Diagnostic des infections neuroméningées virales aiguës : apport

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Diagnostic des infections neuroméningées virales aiguës :
apport des techniques de PCR
● F. Rozenberg
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■ L’orientation initiale du diagnostic des infections neuroméningées virales aiguës repose sur un ensemble de données : contexte géographique et épidémiologique, terrain
(immunité), signes extra-neurologiques, cytologie du LCR.
■ L’essentiel du diagnostic virologique consiste à identifier les cas nécessitant un traitement antiviral spécifique.
Les techniques de détection des génomes viraux par PCR
sur le liquide céphalo-rachidien (LCR) sont appliquées
essentiellement à la recherche des entérovirus et des virus
du groupe herpès.
■ Les méningites virales sont les plus fréquentes des
méningites aiguës aseptiques. Les entérovirus sont les
principaux agents responsables de ces infections méningées bénignes.
■ L’encéphalite herpétique est la première cause d’encéphalite aiguë de mécanisme direct en Europe occidentale.
Son pronostic dépend de la précocité du diagnostic et du
traitement antiviral.
e diagnostic des infections virales neuroméningées a
été bouleversé depuis 1990 par la généralisation des
techniques moléculaires fondées sur la réaction de
polymérisation en chaîne ou PCR (1, 2). La PCR est une
méthode d’une sensibilité et d’une spécificité extrêmes, qui
détecte des quantités infimes d’acides nucléiques viraux, dans
des volumes minimes de liquide céphalo-rachidien (LCR). Les
entérovirus et les herpèsvirus sont les agents le plus fréquemment retrouvés dans les infections virales neuro-méningées (3, 4).
La PCR est devenue la méthode de référence pour le diagnostic
de l’encéphalite herpétique et des méningites à entérovirus. La
PCR a permis de déterminer l’origine virale et/ou de préciser le
mécanisme de certaines affections d’étiologie jusqu’alors
méconnue : méningites récurrentes dans le cadre du syndrome
de Mollaret, myélites herpétiques, myélites et encéphalites zostériennes ou à cytomégalovirus. Certains pathogènes sont plus
souvent responsables de méningites bénignes isolées, d’autres
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* Service de virologie, groupe hospitalier Cochin-Saint-Vincent-de-Paul, Paris.
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d’encéphalites sévères, mais il existe un recoupement des
pathologies à prendre en compte lors de la démarche diagnostique : l’essentiel consiste, après avoir éliminé une cause non
virale, à identifier les cas nécessitant un traitement antiviral
spécifique (5).
CLASSIFICATION DES INFECTIONS
NEURO-MÉNINGÉES AIGUËS VIRALES
Les infections virales du système nerveux central (SNC) se
manifestent sous des formes cliniques variées, selon qu’elles
impliquent les méninges, le parenchyme cérébral et/ou la
moelle. Les méningites sont de loin les plus fréquentes et les
plus bénignes des complications neuro-méningées des infections
virales systémiques. Le virus atteint le plus souvent les méninges
après une phase de virémie : il infecte les plexus choroïdes,
dissémine dans le LCR et infecte les cellules épendymaires et
méningées. Les encéphalites et/ou les myélites relèvent de
deux mécanismes distincts, dépendant du virus en cause et de
la réponse immune de l’hôte (tableau I). On distingue les encéphalites et/ou myélites dites primitives ou directes : c’est l’infection des cellules nerveuses par le virus et la réponse inflammatoire associée qui provoquent les lésions observées de
destruction neuronale, neuronophagie et nécrose. Les lésions
siègent essentiellement dans la substance grise. L’Herpes simplex
virus (HSV) et le virus de la rage parviennent au SNC par voie
neuronale à partir d’un site de réplication périphérique (peau,
muqueuses). Les arbovirus accèdent au SNC par voie hématogène et infectent les cellules endothéliales des capillaires cérébraux. En Europe occidentale, l’encéphalite herpétique est la
plus fréquente des encéphalites primitives. Les encéphalites, ou
encéphalomyélites dites postinfectieuses, relèvent d’un mécanisme présumé auto-immun dirigé contre certains constituants
du système nerveux, en particulier de la myéline. Le modèle en
Tableau I. Principaux virus responsables d’encéphalites aiguës en
fonction de la pathogénie (d’après Johnson, 1996).
Encéphalites primitives
Encéphalites postinfectieuses
• Herpès simplex virus
2-4 cas/million/an
• Contexte régional
Rage, arboviroses,
chorioméningite
lymphocytaire
Entérovirus, HHV-6
Rougeole
Varicelle
Rubéole
Oreillons
Virus Epstein-Barr
Cytomégalovirus
Adénovirus
Grippe
• Nourrisson, enfant
(1/1 000)
(1/4 000)
(< 1/20 000)
rare
rare
rare
rare
rare
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est l’encéphalite postrougeoleuse, mais elles surviennent au
décours d’un grand nombre d’infections virales (voire bactériennes). Il n’y a pas de signe évident d’infection des cellules
nerveuses, mais on observe une inflammation périveineuse et
une démyélinisation disséminées. Cliniquement, la distinction
entre les atteintes primitives et postinfectieuses est difficile. Sur
le plan épidémiologique, l’incidence des formes postinfectieuses
a grandement diminué depuis la généralisation de la vaccination
systématique contre les virus de la rougeole, de la rubéole et
des oreillons. À l’heure actuelle, les antécédents le plus fréquemment retrouvés lors de ces encéphalites sont des troubles
respiratoires fébriles non spécifiques. Chez les sujets immunodéprimés, les virus habituellement responsables d’encéphalites
de type postinfectieux peuvent accéder au SNC et y créer des
lésions directes.
DIAGNOSTIC VIROLOGIQUE CLASSIQUE
ET PLACE DE LA PCR
Le LCR est généralement pléiocytaire à prédominance lymphocytaire, avec une glycorachie normale et une protéinorachie
modérément élevée. L’isolement viral à partir du LCR est souvent infructueux, en raison de caractéristiques biologiques des
virus, d’une quantité insuffisante de LCR ou de problèmes de
transport ou de stockage (virus fragiles). La détection d’antigènes viraux dans le LCR est trop peu sensible. L’isolement
d’un virus à partir du pharynx, de selles, de lésions cutanées ou
muqueuses peut apporter des arguments en faveur de l’étiologie
virale d’une infection du SNC, mais l’interprétation doit tenir
compte de la possibilité d’infections concomittantes. Les méthodes
indirectes ne détectent pas le virus ou ses constituants, mais la
réponse de l’hôte à l’infection virale. L’interféron α (IFN-α)
est un marqueur de réplication virale dont la synthèse est
induite par les composants viraux. Son dosage repose sur un
test biologique ou biochimique. Dans le LCR, la synthèse de
cette cytokine est précoce, de brève durée, induite dans la
majorité des cas de méningites virales et d’encéphalites virales
primitives, mais absente au cours des encéphalites postinfectieuses. La sérologie donne des arguments plus tardifs. Dans le
sérum, la mise en évidence d’une séroconversion et/ou la
présence d’IgM orientent vers l’étiologie virale d’une atteinte
neurologique. L’augmentation du titre d’anticorps (AC) sur
deux prélèvements séparés de 10 à 15 jours est significative si
le rapport des titres est supérieur à 4. La mise en évidence
d’une synthèse intrathécale d’AC nécessite l’obtention d’échantillons de sérum et de LCR prélevés 10 à 15 jours après le
début de la maladie. Un rapport des titres d’IgG sérum/LCR
autour de 20 à 40 est significatif d’une synthèse intrathécale
(4). Néanmoins, ces méthodes classiques, culture ou sérologie,
sont trop tardives pour l’aide au diagnostic et au traitement, et
le diagnostic d’infection neuroméningée virale est le plus souvent porté sans preuve biologique, par élimination. C’est dans
ce contexte que la PCR est devenue la méthode de référence du
diagnostic des infections virales neuroméningées. Elle consiste
en l’amplification exponentielle des acides nucléiques viraux
(ADN ou ARN) dans des volumes faibles de LCR (10 à 100 µl),
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à l’aide d’amorces spécifiques complémentaires de la séquence
recherchée. L’amplification de l’ARN nécessite une étape préalable de transcription en ADN complémentaire (reverse transcription, ou RT), dont l’efficacité conditionne la réussite de
l’amplification (RT-PCR). Les avantages majeurs de la PCR
sont sa rapidité, sa sensibilité, sa spécificité. De plus, on peut
avoir conservé les prélèvements de LCR à température
ambiante plusieurs heures, à 4 °C plusieurs jours, ou les avoir
stockés à –20 °C ou –80 °C plusieurs mois ou années. Mais il
existe encore peu de coffrets industriels pour les virus en cause
dans ces affections. L’interprétation des résultats est donc
dépendante des caractéristiques techniques des tests mis en
œuvre dans chaque laboratoire (6). Elle dépend aussi des caractéristiques biologiques des virus considérés : site de réplication
initial, voie de dissémination dans l’organisme, sites d’excrétion, persistance, latence. Dans le cas du SNC, la recherche
systématique de génomes viraux par PCR dans le LCR de
larges populations de patients a montré que la présence d’un
génome viral dans ce compartiment biologique signe l’existence d’une infection active productive du SNC dans la quasitotalité des cas (7). L’interprétation est plus délicate si le LCR
est contaminé par du sang (ponction traumatique ou LCR
hémorragique) dans le cas d’une virémie positive.
MÉNINGITES
Méningites à entérovirus
Les méningites virales sont les plus fréquentes des méningites
aiguës aseptiques. Les entérovirus sont largement majoritaires.
Ce sont de petits virus non enveloppés à génome ARN. Il existe
plus de 60 sérotypes. Les poliovirus sont devenus exceptionnels
en France grâce à la vaccination, mais les entérovirus non polio
sont responsables de la très grande majorité des cas de méningite
aseptique, survenant dans un contexte endémo-épidémique,
avec une recrudescence au printemps et en été dans les pays
tempérés. On cherchera la notion de contage et de signes d’accompagnement : herpangine, éruption, myalgies, signes digestifs.
Le LCR contient moins de 500 éléments mononucléés/mm3.
Une prédominance de polynucléaires (jusqu’à plus de 80 %)
est fréquente au début de la maladie. La PCR permet de détecter la quasi-totalité des génotypes grâce à l’utilisation
d’amorces situées dans une zone très conservée du génome
viral. L’identification précise du sérotype n’est possible
qu’après isolement en culture. Faire le diagnostic positif de
l’infection virale présente l’intérêt d’éliminer toute autre étiologie
nécessitant un traitement spécifique, en particulier méningite
bactérienne décapitée. Dans la pratique pédiatrique, chez le
nourrisson, on a démontré l’intérêt des résultats rapides de
PCR, pour interrompre une antibiothérapie inutile et écourter la
durée d’hospitalisation (8).
Méningites liées à HSV-2 et VZV
Le virus HSV-2 est responsable de méningites, associées ou
non à un herpès génital symptomatique, plus fréquentes au
cours de l’infection génitale primaire herpétique que lors des
La Lettre du Neurologue - n° 7 - vol. VI - septembre 2002
réactivations. HSV-2 est aussi responsable de méningites récurrentes aseptiques (syndrome de Mollaret). Le diagnostic est
facile lorsque les lésions cutanéo-muqueuses sont évocatrices,
mais celles-ci sont souvent méconnues. Le LCR est parfois
richement lymphocytaire (jusqu’à 1 000 éléments/mm3), mais
l’isolement du virus y est difficile. La PCR l’a supplantée, mais
il n’existe pas de méthode de référence à laquelle la comparer
pour évaluer sa sensibilité. HSV-2 serait la deuxième cause
(après les entérovirus) des méningites virales bénignes de la
femme jeune (3). La guérison est spontanée et aucune étude n’a
démontré l’intérêt du traitement antiviral dans ces formes
modérées. Des tableaux plus sévères d’infections à HSV-2 sont
décrits (méningo-radiculites, voire myélites nécrosantes), chez
des sujets immunocompétents ou immunodéprimés. L’existence
d’un traitement antiviral efficace justifie la recherche systématique de cette étiologie virale.
La méningite biologique et/ou clinique est fréquente au cours
du zona : le contexte est alors évocateur. Mais il existe des formes
neuroméningées de réactivation du VZV (virus de la varicelle et
du zona) en dehors de toute éruption cutanée (zoster sine herpete).
Autres causes de méningites virales
L’incidence des méningites ourliennes a été réduite par la vaccination. Elles sont caractérisées par une réaction lymphocytaire majeure (jusqu’à 1 000 éléments/mm3), une parotidite
est associée dans la moitié des cas. L’isolement à partir du LCR
est facile, et la sérologie confirme le diagnostic (présence
d’IgM sériques spécifiques).
Des atteintes méningées ont été décrites lors de la primo-infection
à virus Epstein-Barr (EBV) ou à cytomégalovirus (CMV). Le
contexte clinique, l’existence d’un syndrome mononucléosique, voire d’anomalies discrètes du bilan hépatique orientent
le diagnostic, qui sera conforté par la sérologie. Les arbovirus
et le virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV) sont
rarement responsables de méningites en Europe occidentale.
Enfin, il faut citer la classique méningite lors de la primoinfection par le VIH.
ENCÉPHALITES
L’encéphalite herpétique
C’est la première cause d’encéphalite virale aiguë sporadique
dans les pays occidentaux (9). Elle est due dans la quasi-totalité
des cas à HSV-1 en dehors de la période néonatale. La mortalité
spontanée est élevée (70 %), et l’importance des séquelles est
significativement diminuée par la précocité d’instauration du
traitement antiviral. Le LCR est lymphocytaire (10-500 éléments/mm3) mais normal au début de la maladie dans 5 % des
cas. L’interféron α est précocement élevé dans le LCR de 95 %
des cas adultes. L’imagerie et l’EEG montrent des anomalies
focales. La PCR sur LCR est devenue la technique de référence
du diagnostic (1). L’ADN viral est détectable dans le premier
LCR prélevé chez 95 à 100 % des patients adultes. Il faut
signaler la possibilité de rares faux-négatifs de PCR sur les prélèvements trop précoces pauci- ou acellulaires, ne contenant
pas encore le génome viral. Dans notre expérience, cette situaLa Lettre du Neurologue - n° 7 - vol. VI - septembre 2002
tion est observée plus fréquemment chez l’enfant. La sérologie
tardive (recherche de synthèse intrathécale) garde tout son intérêt
pour confirmer le diagnostic.
Complications neurologiques des infections à VZV
Une encéphalite aiguë sévère de mécanisme direct complique
exceptionnellement la primo-infection par le virus de la varicelle
et du zona (VZV). Chez l’enfant immunocompétent, on observe
plus souvent une encéphalite postinfectieuse : la classique
ataxie cérébelleuse. Au cours d’épisodes de réactivation (zona)
survenant chez des sujets immunodéprimés ou âgés, le VZV
peut être responsable de complications neurologiques variées :
méningo-radiculites, myélites, encéphalites. Celles-ci revêtent
plusieurs aspects : leuco-encéphalopathie, méningo-encéphalite
aiguë, vasculopathie des gros vaisseaux mimant un accident
vasculaire cérébral. Le mécanisme infectieux est multiple : dissémination du virus par voie neuronale directe, ou par le biais
du LCR, ou par voie hématogène. Le diagnostic est facilement
évoqué lorsque l’éruption vésiculeuse zostérienne est concomittante, mais l’existence de formes neurologiques sans éruption ou précédant l’éruption doit être soulignée. Le diagnostic
repose actuellement sur la PCR sur LCR, car les techniques de
culture sont souvent peu sensibles. La possibilité d’un traitement spécifique renforce l’intérêt du diagnostic précoce.
Infections neurologiques à CMV, EBV, HHV-6
Les complications neurologiques des infections à Epstein-Barr
virus (EBV), cytomégalovirus (CMV) et HHV-6 sont rares au
cours de la primo-infection, et leur pathogenèse n’est pas très
claire : atteinte virale directe, ou mécanismes auto-immuns ?
Les infections du SNC par ces virus sont plus fréquentes au
cours des états d’immunodépression. Chez les sujets co-infectés
par le VIH, l’incidence des infections neurologiques à CMV
(encéphalite, polyradiculite, myélite) a chuté grâce à la restauration immunitaire obtenue sous traitements antirétroviraux. La
détection du génome CMV dans le LCR signe l’infection neurologique à CMV, quelle que soit sa forme clinique. En revanche,
la signification d’une détection des génomes EBV et HHV-6
dans le LCR par PCR n’est pas toujours claire. En effet, ces
génomes étant présents dans une fraction des cellules mononucléées sanguines, leur présence dans le LCR peut être la simple
conséquence d’un afflux de lymphocytes dans ce compartiment
du fait de l’inflammation (5).
Encéphalites virales sans traitement spécifique
La plupart des virus responsables de méningites banales peuvent occasionnellement provoquer des encéphalites, survenant
préférentiellement chez l’enfant. Parmi les entérovirus, les
virus Coxsackie et ECHO ont été associés à des cas d’encéphalite
fatale lors de la période néonatale, et l’entérovirus 71 a été
récemment impliqué dans des cas d’encéphalites sévères en
Asie. L’incidence de l’encéphalite ourlienne a diminué depuis
la vaccination. Enfin, de rares cas d’encéphalite sévère ont été
associés à l’adénovirus ou aux virus de la grippe ; leur diagnostic
est essentiellement sérologique.
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Les encéphalites dues au virus de la rage (cas importés) et aux
arbovirus sont exceptionnelles sous nos climats. La rage est
une encéphalite fatale dans quasiment 100 % des cas et les
encéphalites à arbovirus ont une mortalité variant de 1 à 50 %
des cas en fonction des virus et des caractéristiques de l’hôte.
L’encéphalite due au virus TBEV (tick-borne encephalitis) est
décrite en Alsace et en Europe de l’Est ; elle est rarement
sévère (10). On évoquera le diagnostic en cas de séjour en zone
d’endémie, dans un contexte saisonnier ou professionnel particulier (forestiers). Les prélèvements (sérum et LCR) doivent
être adressés à des centres de référence, où le diagnostic est
encore essentiellement sérologique, plus rarement moléculaire
par RT-PCR.
UTILISATION PRATIQUE DE LA PCR
Tableau II. Eléments en faveur de l’étiologie d’une infection neuroméningée virale (d’après Johnson, 1996).
1. Tyler KL. Polymerase chain reaction and the diagnosis of viral central nervous
system diseases. Ann Neurol 1994 ; 36 : 809-11.
2. Whitley RJ, Gnann JW. Viral encephalitis : familiar infections and emerging
pathogens. Lancet 2002 ; 359 : 507-13.
3. Read SJ, Kurtz JB. Laboratory diagnosis of common viral infections of the central nervous system by using a single multiplex PCR screening assay. J Clin
Microbiol 1999 ; 37 : 1352-5.
4. Linde A, Klapper PE, Monteyne P et al. Specific diagnostic methods for herpesvirus infections of the central nervous system : a consensus review by the
European Union Concerted Action on Virus Meningitis and Encephalitis. Clin
Diagn Virol 1997 ; 8 : 83-104.
5. Roos KL. Pearls and pitfalls in the diagnosis and management of central nervous system infectious diseases. Semin Neurol 1998 ; 18 : 185-96.
6. Tang YW, Mitchell PS, Espy MJ et al. Molecular diagnosis of herpes simplex
virus infections in the central nervous system. J Clin Microbiol 1999 ; 37 : 2127-36.
7. Read SJ, Jeffery KJ, Bangham CR. Aseptic meningitis and encephalitis : the
role of PCR in the diagnostic laboratory. J Clin Microbiol 1997 ; 35 : 691-6.
8. Ahmed A, Brito F, Goto C et al. Clinical utility of the polymerase chain reaction
for diagnosis of enteroviral meningitis in infancy. J Pediatr 1997 ; 131 : 393-7.
9. Johnson RT. Acute encephalitis. Clin Infect Dis 1996 ; 23 : 219-24 ; quiz 225-6.
10. Kaiser R. The clinical and epidemiological profile of tick-borne encephalitis
in southern Germany 1994-98 : a prospective study of 656 patients. Brain 1999 ;
122 : 2067-78.
• Contexte
– saison
entérovirus (printemps-été)
oreillons (printemps)
– voyage
arbovirus, rage
– profession
virus de la chorioméningite lymphocytaire (contact avec des rongeurs)
virus de l’encéphalite à tiques (forestier)
– contexte épidémique
entérovirus (manifestations variées au sein d’une collectivité)
– immunité vaccinale
rougeole, rubéole, oreillons
• Signes cliniques
– rash cutané
entérovirus
HHV-6
– éruption vésiculeuse
HSV, VZV
– herpangine
entérovirus
– adénopathies
EBV, VIH
– parotidite
oreillons
– pneumonie
adénovirus, LCMV
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La PCR est devenue la technique de référence pour établir le
diagnostic de nombreuses infections neuro-méningées virales.
Les entérovirus et les herpèsvirus sont les principaux agents
viraux responsables de ces infections en Europe occidentale.
La notion de terrain, l’anamnèse et les signes associés au
tableau neurologique orientent le diagnostic étiologique
(tableau II).
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