorps antivarioliques.
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