Les chauves-souris et les virus zoonotiques

* article adapté de la synthèse de Moratelli et Calisher, 2015 1

Auteure : Hélène SOUBELET

Comme nous l'avons vu dans l'article précédent du supplément technique du mois dernier (DT n°179 du mois de septembre 2020), des caractéristiques spécifiques des chauves-souris, comme leur capacité à voler, unique chez les mammifères, leur système immunitaire particulier ou leur période d'hibernation, augmentent leur capacité à héberger des pathogènes, sans elles-mêmes en développer la maladie. Nous allons à présent étudier quelques cas de virus zoonotiques, notamment les plus mortels pour l'homme.

LE VIRUS DE LA RAGE ET LES VIRUS APPARENTÉS, FAMILLE DES RHABDOVIRIDAE, GENRE LYSSAVIRUS

La rage est sans doute la plus ancienne maladie infectieuse humaine connue. Son origine a été associée aux loups [Canis lupus]puis au chien domestiqué [C. familiaris]. Le premier témoignage est la description d'une amende infligée à des propriétaires de chiens ayant mordu des humains et entraîné leurs décès, dans la ville babylonienne d'Eshnunna en 2300 avant J.-C. Par la suite, les philosophes grecs Démocrite (500 avant J.-C.) puis Aristote (400 avant J.-C) ont décrit des cas de rage canine. Mais ce n'est qu'au premier siècle qu'un écrivain romain, Cardanus, décrit la salive d'un chien enragé comme un «virus», (mot qui à l'époque signifie « poison »). Il faut attendre 1804 pour que le mécanisme de transmission par la salive soit démontré par le scientifique allemand, Georg Gottfried Zinke. Après l'observation d'inclusions éosinophiles dans le cytoplasme de cellules nerveuses contenant le virus de la rage (Adelchi Negri, 1903), Antonio Carini (1911), un physicien italien, professeur de bactériologie et directeur de l'institut Pasteur de São Paulo, émet pour la première fois l'hypothèse que la rage des herbivores pouvait être transmise par les chauves-souris. Cette hypothèse est confirmée en 1931, par l'isolement d'un virus de la rage d'une chauve-souris hématophage [ Desmodus rotundus (Phyllostomidae)]. En 1948, Pawan fait le lien entre les chauves-souris frugivores et la rage paralytique à Trinidad, mais ce n'est qu'en 1953 que le premier cas américain de rage chez une chauve-souris est officiellement signalé en Pennsylvanie par Witte.

Plusieurs autres rhabdovirus apparentés à la rage ont été isolés par la suite. Ce qui est remarquable, c'est qu'en Amérique, le virus historique de rage (RABV) est présent chez toutes les espèces, chauves-souris comprises, alors que dans l'Ancien Monde, les chauves-souris hébergent des virus différents (EBL1, EBL2, LVB, ABLV, ...), mais pas celui des mammifères terrestres (RABV). A l'exception du virus de Mokola (isolé seulement chez les musaraignes et les chats domestiques), la plupart ont été confirmés chez des chauves-souris (le virus Aravan au Kirghizstan, le Australian bat lyssavirus en Australie, le virus Bokeloh en Allemagne et en France, le virus Duvenhage en Afrique du Sud, les European bat lyssavirus 1 et 2 en Europe, le virus de l'Irkut en Russie et en Chine, le virus de Khujand au Tadjikistan, le Lagos bat virus au Nigeria, ...).

HENDRA, NIPAH ET AUTRES MALADIES À PARAMYXOVIRUS

Une gamme diversifiée de paramyxovirus a été identifiée chez les chauves-souris, et parmi eux, des virus proches du virus responsable des oreillons chez l'homme. La reconstruction phylogénétique des associations d'hôtes suggère de nombreux changements d'hôtes des paramyxovirus de chauves-souris vers d'autres mammifères et oiseaux. Les chauves-souris infectées par ces virus ne semblent pas présenter de signes manifestes de maladie mais, dans certains cas, semblent être porteuses de façon persistante. Les virus Hendra et Nipah sont tous deux hautement pathogènes et sont de découvertes beaucoup plus récentes que la rage. Un genre distinct de la famille des Paramyxoviridae, le genre Henipavirus, a été créé en raison des fortes analogies, notamment génétiques entre ces deux virus 6.

Hendra, genre Henipavirus

En 1994, un cheval meurt de cause inconnue à Hendra dans le Queensland, en Australie. Une dizaine de jours plus tard, des symptômes de dépression, anorexie, fièvre, dyspnée, ataxie, tachycardie, tachypnée et écoulement nasal sont signalés chez dix-sept autres chevaux de la même région. Pas moins de quatorze d'entre-eux meurent ou sont euthanasiés. Un palefrenier et un entraîneur qui avaient tous deux été en contact étroit avec des chevaux malades, développent un symptôme de type grippal, dont le second mourra sept jours après son admission à l'hôpital par pneumonie, insuffisance respiratoire, insuffisance rénale et thrombose artérielle. Un paramyxovirus découvert dans le rein du décédé s'est révélé identique au virus isolé dans les poumons de cinq chevaux atteints. Hommes et chevaux touchés avait également des anticorps contre le virus. La maladie a pu être reproduite chez des chevaux en bonne santé par injection de tissus de chevaux infectés. D'autres cas épars ont par la suite été identifiés. Des vertébrés et des arthropodes ont été testés sans résultats jusqu'à l'isolement du virus dans les années 2000 dans le liquide utérin et les tissus foetaux de roussettes (chauve-souris frugivores de la famille des Pteropodidae). Drexler et al. (2011) 7 ont ensuite trouvé des preuves de l'amplification du virus pendant la formation de la colonie et après la mise-bas.

Plus d'un cinquième des chauves-souris Pteropodidae dans l'est de l'Australie se sont révélées porteuses de virus de Hendra,
ainsi que plusieurs espèces en Nouvelle-Guinée. Des évaluations épidémiologiques ont suggéré que les chevaux s'infectent par contact direct ou indirect avec des chauves-souris porteuses et que les humains contractent la maladie par contact direct avec des chevaux infectés. Le contrôle de la maladie a été effectué en empêchant le contact entre des Pteropodidae et des chevaux.

Nipah, genre Henipavirus

En 1998, un nouveau virus appelé Nipah a été reconnu comme l'agent étiologique d'une maladie mortelle pour les humains et les porcs en Malaisie et à Singapour 6. Dès le mois de juin 1999, plus de 100 décès avaient été enregistrés sur les 250 cas d'encéphalite humaine diagnostiqués en Malaisie. Puis onze autres cas, dont un décès, ont été confirmés à Singapour. Initialement, la maladie avait été diagnostiquée comme un épisode d'encéphalite japonaise, ce qui a fait perdre un temps précieux dans la maîtrise de l'épizootie. Il a été procédé à l'abattage de tous les porcs des exploitations touchées, une mesure extrêmement coûteuse qui a entraîné le quasi-effondrement de l'élevage porcin de la région. Cette crise a coûté un milliard de dollars sans compter les coûts administratifs élevés en Malaisie et l'animosité accrue entre les communautés Malaisiennes et Singapouriennes.

Rapidement, les roussettes ont été incriminées dans l'épizootie à virus Nipah, en raison de l'analogie avec le virus Hendra. Pour confirmer cette hypothèse, en 2006, une équipe de recherche a visité les sites d'exploitations agricoles où des foyers d'infection par le virus Nipah étaient apparus en Malaisie. Ils ont découvert des fruits partiellement consommés avec des marques de dents de chauves-souris et envisagé que la contamination des porcs avait été faite par les fruits souillés, puis la contamination des humains par des porcs excrétant des quantités massives de virus par les muqueuses, les fèces ou les secrétions 8,1. L'hypothèse d'une transmission par des insectes hématophages a également été posée, en raison de la forte susceptibilité des chauves-souris aux moustiques notamment (voir l'article «biodiversité» de la DT n°179), mais cette hypothèse n'a pas été confirmée.

Les anticorps antivirus Nipah ont été détectés sur des fruits partiellement mangés et dans les urines de cinq espèces de chauves-souris ptéropodes en Malaisie, ce qui laisse supposer une infection généralisée des chauves-souris dans ce pays et confirme que ces chauves-souris sont des hôtes naturels du virus 6.

Le virus aurait d'abord été transmis aux porcs domestiques, chez lesquels il a provoqué une pathologie respiratoire et permis la transmission à l'homme par le biais d'aérosols. Les premiers cas se sont produits dans une ferme porcine où des arbres à Litchis avaient été plantés à proximité des bâtiments comme source de revenus supplémentaires et pour augmenter l'ombre. L'hypothèse est que ces arbres ont attiré les chauves-souris frugivores. Cependant, étant donné que les porcs sont produits en Malaisie depuis de nombreuses décennies, il restait à confirmer pourquoi la maladie s'est répandue à la fin des années 1990. Daszak et al. (2015) 9 ont proposé que les feux de forêts à Sumatra, lié à la déforestation anthropique (plantation de palmiers à huile) et un épisode El Niño, a forcé la migration des chauves-souris de Sumatra vers la Malaisie péninsulaire et a introduit le virus dans la région de production de porcs destinés à l'exportation vers Singapour. En outre, la télémétrie par satellite a montré des mouvements réguliers de chauves-souris entre Sumatra et la Malaisie péninsulaire, ce qui suggère que la répartition de l'aire de répartition de la chauve-souris hôte, et donc du virus Nipah, a historiquement inclus la Malaisie péninsulaire

Le virus Nipah a également été associé avec des roussettes de Lyle [Pteropus lylei (Pteropodidae)] au Cambodge et des pteropodidae et hipposideridae en Thaïlande.

Début 2001, une épidémie de maladie fébrile associée avec une altération du niveau de conscience a été observée à Siliguri (Bengale occidental, Inde). Les analyses de laboratoire n'ont pas identifié immédiatement d'agent infectieux. Comme Siliguri est près de la frontière avec le Bangladesh où des foyers d'infection par le virus Nipah avaient récemment été signalés, le virus Nipah du Bangladesh a été rétrospectivement recherché et détecté chez neuf des dix-huit patients. Contrairement à l'épidémie malaisienne, au Bangladesh la transmission du virus n'est probablement pas passée par un hôte intermédiaire, mais serait due à l'ingestion de sève de palmiers dattiers puis à une transmission intra-humaine. Les séquences d'ARN viraux détectés au Bangladesh sont variables, suggérant de multiples introductions via des Pteropodiae qui migrent sur de longues distances (Maldives, Inde, Bangladesh, Chine, Népal, Pakistan et Sri Lanka).

Virus du cèdre, genre Henipavirus

En 2009, l'ARN du virus du cèdre a été détecté dans l'urine de chauves-souris ptéropodes en Australie, mais on sait encore peu de choses sur ce virus.

Il semble provoquer une réponse immunitaire plus robuste que celle induite par les virus Hendra et Nipah et pourrait être utilisé pour développer un vaccin chez l'homme.

Ce virus et des anticorps antiviraux auraient été détectés chez des chauves-souris africaines. 10,7

Menangle, genre Rubulavirus

En 1997, une porcherie de la ville de Ménangle en Australie (Nouvelle Galles du Sud) a connu un épisode de surmortalités et de difformités lors de la mise bas. Deux employés de la porcherie ont été atteints d'une grave maladie inexpliquée de type grippal, mais se sont rétablis par la suite. Ils ont ensuite été testés positifs pour les anticorps du virus Menangle. Cette épidémie a été rapidement maîtrisée grâce à la désinfection et au dépeuplement temporaire de certaines unités de l'élevage porcin.

Des anticorps antivirus de Menangle ont été détectés chez les Pteropodidae, ce qui a permis d'établir la preuve provisoire de l'origine de ce virus.

VIRUS DE LA FAMILLE DES CORONAVIRIDAE

Syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), genre Coronavirus

En 2002, des centaines de notifications de cas de détresse respiratoires aiguës chez les humains ont été signalés dans la province de Guangdong (République populaire de Chine) puis au Vietnam, à Hong Kong et au Canada. En juillet 2003, plus de
8 000 cas de SRAS et 800 décès liés ont été communiqués à l'OMS par plus de vingt-cinq pays. La plupart de ces cas sont survenus après un contact avec des patients atteints du SRAS dans le cadre des soins de santé ou de relations familiales.

Après avoir lancé précocement l'alerte, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a coordonné une vaste campagne internationale d'enquêtes en laboratoires et de collaborations cliniques et épidémiologiques pour contrôler la propagation de la maladie. Les tentatives pour identifier l'agent responsable de l'épidémie ont abouti, en 2003, lorsque des laboratoires aux États-Unis d'Amérique, du Canada, d'Allemagne et de Hong Kong ont isolé un nouveau coronavirus classé dans l'ordre des Nidovirales, famille des Coronaviridae, genre Coronavirus (CoV).

Aujourd'hui ce genre a été réétudié et le virus du SRAS de 2002-2003 est placé dans le genre Betacoronavirus. La source du virus n'avait pas encore été déterminée à ce moment-là, mais le fait de savoir qu'il s'agissait d'un CoV a facilité la recherche. Les génomes des CoV sont les plus grands de tous les virus à ARN connus (environ 30 000 nucléotides). De nombreux scénarios d'histoire naturelle possibles ont été proposés, dont l'infection humaine provenant de la civette palmiste masquée [Paguma larvata (Carnivora, Viverridae)] et des chiens viverrins [Nyctereutes procyonoides (Carnivora, Canidae)] en provenance des marchés d'animaux sauvages vivants en Chine. En 2015, il était prouvé que les chauves-souris étaient une source naturelle d'au moins une partie des nombreux Alphacoronavirus et Betacoronavirus présents dans le monde entier 1, mais le lien avec le CoV du SRAS n'avait pas été établi. En 2017, Cyranoski et al. 12 ont mis en évidence que le virus était proche de virus retrouvés chez des chauves-souris Rhinolophes, mais que la transmission à l'homme avait probablement été faite par l'intermédiaire de civettes vendues sur les marchés de la province de Guangdong.

L'épidémie actuelle à coronavirus (SARS-CoV-2 responsable de la Covid-19) procède sans doute du même mécanisme, mais aucune certitude scientifique n'est encore acquise. Les hypothèses d'un virus originaire de chauves-souris est très crédible, avec peut-être une transmission par un hôte intermédiaire comme le pangolin via les marchés d'animaux vivants très populaires en Chine. La particularité de ce virus, qui explique probablement sa grande diffusion et la difficulté de contenir la pandémie, est sa faible létalité chez des personnes ne présentant pas de risque (le taux de létalité global est compris entre 0,5 et 1 %, ce taux est supérieur pour les personnes à risques, inférieur pour les autres) avec des formes bénignes voire asymptomatiques, contrairement au cas de SRAS en 2002-2003 (létalité de 10 %).

Syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS), genre Betacoronavirus

La maladie a été signalée pour la première fois en Arabie Saoudite en 2012 et rétrospectivement des cas plus anciens de la même année ont été identifiés en Jordanie qui est probablement le foyer d'origine.

Le virus affecte le système respiratoire avec, dans la plupart des cas, une maladie respiratoire aiguë sévère avec fièvre, toux et essoufflement. La létalité est forte (proche de 45 %) et fin janvier 2015, l'épidémie avait fait 351 décès. Comme dans le cas du CoV, le MERS s'est propagé à partir des personnes malades vers leurs soignants ou familles, surtout chez les personnes ayant des comorbidités préexistantes. En raison de sa similarité avec le CoV du SRAS, on s'attendait à ce que les chauves-souris soient impliquées d'une manière ou d'une autre dans la transmission. Plusieurs équipes de recherche ont effectivement détecté des séquences d'ARN de Betacoronavirus avec 100 % d'identité avec le virus humain chez des chauves-souris. Néanmoins, des études récentes ont suggéré que les dromadaires [Camelus dromedarius (Artiodactyla, Camelidae)] étaient sans doute la source primaire de ce virus dans la nature 11 et leur infection expérimentale de chameaux par le MERS CoV semble soutenir ce point de vue 12. Le MERS CoV continue de provoquer des maladies dans la péninsule arabique, mais ne devrait pas provoquer de pandémie.

FIÈVRES HÉMORRAGIQUES À FILOVIRUS : VIRUS DE MARBURG, EBOLA ET AUTRES, MONONEGAVIRALES, FAMILLE DES FILOVIRIDAE

La plupart des foyers ou épidémies de fièvre hémorragique dues aux filovirus présentent un taux de létalité de 50 à 90 %. Ils sont donc très étudiés. Plusieurs d'entre eux sont bien documentés.

À la fin de l'été 1967, une épidémie de fièvre hémorragique a été observée chez des laborantins en Serbie (Yougoslavie à l'époque). L'origine de la maladie était inconnue, même si pour le cas serbe, les recherches ont rapidement démontré qu'elle avait été transmise par des singes de laboratoire [ Chlorocebus sabaeus (Primates, Cercopithecidae)] en provenance d'Ouganda avec un premier foyer connu dans la ville de Marburg en Allemagne. Des cas de fièvre hémorragique de Marburg ont par la suite été documentés régulièrement dans diverses parties de l'Afrique. L'épidémiologie de ce virus (genre Marburgvirus) reste indéterminée, même si des preuves suggèrent que les chauves-souris pourraient en être le réservoir sauvage après détection en 1999 d'ARN viral chez Rhinolophus eloquens (Rhinolophidae)] et Miniopterus inflatus (Miniopteridae).

En 1976, une série de fièvres hémorragiques mortelles se sont produites au Sud-Soudan (SUDV), puis dans l'ex-Zaïre (aujourd'hui République démocratique du Congo), à près de 1 000 km de distance. Un virus, dénommé «Ebola virus» (genre Ebolavirus), d'après la rivière Ebola au Zaïre, a été isolé des patients de ce second foyer (EBOV), mais, comme pour le virus de Marburg, les premières études de terrain n'ont pas déterminé l'origine du virus.

En 1994, le premier cas de transmission de l'animal sauvage à l'homme a été documenté en Côte d'Ivoire suite à la contamination d'une enquêtrice réalisant une autopsie sur des chimpanzés, avec une souche heureusement non mortelle (TAFV). L'épidémie à virus Ebola, semble terminée en Afrique de l'Ouest où elle a fait plus de 11 000 morts, mais de nouvelles épidémies sévissent aujourd'hui en République démocratique du Congo. Les données, notamment génétiques, suggèrent que le virus a divergé du virus Zaïrois vers 2004. On reconnait aujourd'hui cinq virus dans le genre Ebolavirus.

Un nouvel Ebolavirus a été découvert en 1989 chez des primates importés des Philippines dans un laboratoire de Reston (RESTV), aux États-Unis avec des symptômes d'anorexie, d'écoulement nasal, de splénomégalie et d'hémorragie. Contrairement aux précédents cas, ce virus ne s'est pas révélé pathogène pour l'homme.

Un nouveau filovirus, le virus Lloviu, seul du genre Cuevovirus, a été détecté sur des chauves-souris mortes à Cueva del Lloviu en Espagne en 2002. Ce virus est génétiquement distinct des virus de Marburg et Ebola. Il présente deux caractéristiques notables, c'est le premier filovirus détecté en Europe qui n'ait pas été importé d'une zone endémique en Afrique et le premier également qui entraîne une maladie chez les chauves-souris.

Comme les chauves-souris hébergent une diversité de filovirus et comme elles sont régulièrement consommées par des primates ou des humains dans certaines régions d'Afrique et d'Asie, elles ont été testées et de l'ARN d'Ebolavirus a régulièrement été détecté, ainsi que chez d'autres animaux sauvages comme les antilopes ou les porcs-épics. Cependant, si ces analyses ne permettent pas d'affirmer que les chauves-souris sont à l'origine des épidémies, elles confirment néanmoins que les virus Ebola circulent dans les forêts d'Afrique centrale.

Références bibliographiques

1.Moratelli R, Calisher C. H. 2015. Bats and zoonotic viruses: can we confidently link bats with emerging deadly viruses? Mem Inst Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 110 (1): 1-2

2. Pozo F, Juste J, Vázquez-Morón S, Aznar-López C, Ibáñez C, Garin I, et al. Identification of Novel Betaherpesviruses in Iberian Bats Reveals Parallel Evolution. PLOS ONE. 2016;11: e0169153. pmid:28036408

3. Iglesias-Caballero M, Juste J, Vázquez-Morón S, Falcon A, Aznar-Lopez C, Ibáñez C, et al. New Adenovirus Groups in Western Palaearctic Bats. Viruses. 2018;10: 443. pmid:30127258

4. Bolatti E. M., Zorec T.M., Montani M.E. et al. 2020. A Preliminary Study of the Virome of the South American Free-Tailed Bats (Tadarida brasiliensis) and Identification of Two Novel Mammalian Viruses. Viruses 12: 422.

5. Carrington C.V.F., Foster J.E., Zhu H.C. et al. 2008. Detection and Phylogenetic Analysis of Group 1 Coronaviruses in South American Bats. Emerging Infectious Diseases 14 (12): 1890-1893.

6. Chua KB, Bellini WJ, Rota PA, Harcourt BH, Tamin A, Lam SK, Ksi-azek TG, Rollin PE, Zaki SR, Shieh W, Goldsmith CS, Gubler DJ, Roehrig JT, Eaton B, Gould AR, Olson J, Field H, Daniels P, Ling AE, Peters CJ, Anderson LJ, Mahy BW 2000. Nipah virus: a re-cently emergent deadly paramyxovirus. Science 288: 1432-1435

7. Drexler JF, Corman VM, Wegner T, Tateno AF, Zerbinati RM, Gloza-Rausch F, Seebens A, Müller MA, Drosten C 2011. Amplification of emerging viruses in a bat colony. Emerg Infect Dis 17: 449-456.

8. Dobson AP 2006. Response to: linking bats to emerging diseases. Science 311: 1999

9. Daszak P, Zambrana-Torrelio C, Bogich TL, Fernandez M, Epstein JH, Murray KA, Hamilton H 2013. Interdisciplinary approaches to un-derstanding disease emergence: the past, present and future drives of Nipah virus emergence. Proc Natl Acad Sci USA 110: 3681-3688

10. Hayman DT, Suu-Ire R, Breed AC, McEachern JA, Wang L, Wood JL, Cunningham AA 2008. Evidence of henipavirus infection in West African fruit bats. PLoS ONE 3: e2739.

11. Raj VS, Farag EA, Reusken CB, Lamers MM, Pas SD, Voermans J, Smits SL, Osterhaus AD, Al-Mawlawi N, Al-Romaihi HE, Al-Hajri MM, El-Sayed AM, Mohran KA, Ghobashy H, Alhajri F Al-Thani M, Al-Marri SA, El-Maghraby MM, Koopmans MP, Haagmans BL 2014. Isolation of MERS coronavirus from a dromedary camel, Qatar, 2014. Emerg Infect Dis 20: 1339-1342.

12. Cyranoski, David. "Bat cave solves mystery of deadly SARS virus -- and suggests new outbreak could occur." Nature, vol. 552, no. 7683, 2017.

13. Calisher CH, Childs JE, Field HE, Holmes KV, Schountz T 2006. Bats: important reservoir hosts of emerging viruses. Clin Microbiol Rev 19: 531-545.

14. Melaun C, Werblow A, Busch MW, Klimpel S 2014. Bats as potential reservoir hosts for vector-borne diseases. In S Klimpel, H Mehlhorn, Bats (Chiroptera) as vectors of diseases and parasites, Parasitology Research Monographs 5, Springer-Verlag, Heidelbergh, p. 25-61

15. Ryan PA, Martin L, Mackenzie JS, Kay BH 1997. Investigation of gray-headed f lying foxes (Pteropus poliocephalus) (Megachirop-tera: Pteropodidae) and mosquitoes in the ecology of Ross River virus in Australia. Am J Trop Med Hyg 57: 476-482

16. Seymour C, Dickerman RW, Martin MS 1978b. Venezuelan encepha-litis virus infection in neotropical bats. II. Experimental infec-tions. Am J Trop Med Hyg 27: 297-306.

17. Jebb D., Huang Z., Pippel M.et al. 2020. Six reference-quality genomes reveal evolution of bat adaptations. Nature 583: 578-584.