Effets des changements climatiques sur les maladies virales : quels

Effets des changements climatiques
sur les maladies virales :
quels sont les risques potentiels ?
Évelyne Schvoerer
Jean-Pierre Gut
Françoise Stoll-Keller
Hôpital universitaire du CHRU
de Strasbourg, Laboratoire de virologie,
3, rue Koeberlé, 67000 Strasbourg,
France
<Evelyne.Schvoerer@chru-strasbourg.
fr>
I
l est désormais admis que l’émission de gaz à effet de serre est en train de
modifier le climat en provoquant une augmentation des températures qui
pourrait atteindre 1,5 à 6 °C en 2100. Les effets potentiels de ce réchauffe-
ment climatique sur la santé sont multiples et liés aux périodes de températures
extrêmes, aux maladies infectieuses et aux catastrophes climatiques [1].
Chacun a en mémoire l’excès de mortalité observé en France lors de la canicule
de l’été 2003 où l’on a recensé 56 000 décès au mois d’août, soit 15 000 de plus
que la mortalité attendue [2]. Les effets climatiques sur les maladies infectieuses
sont complexes. Les entomologistes sont convaincus que l’élargissement des
zones chaudes et humides à la surface du globe décuplerait les populations
d’insectes vecteurs de virus [1, 3]. Les changements climatiques pourraient
avoir un impact sur la distribution de zoonoses transmissibles à l’homme, en
décimant ou au contraire en favorisant la reproduction de leurs réservoirs.
Enfin, on assiste déjà à une augmentation de fréquence des catastrophes clima-
tiques, telles que tempêtes ou cyclones qui provoquent des déplacements mas-
sifs de populations, et facilitent en raison de mauvaises conditions d’hygiène la
transmission d’infections liées au péril fécal (gastro-entérites virales, choléra…)
[4]. La diminution des rendements dans les domaines de l’agriculture, de la
pêche, l’augmentation du niveau des mers, pourraient également entraîner des
déplacements de populations et des concentrations humaines délétères. La pro-
miscuité et la précarité de l’hygiène seraient alors des conditions favorables à
l’éclosion d’infections virales respiratoires et/ou digestives.
L’objectif de cet éditorial étant de faire une synthèse de l’impact du changement
climatique sur l’incidence des maladies virales humaines, nous commencerons
par rappeler brièvement les modalités de « survie » et de circulation des virus
dans le milieu extérieur. Ensuite, les effets du changement climatique sur la dis-
tribution de maladies virales seront présentés. Nous commencerons par déve-
lopper l’impact du changement climatique sur l’augmentation de fréquence
des maladies virales transmises par des vecteurs (insectes), avant d’aborder
son effet potentiel sur les réservoirs animaux de virus et leurs contacts avec les
populations non immunisées. Nous évoquerons enfin l’impact indirect de crises
climatiques sur l’émergence des infections virales.
Un virus est un agent pathogène infectieux, défini par une organisation structu-
rale simple : le génome viral, codant les protéines enzymatiques et structurales
du virus, constitué d’ADN ou d’ARN et entouré par la capside virale protéique ;
l’enveloppe virale faite de lipides et de protéines, qui n’est pas présente chez
tous les virus. Les virus sont capables de proliférer uniquement chez leurs
hôtes vivants mais jamais dans l’environnement. Néanmoins, un virus sans
enveloppe (virus « nu ») pourra persister dans l’environnement extérieur en
conservant pendant plusieurs semaines à plusieurs mois sa capacité à réinfecter
un nouvel organisme vivant pour ensuite proliférer. Les virus des gastro-
entérites en sont de bons exemples. Inversement, les virus enveloppés sont vul-
nérables dans l’environnement extérieur où ils ne survivent pas longtemps.
Virologie 2009, 13 (5) : 243-8
doi: 10.1684/vir.2009.0271 Tirés à part : E. Schvoerer
éditorial
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Ils sont uniquement transmis par des contacts directs ou de
proximité entre hommes et/ou animaux, ou par l’intermé-
diaire d’insectes vecteurs comme les moustiques. Les virus
grippaux, les virus de la dengue ou de la fièvre jaune, sont
des exemples de virus enveloppés.
Effets du changement climatique
sur la prévalence des infections virales
transmises par des vecteurs
Les gaz à effet de serre provoquent l’augmentation des tem-
pératures à la surface de la Terre, conduisant à un assèche-
ment des latitudes intermédiaires et à une augmentation de
la fréquence des précipitations pluvieuses [1]. La tempéra-
ture, la pluie, l’humidité sont des facteurs majeurs influen-
çant le développement et la survie des moustiques et des
tiques [2]. L’élévation des températures hivernales pourrait
augmenter la période d’activité des vecteurs et modifier le
profil épidémiologique des maladies vectorielles à mousti-
ques et à tiques (transmission continue due à une quasi-
absence de diapause). Les sécheresses font stocker l’eau
dans des citernes, propices à la prolifération des mousti-
ques. Les pluies à leur tour favorisent les infections trans-
mises par ces vecteurs en créant des collections d’eau et
autres sites de développement des moustiques. Ainsi, la
diffusion géographique des virus transmis par les mousti-
ques, les arbovirus (arthropod-borne viruses), s’étendra ;
elle pourrait donner lieu en particulier à une augmentation
globale du nombre de cas de fièvre jaune, de dengue et de
la fréquence de leurs complications hémorragiques. L’acti-
vité des tiques est maximale à des températures douces,
et la fréquence des pathologies transmises par ces insectes
devrait s’élever avec le réchauffement climatique (encé-
phalite à tiques).
Le virus de la fièvre jaune, un flavivirus, est principalement
transmis par le moustique Aedes aegypti. Il est fréquem-
ment observé dans les zones équatoriales d’Afrique et
d’Amérique. L’estimation du nombre de cas est difficile
dans ces régions où le réseau de surveillance sanitaire est
souvent insuffisant : 200 000 cas/an dont 30 000 décès sont
des chiffres communément proposés [5]. Des formes gra-
ves peuvent survenir, marquées par une atteinte des reins,
du foie, du cœur et des hémorragies diffuses. En plus de la
répartition plus large sur le globe des vecteurs en cas de
réchauffement climatique, l’altération des forêts tropicales
pourrait multiplier les contacts entre le virus de la fièvre
jaune et des personnes non immunisées et augmenter le
risque d’épidémies urbaines.
Le virus de la dengue, un autre flavivirus transmis par Aedes
aegypti et Aedes albopictus, est observé dans les zones
équatoriales d’Amérique, d’Afrique et d’Asie (figure 1).
Les épidémies notifiées ces dernières années sont de plus
en plus nombreuses, et devraient continuer d’augmenter
en fréquence avec le réchauffement climatique. Selon
l’OMS (communiqué de mars 2009), environ 2,5 milliards
de personnes sont désormais exposées au risque. D’après
les estimations actuelles de l’OMS, il y aurait chaque
année dans le monde 50 millions de cas de dengue, et
500 000 cas de dengue hémorragique, dont une forte pro-
portion d’enfants nécessitant une hospitalisation.
Le virus West Nile (WNV), un autre flavivirus, est trans-
missible aux oiseaux et véhiculé par des moustiques
(Culex). Les hommes et les chevaux sont des hôtes acci-
dentels. Le syndrome fébrile peut se compliquer d’encé-
phalite, en particulier chez les personnes âgées [6]. Une
étude réalisée en Israël entre 2001 et 2005 a montré une
tendance à l’augmentation de la température en saison
chaude et dans le même temps, de la quantité de mousti-
ques et de pathologies liées au WNV [7]. Les syndromes
dus au virus ont été fréquemment observés à Tel Aviv, où
des températures élevées, des niveaux d’humidité dans l’air
importants, et une forte densité humaine augmentaient le
risque de transmission. L’émergence récente du WNV aux
États-Unis peut être également signalée [5]. À partir d’un
foyer épidémique à New York en 1999, le virus s’est
largement dispersé en 5 ans, atteignant la côte ouest des
États-Unis en 2004-2005.
Un autre arbovirus, le virus de l’encéphalite à tiques, voit
son incidence augmenter en Europe en même temps que la
distribution des tiques Ixodes ricinus s’étend en altitude et
en durée sur l’année, avec des hivers plus doux et des prin-
temps précoces [8]. Des hivers plus cléments expliquent en
effet l’allongement de la période de détection en Europe
d’Ixodes ricinus dont l’activité est maximale entre 7 et
25 °C. La tique peut aussi être rencontrée à des latitudes
situées plus au nord que dans le passé, jusqu’à 66° de lati-
tude nord en Suède par exemple. En République tchèque,
ces insectes ont récemment été détectés à une altitude de
1 100 mètres, contre 700 mètres en 1957 et en 1979 [9].
Figure 1. Moustique Aedes aegypti (© ThinkQuest.org).
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Un autre exemple de virus véhiculé par Aedes peut être
cité ici, le virus chikungunya. Il provoque une pathologie
caractérisée dans sa forme commune par une arthralgie
fébrile. Depuis 2004, l’infection a largement circulé en
Afrique et en Asie. Son incidence a atteint 30 % de la popu-
lation générale dans l’océan Indien et à La Réunion.
Plusieurs millions de cas ont été recensés, incluant des mil-
liers de voyageurs de retour en Europe et en Amérique.
La transmission locale du virus a de plus été rapportée en
Italie en 2007 [10] et le moustique vecteur est présent et
s’étend dans le midi de la France.
Enfin, l’émergence récente de la fièvre de la Vallée du Rift
à Mayotte en 2007-2008 peut être mentionnée. L’arbovirus
responsable a été isolé pour la première fois lors d’une
épizootie en 1930 qui avait touché un élevage de moutons
dans la vallée du Rift au Kenya. Les hommes s’infectent au
contact du bétail contaminé ou par l’intermédiaire de nom-
breux moustiques (Aedes en particulier). Les formes graves
représentent 3 à 4 % des cas (formes hémorragiques, ocu-
laires, méningo-encéphalites). Entre novembre 2007 et
mars 2008, des cabris et des zébus infectés ont été recensés
à Mayotte, suivis par des cas humains (6 cas positifs par
RT-PCR, 4 cas diagnostiqués par la présence d’IgM spéci-
fiques). La promiscuité entre animaux et populations a
favorisé l’émergence virale chez l’homme. Toutefois, la
maîtrise de ce foyer a été obtenue grâce à une collaboration
fructueuse entre services de santé animale et de santé
humaine (Sissoko et al., diaporama en accès libre sur Inter-
net). Des procédures de prédiction du risque proposées
pour cette infection virale seront développées dans la der-
nière partie de notre éditorial.
Impact des changements climatiques
sur l’émergence des infections virales
transmises par des réservoirs animaux
L’augmentation des populations de rongeurs sous l’effet
des changements climatiques pourrait amplifier la circula-
tion de deux groupes de virus dont ces animaux sont le
réservoir, les hantavirus et les arénavirus. Parallèlement,
la déforestation, qui aggrave l’émission de gaz à effet de
serre (dioxyde de carbone), pourrait faciliter les contacts
entre l’homme et des réservoirs forestiers de virus.
Les hantavirus, bien que découverts il y a une trentaine
d’années, sont encore considérés comme des virus émer-
gents. Ils ne sont pas pathogènes chez leur hôte réservoir,
le campagnol. Ils provoquent essentiellement deux syndro-
mes chez l’homme : une fièvre hémorragique avec syn-
drome rénal qui sévit en Asie et en Europe, et un syndrome
cardio-pulmonaire observé en Amérique du Nord et du
Sud. Un exemple frappant de l’effet du climat sur
l’incidence de ces viroses a été l’épidémie de syndromes
pulmonaires associés au hantavirus dans la région Four
Corners de l’ouest des USA. Cette épidémie a suivi une
augmentation majeure de chutes de pluie liée au
phénomène El Niño en 1992-93. Ces dernières, ayant pro-
voqué un accroissement des ressources alimentaires des
rongeurs, ont favorisé leur reproduction et la transmission
du virus à l’homme [11]. En Suède en janvier 2007, une
épidémie due au virus Puumala chez l’homme a été reliée à
l’invasion de campagnols pendant un hiver inhabituel-
lement doux.
Concernant les arénavirus, leur incidence pourrait elle aussi
augmenter par le biais des rongeurs, leur hôte réservoir. En
Afrique de l’Ouest, une étude réalisée sur la période 1951-
1989 de la distribution de la fièvre de Lassa, fièvre hémor-
ragique potentiellement très sévère, a révélé que le risque
observé pour des chutes annuelles de pluie de 1 200 à
1 500 mm était moyen, tandis que des niveaux de pluie
entre 1 500 et 3 000 mm étaient corrélés à un risque impor-
tant de survenue de cette pathologie [12]. La pluviométrie,
qui est en train de se modifier avec le réchauffement clima-
tique, constitue ainsi un facteur majeur de variation de
l’incidence de cette pathologie virale. D’autres facteurs,
comme la précarité des habitations humaines et un faible
niveau d’hygiène, par exemple à la suite d’inondations
côtières obligeant des populations à se déplacer rapidement
en altitude, augmentent aussi le risque de contact entre
l’homme et les rongeurs [13].
Enfin, la déforestation, accompagnant et expliquant en
partie les changements climatiques, pourrait exposer des
populations non immunes à des cycles infectieux normale-
ment strictement forestiers. En effet, la pénétration de
l’homme dans des forêts plus clairsemées pourrait favoriser
les contacts directs entre des animaux réservoirs et des
sujets réceptifs. Dans ce contexte, on pourrait craindre
une augmentation des cas d’infections par les virus de
Marburg et d’Ebola, dont le réservoir animal correspond
probablement à des chauves-souris qui circulent dans les
forêts. Un travail publié récemment et réalisé sur
2 137 chauves-souris du Congo et du Gabon a montré
que des IgG dirigées contre le virus Ebola du Zaïre et contre
le virus Marburg étaient détectées chez 4 % et 1 % des ani-
maux testés, respectivement [14]. On a également noté
dans certaines villes d’Afrique l’apparition de colonies
denses de chauves-souris frugivores (figure 2). Le virus
de Marburg sévit en Afrique Noire. Deux épidémies ont
été recensées en 2000 au Congo et en 2005 en Angola.
Le virus Ebola a quant à lui été régulièrement observé
depuis 1976. Une épidémie a encore été signalée au
Congo en septembre 2007, avec 166 décès par syndrome
hémorragique sur 372 cas. De plus, le risque de cas impor-
tés dans les pays industrialisés est régulièrement rapporté
(http ://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/Spb/outbreaks/).
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Un autre exemple lié à un rapprochement entre hommes et
réservoirs peut être retenu, celui du syndrome respiratoire
aigu sévère (Sras) d’origine asiatique qui a provoqué des
cas graves de pneumonies en 2003. Des contacts étroits
entre populations humaines et civettes sauvages proposées
sur des marchés alimentaires chinois seraient la source de
l’épidémie ; les chauves-souris pourraient également être
impliquées.
Effets des catastrophes climatiques
sur la distribution des infections virales
Les mouvements massifs de personnes et la promiscuité
déclenchés par des crises climatiques peuvent faciliter les
contacts inter-humains, entre hommes et animaux, hommes
et eaux souillées. Les virus à transmission respiratoire et
digestive, trouvant ainsi des conditions idéales de diffu-
sion, pourraient alors provoquer des épidémies explosives.
Les maladies liées au péril fécal représentent un risque
sanitaire majeur en cas d’accidents météorologiques.
Le phénomène climatique El Niño, avec ses conséquences
sur le nombre de tempêtes et d’inondations, a été identifié
comme un facteur de risque important pour les gastro-
entérites virales [15]. La transmission des norovirus, res-
ponsables de nombreuses épidémies de gastro-entérites en
période hivernale, est favorisée par l’augmentation de
l’humidité [15] et par la promiscuité humaine associée
aux incidents climatiques.
Les virus respiratoires, les virus Influenzae en particulier,
représentent des risques sanitaires potentiels directs et
indirects en cas de changement climatique et de concen-
trations de populations provoquées par des accidents
météorologiques.
La circulation des virus grippaux est directement influen-
cée par certaines caractéristiques climatiques. La pluviomé-
trie et ses variations sont des facteurs importants pouvant
moduler l’épidémiologie de la grippe dans les pays tropi-
caux ; rappelons que, dans ces pays, les épidémies de grippe
coïncident avec la saison des pluies. D’autre part, l’effet de la
pollution expliquant le changement climatique pourrait être
important sur le rayonnement solaire et ses effets virucides.
Mims a rapporté l’augmentation de l’incidence des hospita-
lisations pour grippe lors de l’été 2005 au Brésil suite à la
présence d’importantes fumées polluantes réduisant de
façon prolongée le rayonnement solaire [16]. Par ailleurs,
Lowen et ses collaborateurs ont montré que la diffusion
par aérosols du virus influenza dépend à la fois de l’humidité
relative et de la température. Ils ont observé sur un modèle
animal (cobaye) que la transmission virale était très efficace
àuntauxbasd’humidité relative (20-35 %) atteint en hiver à
l’intérieur des bâtiments chauffés en pays tempérés et était
Figure 2. Chauves-souris frugivores à Abidjan (photos fournies par Marc Grandadam, directeur adjoint du CNR des arbovirus, Institut
Pasteur, Paris).
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inversement corrélée à la température, c’est-à-dire plus
efficace à 5 °C qu’à 20 °C [17]. La compréhension des
facteurs influençant la transmission du virus est complexe
et un tiers facteur comme le confinement des populations
peut aussi favoriser la diffusion virale. Quoi qu’il en soit,
les variations du climat pourraient modifier l’épidémiologie
de la maladie.
Des effets indirects peuvent également être envisagés
concernant les virus grippaux. Des changements dans les
agro-écosystèmes et leurs conséquences sur la distribution
des points d’eau, pourraient modifier les lieux de contacts
entre oiseaux sauvages et domestiques susceptibles
d’échanger des souches virales aux pouvoirs pathogènes
variables.
Gestion des risques
Nous devons donc nous tenir prêts en cas de changement
climatique à contrôler les vecteurs, en particulier les mous-
tiques, et les réservoirs animaux de virus. Des programmes
de lutte antivectorielle visant à éduquer les populations
devront être mis en place : élimination des gîtes à mousti-
ques par des mesures simples (élimination des récipients
inutiles à proximité des habitations, des vieux pneus abî-
més, citernes préservées par des couvercles), protection
contre les piqûres (moustiquaires, répulsifs). Il faudra évi-
ter de favoriser la prolifération de rongeurs, en leur interdi-
sant l’accès à des réserves de nourriture produites par les
activités humaines par exemple. Les déplacements massifs
et désordonnés de populations provoqués par les accidents
climatiques devront être endigués. La promiscuité entre
humains, hommes et animaux, hommes et eaux souillées,
qui favorise l’émergence de certaines maladies virales, doit
être combattue.
Illustrant les procédures de prédiction des accidents sani-
taires, un travail mené sur la fièvre de la Vallée du Rift
mérite d’être mentionné ici. Dans ce contexte, les varia-
tions climatiques liées aux oscillations El Niño ont été
analysées d’après les mesures réalisées par satellites des
températures de surface des mers et des augmentations
consécutives des chutes de pluie. Un modèle de cartogra-
phie du risque de fièvre de la Vallée du Rift a ainsi été
conçu, et des cas humains et animaux ont été prédits pour
fin 2006-début 2007 dans la corne de l’Afrique [18].
Ces prédictions ont été confirmées ensuite par des enquêtes
épidémiologiques et entomologiques ; elles ont facilité et
accéléré les mesures de réponse à l’infection par les acteurs
de santé (restriction des déplacements animaux et leur
mise en quarantaine, lutte contre les moustiques, informa-
tion du public visant à réduire les contacts avec les produits
issus d’animaux infectés…). Pour mener à bien ce type de
programme exemplaire, il faut engager des efforts sur
plusieurs champs d’activité : laboratoires et personnels spé-
cialisés (entomologistes, biologistes et médecins), gouver-
nances. Les laboratoires de la métropole disposant des
techniques de diagnostic de ces pathologies émergentes,
bien que hautement spécialisés, sont peu nombreux : Cen-
tre national de référence (CNR) des arbovirus (Pasteur,
Paris) pour les agents infectieux de classe 2 et 3 ; CNR
des fièvres hémorragiques virales à Lyon pour les agents
de classe 4 ; implication du service de santé des armées
et de l’hôpital de la Timone (Marseille) ; laboratoire de
virologie du CHU de Strasbourg pour le diagnostic de
l’encéphalite à tiques ; participation de structures du sec-
teur privé (Cerba, Biomnis) en partenariat avec les CNR.
Quant aux entomologistes, dont la place est cruciale dans le
dispositif de prévention et de lutte antivectorielle, ils font
cruellement défaut : une enquête réalisée en 2003 a rap-
porté que le nombre d’entomologistes était faible avec seu-
lement une dizaine d’entomologistes formés à l’Institut
Pasteur tous les deux ans ; 85 % des entomologistes
avaient plus de 40 ans, 52 % plus de 50 ans. Les biologistes
et médecins reçoivent un enseignement très limité de ces
pathologies considérées comme exotiques (1 heure
d’enseignement seulement dans le cadre du cours de viro-
logie pour les étudiants en 3
e
année de médecine), peu de
stages proposés aux internes de biologie médicale sur ces
agents pathogènes. Des programmes d’enseignements
spécialisés, de préférence transversaux regroupant des
compétences complémentaires devraient être proposés et
ouverts à des étudiants issus de disciplines différentes.
En renforçant les réseaux de laboratoires dédiés, les pro-
grammes de formation adaptés pour tous les acteurs des
dispositifs de prévention et de gestion de ces risques
sanitaires, des collaborations étroites multidisciplinaires
pourront être organisées : climatologues, océanographes,
agronomes, biologistes, industriels, protection civile et,
bien entendu, politiques, doivent œuvrer de concert.
Les « plans blancs », prévoyant les événements et leur
gestion doivent être régulièrement réactualisés.
Références
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health: present and future risks. Lancet 2006 ; 367 : 859-69.
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health perspectives 2001 ; 109 : 141-61.
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in the emergence of infectious diseases. Nature medicine 2004 ; 10 :
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