Prévalence et diversité génétique des virus respiratoires au Cameroun

Prevalence and genetic diversity of respiratory viruses in Cameroon

• Auteur / Autrice : Sebastien Kenmoe
• Direction : Astrid Vabret, Richard Njouom
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 13/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie en cotutelle avec Université de Yaoundé I
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche sur l'adaptation microbienne (Rouen ; Caen ; 1998-2021)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Brouard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Astrid Vabret, Richard Njouom, Nicolas Njintang Yanou, Sylvie Pillet, Véronique Penlap Beng, Jérôme Le Goff, Léopold Tatsadjieu Ngoune
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Njintang Yanou, Sylvie Pillet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épidémiologie moléculaire

Virus respiratoire syncytial humain

Variabilité génétique

Cameroun

Appareil respiratoire -- Infections

Mots clés libres

Infections respiratoires aiguës

Gène G

Afrique subsaharienne

Metapneumovirus

Acute respiratory infections

Respiratory viruses

Genetic variability

Molecular epidemiology

G gene

Sub-Saharan Africa

Cameroon

Metapneumovirus

Résumé

Contexte : Les infections respiratoires aiguës (ARI) sont reconnues comme une cause importante de morbidité, de mortalité et d'hospitalisation chez les enfants dans les pays en développement. Le virus respiratoire syncytial humain (HRSV) est l’agent étiologique principal de maladie sévère des voies respiratoires basses chez les nourrissons, les jeunes enfants et les personnes âgées. Identifié en 2001, le Metapneumovirus humain (HMPV) est un nouveau paramyxovirus. Les études ont montré la cocirculation des sous groupes de ces deux virus avec la domination de l’un des sous groupes selon les zones géographiques et selon les années. Les données restent cependant limitées dans les pays de l’Afrique subsaharienne, sur la prévalence, la saisonnalité et la caractérisation génétique de ces deux virus respiratoires. Au Cameroun, ces deux virus ont été décrits seulement une seule fois (5,7 et 5% pour HRSV et HMPV respectivement) chez des patients présentant des syndromes grippaux en 2012. Objectif : Cette étude rapporte la prévalence, la saisonnalité et la variabilité génétique des souches HRSV et HMPV chez des enfants camerounais pendant 3 saisons épidémiques consécutives (de Septembre 2011 à Octobre 2014). Par ailleurs, la diversité génétique d’autres virus respiratoires détectés au cours de ce travail est présentée comme objectif secondaire.Méthodes : Une surveillance prospective a été menée pour identifier les enfants hospitalisés et ambulatoires âgés de moins de 15 ans présentant des symptômes respiratoires ≤ 5 jours. Les échantillons nasopharyngés ont été testés pour 17 virus respiratoires en utilisant une réaction multiplex de polymérisation en chaîne. La distribution virale et les données démographiques ont été analysées statistiquement. Les échantillons positifs du HRSV et HMPV ont été amplifiés par polymérisation en chaine semi nichée puis séquencés partiellement au niveau du gène G. Des analyses phylogénétiques ont été effectuées sur les séquences nucléotidiques et protéiques partielles du gène G.Résultats : De septembre 2011 à octobre 2014, 822 enfants âgés de moins de 15 ans ont été inscrits dans l’étude. Au moins un virus a été identifié chez chacun des 72,6% (597/822) d'enfants, dont 31,7% (189/597) étaient des codétections; 28,5% (226/822) étaient positifs pour l'adénovirus humain, 21,4% (176/822) pour le virus Influenza, 15,5% (127.822) pour le rhinovirus/entérovirus, 9,4% (77/822) pour le bocavirus, 9% (74/822) pour le HRSV, 8,2% (67/822) pour les coronavirus humain, 6,2% (50/822) pour le parainfluenzavirus humain et 3,9% (32/822) pour le HMPV. L’infection HRSV était plus fréquente chez les enfants de moins de 2 ans (70,3% ; 52/74) et chez les participants hospitalisés (70,3% ; 52/74). Alors que le HRSV a montré un profil saisonnier avec une circulation de septembre à décembre, des cas sporadiques de HMPV ont été détectés tout au long de l'année. HRSV-A (19,1%, 9/47) et HRSV-B (17% ; 8/47) ont été observés relativement à la même fréquence avec (63,8% ; 30/47) de cas en codétection HRSV-A/HRSV-B alors que HMPV-A (71,4% ; 10/14) était majoritaire comparé à HMPV-B (28,6 ; 4/14). L'analyse phylogénétique a révélé que les souches HRSV de l’étude sont groupées au sein du sous groupe NA-1 (pour HRSV-A) et BA-9 (pour HRSV-B). Les souches HMPV camerounaises sont groupés parmi les membres du génotype A2b (pour HMPV-A), B1 et B2 (pour HMPV-B).Conclusion : Cette étude suggère qu’environ 70% des ARI enregistrés chez des enfants au Cameroun sont causés par des virus. La présente étude est également le premier rapport sur la variabilité génétique du gène G des souches de HRSV et HMPV dans la région. Bien que ce travail comble partiellement certaines lacunes d’informations, des études supplémentaires sont requises pour une clarification de l’épidémiologie moléculaire et du mode d’évolution des virus respiratoires présents en Afrique subsaharienne en général et plus singulièrement au Cameroun.

Background: Acute respiratory infections (ARI) are recognized as an important cause of morbidity, mortality and hospitalization among children in developing countries. Human respiratory syncytial virus (HRSV) is the main cause of severe lower respiratory tract disease in infants, young children and the elderly. Identified in 2001, Human Metapneumovirus (HMPV) is a new paramyxovirus. Studies have shown the co-circulation of the subgroups of these two viruses with domination of one of the sub-groups according to the geographical zones and according of years. These two viruses encode two major surface glycoproteins, the highly conserved fusion F protein and the highly variable attachment G protein. Data are still limited in sub-Saharan African countries on prevalence, seasonality and genetic characterization of these two respiratory viruses. In Cameroon, these two viruses have been described only once (5.7 and 5% for HRSV and HMPV respectively) in patients with influenza-like illness in 2012.Objective: This study reports the prevalence, seasonality and the genetic variability of HRSV and HMPV strains in Cameroonian children for 3 consecutive epidemic seasons (September 2011-October 2014). Moreover, the genetic diversity of other respiratory viruses detected during this work is presented as a secondary objective.Methods: A prospective surveillance was conducted to identify inpatient and outpatient children less than 15 years with respiratory symptoms ≤ 5 days. The nasopharyngeal samples were tested for 17 respiratory viruses using a multiplex polymerase chain reaction. Viral distribution and demographic data were analyzed statistically. Positive samples for HRSV and HMPV were amplified by semi-nested polymerize chain reaction and then partially sequenced at the G gene. Phylogenetic analyzes were performed on the partial nucleotide and protein sequences of the G gene.Results: From September 2011 to October 2014, 822 children under 15 years were enrolled in the study. At least one virus was identified in each of 72.6% (577/822) of children, 31.7% (189/597) of whom were co-detections; 28.5% (226/822) were positive for human adenovirus, 21.4% (176/822) for influenza virus, 15.5% (127.822) for rhinovirus/enterovirus, 9.4% (77/822) for bocavirus, 9% (74/822) for HRSV, 8.2% (67/822) for human coronavirus, 6.2% (50/822) for human parainfluenzavirus, and 3.9% (32/822) for HMPV. HRSV infection was more frequent in children under 2 years (70.3%, 52/74) and hospitalized participants (70.3%, 52/74). While HRSV showed a seasonal pattern with circulation from September to December, sporadic cases of HMPV were detected throughout the year. HRSV-A (19.1%, 9/47) and HRSV-B (17%; 8/47) were observed relatively at the same frequency with (63.8%, 30/47) codetections of HRSV-A/HRSV-B. HMPV-A (71.4%; 10/14) was predominant compared to HMPV-B (28.6; 4/14). Phylogenetic analysis revealed that the HRSV strains of the study are grouped within subgroup NA-1 (for HRSV-A) and BA-9 (for HRSV-B). Cameroonian HMPV strains are grouped among the members of genotype A2b (for HMPV-A), B1 and B2 (for HMPV-B).Conclusion: This study suggests that about 70% of ARI recorded in children in Cameroon are caused by viruses. The present study is also the first report on the genetic variability of the G gene of HRSV and HMPV strains in the region. Although this work partially fills gaps for some information, additional studies are required to clarify the molecular epidemiology and evolutionary pattern of respiratory viruses in sub-Saharan Africa in general and more particularly in Cameroon.