Virologie 3&4 - HBV, HBC & HERPÈS VIRIDAE PDF

Pr. Jacques Izopet Virologie - n°3 & 4 Emma Gallot 16/01 - 8h-10h Ronéo n°2 Paul Fournet HBV, HBC & HERPÈS VIRIDAE Abréviations utilisée...

Pr. Jacques Izopet Virologie - n°3 & 4 Emma Gallot 16/01 - 8h-10h Ronéo n°2 Paul Fournet HBV, HBC & HERPÈS VIRIDAE Abréviations utilisées : HBV : Hepatitis B virus​ ​ Ag : Antigène​ ​ ​ ME : microscopie électronique HDV : Hepatitis D virus​ ​ Ac : Anticorps​ ​ ​ TMA :Transcription Mediated Amplification HCV : Hepatitis C virus​ ​ ALAT : Alanine AminoTransférases = transaminases hépatiques Ce cours s'organise en deux volets : ​ Le premier concerne les virus des hépatites B et C (HBV et HBC) qui constituent deux exemples d’infections chroniques s’ajoutant à l’infection au VIH vue au cours du cours précédent. ​ Le deuxième concerne les virus de la famille des herpès viridae. À plusieurs reprises, le professeur ne parle pas de l’ensemble des éléments sur le diaporama ou passe très rapidement dessus. La ronéo étant déjà longue, on s’est concentré sur le discours du professeur. Nous vous conseillons de travailler ce cours avec le diaporama à côté pour compléter les propos prononcés à l’oral. I.​ Virus de l’hépatite B : HBV 1)​ Historique Le concept d’hépatite d’étiologie virale remonte à la fin du XIXe siècle, et a été décrit à travers des épisodes de jaunisse qui survenaient lors de campagnes de vaccination contre la variole. Malgré le fait que le virus de l’HBV n’était pas encore identifié à l’époque, on pouvait déjà reconnaître une transmission virale nosocomiale via ces campagnes de vaccination. Pendant la première partie du XXe siècle, la distinction entre les différents types d’hépatites virales a reposé sur des critères épidémiologiques. On distinguait : ​ Les hépatites à transmission entérique (qui se transmettent via de l’eau contaminée) par des virus d’hépatite résistants (A et E). ​ Les hépatites à transmission parentérale (transmission via des pratiques de soins, utilisation de seringues). Dans ce cours, on sera axé sur les virus à transmission parentérale. La découverte d’un marqueur spécifique de l’HBV remonte à 1963. Grâce aux progrès des méthodes immunologiques, un antigène de surface a pu être détecté. Ce dernier est porté par la protéine d’enveloppe du virus. On a ainsi pu l’identifier dans le sang de patients infectés et l’utiliser encore à ce jour comme marqueur clé de l’infection à l’HBV. En 1970, la particule virale elle-même (et non pas uniquement l’Ag libre) a été visualisée en ME par un scientifique appelé Dane. Par la suite, le génome et le cycle de réplication ont pu être caractérisés en détails. Page 1 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 2)​ Taxonomie Famille Genre Génotype Hepadnaviridae Orthohepadnavirus 8 génotypes différents : (Rappel : ce sont des virus de A à H enveloppés à ADN double brin) Actuellement, la connaissance du génotype n’a que peu d'importance en pratique médicale, car, on le reverra plus tard, les traitements actuels fonctionnent sur tous les génotypes sans résistance. En revanche, certains génotypes sont plus sensibles que d’autres à l’action de certaines molécules, notamment à l’interféron, qui était utilisé en tant que traitement auparavant. Le génotype A lui était plus sensible que les autres génotypes. Cela n’a encore une fois que peu d’importance aujourd’hui puisque l’interféron n’est presque plus utilisé, sauf dans le cas particulier de co-infections Hépatite B-Hépatite D (HBV-HDV). Aujourd’hui, on traite avec des analogues nucléotidiques dont le mode d’action est le blocage de la transcriptase inverse. 3)​ Épidémiologie a)​ Géographie On distingue trois grandes zones de haute prévalence d’infection à HBV à l'échelon international : l’Afrique, l’Asie et l’Amérique du Sud. On retrouve sur cette carte : Page 2 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ En rouge (gris le + foncé pour les ronéos papiers) : Les zones présentant une prévalence élevée d’HBV avec un antigène présent chez plus de 10% de la population. On retrouve les trois zones mentionnées plus haut. ​ En jaune (gris intermédiaire) : les zones présentant une prévalence entre 2 et 10%. ​ En gris (gris le plus clair) : les zones présentant une prévalence faible, inférieure à 2%. b)​ Mode de transmission On distingue 3 modes de transmission : -​ Transmission mère-enfant : intervient surtout dans les pays de fortes endémies (Asie +++). -​ Transmission sexuelle : l’infection au HBV est une infection sexuellement transmissible. -​ Transmission sanguine : Cela explique la nécessité de précautions par screening avant toute transfusion. 4)​ Morphologie & Structure La morphologie et la structure du virus sont rappelées par cette image du virus en ME. C’est un petit virus, d’environ 42 nm. On distingue l’enveloppe virale en périphérie, lieu d’insertion de la protéine-antigène HBs. On a un dessin représentatif ci-dessous. L’enveloppe contient la capside qui abrite le génome partiellement double brin (le deuxième brin n’est pas tout à fait complet). On a retrouvé des sérules et des tubules (ce sont les deux éléments de même couleur à droite sur le schéma) dans le sang de personnes infectées : ces structures sont constituées d’antigènes HBs uniquement, elles sont “vides”. Page 3 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ Ces particules ne sont pas du tout infectieuses (car elles ne contiennent pas de génome), elles ont ainsi été utilisées comme premiers vaccins anti HBV. On pouvait donc les séparer de la particule virale à cet effet. Actuellement, les vaccins sont produits par génie génétique et non pas par purification. Le génome du virus est représenté ici. On y retrouve 4 gènes importants : ​ Le gène S ​ Le gène P ​ Le gène C ​ Le gène X Les gènes S et C contiennent des zones dites “pré-S” et “pré-C”, qui jouent un rôle dans la protéine obtenue après transcription-traduction. On résume les protéines obtenues dans le tableau suivant : Gène Gène S Gène P Gène C Gène X concerné Portion ORF S Pré S2 + ORF S Entièreté du / / transcrite gène (pré S1 + pré S2 + ORF S) Protéine Protéine S Protéine M Protéine L Polymérase Non précisé Protéine X à obtenue (pour “small”) (pour “medium”) (pour “large”) virale propriétés transactivatrices formant un potentiel oncogène Antigène Ag HBs, marqueur diagnostic mais aussi cible / Ag HBc obtenu de la réponse immunitaire humorale Ag HBe Pour commenter davantage le caractère oncogène de la protéine X, le professeur précise que sur le plan épidémiologique, on a une superposition des zones rouges (fortes endémies) et des zones à haute fréquence de cancer hépatique. Page 4 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 5)​ Cycle de multiplication La particule virale est reconnue par un récepteur membranaire hépatocytaire. Ce récepteur s’appelle MTCP et reconnaît également un acide biliaire : l’acide taurocholique. Après interaction virus-récepteur, la particule virale est internalisée. L’acide nucléique contenu dans la capside entre ensuite dans le noyau et perpétue le cycle. Le deuxième brin incomplet va être complété à ce niveau. Le double-brin maintenant complet adoptera une forme super enroulée (dite cccDNA), qui représente la forme persistante du virus HBV (que l’on retrouvera dans une infection chronique). Cette forme d’ADN n’est pour l’instant pas éliminable, ce qui explique qu’on ne guérit pas l’hépatite B chronique (on la stabilise, on le reverra plus bas) : on obtient des rémissions sous forme d’hépatite très stable, mais pas des guérisons. Ce cccDNA va coder pour différents transcrits. L’un de ces transcrits décrit toute la longueur du génome et sera utilisé comme pré-génome à polarité négative. La transcriptase inverse virale pourra ensuite synthétiser à partir de ce brin, le deuxième brin du génome, à polarité positive. Ce brin positif sera incomplet. Après cet assemblage, on retrouve la situation génomique de départ : un génome à ADN double-brin incomplet. La particule virale néoformée va ensuite passer par le système membranaire du RE avant d’être exportée et d’infecter d’autres hépatocytes. Certaines capsides sont capables d’être ré-internalisées dans la même cellule et de ré-intégrer le noyau, ce qui constitue une forme d’auto-entretien qui augmente l’activité virale au sein de l’hépatocyte. Page 5 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 6)​ Histoire naturelle d’une infection à HBV a)​ Évolution d’une primo-infection À la suite d’une primo infection par le virus HBV au stade aigü, deux schémas évolutifs sont possibles : ​ Dans 95 % des cas adultes, sous-entendu chez les immunocompétents : Une guérison est observée. Cela traduit une réponse immunitaire suffisante pour éliminer le virus. On retrouvera des marqueurs biologiques d’infection, c'est-à-dire des anticorps anti HBV, mais plus de traces du virus. Un cas particulier est à avoir en tête : au cours de la vie, des cas d’immunodépression sont possibles (lors de transplantations notamment). Dans ces cas-là, il peut y avoir des réactivations du virus, c’est-à-dire une reprise de la réplication virale. ​ Dans 5% des cas adultes, ou 90% des nouveau-nés primo-infectés, on observe une persistance du virus. Cette persistance se caractérise par une détection prolongée de l’Ag viral qui n’est pas éliminé dans les 6 mois post-infection. Dans la grande majorité des cas, la persistance virale va créer des lésions inflammatoires : c’est l’hépatite chronique. Cette dernière pourra évoluer en cirrhose dans 20% des cas après 10 à 20 ans d’hépatite chronique. Cela peut créer des complications telles qu’une hypertension portale, des hémorragies digestives et de l’ascite. Le grand risque associé à la cirrhose est le risque de survenue d’un cancer du foie : il augmente de 3 à 5% pour chaque année d’évolution cirrhotique. Dans les zones rouges, les enfants développent une hépatite chronique très tôt et arrivés à la période adulte atteignent souvent déjà des stades de cirrhose. Rarement, chez certaines personnes, on observe un équilibre entre les défenses immunitaires et la réplication virale, traduit par une infection stable et une absence de complication. On retrouve tous ces éléments dans l'algorithme ci-dessous : Page 6 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ⚠️ Ce n’est pas le virus lui-même qui est cytopathique (qui cause l’inflammation), mais la réponse immunitaire de l’hôte. C’est en particulier la réponse immunitaire cellulaire via les LTCD4, LTCD8 et lymphocytes NK qui crée une inflammation chronique via des cytokines. Cette inflammation aboutit aux lésions d’hépatite et aux lésions de fibrose. b)​ Mutations Le virus peut échapper à la réponse immunitaire : il peut évoluer sur le plan génétique via une génération de mutations, en particulier au niveau des épitopes reconnus par les Ac anti-HBs et/ou au niveau des Ac anti-HBc reconnus plutôt par les LT cytotoxiques. Il faut retenir que cet Ag HBc n’est présent qu’au niveau des hépatocytes , donc absent du sang circulant, contrairement aux Ag HBe et HBs. Au sein d’un virus sauvage (c’est-à-dire sans mutations), l’expression de la portion pré-C aboutit à la production d’un précurseur : la protéine p22. Page 7 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ Cette protéine subit un processus de maturation qui inclut le clivage d’un peptide signal. Ce dernier permet l’ancrage de la particule virale au système membranaire cellulaire (en particulier aux membranes du RE). Après clivage, la protéine p22 devient l’antigène HBe. HBe sera ensuite sécrété dans le sang circulant. L’autre partie du gène (“gène C” en rouge, ou tout à droite pour ronéo papier) codera pour la protéine/Ag HBc. Lorsqu’il y a des mutations au niveau de la région pré-C ou de la région promotrice, une anomalie de la maturation de p22 peut être observée. Sans maturation de p22, il n’y a plus de production de l’Ag HBe. Il ne sera donc pas retrouvé dans le sang circulant. HBc continue en revanche d’être produite et reste au sein de l'hépatocyte. On aura donc un virus mutant pré-C pour lequel l’Ag HBe ne sera pas détectable. c)​ Oncogenèse ⚠️Le processus de cirrhose est à lui seul un important facteur de risque de survenue de cancer, indépendant des mécanismes viraux. Ainsi l’oncogenèse découle d’une part du processus de cirrhose et de facteurs viraux. Ces facteurs sont : ​ L’expression anormale de gènes viraux : Le gène X (évoqué plus haut), codant la protéine HBx, peut être anormalement exprimé. Cette protéine X est impliquée dans les processus de transcription, mais surtout de transactivation des gènes cellulaires, ce qui explique comment elle peut jouer un rôle dans le mécanisme d’oncogenèse si elle est anormalement produite. ​ L’intégration génomique : La forme superenroulée du génome viral peut s’intégrer au sein du génome cellulaire (tout comme le VIH). Cette intégration peut s’effectuer “à côté” d’oncogènes appartenant à l’ADN cellulaire, ce qui peut aboutir à l’initiation d’un processus d’oncogenèse. En revanche ce mécanisme n’est pas univoque : on a toujours un mécanisme prépondérant chez les modèles expérimentaux animaux (chez le canard notamment) mais chez l’Homme, les mécanismes d’intégration sont variés. Page 8 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 7)​ Biomarqueurs Les biomarqueurs sont très importants dans le suivi du traitement de l’hépatite chronique. D’ailleurs, on parle de traitement de l’hépatite chronique, car on ne traite que rarement les hépatites B aiguës puisque 95% des patients guérissent sans évolution vers un stade chronique. a)​ Immuno-marqueurs Il existe trois systèmes Ag-Ac constituant des immuno-marqueurs permettant de caractériser le stade d’une hépatite B : -​ Le système HBs (représenté en vert) -​ Le système HBc (représenté en bleu) -​ Le système HBe (représenté en rouge) En cas de primo-infection : (1)​ Évolution du système HBs : L’élévation des transaminases traduit la fin de la période d’incubation. Cette période est de l’ordre de 8 semaines. L’élévation des ALAT s'accompagne en parallèle de la hausse de la quantité détectable d’antigène HBs. En cas d’évolution vers la guérison, l’antigène HBs disparaît en moins de 6 mois. Il est ainsi remplacé par l’Ac homologue HBs : on parle de séroconversion. (2)​ Évolution du système HBc : Au stade aigü de l’hépatite, l’Ag HBc ne sera pas détecté car jamais sécrété dans le sang circulant. En revanche on pourra détecter des Ac de type IgM anti HBc. Ils disparaîtront en moins de 3 mois et laisseront Page 9 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ place aux IgG qui persistent très longtemps (ils constituent l’un des meilleurs marqueurs d’un contact avec le virus HBV, car le vaccin ne contient pas d’Ac anti HBc, ce qui signifie que toute présence d’Ac anti HBc signe un contact précédent avec le virus). (3)​ Évolution du système HBe De manière similaire au système HBc, au stade aigü, on détectera l’antigène HBe. Par la suite, l’Ag disparaîtra et sera remplacé par son Ac homologue. Question : Qu’est-ce que ça change cliniquement d’avoir une mutation du virus ? Réponse : La mutation du génome viral aura une importance sur le plan thérapeutique, que nous allons voir plus bas. En fonction du type de virus (Ag HBe+ ou HBe-), les schémas thérapeutiques sont différents et le seront de plus en plus avec les nouvelles molécules étudiées en essai clinique. b)​ ADN viral L’ADN viral est un marqueur moléculaire très important. En cas de guérison, l’ADN disparaît et n’est plus détecté. c)​ Schéma d’infection chronique ​ En cas d’évolution vers la chronicité, l’Ag HBs persistera après 6 mois. On ne verra ainsi pas apparaître d’Ac HBs. ​ Les Ac anti-HBc seront détectés. ​ La présence d’Ag HBe permettra de distinguer un virus sauvage (+) d’un virus muté (-). L’infection chronique est définie en 4 phases, pas nécessairement consécutives : 1.​ Immunotolérance : le système immunitaire n’a pas réussi à complètement se débarrasser du virus. Ce dernier persiste donc. Cette réponse immunitaire n’est pas très agressive, l’élévation des TA est donc faible, voire nulle et reflète un faible impact lésionnel sur le foie. Ainsi on parle dans ces cas là d’une infection chronique HBe + et pas d’une hépatite chronique (qui évoque une inflammation). 2.​ Immunoélimination : la réponse immunitaire est plus agressive. On parle bien d’une hépatite chronique Ag HBe +. 3.​ Portage inactif : C’est une situation clinique importante : il y a une infection par le virus de l’hépatite B sans lésion hépatique. Le virus est muté avec Ag HBe -. 4.​ Hépatite chronique à variant pré-C : on a une lésion hépatique (donc une hépatite) sans Ag HBe. Cette terminologie est résumée par le schéma ci-dessous. L’ADN du virus, selon la phase présentée, sera plus ou moins concentré. Ainsi : ​ Dans le cadre d’une phase 1 (Immunotolérance), la concentration d’ADN viral est très élevée (avec ALAT normales). ​ Par opposition, la phase 2 (Immunoélimination) se traduit au contraire par une élévation des ALAT (signe une lésion). Page 10 sur 26 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ Le portage inactif désigne un patient infecté qui s’est suffisament défendu pour que l’ADN soit en faible quantité (