key: cord-0929633-52c4xhiw authors: Gagneur, A.; Legrand, M.C.; Picard, B.; Baron, R.; Talbot, P.J.; de Parscau, L.; Sizun, J. title: Infections nosocomiales à coronavirus humains chez le nouveau-né date: 2002-02-15 journal: Arch Pediatr DOI: 10.1016/s0929-693x(01)00696-0 sha: 3093b283c44cbba2389e78829bf91a21ee3c26e1 doc_id: 929633 cord_uid: 52c4xhiw Human coronaviruses, with two known serogroups named 229-E and OC-43, are enveloped positive-stranded RNA viruses. The large RNA is surrounded by a nucleoprotein (protein N). The envelop contains 2 or 3 glycoproteins: spike protein (or protein S), matrix protein (or protein M) and a hemagglutinin (or protein HE). Their pathogen role remains unclear because their isolation is difficult. Reliable and rapid methods as immunofluorescence with monoclonal antibodies and reverse transcription-polymerase chain reaction allow new researches on epidemiology. Human coronaviruses can survive for as long as 6 days in suspension and 3 hours after drying on surfaces, suggesting that they could be a source of hospital-acquired infections. Two prospective studies conducted in a neonatal and paediatric intensive care unit demonstrated a significant association of coronavirus-positive naso-pharyngal samples with respiratory illness in hospitalised preterm neonates. Positive samples from staff suggested either a patient-to-staff or a staff-to-patient transmission. No cross-infection were observed from community-acquired respiratory-syncitial virus or influenza-infected children to neonates. Universal precautions with hand washing and surface desinfection could be proposed to prevent coronavirus transmission. Human coronaviruses, with two known serogroups named 229-E and OC- 43 [1] [2] [3] . Les facteurs de risque de survenue d'une infection respiratoire virale sévère sont le jeune âge (inférieur à 3 mois), les antécédents de prématurité, l'existence d'une pathologie chronique respiratoire (dysplasie bronchopulmonaire par exemple) ou cardiaque ou d'un déficit immunitaire. Les nouveau-nés hospitalisés dans les unités de médecine néonatale présentent un ou plusieurs de ces facteurs de risque. Cependant, la fréquence, le type, et les conséquences des infections virales respiratoires survenant dans les unités de néonatalogie sont mal connus. Seules des descriptions ponctuelles d'épidémies sont disponibles dans la littérature [4, 5] . Les agents pathogènes les plus fréquemment incriminés sont le virus respiratoire syncytial (VRS), les virus Influenza et Parainfluenza, l'adénovirus et les rhinovirus [1] . Des recherches récentes évoquent également la responsabilité potentielle des coronavirus humains (HCoV) dans la survenue d'infections virales respiratoires chez le nouveau-né prématuré [6] . Le pouvoir pathogène réel des HCoV reste cependant mal connu. [10] . Seuls deux sérogroupes humains ont été identifiés : 229-E [8] et OC-43 [9] . Les HCoV ont un aspect arrondi de 100 à 160 nm de diamètre, avec en surface des péplomères d'une longueur de 20 nm en forme de massue correspondant à des glycoprotéines de surface (telle que la glycoprotéine S). Ces péplomères sont à l'origine de l'aspect caractéristique en couronne noté en microscopie électronique (figure 1). Les HCoV possèdent le plus grand ARN viral connu, d'une taille de 27 à 32 kb ; ce génome est un ARN simple brin positif associé à une protéine phosphorylée de la nucléocapside, la protéine N [10, 11] . Leur enveloppe contient . La protéine S ou spike protein est une protéine multifonctionnelle jouant un rôle complexe dans la pathogénie des infections à coronavirus : liaison à des récepteurs cellulaires spécifiques de la cellule hôte, fusion de l'enveloppe virale et de la membrane cellulaire, induction de la production d'anticorps neutralisants. La protéine de membrane ou protéine M possède un domaine cytoplasmique qui interagirait avec la nucléocapside virale [12] . Si certaines souches de HCoV sélectionnées en laboratoire peuvent être cultivées sur des lignées cellulaires spécifiques (human embryonic lung fibroblast L132, human rectal tumor HRT-18), en revanche la culture n'est pas possible sur les lignées cellulaires utilisées en routine pour le diagnostic des infections respiratoires virales [10] . Les techniques sérologiques, principalement basées sur l'Elisa, ont été utilisées dans des études pédiatriques déjà anciennes [13] . Cependant, ces méthodes manquent de sensibilité et sont peu utiles pour le diagnostic d'infections respiratoires car nécessitant deux prélèvements sanguins successifs. L'immunofluorescence est la méthode de référence pour le diagnostic des infections virales respiratoires en raison de sa simplicité, de sa rapidité et de son coût. Mettant en évidence les particules virales dans la cellule du tractus respiratoire, elle permet de s'assurer de la réalité de l'infection. Le seul anticorps monoclonal commercialisé (Argène, France) ne reconnaît que le groupe sérologique 229-E et n'est plus actuellement disponible. Sa sensibilité n'est pas précisée par le fabricant. La sensibilité et la spécificité de deux anticorps monoclonaux (5-11H6 pour 229-E et 1-10C1 pour OC-43) produits par hybridome au Centre de recherche INRS-Armand-Frappier (Laval, Québec) ont été testées sur un modèle expérimental d'infection cellulaire. Ils reconnaissent la protéine S de chaque sérogroupe considéré, et permettent la détection du virus en culture cellulaire pour une multiplicité d'infection (MOI) de 10 -2 soit un titre infectieux en culture cellulaire (TCID 50/mL) de 10 -4,25 pour 229-E et 10 -2 pour OC-43 (figure 3). Chacun de ces deux anticorps monoclonaux est spécifique du sérogroupe considéré et ne présente pas de faux positif pour les virus influenza, VRS et adénovirus [14] . La microscopie électronique a été utilisée essentiellement pour l'étude des particules coronaviriformes (coronavirus-like particles) dans les prélèvements digestifs. De réalisation délicate, elle ne peut Infections Coronavirus être utilisée en routine pour l'analyse de prélèvements d'origine respiratoire. Les techniques de biologie moléculaire apparaissent prometteuses pour l'étude des agents pathogènes difficiles à mettre en évidence par les techniques usuelles tant en recherche fondamentale [15] que clinique [16] . L'amplification de l'ARN par les techniques de RT-PCR permet ainsi la détection du génome viral en culture cellulaire pour une multiplicité d'infection (MOI) de 10 -4 soit un titre infectieux en culture cellulaire (TCID50/mL) de 1,75 pour 229-E et 1,5 pour OC-43 (log PFU/mL = 2,3 pour HCoV 229-E et 1,34 pour OC-43) avec une bonne spécificité de groupe [14] . Il reste que la mise en évidence de matériel génomique viral dans un prélèvement de sécrétions respiratoires pose le difficile problème d'un lien de causalité avec des signes d'infection pulmonaire [16] . La majorité des études épidémiologiques concernant les HCoV sont basées sur la sérologie, et montrent la présence d'anticorps spécifique chez près de 100 % des adultes de plus de 30 ans, la prévalence variant cependant selon les pays et les techniques sérologiques utilisées [17, 18] . Dans une étude de bassin de population réalisée en 1968-1969, Monto et al. rapportent une incidence d'infection récente de 29 % chez l'enfant âgé de moins de quatre ans, incidence diminuant progressivement avec l'âge (22 % chez l'adulte) [19] . Les infections à HCoV surviennent essentiellement pendant l'hiver et le printemps, avec des variations de sérotypes suivant les années ce qui justifie la réalisation d'études longitudinales pluriannuelles. Les techniques sérologiques manquant de sensibilité, il est probable que la prévalence des infections à HCoV est sous-estimée [20] . L'absence de réactifs commerciaux ne fait qu'amplifier cette situation. Le pouvoir pathogène réel des HCoV est mal connu en raison des difficultés diagnostiques. D'autre part, la majorité des études publiées présentent des biais de recrutement importants. L'évaluation du rôle pathogène d'un agent infectieux repose sur des étu-des en cohorte ou des comparaisons avec des groupes témoins [21] . Dans une évaluation systématique de la littérature réalisée en 1999 selon la méthodologie préconisée par l'Agence nationale d'accréditation et d'évaluation en santé (ANAES), aucune étude pédiatrique publiée entre 1966 et 1999 ne présentait un niveau de preuve de grade III [22] . Aucune de ces études ne permet d'affirmer la responsabilité des HCoV dans les pathologies observées, soit du fait de limites méthodologiques (études rétrospectives, absence de groupe témoins), soit par manque de puissance. Enfin la fréquence potentielle des coinfections virales rend difficile l'établissement du lien entre un agent pathogène et la survenue d'une maladie [23] . Le tropisme des HCoV est essentiellement respiratoire. Leur rôle dans la survenue d'une rhinite a été évoqué par leur mise en évidence dans les sécrétions nasales de sujets malades [5] et confirmé expérimentalement par inoculation intranasale chez des volontaires sains [20] . En revanche, leur responsabilité dans la survenue d'une infection respiratoire basse est moins bien documentée, les résultats des différentes études publiées étant contradictoires. Dans une étude réalisée par immunofluorescence dans la région lyonnaise pendant l'hiver 1994-1995, Lina et al. ont mis en évidence une prévalence des infections communautaires à HCoV de 18,4 % chez les sujets consultant pour syndrome grippal ; la prévalence chez des sujets témoins asymptomatique n'a cependant pas été précisée [24] . Le rôle déclenchant des infections respiratoires à HCoV dans la survenue d'une crise d'asthme ou d'une bronchite avec wheezing est diversement évalué selon les conditions d'inclusion (âge, type de recrutement, antécédents des patients) et les techniques virologiques utilisées [25] [26] [27] . Le taux élevé de co-infections (20 % dans l'étude de Freymuth et al.) [26] ne permet pas de conclure de façon certaine à la responsabilité des HCoV. Le mécanisme d'atteinte respiratoire pourrait être, non pas une infection directe de l'arbre bronchique, mais une réaction en cascade impliquant les médiateurs de l'inflammation (cyto-kines…) comme cela a été évoqué pour le rhinovirus [28] . Une étude a mis en évidence des HCoV par PCR sur produit de paracentèse chez des enfants atteints d'otite moyenne aiguë [29] ; aucune population témoin n'était cependant décrite. Le tropisme digestif des HCoV a été essentiellement exploré par microscopie électronique, permet 64 A. Gagneur et al. Corona-like. Une étude a démontré l'isolement d'un coronavirus entérique [30] . Le lien entre gastroentérite de l'enfant et HCoV est contesté, en raison de la fréquence importante des prélèvements positifs dans la population saine [31] . Des observations isolées de pancréatite et de péricardites ont également été rapportées [32] . La relation entre entérocolite du nouveau-né et HCoV est analysée plus loin. Les coronavirus présenteraient également un tropisme neurologique évoqué par des résultats de recherche clinique (mise en évidence de matériel génomique viral dans le cerveau de patient atteint de sclérose en plaque) et expérimentale (infectabilité de lignées cellulaires cérébrales humaines par les HCoV) [33] [34] [35] . Aucune donnée n'est cependant disponible chez l'enfant à l'exception d'observations isolées de méningite et de radiculite [32] . Les virus à tropisme respiratoire sont classiquement transmis selon trois mécanismes parfois associés : aérosols de particules aériennes de diamètre inférieur à 5 µ pouvant diffuser à distance (virus influenza), aérosols de particules aériennes de plus grande taille dont la transmission nécessite un contact étroit (VRS), transmission directe par les mains ou par l'intermédiaire de surfaces [36] . Ijaz [20] . Leur contamination par voie conjonctivale, démontrée pour le VRS, n'a pas été documentée. En 1991, nous avons rapporté quatre cas d'infections respiratoires à HCoV chez des nouveau-nés prématurés hospitalisés en unité de réanimation pédiatrique polyvalente [39] . Ces enfants présentaient des épisodes d'apnées sévères, de survenue brutale, résistant aux méthylxanthines, associés à des bradycardies, sans cause neurologique, digestive, ou cardiaque. Une ventilation assistée a été nécessaire dans deux cas. L'évolution a été spontanément favorable sous dix jours. Les prélèvements bactériologiques étaient négatifs. L'analyse des sécrétions nasopharyngées par immunofluorescence était négative pour l'adénovirus, le VRS et les virus Influenza et Parainfluenza, mais positive pour le HCoV 229-E (anticorps monoclonal Biosoft, Clonatec). Ceci nous a conduit à réaliser une étude prospective dans la même unité de réanimation sur une période de 18 mois comprenant deux hivers [40] , chez les nouveau-nés d'âge gestationnel inférieur ou égal à 32 semaines et admis dans l'unité avant l'âge de trois jours. Un prélèvement nasal était fait par aspiration à l'admission puis de façon hebdomadaire. Les prélèvements étaient analysés par immunofluorescence indirecte avec une série d'anticorps monoclonaux (Clonatec, France) spécifiques des virus influenza A et B, Parainfluenza 1, 2 et 3, adénovirus, VRS et HCoV 229-E. Quarante enfants ont été inclus. Treize prélèvements se sont révélés positifs chez dix nouveau-nés : dix pour le HCoV 229-E, 2 pour le virus Influenza type A et un pour l'adénovirus. Aucun prélèvement n'était positif à l'admission. Tous les enfants infectés par le HCoV 229-E étaient symptomatiques à la date d'infection, avec une symptomatologie dominée par les apnées, les bradycardies et une distension abdominale. Le nombre de jours d'hospitalisation avec apnées, avec bradycardie, et avec oxygène, était plus important chez les enfants infectés par HCoV comparés aux enfants non infectés, sans que toutefois la différence soit statistique Infections Coronavirus ment significative, peut être en raison de la petite taille des groupes ou de la dispersion des valeurs. L'infection nosocomiale symptomatique par HCoV semblait donc possible et non exceptionnelle. Cependant plusieurs points restaient à explorer : -ces résultats pouvaient-ils être confirmés par l'utilisation d'autres techniques diagnostiques notamment de PCR ? -Ces virus étaient-ils introduits dans l'unité de réanimation polyvalente par les personnels soignants ou par les nourrissons ou les enfants hospitalisés ? -L'épidémiologie était-elle variable en fonction des années ? Pour répondre à ces questions, nous avons entrepris à partir de novembre 1997 une nouvelle étude prospective. L'objectif était de déterminer l'incidence des infections nosocomiales et communautaires à HCoV chez les nouveau-nés (définis par un âge inférieur ou égal à 28 jours) et les enfants (âge > 28 jours) hospitalisés dans l'unité de réanimation, ainsi que la prévalence des infections respiratoires chez le personnel soignant. Tous les patients hospitalisés dans l'unité pendant l'hiver 1997-1998 Chez le personnel, cinq points de prévalence ont été réalisés, incluant 19 à 24 soignants selon les mois. Un ou deux prélèvements ont été positifs à HCoV chaque mois, sauf le dernier mois de l'étude avec un prélèvement positif à Influenza également [41] . Les conclusions de l'analyse des premiers mois de cette étude sont les suivantes : -les infections respiratoires d'origine communautaire sont fréquentes chez les enfants hospitalisés en unité de réanimation, quel que soit le motif d'hospi talisation [42] . Cependant, les virus incriminés, en particulier le VRS, ne paraissent pas transmis aux nouveau-nés hospitalisés dans la même unité ; -les infections des voies aériennes respiratoires par HCoV semblent fréquentes et sont généralement asymptomatiques chez le personnel soignant. Les prélèvements réalisés pendant les hivers 1998 et 1999 sont en cours d'analyse, notamment par de nouvelles techniques de RT-PCR. Ceci permettra également de mieux appréhender les variations épidémiologiques inter annuelles. La responsabilité des HCoV dans la survenue d'infections nosocomiales digestives ou respiratoires chez l'enfant ou l'adulte a été rapportée par d'autres auteurs. Chez le nouveau-né, des particules virales coronaviriformes ont été mises en évidence par microscopie électronique chez des enfants présentant des diarrhées aiguës ainsi que chez des nouveaunés à terme atteint d'entérocolite ulcéronécrosante [43] . Vabret et al. ont trouvé 17 prélèvements positifs à HCoV 229-E dans l'analyse par immunofluorescence de 107 échantillons de lavages bronchoalvéolaires réalisés chez des sujets immunodéprimés ; l'utilisation de techniques d'amplification génique leur a ensuite permis de détecter la positivité de 7 prélèvements supplémentaires [44] . Dans une étude prospective concernant des personnes âgées fréquentant un hôpital de jour, le HCoV 229-E apparaît comme un agent nosocomial non négligeable, responsable de 8 % des infections respiratoires [45] . La connaissance de l'épidémiologie et des voies de transmission permettent de définir des mesures de préventions des infections nosocomiales. La prévention de la transmission des HCoV est identique à celle des VRS dans les services de néonatalogie [46, 47] . En raison de leur survie prolongée possible sur différentes surfaces et de l'efficacité des agents antiseptiques habituels (alcool, eau de javel domestique, polyvidone iodée) [38] , les mesures habituelles de prévention peuvent être proposées : lavage des mains et désinfection des surfaces. L'éviction du personnel soignant atteint d'affection aiguë du tractus respiratoire paraît difficile à mettre en oeuvre et d'efficacité limitée en raison de la fréquence des porteurs sains. Le regroupement géographique des enfants atteints en « cohorte » n'a pas été validé. Les données fondamentales disponibles et les données épidémiologiques suggèrent que les HCoV sont à l'origine d'infections nosocomiales respiratoires dans les services de néonatalogie. L'utilisation en diagnostic de routine de l'immunofluorescence avec anticorps monoclonaux spécifiques en cas de symptomatologie évocatrice (apnée, bradycardie) pourrait permettre de conforter cette hypothèse. Cependant de nombreux aspects restent mal connus et justifient la réalisation de nouvelles études prospectives. Ces travaux à venir, de préférence multicentriques et pluriannuels, pourront préciser la prévalence et les conséquences à long terme en particulier sur la fonction pulmonaire. Le tropisme digestif, en particulier le lien avec l'entérocolite, méritera également d'être étudié. Tableau I. Facteurs de risque d'IRVN à HCoV chez les nouveau-nés. HCoV-(n = 57) p Hospital epidemiology and infection control. Baltimore : Williams and Wilkins Epidemiologic study of 4 684 hospital-acquired infections in pediatric patients Prevention and control of nosocomial infections. Baltimore : Wiliams and Wilkins Outbreak of Parainfluenza virus type 3 in an intermediate care neonatal nursery Concurrent outbreaks of rhinovirus and respiratory syncytial virus in an intensive care nursery : epidemiology and associated risk factors Nosocomial viral respiratory tract infections in a NPICU Cultivation of a novel type of commoncold virus in organ cultures A new virus isolated from the human respiratory tract Growth in suckling mouse brain of "IBV-like" viruses from patients with upper respiratory tract disease Virus taxonomy, Seventh report of the International Committee on Taxonomy of Viruses The molecular biology of coronaviruses Diagnosis of human coronavirus infections in children using aenzyme-linked immunosorbent assay Detection of human coronaviruses by fluorescent monoclonal antibody staining and reverse transcription-PCR in cell cultures Diagnosis of human viruses by polymerase chain reaction technology Relevance of nucleic acid amplification techniques for diagnosis of respiratory tract infections in the clinical laboratory Textbook of pediatric infectious diseases. Philadelphia : WB Saunders Company Human coronaviruses. A brief review The tecumseh study of respiratory illness. VI. Frequency of and relationship between outbreaks of coronavirus infections Human coronavirus infections Textbook of pediatric infectious disease. Philadelphia : WB Saunders Company Rôle pathogène des coronavirus humains chez l'enfant. Analyse systématique de la littérature Co-infections virales lors des bronchiolites du nourrisson immunocompétent : étude prospective épidémiologique Surveillance of community-acquired viral infections due to respiratory viruses in Rhone-Alpes (France) during winter 1994 to 1995 Recurrent wheezy bronchitis and viral respiratory infections Detection of viral, Chlamydia pneumoniae and Mycoplasma pneumoniae infections in exacerbations of asthma in children Exacerbation de l'asthme : le rôle déclenchant des coronavirus humains n'est pas confirmé Natural and experimental rhinovirus infections of the lower respiratory tract Detection of rhinovirus, RSV and coronavirus infections in acute otitis media by RT-PCR Isolation and propagation of a human enteric coronavirus Shedding of coronavirus-like particles by children in Lesotho Coronavirus infections in man associated with diseases other than the common cold Acute and persistent infection of human neural cell lines by human coronavirus OC43 Persistent infection of human oligodendrocytic and neuroglial cell lines by human coronavirus 229E Neuroinvasion by human respiratory coronaviruses Nosocomial viral respiratory infections Survival characteristics of airborne human coronavirus 229-E Survival of 229-E and OC-43 human coronaviruses in suspension and on surfaces after drying. Effect of chemical disinfection Nasal colonisation with coronavirus and apnea of the premature newborn Neonatal nosocomial respiratory infection with coronavirus : a prospective study in a neonatal intensive care unit Prospective evaluation of community-acquired and nosocomial viral respiratory tract infections in a NPICU Burrell CJ. A survey of nosocomial respiratory viral infections in a children's hospital : occult respiratory infections in patients admitted during an epidemic season Association of coronavirus with neonatal necrotizing enterocolitis Infections à coronavirus humains. Importance et diagnostic The « common cold » in frail older persons : impact of rhinovirus and coronavirus in a senior daycare center Infections nosocomiales liées au virus respiratoire syncytial : quelles mesures d'hygiène ? Guidelines for prevention of nosocomial pneumonia