Les diarrhées aiguës virales

À l’échelle mondiale, les maladies diarrhéiques constituent un problème majeur de santé publique, en particulier chez l’enfant. On estime qu’environ 1,7 milliard d’épisodes de diarrhée surviennent chaque année chez les enfants, faisant de ces infections l’une des principales causes de morbidité pédiatrique. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), les diarrhées représentent la troisième cause de mortalité chez les enfants âgés de 1 à 59 mois, avec près de 443.000 décès annuels chez les moins de 5 ans et environ 50.000 décès supplémentaires chez les enfants âgés de 5 à 9 ans. Malgré l’existence de mesures de prévention et de traitement simples, ces infections continuent de peser lourdement sur la santé infantile mondiale, en particulier dans les pays à ressources limitées.

Les gastro-entérites aiguës se manifestent généralement par un début brutal, caractérisé par une altération de l’état général associée à une anorexie, des nausées, des vomissements, des douleurs abdominales à type de crampes et des diarrhées. La diarrhée constitue le principal symptôme et se définit par l’émission d’au moins trois selles liquides ou molles par jour. Dans les formes d’origine virale, qui représentent la majorité des cas en pédiatrie, les selles diarrhéiques sont le plus souvent aqueuses, abondantes et non sanglantes, traduisant un dysfonctionnement des mécanismes d’absorption et de sécrétion intestinale. Ces symptômes peuvent s’accompagner d’une fièvre modérée et d’un malaise général.

La principale complication des gastro-entérites aiguës, en particulier chez le nourrisson et le jeune enfant, est la déshydratation aiguë, liée à des pertes hydriques et électrolytiques importantes. En l’absence de prise en charge adaptée, celle-ci peut évoluer vers des troubles hydroélectrolytiques sévères, une insuffisance rénale fonctionnelle, voire un choc hypovolémique mettant en jeu le pronostic vital. Si la déshydratation demeure historiquement la principale cause de décès, d’autres complications peuvent survenir, notamment dans les infections bactériennes ou chez les patients fragiles, telles que les infections systémiques ou les complications septiques. Ce fardeau sanitaire touche majoritairement les pays à revenu faible ou intermédiaire, où l’accès limité à l’eau potable, à des infrastructures d’assainissement adéquates et à des soins médicaux favorise la transmission des agents pathogènes par voie fécale-orale.

Sur le plan étiologique, les gastro-entérites aiguës peuvent être d’origine virale, bactérienne ou parasitaire, les virus représentant la cause principale chez l’enfant. L’étude multicentrique Global Enteric Multicenter Study (GEMS), conduite dans plusieurs pays à forte charge de morbidité, a permis d’identifier les principaux agents responsables de diarrhées modérées à sévères chez les enfants de moins de 5 ans, notamment le rotavirus, Cryptosporidium, Shigella et Escherichia coli entérotoxinogène, mettant en évidence la diversité des agents impliqués et la complexité de leur prise en charge.

En France, la surveillance épidémiologique des gastro-entérites aiguës repose sur un dispositif structuré associant le Réseau Sentinelles, qui collecte les données issues de la médecine de ville, et le Centre National de Référence des virus des gastro-entérites (CNRvge). La diarrhée aiguë est définie comme l’émission d’au moins 3 selles liquides ou molles par jour, évoluant depuis moins de 14 jours. Toutefois, l’estimation précise de l’incidence reste difficile en raison du caractère le plus souvent bénin et auto-résolutif des infections, conduisant à un sous-recours aux soins et donc à une sous-déclaration. En France, seuls environ un tiers des patients présentant des symptômes de gastro-entérite auraient recours aux soins.

Les données disponibles permettent néanmoins d’appréhender l’ampleur du phénomène : une étude de Santé publique France (SpF) estime qu’il survient plus de 21 millions d’épisodes de gastro-entérites aiguës virales chaque année en France. Ces infections présentent une saisonnalité marquée, avec un pic hivernal observé de manière récurrente en France et en Europe. Cette dynamique saisonnière est liée à la circulation accrue de virus entériques, principalement les norovirus et les rotavirus. Les norovirus touchent l’ensemble de la population et sont responsables de la majorité des épidémies en collectivités, tandis que les rotavirus concernent principalement les enfants de moins de 5 ans.

Malgré les progrès réalisés dans l’identification des agents responsables des gastro-entérites, une proportion significative de cas reste encore sans étiologie clairement identifiée, y compris après l’utilisation des panels diagnostiques disponibles en routine ou au CNRvge, ce qui souligne l’importance des techniques de détection étendues. L’essor des techniques de biologie moléculaire, en particulier le séquençage à haut débit et la métagénomique, a permis la découverte de nouveaux virus entériques au cours des deux dernières décennies.

Dans ce contexte, l’étude de virus émergents apparaît essentielle afin de mieux comprendre leur circulation, leur prévalence et leur éventuel rôle dans les gastro-entérites aiguës pédiatriques. Quatre nouveaux virus qui appartiennent à deux familles distinctes viennent compléter le panel viral :
 - les virus des genres Cosavirus et Salivirus appartenant à la famille Picornaviridae;
 - et les virus des espèces Bufavirus et Tusavirus appartenant au genre Protoparvovirus de la famille Parvoviridae.

De nouveaux Picornaviridae

Les Picornaviridae constituent une famille de virus à ARN simple brin de polarité positive, caractérisés par une capside de symétrie icosaédrique et l’absence d’enveloppe lipidique. Il s’agit de virus de petite taille (20–30 nm), particulièrement résistants dans l’environnement, ce qui favorise leur transmission, notamment par voie fécale-orale ou respiratoire

Leur génome est constitué d’un ARN linéaire d’environ 7 à 8,5 kb, directement infectieux. Il présente une organisation hautement conservée au sein de la famille : l’extrémité 5’ est liée de manière covalente à une protéine virale (VPg), tandis que l’extrémité 3’ comporte une queue polyadénylée. Le génome comprend une longue région non codante en 5’ (5’UTR), essentielle au cycle viral, qui contient un site d’entrée interne du ribosome (IRES) permettant une initiation de la traduction indépendante de la coiffe cellulaire. Cette région, relativement conservée, constitue une cible privilégiée pour les techniques de détection moléculaire, notamment les PCR à large spectre.

La région codante est typiquement organisée en un unique cadre de lecture ouvert (ORF) traduisant une polyprotéine. Celle-ci est clivée par des protéases virales en différentes protéines structurales et non structurales. La région P1 code les protéines de capside (VP1 à VP4), tandis que les régions P2 et P3 codent des protéines impliquées dans la réplication virale, notamment des protéases, une hélicase et une ARN polymérase ARN-dépendante. Certaines de ces protéines sont fortement conservées et constituent la base de la classification phylogénétique des Picornaviridae, tandis que d’autres présentent une grande variabilité, contribuant à la diversité génétique importante de cette famille.

Les Picornaviridae représentent une famille extrêmement diversifiée, comprenant plusieurs genres pathogènes pour l’homme, dont Enterovirus (incluant les poliovirus, coxsackievirus, échovirus et rhinovirus), Parechovirus, Kobuvirus (virus Aichi), Cosavirus, Salivirus et Hepatovirus (virus de l’hépatite A). Ces virus sont responsables d’un large spectre de pathologies, allant d’infections bénignes des voies respiratoires ou digestives à des atteintes plus sévères telles que les méningites, encéphalites ou paralysies flasques.

Cosavirus

Les cosavirus (« COmmon Stool Associated » virus ; CosV) ont été identifiés pour la première fois en 2008 à partir d’échantillons fécaux d’enfants présentant une paralysie flasque non poliomyélitique, puis secondairement détectés dans des cas de gastro-entérites. Son génome d’environ 7,6 kb se caractérise par une grande diversité génétique, avec au moins cinq espèces virales décrites (CoSV-A,-B,-D,-E,-F) comprenant elles-mêmes plus de 30 génotypes. Cette variabilité concerne notamment les régions non structurales du génome, en particulier les régions 5’UTR et 3D, qui présentent une importante hétérogénéité phylogénétique.

Sur le plan épidémiologique, les cosavirus sont détectés dans de nombreuses régions du monde, aussi bien dans des échantillons cliniques que dans des prélèvements environnementaux. Les études de prévalence chez les patients atteints de gastro-entérite montrent des taux globalement faibles, de l’ordre de 0,8 % à l’échelle mondiale, avec des variations géographiques marquées. Diverses études trouvent une prévalence entre 0 % et 3,6 % pour les patients diarrhéiques et peuvent atteindre 49,2 % chez les sujets asymptomatiques :
 - chez des enfants diarrhéiques : 0 % en Italie, 1% en Tunisie, 3,2 % en Chine, et 3,6 % au Brésil ;
 - chez des enfants asymptomatiques : 1 % en Chine (10), et 49,2 % au Brésil ;
 - chez les patients de tout âge sans diarrhée et avec ou sans paralysie flasque : 33 % en Tunisie, 43,9 % en Asie du Sud-Est, et 32 % en Inde.

À l’inverse, des études de surveillance par analyses d’eaux usées montrent des taux de détection élevés, pouvant dépasser 70 % des échantillons, suggérant une circulation importante du virus au sein des populations humaines. Cette large diffusion, associée à une détection fréquente dans des contextes asymptomatiques, témoigne d’une présence étendue dans le virome intestinal humain. Les cosavirus sont principalement détectés dans les échantillons digestifs, mais leur présence a également été rapportée dans d’autres types d’échantillons biologiques, notamment le liquide cérébro-spinal (LCS) dans certains contextes cliniques, ce qui suggère un tropisme potentiellement plus large.

Salivirus

Les salivirus (« Stool Aichi-Like » Virus ; SalV), désignés initialement sous le nom de « Klassevirus », sont des virus entériques découverts en 2009 dans des échantillons de selles de patients présentant des épisodes de diarrhée. Son génome d’environ 7,1 kb présente une diversité génétique plus restreinte, avec une seule espèce décrite (SalV-A) subdivisée en deux génotypes principaux (A1 et A2), le génotype A1 étant prédominant dans la majorité des études disponibles. Les analyses phylogénétiques montrent une relative conservation des régions génomiques, notamment des régions 5’UTR et 3D, traduisant une variabilité moindre que celle observée chez d’autres picornavirus entériques émergents.

Sur le plan épidémiologique, les salivirus ont été détectés dans de nombreuses régions du monde, principalement dans des prélèvements digestifs, mais également dans des échantillons environnementaux. Les études de prévalence rapportent des taux faibles chez les patients atteints de gastro-entérites, mais sa distribution n’est pas homogène, avec une prévalence mondiale de 1,6 % chez les enfants symptomatiques :
 - chez des enfants diarrhéiques : 5,4 % au Nigéria, 7,5 % en Iran, 3,4% en Tunisie, environ 2 % aux États-Unis et au Danemark, et <1 % à Hong Kong, en Allemagne, en Italie et en Thaïlande ;
 - chez des enfants asymptomatiques : 0 % en Tunisie, en Chine, au Népal et au Brésil, et la plus forte prévalence retrouvée est en Chine avec 2,8 %.

Malgré cette faible prévalence clinique, sa détection fréquente dans les eaux usées, pouvant atteindre plus de 80 % des échantillons dans certaines études, suggère une circulation importante au sein des populations humaines. Cette distribution mondiale et cette forte détection environnementale indiquent que les salivirus sont largement diffusés, bien que probablement sous-diagnostiqués dans les études cliniques. Par ailleurs, des données phylogénétiques montrent une proximité avec certaines souches animales, notamment chez les primates non humains, suggérant un potentiel de transmission inter-espèces. Le virus est principalement associé au tractus gastro-intestinal, mais sa présence dans d’autres contextes cliniques, bien que plus rarement décrite, suggère un spectre d’infection potentiellement plus large.

De nouveaux Protoparvovirus

Les Parvoviridae sont des virus de petite taille, non enveloppés, caractérisés par une capside de symétrie icosaédrique et un génome constitué d’un ADN simple brin. Leur absence d’enveloppe leur confère une grande résistance dans l’environnement, notamment aux conditions physico-chimiques défavorables. Cette famille virale infecte un large éventail d’hôtes animaux et se divise en deux sous-familles principales : Parvovirinae, infectant les vertébrés, et Densovirinae, infectant les invertébrés.

Le génome des parvovirus est relativement simple et comprend généralement deux cadres de lecture principaux (ORF), codant d’une part pour les protéines non structurales, dont la protéine NS1 impliquée dans la réplication virale, et d’autre part pour les protéines structurales de capside (VP1 et VP2). La classification phylogénétique des Parvoviridae repose principalement sur la séquence de la protéine NS1, hautement conservée, plutôt que sur les seules protéines de capside.

Chez l’homme, plusieurs genres de parvovirus ont été décrits. Pendant plusieurs décennies, le parvovirus B19, appartenant au genre Erythroparvovirus, a été le seul virus reconnu comme clairement pathogène, responsable notamment du mégalérythème épidémique, d’anémies et de complications fœtales. Par la suite, d’autres parvovirus humains ont été identifiés grâce aux progrès de la biologie moléculaire, notamment le bocavirus humain (genre Bocaparvovirus), impliqué dans des infections respiratoires et digestives, ainsi que le parvovirus 4 (PARV4), dont le pouvoir pathogène reste incertain. Les adeno-associated viruses (AAV), appartenant au genre Dependoparvovirus, sont quant à eux considérés comme non pathogènes et présentent un intérêt majeur en médecine en tant que vecteurs en thérapie génique.

Plus récemment, les avancées en séquençage à haut débit et en métagénomique ont permis l’identification de nouveaux parvovirus humains appartenant au genre Protoparvovirus. Parmi ceux-ci figurent le bufavirus (BuV), découvert en 2012, le tusavirus (TuV) identifié en 2014, et le cutavirus (CuV) décrit en 2016. Ces virus présentent une organisation génomique classique des parvovirus et parfois la présence d’un ORF supplémentaire intermédiaire.

Les protoparvovirus humains se distinguent par une diversité génétique importante et sont regroupés au sein d’espèces (Protoparvovirus primate 1, 2, 3 et Protoparvovirus incertum 1), sur la base de la forte conservation de la protéine NS1. Ainsi, bien que les parvovirus humains soient aujourd’hui mieux caractérisés, seule une minorité d’entre eux possède un rôle pathogène clairement établi. En particulier, pour les protoparvovirus humains, les données disponibles restent encore limitées et leur implication dans la pathogénie des gastro-entérites ou d’autres pathologies demeure à préciser.

Bufavirus

Les bufavirus (« BUrkina-Faso » virus ; BuV) ont été identifiés pour la première fois en 2012 lors d’analyses métagénomiques d’échantillons fécaux d’enfants présentant des diarrhées. Leur génome est constitué d’un ADN simple brin de polarité positive d’environ 4,9 kb et présente une diversité génétique notable, avec au moins trois génotypes (BuV1, BuV2 et BuV3), classés au sein de l’espèce Protoparvovirus primate 1. Il présente une similarité de 39 % avec les protéines NS1 et 31 % avec les VP1 des Protoparvovirus déjà connus.

Sur le plan épidémiologique, le bufavirus est principalement détecté dans les selles de patients présentant des gastro-entérites aiguës, suggérant un tropisme digestif. Il a été identifié dans de nombreux pays répartis à travers l’Afrique, l‘Asie, l’Europe et les Amériques, bien que sa prévalence reste globalement faible, généralement comprise entre 0,3 % et 4,1 % selon les études :
 - chez des patients diarrhéiques : 0 % en Chine, au Chili et en Italie, 0,3 % en Thaïlande, 1 % en Tunisie, 1,4% en Turquie et 4,1 % au Burkina Faso,
 - chez des patients asymptomatiques : 0 % en Turquie et en Thaïlande.)

Une étude finlandaise s’est également intéressée au portage nasopharyngé de ce virus : un seul écouvillon positif a été retrouvé parmi les 900 personnes testées. Il a également été recherché dans le LCS de 126 patients turcs présentant une infection du système nerveux central supposée virale et non documentée, mais aucun génome viral n’a été détecté.

De plus, des études de séroprévalence montrent une disparité au niveau mondial, avec d’un côté des séroprévalences élevées (>60 %) dans certains pays du Moyen-Orient et d’Afrique, et des séroprévalences beaucoup plus faibles (<16 %) en Europe et en Amérique. Cette variabilité géographique et temporelle, ainsi que la détection préférentielle dans les échantillons diarrhéiques, contrastant avec son absence dans les échantillons non symptomatiques dans certaines études, suggèrent une circulation mondiale du virus avec une possible implication dans les infections digestives. Toutefois, les charges virales observées sont généralement faibles.

Tusavirus

Le tusavirus (« TUnisian Stool Associated » virus ; TuV) est un parvovirus émergent appartenant également au genre Protoparvovirus, découvert en 2014 dans les selles d’un enfant tunisien présentant une diarrhée inexpliquée. Son génome, d’environ 4,4 kb, présente l’organisation classique des parvovirus. Sur le plan phylogénétique, le tusavirus se distingue par une forte divergence génétique vis-à-vis des autres protoparvovirus humains et montre une proximité avec des virus infectant des espèces animales, notamment les ruminants. En raison de ces caractéristiques, et notamment de sa forte parenté avec des virus animaux et de sa très faible détection chez l’homme, le tusavirus a récemment été reclassé dans le groupe Protoparvovirus incertum 1, soulignant l’incertitude quant à son appartenance stricte aux virus humains et suggérant un potentiel zoonotique important.

Sur le plan épidémiologique, les données disponibles indiquent une circulation extrêmement limitée chez l’homme et les données sérologiques sont quasi inexistantes, avec l’absence d’anticorps détectables dans la majorité des cohortes étudiées (un unique patient avec des IgG parmi plus de 1000 personnes testées). À ce jour, le virus n’a été détecté à ce jour que dans cinq échantillons fécaux à l’échelle mondiale :
 - chez un enfant symptomatique en Tunisie,
 - chez deux patients symptomatiques en Finlande ;
 - chez deux patients sur une cohorte chinoise de 3800 patients asymptomatiques.

Cette rareté contraste avec des prévalences génomiques plus élevées observées chez des animaux d’élevage, en particulier les caprins et ovins, renforçant l’hypothèse d’une origine animale et d’une transmission occasionnelle à l’homme.

Et en France ?

À ce jour, les données nationales concernant la circulation de ces virus restent très limitées, voire inexistantes pour certains d’entre eux. Dans ce contexte, l’une des priorités est de disposer d’outils diagnostiques sensibles, spécifiques et reproductibles, permettant une détection fiable de ces virus dans les échantillons cliniques. Le développement et la validation de méthodes moléculaires, notamment des techniques de PCR et de RT-PCR ciblées, constituent une étape essentielle afin d’optimiser leur détection en routine et de garantir la comparabilité des résultats entre laboratoires.

La mise en œuvre de ces outils permettra l’analyse d’un nombre important d’échantillons fécaux, en particulier issus d’enfants de moins de 5 ans, population la plus exposée aux gastro-entérites aiguës et pour laquelle des collections d’échantillons sont disponibles au CNRvge. Cette approche vise à estimer la prévalence de ces virus chez les patients symptomatiques et à mieux préciser leur place parmi les agents responsables des infections digestives, dans une stratégie globale visant à améliorer le diagnostic étiologique des gastro-entérites aiguës, notamment chez l’enfant. En effet, une proportion encore significative de cas demeure sans étiologie identifiée malgré les investigations microbiologiques. L’identification de nouveaux agents viraux ou la caractérisation de virus émergents pourrait ainsi permettre, à terme, d’affiner les outils diagnostiques et d’élargir leur utilisation à l’ensemble de la population.

Sur 524 échantillons de selles rotavirus-négatif testés, seuls 4 virus ont été détectés : 1 cosavirus et 3 salivirus. Les 4 échantillons positifs ont également tous été testés négatifs pour norovirus, astrovirus, sapovirus, virus Aichi, paréchovirus et bocavirus, selon les protocoles du CNRvge. Les prévalences déterminées étaient ainsi : cosavirus = 0,2% ; salivirus = 0,6% ; bufavirus = 0% ; tusavirus = 0%.

L’avènement des techniques de biologie moléculaire a permis la découverte de nombreux virus ces dernières années. Malgré une meilleure connaissance des virus, de leur localisation ainsi que de leur circulation, prouver leur imputabilité clinique reste souvent une tâche délicate.

Deux raisons principales expliquent la difficulté à démontrer leur responsabilité dans les gastro-entérites. La première est que, comme évoqué précédemment, ces virus sont souvent retrouvés concomitamment avec d’autres virus responsables de gastro-entérites. La deuxième est que, pour certains de ces virus, ils sont également retrouvés chez des personnes asymptomatiques. Il existe donc probablement plusieurs facteurs influençant les manifestations cliniques associées à ces virus. Si l’on s’intéresse à la population pédiatrique symptomatique, les prévalences diffèrent selon les pays et selon le virus étudié. Tous ces virus présentent une prévalence plus élevée dans les pays en voie de développement par rapport au pays développés.

Concernant le cosavirus, une étude en Italie, par exemple, montre que ce virus n’a pas été retrouvé chez les enfants symptomatiques, ce qui concorde avec la prévalence de 0,2% retrouvée en France. Dans cette étude, Dapra et coll. ne rapportent aucune selle positive au cosavirus, même en analysant des selles d’enfants diarrhéiques pour lesquels un autre virus avait été détecté. Ces observations suggèrent que la présence ou non d’autres virus responsables de gastro-entérites influence peu la prévalence du cosavirus et que cette très faible prévalence n’est donc pas liée à l’absence d’autres virus de gastro-entérites dans nos échantillons.

Concernant le salivirus, davantage d’études ont été rapportées chez nos voisins européens ainsi qu’en Amérique du Nord. De faibles prévalences sont observées dans ces pays chez des enfants symptomatiques, avec des différences entre les États-Unis et le Danemark, où la prévalence est d’environ 2%, et des prévalences plus faibles en Italie ou encore en Allemagne (<1%). En dehors de l’Europe, des prévalences allant jusqu’à 8,6% au Népal, ont été rapportées dans la population pédiatrique. L’épidémiologie française semble se rapprocher le plus de nos voisins Italien et Allemand avec une prévalence inférieure à 1%. Cela peut être dû à une circulation moindre de ce virus sur le territoire français, ou bien à une circulation concomitante chez des patients asymptomatiques ou porteurs d’un autre virus responsable de gastro-entérites, populations non prises en compte dans cette étude.

Concernant le bufavirus, aucune étude n’a rapporté de portage asymptomatique, il serait donc possible dans le cas d’une étude cas témoins de mettre en évidence une possible implication clinique de ce virus dans les pays où il circule, comme par exemple au Burkina-Faso ou la prévalence chez les enfants de moins de 5 ans symptomatique sans rotavirus, comme pour notre étude, était de 4,1%. Une étude européenne réalisée en Finlande montre une prévalence d’environ 1% dans la population pédiatrique symptomatique, tandis que la séroprévalence chez les enfants de ce même pays est de 3,1%, comme dans la population adulte. Il semble ainsi que l’infection se fasse surtout dans la petite enfance. Ce virus circule donc dans certains pays européens. Cependant en Italie, chez des enfants symptomatiques, aucun bufavirus n’a été retrouvé. Par conséquent, il existe une disparité territoriale au sein même de l’Europe pour ce virus. Par ailleurs, aucune détection n’a été rapportée dans les selles des enfants symptomatiques de cette étude.

Concernant le tusavirus, il n’a été retrouvé que chez cinq patients dans le monde. Il n’est donc pas étonnant que, malgré une cohorte de plus de 500 enfants symptomatiques, nous n’ayons retrouvé aucune selle positive au tusavirus. Les études sérologiques ne montrent pas davantage de circulation de ce virus. Une étude sérologique réalisée en Finlande montre qu’un seul patient sur les 228 étudiés présentait un faible taux d’anticorps contre le tusavirus. Il est donc encore plus difficile, pour ce virus, de démontrer sa pathogénicité au vu de sa rareté. Toutefois, lorsqu’il a été décrit pour la première fois dans un cas de diarrhée inexpliquée chez un enfant de 18 mois, aucun autre pathogène n’avait été retrouvé par séquençage haut-débit NGS.

La prévalence générale de ces virus semble donc moins importante en France en comparaison à ses voisins européens, et encore moins importante qu’avec les pays en voie de développement. Cette différence peut être due à un recrutement exclusif dans deux CHU en France, assez proches géographiquement. On sait que la répartition des virus responsables de gastro-entérites dépend de la géographie. C’est le cas, par exemple, en Chine, où, à l’hôpital de Pékin, la prévalence du bufavirus a été estimée à 1,7%, alors qu’elle était nulle à l’hôpital de Chongqing.