Les infections à cytomégalovirus MC Mazeron octobre 2006.
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Les infections à cytomégalovirus
MC Mazeron
octobre 2006
FAMILLE DES HERPESVIRIDAE
SOUS FAMILLE Espèce
Alpha-herpesvirinae Herpès simplex type 1 HHV1
Herpès simplex type 2 HHV2
Varicelle-zona HHV3
Beta-herpesvirinae Cytomégalovirus HHV5
Herpès virus humain 6 HHV6
Herpès virus humain 7 HHV7
Gamma-herpesvirinae Epstein-Barr HHV4
Herpès virus humain 8 HHV8
Cytomégalovirus
Epidémiologie
Réservoir : strictement humain
Virus ubiquitaire
Séroprévalence élevée dépend des :
conditions socio-économiques
100% dans régions du tiers-monde où l ’infection est acquise très tôt dans la vie
50% en France
habitudes sexuelles (MST)
Capside icosaédrique
ADN linéaire double brin230Kpb
Glycoprotéines d ’enveloppe
150-200nm
Tégument
Protéines de la nucléocapside (Polyamines)
Enveloppe phospholipidique
UL US
UL54 UL97
TRL: Répétition terminale longue, IRL : Répétition interne longue
IRS : Répétition terminale courte, IRL : Répétition interne courte
UL : Région unique longue, US : Région unique courte, région a
230 kb, 200 cadres de lecture ouverts
Génome du cytomégalovirus.
Localisation des gènes UL97 et UL54.
EPIDEMIOLOGIE DES SOUCHES DE CMV
Profils de restriction Rsa I de UL10-13
A 1 2 3 4 5 M
ANALYSE D'UNE SEQUENCE DE UL55
Hinf I Rsa I
1 2 3 4 T D A M 1 2 3 4 T D A
202
97 67
36
239
63
Chou and Dennison, JID, 1991
pp65pp71
gB, gH
IE E L
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Golgi
noyau
cytoplasme
gM
ADN CMV
IEAEA
LA
UL54
ADN répliqué
IEA : UL122-123UL36-38US3
Cycle de réplication
EA : ADN pol, UL44, Hélicase, DNAsegpUL55etc…
LA : struct
Multiples par contact direct
• Voie sexuelle (sperme et sécrétions cervico-vaginales infectés), respiratoire, contact avec excrétions virales (urines de nouveau-nés, salive...)
• Greffe d ’organe ou de moelle (cellules souches hématopoïétiques)
• Transfusion sanguine : PSL non déleucocytés (actuellement, les PSL sont systématiquement filtrés)
• Mère au fœtus ou au nouveau-né
Cytomégalovirus
Voies de transmission
INFECTION A CMV
Primo- Virémie Organes ciblesinfection réplication
VirusGreffon urine
larmes sperme...
Réinfection Latence
ImmunodépressionStimulation allogénique
Réactivation
Physiopathologie de l’infection à CMV
• Modifications du métabolisme cellulaire
• Tropisme
• Dissémination hématogène
•Latence et réactivation
•Transplantation
• Athérosclérose
• Expression des molécules d’adhésion et de re-circulation
• Production des cytokines
• Régulation de facteurs de transcription
• Apoptose et cycle cellulaire
Interaction de l’infection virale
avec le métabolisme cellulaire
Tropisme cellulaire
In vivo : très large chez l ’homme
=> cellules endothéliales
=> cellules épithéliales
=> cellules fibroblastiques
=> monocytes-macrophages
In vitro :
Cycle de réplication complet =>Cellules d ’origine humaine uniquement
Fibroblastes embryonnaires +++
Autres types cellulaires
Cycle de réplication abortif =>Certains types cellulaires d ’origine humaine ou animale
Tropisme cellulaire
Récepteurs exprimés sur un grand nombre de cellules
Cellules cibles in vivo
monocytes/macrophages (latence, dissémination virale)
endothéliales (dissémination virale)
souches myélomonocytaires, stromales de MO (inhibition de la formation de colonies=> effet sur l’hématopoïèse)
musculaires lisses (ulcérations TD, athérosclérose?)
trophoblastiques (transmission materno-fœtale)
épithéliales, fibroblastiques (poumon)
glandulaires, gliales, neurones
Réplication virale
état de différenciation cellulaire
Bentz et al, J Virol 2006
Dissémination hématogène
INFECTION A CMV : SITES DE LATENCE
• Types cellulairesMonocytes du sang circulant (0,01% des monocytes chez un individu naturellement infecté)
=> différenciation en macrophage => réplication
Progéniteurs de la moelle osseuse CD34+ (monocytes CD33 CD14); (granulocytes CD33 CD15); (cellules dentritiques CD33 CD 15 CD1a)
(Khaiboullina et al, BJH, 2004,126:410)
réservoirs de virus
persistance de l’infection Cellules endothéliales? (Reeves et al, J Gen Virol, 2004,85:3337)
Cellules épithéliales et fibroblastes…?
• Tissus
Nombreux : poumon, colon, rein, cerveau, foie …..
Comment s ’établit et se maintient l ’état de latence ?
Echappement à la réponse immunitaire
Mécanismes moléculaires de maintien du génome viral dans les cellules
Diffusion par passage de cellule à cellule
fusion cellulaire entre cellule infectée et cellule non infectée : connections cellulaires induites par
l’infection virale
(Digel et al, J Clin Virol, 2006, 37:10)
Liaison du virion à la bêta-2-microglobuline
protection vis-à-vis des anticorps neutralisants?
système alternatif d ’infection?
ECHAPPEMENT A LA REPONSE IMMUNITAIRE HUMORALE
ECHAPPEMENT A LA REPONSE IMMUNITAIRE CELLULAIRE
Régulation négative de l'expression des molécules MHC de classe I et II à la surface des cellules infectées
=> Résistance à la lyse par les lymphocytes cytotoxiques CD8+ (classe I)
=> Obstacle à la présentation des épitopes viraux aux cellules T helper (classe II)
Immunosuppression transitoire par diminution de l ’activité des LCD4+ et augmentation des LCD8+
Expression restreinte dans les cellules non permissives
Inhibition de la présentation des antigènes très précoces
Séquestration des CC chimiokines (RANTES, MCP-1)
MAINTIEN DE LA LATENCE
1. Forme du génome:
Absence d ’intégration de l ’ADN viral dans le chromosome
Forme circulaire, épisomale démontrée dans
les monocytes CD14+ du sang circulant de sujets en bonne santé (Bolovan-Fritts CA, Blood 1999, 93:394)
les cellules NT2 en culture (Meier, J Virol, 2001,75:1581)
MAINTIEN DE LA LATENCE
2. ARN transcrits et protéines produites
in vivo et in vitro : sens et antisens (région IE)
dans les progéniteurs CD33+
in vitro : nombreux gènes exprimés dans les cellules CD34+ (résultat global) mais « pattern » différent de celui observé dans les cellules permissives ou lors d’une infection abortive
Goodrun et al, PNAS, 2002, 99:16255
in vitro : récepteur de CC et CX3C chimiokines US28 dans les cellules THP-1 (lignée monocytaire)
MAINTIEN DE LA LATENCE
3. Déacétylation des histones
in vitro : dans les cellules NT2
modification de l ’ADN viral (désacétylation des histones)
différenciation => acétylation du MIEP et réactivation (transcription à partir du promoteur activateur très précoce majeur)
MAINTIEN DE LA LATENCE
4. Inhibition de la différenciation cellulaire
Inhibition de la différenciation des monocytes en macrophages (interaction du virus avec
les monocytes)
Gredmark, J Virol, 2004, 78, 10378
Gredmark, J Immunol, 2004, 173,4897
REACTIVATION CHEZ LE SUJET IMMUNOCOMPETENT
Episodes de réactivation prouvés par
Mise en évidence d ’une excrétion virale intermittente dans l ’ urine, le sperme, les sécrétions cervicales
Mise en évidence de virémie : exceptionnelle
Oscillation du titre des anticorps
Exemple : CMV détecté par culture et /ou PCR dans le sperme de 5 /175 donneurs (étude CECOS en France)
REACTIVATION ET IMMUNODEPRESSION
Episodes de réactivation
au cours du sida
chez les receveurs d ’allogreffe
au cours d ’hémopathies malignes
au cours de traitements immunosuppresseurs : corticothérapie par ex (MICI)
Echec de l ’hôte à éliminer les cellules infectées productrices de virus infectieux
REACTIVATION ET DIFFERENCIATION CELLULAIRE
Modèles in vitro :
cellules de tératocarcinome embryonnaire (NT2)
différenciation induite par l ’acide rétinoïque en phénotype neuronal
=> expression des IE
In vivo :
différenciation
Monocytes Macrophages
STIMULATION ALLOGENIQUE
Transfusion de produits sanguins labiles contenant des leucocytes
Réactivation du virus endogène (phénomène démontré dans un système expérimental chez la souris)
Réactivation du virus du donneur
Allogreffe de moelle ou d ’organe
Réactivation du virus endogène (receveursd ’allogreffe de moelle)
Réactivation du virus du donneur (receveurs de greffe de foie ou de rein)
Rôle de l ’allostimulation dans un modèle murin (Hummel, J Virol, 2001, 75, 4814)
CMV ET TRANSFUSIONInfection Allostimulation
MONOCYTE
latente
Réactivation Différenciation
active
MACROPHAGE
(CD1a, CD83), (CD14, CD64)
CMV et transplantation
Greffe de moelle et pneumopathie interstitielle
Processus immunopathologique ?
Effet cytopathique direct ?
Greffe d’organe et rejet
Rejet favorisé
Surexpression des protéines d’adhésion
Cytokines inflammatoires
Infection favorisée
Immunosupression augmentée
Stimulation allogénique
CMV et athérosclérose
Types cellulaires potentiellement impliqués
cellules endothéliales, musculaires lisses, macrophages, polynucléaires
Inflammation
Inhibition de l’apoptose des cellules musculaires lisses
Mobilité des cellules musculaires lisses
Infection par le cytomégalovirusConséquences cliniques
Dépendent étroitement de l ’état immunitaire de l ’hôte
Immunité normale : infection bénigne
Immunodépression cellulaire (allogreffe, sida) :
risque de maladies sévères à l ’occasion de la PI ou d ’une infection secondaire
=> diagnostic précoce => traitement spécifique
Infection du fœtus et du nouveau-né après transmission in utero :
risque d ’atteintes sévères et de séquelles neuro-sensorielles surtout si PI de la mère
Primo-infection par le cytomégalovirus
Inapparente
dans 90% des cas
Inaperçue
Symptomatologie banale et bénigne, pseudogrippale, non diagnostiquée
Forme classique
Syndrome mononucléosique
Formes compliquées
Formes sévères
CMVSyndrome mononucléosique
Fréquents Rares
Symptômes Fièvre Dysphagie
Myalgies Diarrhée
Arthralgies
Malaise
Céphalées
Toux
Examen clinique Splénomégalie (30%) Rash
Hépatomégalie Erythème pharyngé
Adénopathies (25%)
Syndrome mononucléosiqueComplications
Poumon Pneumopathie interstitielle
Peau Eruption maculo papuleuse
Foie Hépatite
Système nerveux Syndrome de Guillain-BarréMéningoencéphalite
Cœur Myocardite, péricardite
Tube digestif Ulcérations Sang Anémie hémolytique
Thrombopénie
Œil Rétinite, uvéite, conjonctivite
Syndrome mononucléosiqueFormes sévères
Cas exceptionnels
40 cas décrits dont 3 chez les femmes enceintes
Evolution souvent mortelle
Association de localisationshépatique, pulmonaire, encéphalitique
=>Diagnostic rapide => Traitement spécifique
Infection à CMV
Pouvoir immunosuppresseur du virus
de la réponse proliférative vis-à-vis d’Ag viraux ou bactériens,
L CD8 + => inversion du rapport CD4+/CD8+
de l ’activité NK
Anticorps
Ac antinucléaires
Facteur rhumatoïde
Stimulation allogénique de la synthèse d’Ac dirigés contre d’autres antigènes
CMV Syndrome mononucléosiqueBiologie
Hématologie
Syndrome mononucléosique
Délai d’apparition : souvent après 2 semaines d’évolution du syndrome clinique
Lymphocytose entre 55 à 86%
Lymphocytes atypiques : 12 à 55% des lymphocytes totaux
Thrombopénie
BiochimieCytolyse hépatique (Elévation des transaminases)
Infection du receveur d ’allogreffe
Modes d ’infectionPI (transmission par le greffon)Réinfection (chez 86% des R de greffe de rein séro+) Réactivation (R de greffe de moelle séro+)
=> Etape clé : REACTIVATION de la souche du D ou du R
Incidence : variable selon la greffe
Délai de survenue de 1 à 4 mois après greffe en l ’absence de trt préventif
Symptomatologie :PI : 2/3 des casRéinfection : 40% des casRéactivation : <20% des cas
Conséquences de l ’infection à CMV en transplantation d ’organe
Stimulation allogénique Infection active
ImmunodépressionMaladie à CMVsignes générauxlocalisation
Immunodépression Lymphomes EBV induits
Inf opportunistes
Dysfonction du greffon=> rejet aigu=> athérosclérose rejet=> bronchiolite oblitérante chronique
Conséquences de l ’infection à CMV au cours du sida
Stade avancé d ’immunodépression
=> <50-100 L CD4+/mm3
Localisations préférentielles
œil => rétinite => cécité
TD => ulcérations (colon +++, œsophage…)
SNC
neuropathies périphériques
Myélites
Encéphalites
Transmission mère-enfant
Transmission in utero
• Très fréquente (1% des nouveau-nés infectés)
• A l ’occasion d ’une infection active (PI ou IS)
• Risque d ’infection sévère après PI maternelle en cours de grossesse (risque si ré-infection ? à considérer)
Transmission périnatale
• Très fréquente (sources multiples de virus)
• Evolution habituellement favorable
Avt grossesseAC- AC+
Grossesse
PI IS
35 à 50% <5%
Infection fœtale
Nouveau-néSymptomatique Asymptomatique
10% 30% 60% 5 à 15% 85 à 95%Dvpt Décès Séquelles Dvpt
Normal Normal
Sérologie
Anticorps de type IgG et IgM
Avidité des anticorps de type IgG
Diagnostic direct
Recherche de la dissémination sanguine
recherche d’une localisation viscérale
Diagnostic de l ’infection à CMV
Méthodes de diagnostic direct
• Effet cytopathique in vivo
exemple : cellules à inclusion, cellules endothéliales
• Culture sur fibroblastes embryonnaires humains
« classique » => Isolement (ECP)
rapide
• Mise en évidence des antigènes intracellulaires
leucocytes du sang périphérique : antigénémie pp65
excrétion virale (LBA), tissus (immunocytochimie)
•Détection des acides nucléiques viraux ADN et ARN
Cellule endothéliale, infectée par le CMV, circulante
Isolement du virus
effet cytopathique sur cellules MRC-5
(état frais)
Coloration au Giemsa
Inclusions cytoplasmiques et
nucléaires
Culture rapide
• Inoculation à des FEH
• Centrifugation de l’inoculum sur les cellules => adsorption
• Incubation 24 à 48 h
• Fixation et coloration
• Révélation en immunopéroxydase ou immunofluorescence des IEA
• Avantages
Rapidité, quantification relative, sensibilité
• Inconvénient
pas de souche isolée
Détection d’antigèneAntigénémie pp65
• 2x105 leucocytes en spot (cytocentrification)
• IF révélant ag nucléaire pp65
• Avantages : rapidité, simplicité, sensibilité, quantification
• Inconvénient : manipulation longue, lecture, délai entre prélèvement et manipulation < 3 h
Antigènes de cellules diverses
• LBA, apposition sur lame de tissus…
• IF révélant IEA ou LA
• Avantages : rapidité, simplicité
• Inconvénient : sensibilité faible
Détection des acides nucléiques viraux
• ADN viral:
Hybridation (peu utilisée)
PCR simple ou nichée
PCR en temps réel : en plein développement
=> détection qualitative ou quantitative
seuil variable selon la technique (techniques « maison », trousses commercialisées)
• ARN messagers
Technologie NASBA => trousses commercialisées
Monocytes ADN viral
Polynucléaires Virus infectieux Antigène pp65ADN viral
Plasma ADN viral
DISSEMINATION SANGUINE
Infection active
Couche leucocytaire
Sang total
MARQUEURS SANGUINS DE L’INFECTION
INFECTION
Virus
active Ag pp65 latente
ARNm tardifs
ADN génomique leucocytes
plasmasang total
PCR ultra sensible
PCR à visée diagnostique
Syndrome mononucléosique à CMV
Forme classique
DIAGNOSTIC DIRECT
Virémie Agpp65 ADNL (PCR)
1 mois 21% 50% 100%
2 mois 0 23,5% 81%
3 mois 0 0 40%
6 mois 0 0 16,6%
> 6mois 0 0 0
Urines : excrétion peut être prolongée, intermittente
Sperme
Localisations de la maladie à CMV
Organe Prélèvement Technique Clinique Anapath
Colon Biopsies Cult/PCR ++ +++
Foie Biopsie* Cult/PCR +++
Œil HA et/ou vitré * PCR ++++ -
Poumon Biopsie * Cult/PCR ++ +++
LBA Cult/PCR -
SNC Biopsie cérébrale* Cult/PCR ++ +++
LCR PCR -
* exceptionnellement pratiqué
Rétinite à cytomégalovirusAspect non hémorragique
Infection à CMV chez le receveur d ’allogreffe de moelle ou d ’organe
Dépistage systématique de l ’infection active
Prélèvements systématiques de sang
=>antigénémie pp65,
=> PCR quantitiative (leucocytes, sang total, éventuellement plasma)
Mise en route d ’un traitement anticipé (préemptif)
Diagnostic et traitement de la maladie à CMV
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
3 4 5 6 7
charge virale
Pro
bab
ilité
Relation entre charge virale et risque de survenue de la maladie à CMV
Cope AV, JMV 1997,52,200
Diagnostic de l ’infection à CMV au cours du sida
Chercher une dissémination sanguine
Rétinite diagnostic clinique
Tube digestif clinique et aspect endoscopique
biopsies digestives étagées : anapath et viro
SNC PCR sur LCR
Infection à CMV transmission mère-enfant
Femme enceinte
• diagnostic d ’une infection active
• diagnostic de l ’infection primaire ou secondaire
Fœtus
• prélèvement de liquide amniotique après 22 semaines d ’aménorrhée
• échographie
Nouveau-né
• recherche de virus dans les urines (15 premiers jours de vie)
• prélèvements fonction de la symptomatologie
MOLECULES ANTIVIRALES
ADN polymérase
virale
GCV CDV PFA
UL97
GCVp CDVp
GCVpp
GCVppp CDVpp
Kinases cellulaires
TRAITEMENT
Traitement d ’attaque de 14 à 21 jours (GCV ou PFA) ou 2 perfusions (1/semaine) pour le CDV
Traitement d ’entretien :
=> Maladie à CMV chez les patients immunodéprimés
=> Toxicité des molécules disponibles
hématologique pour le GCV
rénale pour PFA et CDV
PREVENTION
Infection Post transfusionnelle :
=> PSL filtrés systématiquement (+ donneur séro- pour les receveurs les plus à risque)
Infection ou maladie chez les Receveurs de greffe
=> prophylaxie
=> traitement anticipé
Transmission mère-enfant
=> conseils d ’hygiène aux femmes enceintes séronégatives
Vaccination : Travaux en cours