Norovirus et huîtres : de la terre à la mer !

ARTICLE

vir.2011.0423

Auteur(s) : Adeline Thomas, Jean-Claude Le Saux, Joanna Ollivier, Haifa Maalouf, Monique Pommepuy, Françoise S Le Guyader sleguyad@ifremer.fr

Ifremer, laboratoire de microbiologie-LNR, BP 21105, 44311 Nantes cedex 03, France

Tirés à part : F. S. Le Guyader

Les huîtres sont consommées depuis très longtemps par l’homme et constituent une source reconnue de vitamines, et de minéraux comme le fer et le magnésium. De nos jours, si leurs consommations restent importantes en zone côtière, les huîtres constituent un aliment festif surtout apprécié par les personnes de plus de 50 ans [1].

La conchyliculture, un des principaux secteurs économiques du littoral métropolitain, représente la première activité aquacole française. En 2008, cette activité représentait un total de 2 970 entreprises distribuées sur l’ensemble du littoral. Notre pays, premier producteur et consommateur européen d’huîtres, représente environ 90 % de la production européenne. Les exportations d’huîtres, majoritairement vers l’Italie, représentent 4 à 8 % de cette production contre 2 % à l’importation (principalement des huîtres en provenance d’Irlande). En 2009, la commercialisation des huîtres a représenté 129 800 tonnes pour une valeur des ventes de 286 millions d’euros ( www.FranceAgriMer.fr). Leur mode de production, en zone littorale soumise à une constante augmentation de la population, favorise le risque de contamination par des micro-organismes d’origine entérique humaine.

L’implication des coquillages dans des épidémies est connue depuis plus d’un siècle, contribuant à la mise en place de normes pour protéger le consommateur et des classements sanitaires pour la gestion des zones de production (règlement 854/2004/EC). Les zones conchylicoles sont classées sur la concentration d’un indicateur bactérien de contamination fécale (Escherichia coli) dans la chair des coquillages. Selon les valeurs obtenues dans des échantillons collectés régulièrement, la zone de production peut être classée en zone A (élevage et commercialisation directe autorisée), zone B (élevage autorisé mais commercialisation après traitement de purification) ou zone C (élevage et commercialisation interdite, transformation possible en industrie alimentaire par traitement thermique). Ces critères bactériologiques ont permis de diminuer de façon significative les épidémies d’origine bactérienne, cependant, des épidémies de gastro-entérites virales liées principalement à la consommation des huîtres persistent.

Les virus humains susceptibles de contaminer les coquillages, ou tout autre aliment, sont les virus présentant un cycle de multiplication entérique, et résistant dans l’environnement (virus nus essentiellement). Ces virus, excrétés dans les fèces de malades ou de porteurs sains, sont très variés et appartiennent à plusieurs familles virales (tableau 1).

Tableau 1 Principaux virus transmis par les aliments dont les coquillages.

Globalement, ces virus peuvent être classés en trois catégories :

• –. les virus des gastro-entérites : calicivirus (norovirus et sapovirus), astrovirus, rotavirus, adénovirus entériques, virus Aichi ;
• –. les virus des hépatites à transmission féco-orale : virus des hépatites A et E ;
• –. les virus se multipliant dans l’intestin mais migrant vers d’autres organes comme le système nerveux central : entérovirus.

Des combinaisons virus aliments peuvent être comparées selon différents facteurs comme la gravité et la prévalence de la maladie, la probabilité des expositions, l’impact sur le commerce, les coÛts en matière de santé publique et la capacité de maîtriser ces infections d’origine alimentaire. Les risques sanitaires liés à la consommation de mollusques bivalves, légumes frais ou aliments prêts à consommer contaminés par les norovirus et le virus de l’hépatite A, ont été considérés comme prioritaires par de nombreux pays [2]. Mais il convient d’apprécier la valeur des risques : les hépatites A peuvent être graves mais sont rares, alors que les gastro-entérites à norovirus sont fréquentes mais le plus souvent bénignes [3].

Épidémies liées à la consommation d’huîtres

La majorité des épidémies liées à la consommation de coquillage concerne les huîtres et donc seules ces dernières seront considérées ici. L’analyse de ces épidémies est difficile pour de nombreuses raisons :

• –. sous-déclaration de la part des consommateurs ;
• –. absence d’analyse virale dans les selles de malade ;
• –. lien à établir rapidement entre l’aliment et les cas observés.

Seule une étroite collaboration entre les médecins, les épidémiologistes et également les ostréiculteurs permet d’intégrer les différents événements expliquant la présence de virus dans les huîtres consommées. Si l’échantillon impliqué est collecté, les techniques de détection et de quantification des virus dans les coquillages présentent une sensibilité et une spécificité permettant la mise en évidence du virus. Malheureusement, de nombreuses publications concernant ce sujet, présentent uniquement des données épidémiologiques, avec parfois l’analyse des selles des consommateurs [4-6]. Les informations sur les coquillages impliqués sont peu nombreuses et les conditions ayant entraîné la contamination de la zone de production sont rarement décrites (tableau 2). Une des premières études analysant de manière précise les facteurs ayant conduit à la contamination des huîtres concerne une épidémie survenue aux États-Unis en 1993. Cette épidémie toucha des consommateurs d’huîtres en Louisiane et dans cinq autres états. En croisant les diverses informations, toutes les huîtres avaient été élevées dans une même zone de production située en Louisiane. L’enquête montra qu’un ostréiculteur, soudainement malade lorsqu’il travaillait sur ses parcs à huîtres, avait déversé ses excréments par-dessus bord contaminant ainsi ses propres coquillages, récoltés quelques jours plus tard [7]. Considérant la taille de la baie de production, la hauteur d’eau, le volume d’eau journalier filtré par une huître (en moyenne 5 L par heure) et une excrétion d’environ 10⁹ particules/g de selle, la démonstration fut faite qu’un seul malade pouvait très facilement expliquer cette contamination massive, d’autant plus que le rejet de fèces était réalisé « directement » sur le site d’élevage [8].

Tableau 2 Exemple d’épidémies liées aux huîtres.

NoV : norovirus ; AiV : virus Aichi ; AV : astrovirus ; EV : entérovirus ; RV : rotavirus ; SaV : sapovirus ; G : génogroupes.

^a Pays de survenue de l’épidémie et producteur des coquillages impliqués, sauf mention contraire entre parenthèse indiquant le pays producteur.

En effet, le plus souvent, la contamination se fait lors d’un problème technique sur le réseau d’assainissement ou dans les stations d’épuration. Le rejet accidentel d’eaux usées peut conduire alors à des contaminations massives des zones de production conchylicole. Ainsi, une même zone de production dans le sud de la France a été impliquée à deux reprises dans des foyers de gastro-entérites suite à des pluies très importantes pendant les premiers mois de l’année. Au cours de cette période de l’année, l’épidémie hivernale de gastro-entérite aiguë sévit dans la population et les eaux usées sont fortement chargées en particules virales. Dès lors, des évènements pluviométriques importants occasionnant divers dysfonctionnements sur les réseaux d’assainissement entraînent des rejets pouvant dégrader la qualité sanitaire des coquillages élevés à proximité. Le premier accident, survenu en décembre 2002, a entraîné une contamination massive des coquillages avec de multiples souches de norovirus, retrouvées dans les selles des consommateurs français et italiens (une partie de la production ayant été exportée) [9]. Quatre ans plus tard, 39 foyers épidémiques ont été déclarés associés à la consommation d’huîtres produites dans cette même zone. Certains patients étaient contaminés par six souches de virus différents : norovirus, virus Aichi, astrovirus, rotavirus et entérovirus. Ces mêmes virus étaient retrouvés dans certains lots de coquillages consommés et dans la zone de production. L’enquête environnementale montra que des pluies importantes, jamais observées sur le bassin versant depuis plusieurs dizaines d’années (230 mm sur trois jours), entraînèrent des dysfonctionnements des réseaux d’assainissement collectifs littoraux. Malgré les alertes et les avis donnés, les ostréiculteurs mirent sur le marché des coquillages contaminés [10]. Dans des conditions similaires, une crue du Mississipi dévasta des stations d’épuration et fut probablement à l’origine d’une contamination par le virus de l’hépatite A d’huîtres produites en Louisiane. Dans les semaines suivantes, la consommation de ces huîtres entraîna des cas cliniques dans plusieurs états [11]. Sans considérer les conséquences économiques liées à la fermeture des zones de production, ces différents exemples montrent l’importance des coquillages dans la transmission de souches virales entre les pays et le risque de multi-infections chez les consommateurs.

Comme indiqué en introduction, des normes sanitaires existent au sein de l’Union européenne et des autres pays producteurs. Ainsi, les huîtres élevées dans des sites de qualité bactériologique médiocre (zones B) sont purifiées avant commercialisation, technique éliminant efficacement les bactéries. Cependant, les virus persistant, ces huîtres sont souvent impliquées dans des épidémies [12, 13]. Par ailleurs, le non-respect de cette réglementation peut également être à l’origine d’épidémies. Ce fut le cas pour des huîtres ré-immergées dans une zone insalubre en Suède [14] et aussi vraisemblablement au Danemark [15]. Parfois, l’épidémie est liée à la consommation d’huîtres collectées dans des zones interdites (zone C) [16]. Dans un cas documenté en Bretagne, l’ostréiculteur impliqué complétait sa production en achetant illégalement des huîtres péchées dans une zone insalubre [17]. Ces épidémies illustrent le danger d’outrepasser les règlements et de réfuter l’utilité du classement des zones de production.

Certains coquillages sont commercialisés, le plus souvent congelés, pour subir un traitement thermique dans l’industrie agroalimentaire. Cependant, des procédures de préparation non rigoureuses ont été à l’origine d’épidémies. Par exemple, des palourdes produites et cuites (sans information sur le degré de cuisson) en Chine et exportées congelées aux États-Unis ont entraîné des cas de gastro-entérites [18]. En Australie et en Nouvelle-Zélande, des huîtres importées congelées du Japon ou de Corée ont induit de nombreux cas de gastro-entérites, même après cuisson [19, 20]. Des tellines, importées et congelées du Pérou et cuisinées dans la paella, ont occasionné par deux fois des épidémies d’hépatite A en Espagne [21, 22]. Ces divers exemples montrent l’extrême résistance de ces virus entériques qui restent toujours infectieux après des étapes de cuisson et/ou de congélation.

Les norovirus, agent majeur de gastro-entérites

Le genre Norovirus appartient à la famille des Caliciviridae. Ces petits virus ronds, non enveloppés, possèdent un génome à ARN d’environ 7 700 bases, comportant trois cadres de lecture (ORF). L’ORF1 code les protéines non structurales, l’ORF2 l’unique protéine de capside VP1 et l’ORF3 une protéine mineure intervenant dans la stabilité de la capside [23]. Comme nombre de virus à ARN, les norovirus sont très divers génétiquement et en l’absence de système de multiplication in vitro, ils sont classés par comparaison des séquences de l’ORF2 codant la protéine de capside [24]. À l’heure actuelle, ils sont répartis en cinq génogroupes (G) comprenant au moins 33 génotypes ou clusters (figure 1). Les souches infectant l’homme appartiennent aux GI, II et IV. Depuis quelques années, les souches appartenant au GII sont détectées majoritairement et représentent 70 à 80 % des souches identifiées dans les cas cliniques [25].

La sensibilité à l’infection est liée à deux mécanismes. D’abord, l’immunité protectrice est brève et spécifique du génotype, n’induisant pas de protection croisée [23]. Ensuite, la sensibilité dépend de facteurs génétiques liés aux antigènes des groupes sanguins expliquant la symptomatologie différente observée lors d’études chez les volontaires ou lors d’épidémies. Certaines personnes infectées peuvent excréter du virus sans présenter de symptômes [26]. L’infection et le développement des signes cliniques dépendent de la souche et du groupe sanguin de l’individu, car ces virus reconnaissent les carbohydrates des antigènes tissulaires de type ABH et Lewis, ligands nécessaires à l’infection [27, 28]. Chez les personnes sensibles, la dose infectieuse de quelques particules virales place ces virus parmi les micro-organismes les plus infectieux. Pour la souche Norwalk, prototype du GI, moins de dix particules virales peuvent déclencher l’apparition des symptômes chez les individus sensibles [29].

Première cause de gastro-entérite aiguë chez l’homme toutes classes d’âges confondues, les norovirus sont les principaux responsables du pic hivernal de gastro-entérite [30]. Les symptômes, relativement mineurs, se caractérisent par le déclenchement soudain d’un ou de plusieurs épisodes de vomissements violents, puis par une diarrhée accompagnée de douleurs abdominales, nausées et, plus rarement, de fièvre [31]. La période d’incubation est relativement brève (12 à 72 heures, en moyenne 24 heures). Les signes cliniques persistent pendant environ deux à quatre jours au plus, mais l’excrétion virale peut se poursuivre pendant quelques semaines après la disparition des symptômes. Par RT-PCR en temps réel, seul outil capable de quantifier ces virus, entre 10⁸ et 10¹² copies d’ARN par gramme de selle ont été dénombrés lors des symptômes, puis entre 10⁴ et 10⁶ copies d’ARN par gramme de selle pendant environ deux à quatre semaines après la disparition de ceux-ci [26]. Cette excrétion virale élevée et relativement longue, explique la transmission fréquente de personne à personne, mais aussi la contamination possible des aliments lors de leur préparation par des employés apparemment guéris d’une gastro-entérite [3].

Rejet dans l’environnement

Comme présenté ci-dessus, le nombre de particules virales rejetées par la population est très important durant les épidémies hivernales et les quantités de virus arrivant dans les stations d’épuration peuvent être élevées. Par exemple, tous les échantillons d’eaux en entrée et sortie de station d’épuration ont été trouvés positif en norovirus aux Pays-Bas et au Japon [32, 33], et environ 80 % en Italie [34]. Malgré la diversité des technologies de traitement des eaux usées et des méthodes de concentration et de quantification des particules virales, les différentes études s’accordent pour montrer un rejet important de particules. Des concentrations de 10³ à 10⁴ et 10⁵ à 10⁷ copies de génome de norovirus par litre ont été, respectivement, trouvées dans les eaux traitées en période estivale et hivernale [35, 36]. L’élimination lors des traitements épuratoires dépend de divers facteurs, comme les concentrations virales des eaux brutes, de leur temps de séjour, de la température, de la radiation solaire, de l’adsorption et de la destruction enzymatique [37]. De nombreux points inconnus demeurent, car les mécanismes d’épuration sont complexes et difficiles à élucider, particulièrement pour les virus non cultivables. Après rejet, les norovirus s’agrègent entre eux ou sur des particules, ce qui augmente vraisemblablement leur résistance aux différents traitements d’épuration (chlore, UV, ozone). Ces phénomènes expliquent les quantités importantes détectées dans les eaux en sortie de station d’épuration. À l’heure actuelle, seules les stations utilisant un traitement final par ultrafiltration semblent éliminer efficacement ces virus entériques [35, 36].

Dans les eaux de surface, les norovirus sont détectés moins fréquemment en raison de la dilution et/ou des mécanismes de sédimentation. Ils sont retrouvés dans 6 à 50 % des échantillons selon les études avec des concentrations variant entre 10² à 10⁴ copies de génome de norovirus par litre d’eau [38-40].

Les virus arrivent alors en zones littorales où ils vont éventuellement sédimenter et/ou être dilués. Les conditions physicochimiques (rayonnement solaire, salinité, température, pH de l’eau de mer) ont également un impact sur leur devenir.

Contamination des huîtres

Pour leurs activités physiologiques, les huîtres filtrent de grandes quantités d’eau de mer. La sélection pré-ingestive est une fonction essentielle permettant de rejeter les particules indésirables sous forme de pseudofèces. Le manteau intervient dans la nutrition en participant au premier tri des particules extérieures mais la première étape de sélection, basée sur la taille des particules, s’effectue réellement au niveau des branchies. Les cellules ciliaires et à mucus des branchies attirent, sélectionnent, capturent et conduisent les particules vers les palpes et la bouche. Les particules sélectionnées pour l’ingestion sont acheminées sous l’action de l’épithélium cilié vers les tissus digestifs constitué par l’œsophage, l’estomac et la glande digestive. Ensuite, les débris sont éliminés via l’intestin, le rectum et l’anus.

Pendant longtemps, l’huître a été considérée comme simple filtre passif ou piège ionique, concentrant passivement les particules virales par des liaisons non spécifiques. La contamination rapide et surtout la persistance des norovirus dans les huîtres, à la différence des autres micro-organismes, soulevaient l’hypothèse de ligands pouvant expliquer ces observations.

Les premiers travaux réalisés avec des pseudoparticules virales (VLP) du virus de Norwalk (GI) sur des coupes de tissus d’huîtres ont montré une fixation ciblée sur les organes digestifs. Des accumulations en aquarium avec des VLP ou du virus ont confirmé cette distribution [41]. Comme mentionné ci-dessus, chez l’homme, les norovirus reconnaissent les carbohydrates des antigènes des groupes sanguins [28, 42]. Basé sur ces données, différents essais ont été réalisés sur des coupes de tissus d’huîtres en utilisant des salives humaines, des anticorps ou des lectines. Leurs résultats ont montré que la souche Norwalk (GI.1) se fixe sur un ligand type antigène A-like, très proche de l’antigène humain [41]. La diversité génétique des norovirus se traduit par leur capacité à se fixer aux antigènes tissulaires de groupes sanguins ce qui induit une différence quant à leur devenir dans les huîtres. En effet, une souche de norovirus GII.4 se fixe sur les branchies et le manteau, via un acide sialique en liaison α2,3 tandis que la fixation dans les tissus digestifs implique à la fois l’acide sialique et l’antigène A-like humain [43]. Par ailleurs, ces ligands varient selon la saison avec une expression maximale pendant les mois d’hiver et le printemps, favorisant ainsi vraisemblablement la concentration des norovirus par les huîtres [44].

Conclusion

Les agents pathogènes les plus souvent impliqués dans les épidémies liées à la consommation d’huître sont les norovirus. Les méthodes permettant leur détection dans les aliments, dont les coquillages, connaissent un développement important grâce à l’apport des techniques de détection par biologie moléculaire. Dans un futur proche, la standardisation de ces méthodes permettra vraisemblablement la mise en place d’une réglementation spécifique sur les virus entériques impliquant des contrôles ciblés sur les zones de production et/ou les produits mis sur le marché. Cependant, la contamination des huîtres dépend de nombreux facteurs inhérents aux conditions de production, climatiques, épidémiologiques et du coquillage lui-même. Afin de prévenir la mise sur le marché de coquillages contaminés, il est donc important de comprendre les différents mécanismes entrant dans ces divers phénomènes et de supprimer et/ou limiter les sources de contamination humaine en zone littorale. À terme, la qualité des produits conchylicoles mis sur le marché sera améliorée et la santé du consommateur mieux protégée.

Conflits d’intérêts: aucun.

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