Synthe`se - John Libbey Eurotext

Bioterrorisme par agents bactériens
et viraux : prévention du risque
pour l'homme par utilisation
d'animaux sentinelles
Résumé. Les maladies potentiellement utilisables à des fins bioterroristes sont le plus
souvent communes à l'homme et à l'animal. Certaines espèces apparaissent comme de
potentiels indicateurs d'exposition, d'autres comme des marqueurs d'effets, d'autres
encore comme des marqueurs de propagation de maladies humaines, en fonction des
agents pathogènes à risque lors d'attaque bioterroriste (bactéries, virus...). Il résulte de
notre étude des arguments en faveur de la prévention du bioterrorisme par le suivi en
particulier des ruminants, tels que les bovins –indicateurs d'exposition pour l'anthrax, la
brucellose, marqueurs d'effets pour l'anthrax, la fièvre de la vallée du Rift, indicateurs de
propagation pour la brucellose et la fièvre Q. Les chevaux apparaissent comme de
bonnes sentinelles dans certaines maladies virales récentes. Parfois, les animaux de
compagnie sont sources d'informations quand la maladie est transmise par des insectes
vecteurs. Il est de l'intér^ et des professionnels de santé de renforcer leurs connaissances
des différents agents pathogènes utilisables lors d'actes délibérés et des espèces
animales sentinelles correspondantes. L'objectif final est de créer des ponts entre
épidémiosurveillants de santé humaine et animale, avec des réseaux de surveillance
vétérinaire (de type « émergences ») reliés aux structures médicales de prévention du
bioterrorisme (plan Biotox) existant sur notre territoire. L'aide de professionnels
impliqués dans l'épidémiosurveillance et conscients des apports du monde animal à la
connaissance du risque sanitaire pour l'homme sera un atout de poids pour véhiculer
cette notion d'animal sentinelle.
Mots clés : animal ; bioterrorisme ; épidémiologie animale ; épidémiologie humaine ;
santé environnementale ; sentinelle.
Abstract
Virus- and bacteria-based bioterrorism: Human risk prevention by surveillance
of sentinel animals
Most of the diseases that could potentially be used in bioterrorism attacks are common to
humans and animals. In some cases, using animals as sentinels can help to identify a
bioterrorism-related threat to human public health. These animals could provide early
warning of an attack, could function as markers for the risk of ongoing exposure, or serve
as agents to propagate the outbreak. Therefore, we assessed the existence of sentinel
species for each category of microorganisms that might be used as bioterrorism agents
(bacteria, virus...). We showed that surveillance of potential sentinel animals could
prevent the consequences of bioterrorism. Ruminants have been widely mentioned in the
literature. Cattle can serve as exposure indicators for anthrax and brucellosis, as effect
markers for anthrax and Rift Valley fever, and as propagation indicators for brucellosis and
Q fever. Horses can be effective sentinels for recent viral infections, and pets can be
interesting species to monitor for diseases transmitted by insects. This study shows the
importance for health practitioners of improving their knowledge of the pathogens that
BRIGITTE ENRIQUEZ
1
HÉLÈNE DROPSY
2
1
École nationale
vétérinaire d'Alfort
UMR U 955
Équipe 03
Inserm
7, avenue du Général-de-
Gaulle
94704 Maisons-Alfort
cedex
France
<[email protected]>
2
30, avenue du Général-
de-Gaulle
77210 Avon
France
<[email protected]>
Tirés à part :
B. Enriquez
Pour citer cet article : Enriquez B, Dropsy H. Bioterrorisme par agents bact eriens et viraux : pr evention du
risque pour l’homme par utilisation d’animaux sentinelles. Environ Risque Sante 2013 ; 12 : 490-500.
doi : 10.1684/ers.2013.0661
Article reçu le 2 mai 2013,
accepté le 29 juillet 2013
490 Environ Risque Sante –Vol. 12, n86, novembre-décembre 2013
Synthe
`se
doi: 10.1684/ers.2013.0661
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Introduction et définitions
Animaux sentinelles
Les animaux sentinelles [1-9] sont des animaux qui,
partageant l'environnement humain proche, sont expo-
sés aux m^ emes dangers environnementaux que l'homme.
Par leur réceptivité ou/et sensibilité à ces dangers, ils
peuvent alerter l'homme avant qu'il n'y soit exposé ou
qu'il ne soit atteint par les effets délétères de ces dangers.
Leur première utilisation semble dater de 390 avant Jésus-
Christ lorsque, selon la légende, les oies sacrées du
Capitole de Rome donnèrent l'alerte, sauvant ainsi la ville
d'une invasion gauloise.
Les espèces indicatrices d'exposition sont des orga-
nismes dont les caractéristiques sont utilisées pour mettre
en évidence la présence ou l'absence de certaines
conditions environnementales. Les animaux qui indi-
quent s'il y a, ou non, contamination sont donc des
indicateurs d'exposition. Les espèces indicatrices d'effets
sont des organismes pour lesquels les modifications
induites par une contamination environnementale peu-
vent ^ etre mesurées, ces conclusions pouvant ^ etre
extrapolées à d'autres espèces. Ainsi, lorsque l'animal
contaminé est atteint plus précocement que l'homme
d'une maladie similaire à celle qui est provoquée par le
polluant sur l'homme, il est qualifié de marqueur d'effet.
Ces espèces alertent de manière qualitative et quantita-
tive du danger. Une « bonne » sentinelle doit donc
répondre à la plupart des critères suivants (tableau 1):
–idéalement, il faudrait un animal omnivore en fin
de chaîne alimentaire. Ainsi, il y aurait accumulation
des contaminants auxquels l'organisme est directement
exposé (par l'environnement) et indirectement (par
l'ingestion d'aliments contaminés). Autrement, étudier
un animal habituellement consommé par l'homme est
envisageable ;
–l'espèce doit vivre sur un territoire incluant la
région étudiée (voire se superposant à la région
étudiée) ; cela implique également qu'elle effectue
peu ou pas de migrations ou que celles-ci soient aisément
traçables ;
–les individus de l'espèce doivent ^ etre facilement
quantifiables (ce qui implique une population suffisante
pour permettre son énumération) et capturables ;
–les voies d'exposition doivent ^ etre connues et similaires
à celle de l'homme : la comparaison possible avec
l'homme est en effet un point clé, qui apparaît dans la
définition m^ eme de l'espèce sentinelle ;
–les espèces sélectionnées ne doivent pas appartenir à
une espèce menacée, étant donné que des tissus de
l'animal étudié devront ^ etre prélevés en vue d'analyse
pré- et post-mortem, avec des sacrifices d'animaux parfois
nécessaires.
Si ces exigences sont remplies, il peut s'agir d'une
espèce vertébrée ou invertébrée, mammifère ou non,
terrestre ou aquatique : tous les groupes zoologiques ou
presque ont été étudiés. Les espèces utilisables vont des
animaux de compagnie aux animaux sauvages en passant
par les animaux de production [6-9].
can be used for bioterrorism and their corresponding animal sentinels. We intend to
create an integrated monitoring system including veterinary surveillance ("emergences'')
that works together with the human public health bioterrorism emergency program
(Biotox plan) in France. Epidemiologists of human diseases who are aware of the role of
animal data could clearly help to substantiate the value of animals as sentinels and
advance such surveillance, especially in the area of bioterrorism.
Key words: animal epidemiology; animal species; bioterrorism; environmental health;
epidemiology; sentinel.
Tableau 1. Caractères d'une espèce animale sentinelle idéale [1-4].
Table 1. Characteristics of an ideal animal sentinel species [1-4].
Caractéristique Critère
Taille Nécessité d'obtenir des échantillons tissulaires variés en grande quantité
Physiologie Possibilité d'évaluer une réponse mesurable à l'agent étudié suffisamment proche de celle
de l'homme pour permettre de comparer les effets biologiques
et pathologiques entre l'animal et l'homme
Sensibilité Un animal plus sensible que l'homme à un danger
Période de latence La plus courte possible (précocité de la détection de l'exposition de l'homme et/ou
de la contamination du milieu)
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Bioterrorisme par agents bactériens et viraux : prévention du risque pour l'Homme par utilisation d'animaux sentinelles
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Depuis l'affaire des lettres piégées à l'anthrax en
2001 aux États-Unis, le bioterrorisme est considéré comme
une menace réelle et la recherche de systèmes efficaces de
veille tant de maladies humaines qu'animales émergentes
ou ré-émergentes reste d'actualité en 2013 [10-16].
Définition du bioterrorisme
La définition du bioterrorisme a suivi de près cet
épisode, reprise par de nombreux auteurs : « Le bio-
terrorisme est l'utilisation intentionnelle ou la menace
d'emploi d'un microorganisme, d'une toxine, ou d'un
produit dérivé d'un organisme vivant, utilisés à des fins
hostiles, dans le but d'entraîner la mort ou des maladies
chez l'homme, les animaux, ou les plantes »[10, 17].
L'étude des agents biologiques du bioterrorisme et
leur classification constitue un enjeu important dans le
domaine de la santé publique. Le bioterrorisme est
devenu une préoccupation politique majeure pour la
plupart des États [3, 6-8].
La majorité des maladies utilisées à des fins bioterro-
ristes étant communes à l'homme et à l'animal avec des
possibilités thérapeutiques limitées [18], cela rend le suivi
sanitaire d'animaux sentinelles nécessaire dans le cadre
de la défense contre le bioterrorisme.
Cette synthèse bibliographique vise à rechercher les
perspectives qu'offre l'exploitation des animaux senti-
nelles dans le domaine de la prévention des effets du
bioterrorisme ainsi que ses limites.
Les liens : bioterrorisme
et animaux sentinelles
Reconnaître une action de bioterrorisme repose sur le
diagnostic rapide de toute pathologie inhabituelle ou
suspecte [17] comme indiqué dans l'encadré 1. On trouve
dans ces éléments de suspicion l'observation aussi bien
des humains que des animaux. On peut donc imaginer la
possibilité d'utiliser des animaux sentinelles commen-
saux de l'homme dans le cadre de la prévention d'actes
bioterroristes envers les populations humaines : les
animaux sont sensibles aux quatre principaux types
d'agents infectieux (agents d'affections vésiculeuses,
respiratoires, agents hémato- et neurotoxiques) [19].
En sus de ces deux fonctions « classiques » des
animaux sentinelles (indicateurs d'exposition, biomar-
queurs d'effet) apparaît une troisième fonction : animaux
propagateurs d'agents du bioterrorisme pour les espèces
migratrices ou les insectes vecteurs (tableau 2).
Puisque le bioterrorisme correspond à une volonté de
nuisance, l'agent est souvent choisi pour sa grande
virulence (faible dose infectante), l'occurrence d'une
morbidité et d'une mortalité maximale avec une forte
contagiosité, sa facilité d'obtention et de production en
grande quantité, et enfin sa facilité de transport, de mise
Encadré 1
Éléments de diagnostic
d'une action bioterroriste [17]
Les éléments de suspicion d'une action bioterroriste
sont les suivants :
–une répartition spatiale et/ou temporelle anor-
male de personnes ou d'animaux présentant des
signes cliniques suggérant une maladie infectieuse
émergente ;
–une répartition spatiale anormale de personnes ou
d'animaux présentant des signes cliniques suggérant
une maladie infectieuse habituellement non présente
dans la région impliquée ;
–une répartition temporelle anormale de personnes
ou d'animaux présentant des signes cliniques suggé-
rant une maladie infectieuse habituellement non
présente lors de la saison impliquée ;
–une distribution anormale par âge pour des
maladies infectieuses courantes.
Tableau 2. Les différents types d'espèces sentinelles [1-4].
Table 2. The different types of sentinel species.
Type de sentinelles Espèces concernées Caractéristiques
Espèce indicatrice
d'effet
Espèces sauvages ou domestiques Plus grande sensibilité à l'agent en cause
Période d'incubation plus courte
Exposition plus précoce ou plus intense
–Présente les symptômes d'une maladie avant l'homme
Espèce indicatrice
d'exposition
Espèces sauvages ou domestiques Surveillance des animaux (souvent par sérologies)
–Détecte la persistance d'un agent biologique
bioterroriste dans l'environnement
Espèce indicatrice
de propagation
Espèces sauvages surtout (oiseaux sauvages,
animaux susceptibles d'^ etre transportés
pour des échanges commerciaux
Surveillance des animaux (souvent par sérologies)
–Signale une éventuelle propagation en cours
492 Environ Risque Sante –Vol. 12, n86, novembre-décembre 2013
B. Enriquez, H. Dropsy
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en aérosol et sa survie dans des conditions environne-
mentales variées [20].
Des critères de classification ont été édictés par
les Centers for Disease Control and Prevention [CDC]
américains et ont conduit à distinguer trois catégories
[18].
La méthode la plus efficace de propagation d'un agent
bioterroriste (microorganisme ou toxine) est l'aérosolisa-
tion d'agents biologiques diffusés soit à travers les
climatiseurs, soit par épandage par avion ou hélicoptère,
soit par dispersion suite à l'explosion d'une bombe
[21].
Les principaux agents infectieux –bactéries et virus –
incriminés dans les actes de bioterrorisme et les espèces
animales potentiellement sentinelles figurent respective-
ment dans les tableaux 3 et 4[9, 19, 20, 22-46].
Ces tableaux intègrent les trois types d'intervention
des espèces sentinelles. Une espèce animale donnée (par
exemple les oiseaux) peut intervenir dans l'une ou l'autre
de ces trois situations en fonction de l'agent infectieux
(bactéries, virus) (tableau 5). Les éventuels symptômes
observables [17, 19, 28, 47, 48] peuvent se répartir en
quatre catégories (tableau 6).
Maladies infectieuses
et bioterrorisme
Infections bactériennes
Nous avons choisi de développer les maladies pour
lesquelles les animaux peuvent agir dans au minimum
deux types de rôles parmi les trois reconnus (bons
indicateurs, bons marqueurs d'effets, bons propagateurs)
comme le montre le tableau 7.
Tableau 3. Bactéries utilisables à des fins bioterroristes et espèces animales sentinelles correspondantes
[9, 19, 20, 22-32].
Table 3. Bacteria usable for bioterrorism and corresponding animal sentinel species [9, 19, 20, 22-32].
Agent bioterroriste Indicateur d'effet Indicateur d'exposition Indicateur de propagation
Charbon (Bacillus anthracis) Oui : bovins, ovins
Possible ? : cobaye,
souris, singe
Bétail, chien, chat Non
Non : chien, porc
Brucellose (Brucella sp.) Non Oui : bovins Oui : bovins, chien, faune sauvage
Mélioïdose (Burkholderia
pseudomallei)
Non Oui : moutons, jeunes porcs,
cheval, camélidés et chien
Oui : moutons, chèvres, porc,
cheval, camélidés et chien
Morve (Burkholderia mallei) Preuve insuffisante Oui : cheval Oui : cheval
Peste (Yersinia pestis) Oui : chat Oui : chat, chien,
nombreuses espèces
Oui : chat, chameau, chèvres,
chien de prairie
Variole (Variola major) Non Non Non
Tularémie (Francisella tularensis) Preuve insuffisante Preuve insuffisante Oui : tique, rongeur, chien de prairie
Risques alimentaires
(ex. : Salmonella sp.,
Escherichia coli, O157:H7,
Shigella)
Non Preuve insuffisante Preuve insuffisante
Tableau 4. Virus utilisables à des fins bioterroristes et espèces animales sentinelles correspondantes [33-46].
Table 4. Viruses usable for bioterrorism and corresponding animal sentinel species [33-46].
Indicateur d'effet Indicateurs d'exposition Indicateur de propagation
Alphavirus Cheval Cheval Oiseaux
Fièvre de la vallée
du Rift
Bovins, ovins, caprins Ovin Moustiques et rongeurs
Nipah Nombreuses espèces Porc
West-Nile Oiseaux sauvages Moustiques, oiseaux sauvages Oiseaux
Ebola Oui : faune sauvage
(primates et antilopes)
Preuve insuffisante Oui : faune sauvage
(primates et antilopes)
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Bioterrorisme par agents bactériens et viraux : prévention du risque pour l'Homme par utilisation d'animaux sentinelles
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L'anthrax
L'Organisation mondiale de la santé (OMS) estime
que 50 kg de spores d'anthrax répandues sur une surface
de 2 km pourraient provoquer 10 000 contaminations et
9 500 morts, faisant de l'anthrax le plus grand danger en
matière de bioterrorisme [49].
Les bovins infectés peuvent exprimer quatre formes
différentes de fièvre charbonneuse : aiguë, suraiguë,
subaiguë et frustre [48, 50, 51].
Les symptômes associés à chacune de ces formes sont
détaillés dans le tableau 8 ci-après. Chez les petits
ruminants, la forme suraiguë est la plus fréquente, avec
des signes urinaires plus marqués et plus précoces. Cette
forme est dite « foudroyante ».
Le temps d'incubation de la fièvre charbonneuse chez
l'homme étant variable, il est difficile de le comparer à
celui d'animaux potentiellement sentinelles. Noah consi-
dère tout de m^ eme les ruminants comme de bonnes
sentinelles du risque pour l'homme en cas de libération
volontaire de spores d'anthrax [49].
Tableau 5. Les différents rôles d'une espèce animale donnée en matière d'aide au diagnostic de maladies
bactériennes ou virales d'origine bioterroriste (résumé personnel).
Table 5. Different roles of an animal species as a sentinel for the diagnosis of bacterial and viral diseases caused by
bioterrorism.
Espèces Indicateur d'effet Indicateurs d'exposition Indicateur de propagation
Oiseaux West-Nile West-Nile
Encéphalites virales
West-Nile
Encéphalites virales
Bovins Anthrax
Fièvre de la vallée du Rift
Anthrax
Brucellose
Brucellose
Fièvre Q
Ovins Anthrax
Fièvre de la vallée du Rift
Anthrax
Fièvre de la vallée du Rift
Mélioïdose
Fièvre Q
Mélioïdose
Caprins Anthrax Anthrax
Fièvre Q
Peste
Fièvre Q
Mélioïdose
Camélidés Mélioïdose Peste
Mélioïdose
Cheval Encéphalites virales
Ricine ?
Morve
Mélioïdose
Morve
Mélioïdose
Porc Mélioïdose Nipah
Mélioïdose
Chat Peste Anthrax
Peste
Fièvre Q
Peste
Chien Anthrax
Peste
Mélioïdose
Brucellose
Mélioïdose
Moustiques West-Nile Fièvre de la vallée du Rift
Rongeurs Anthrax ? (souris, cobaye) Tularémie
Fièvre de la vallée du Rift
Hantavirus
Chien de prairie Tularémie
Peste
Faune sauvage Brucellose
Filovirus
Tableau 6. Signes cliniques chez les animaux et agents
en cause possibles [1, 19, 22, 28, 29, 33, 44-48, 50, 51, 53,
57].
Table 6. Clinical signs in animals and potential causative
bioterrorism agents [1, 19, 22, 28, 29, 33, 44-48, 50, 51, 53,
57].
Signes respiratoires
Yersinia pestis, virus Nipah, virus Hendra, Burkholderia
mallei,Burkholderia pseudomallei
Mort subite
Bacillus anthracis,Yersinia pestis, toxine ede Clostridium
perfringens types B et C
Avortements
Brucella spp., Coxiella burnetii ; virus de la fièvre de la
vallée du Rift
Signes neurologiques
Toxine de Clostridium botulinum, toxine ede C. perfrin-
gens types B et C, virus West-Nile, alphavirus ; agents
spongiformes transmissibles
494 Environ Risque Sante –Vol. 12, n86, novembre-décembre 2013
B. Enriquez, H. Dropsy
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