Alessandra THIBAULT FALCHI Réseau Sentinelles

1. Evolution dynamique de la séquence génétique HA1 du virus de la grippe de type A/H3N2 : comparaison entre des souches provenant d'une population ouverte et d'une population confinée • Alessandra THIBAULT FALCHI • Réseau Sentinelles • UMR-S 707 INSERM UPMC - Université de Corse-Université de REIMS

2. A B C La grippe: une maladie infectieuse contagieuse Virus à ARN les oiseaux et certains mammifères dont l'Homme.

3. Les types et les sous-types Type B Type C Type A H5N1 – H9N2 – H7N7 H1N1 H2N2 H3N2 Multiplicité des virus grippaux humains :les types et les sous-types

4. Type A H5N1 – H9N2 – H7N7 H1N1 H2N2 H3N2 Structure des virus grippaux Glycoprotéines de surface: Hémagglutinine HA (permet l’infection des cellules) Neuraminidase NA (permet la libération des particules virales néo-synthétisées) Génome: Segmenté ARN (8 segments)

5. L ’HEMAGGLUTININE : • 15 sous-types chez influenza A (3 pour l ’homme) • Elément clef de l ’infection virale: fixation du virus sur l'acide sialique terminal des cellules de l'épithélium cilié de l'arbre respiratoire  • Elle est très immunogène induisant la production d'anticorps dont certains peuvent être neutralisants. • Elle favorise également la fusion des membranes virales et cellulaires au cours de la phase de pénétration du virus. • Support de la variabilité antigénique

6. LANEURAMINIDASE • 9 sous-types décrits chez Influenza A (2 pour l ’homme) • Permet la libération des particules virales néo-synthétisées • Deuxième cible des anticorps neutralisants • Second support de la variabilité antigénique

7. En dehors de épisodes exceptionnels (pandémies), chaque hiver le virus échappe par un mécanisme de dérive (glissement) antigénique

8. Dérive antigénique: apparition des mutations ponctuelles • Les erreurs de l’ ARN polymérase virale non corrigées • La sélection des nouveaux variants échappant au système immunitaire (aux anticorps neutralisants!) • Chaque année, il y a une épidémie • Les épidémies ont des profils différents • Car elles sont dues à des virus différents

9. Représentation graphique: Dérive antigénique Gene HA-sous-type H3N2 • Tronc: séquence temporelle des nouveaux variants viraux • Branches: longueur proportionnelle à la fitness des variants Adapted from Nelson et al., 2006 with permission.

10. Dérive antigénique • Pas de détection pendant une période épidémique Lavenu et al., Epidemiol Infect. 2005 (France) • Nelson et al., PLOS Pathogen 2007 (USA) • Nelson et al., PLOS Pathogen 2008 (USA) Périodicité de 3 ans Smith et al., 2005

11. Evolution virus influenza Gene HA-sous-type H3N2 Diversité génétique stochastique • Introduction par migration des souches des régions voisines • Phénomènes de recombinaisons entre souches (coinfection) Nelson et al., 2006; Nelson et al., 2007

12. Evolution dynamique du virus Influenza DERIVE ANTIGENIQUE MIGRATIONS RECOMBINAISONS

13. DYNAMIQUE EVOLUTIVE VIRUS INFLUENZA ? POPULATION A FAIBLE DEMOGRAPHIE ET CONFINÉE POPULATION A FORTE DEMOGRAPHIE NON CONFINÉE

14. DYNAMIQUE VIRUS INFLUENZA POPULATION A FORTE DEMOGRAPHIE NON CONFINÉE POPULATION A FAIBLE DEMOGRAPHIE ET CONFINÉE CHAMPAGNE ARDENNES CORSE

15. Objectifs • ETUDE MOLECULAIRE: isolement et identification des souches virales (Influenza virus) dans la population corse pendant la saison épidémique hivernale • ETUDE PHYLOGENETIQUE: étude génétique spatio-temporelle des virus influenza humains isolés en Corse. Comparaisons avec les mêmes types de virus isolés dans des régions « ouvertes »

16. ETUDE MOLECULAIRE 1000 900 800 700 600 Incidence (cases/100000 inhabitants) 500 400 300 200 100 0 3 9 6 40 46 49 52 12 15 18 24 27 30 43 33 21 semaine Saison épidémique France C 134 prélèvements 2006-2007 95% H3N2 Corse

17. 1000 900 800 700 600 Incidence (cases/100000 inhabitants) 500 400 300 200 100 0 3 9 6 40 46 49 52 12 15 18 24 27 30 43 33 21 semaine ETUDE PHYLOGENETIQUE Hémagglutinine (HA) 2006-2007 1 agcaaaagca ggggatacaa aatgaacact caaatcctgg tattcgccct tgtggcagtc 61 atccacacaa atgcagacaa aatttgcctt ggacatcatg tatcatcaaa tggcaccaag 121 gtaaacacac tcactgagag aggagtagaa gttgtcaatg caacagaaac agtggagcgg 181 acaaacatcc caaaaatttg ctcaaaaggg aaaagaaccg ttgatcttgc caaatgcgga 241 ctactgggga ccattaccgg accacctcaa tgtgaccaat ttctagaatt ttcagctgat 301 ttaataatcg agaggcggga cggaaatgat gtttgttacc cggggaaatt tgtgaatgga 361 gaggcattgc ggcaaatcct cagaaaatca ggtgggatta acaaagaaac aatgggattc 421 acatacagtg gaataagaac caatggaaca actagtgcgt gtagaagatc aggatcttca 481 ttctatgcag aaatgaagtg gctcctgtca gatacagaca atgctgcttt cccacaaatg 541 acgaaatcat acaaaaacac aaggagagaa ccagctctga tagtctgggg aatccatcat 601 tcaggatcaa ccaccgagca gaccaaacta tatggaagtg gaaataaact ggtaacagtc 661 ggaagttcca aatatcatca gtcttttgtg ccgagtccag gaacacgacc acaagtaaat 721 ggccagtccg gacgaattga ttttcactgg ttgatactgg attccaatga cacagttact 781 tttagtttca atggggcttt catagctcca gatcgtgcta gcttcttgaa gggaaagtcc 841 atgggaatcc aaagcgatgt gcaggttgat gccaattgcg aaggggaatg ctaccacagt 901 ggagggacca taacaagcag tttgcccttc caaaacatca acagcagggc agttggcaag 961 tgtccaagat atgtaaaaca ggaaagtcta ttattggcaa cagggatgaa gaatgttccc 1021 gaacttccca aaaaaagaag aaaaagaggc ctgtttggcg ccatagcggg gtttattgaa 1081 aatggttggg aaggtctagt cgacggatgg tactgtttca ggcatcagaa tgcacaagga 1141 gaaggaactg cagcagacta caaaagtacc cagtcggcaa ttgatcagat aaccggaaaa 1201 ttaaatagac tcattgagaa aactaatcag caatttgagc taatagataa tgaattcact 1261 gaggtagaaa agcagattgg caatgtaatt aactggacca gagactccat cacagaagta 1321 tggtcttaca atgctgaact tctcgtggca atggaaaatc agcacactat tgatctagct 1381 gattcagaga tgaacaaatt gtatgagcga gtgaggaaac aattgaggga aaatgctgaa 1441 gaagatggca ctggttgttt tgagattttc cacaaatgtg atgatgattg tatggctagt 1501 ataaggaaca atacttatga tcacagcaaa tacagagaag aagcaattca aaatagaata 1561 caaattgacc cagtcaaatt gagtggtggc tacaaagatg tgatactttg gtttagcttc 1621 ggggcgtcat gctttttact tcttgccatt gcaatgggcc ttgtcttcat atgtgtgaag 1681 tatggaaaca tgcggtgcac tatttgtata taagtttgga aaaaacaccc ttgtttctac 1741 t 42 séquences du gène HA sous-type H3N2 isolées en Corse et 14 séquences du gène HA sous-type H3N2isolées en Champagne Ardennes

18. RESULTATS DIVERSITE NUCLEOTIDIQUE Champagne Ardennes Pi= 11.60 x 10-3 Corse Pi=4.15 x 10-3

19. RESULTATS

20. A/ChampagneArdenne/7/2007 A/ChampagneArdenne/6/2007 A/ChampagneArdenne/8/2007 A/ChampagneArdenne/10/2007 A/Brisbane/10/2007 A/ChampagneArdenne/11/2007 A/Brisbane/9/2006 A/Hiroshima/52/2005 A/ChampagneArdenne/13/2007 A/ChampagneArdenne/2/2007 A/ChampagneArdenne/14/2007 A/ChampagneArdenne/4/2007 A/ChampagneArdenne/1/2007 A/ChampagneArdenne/12/2007 A/Corsica/5/2007 A/Corsica/4/2007 A/Corsica/36/2007 A/Corsica/27/2007 A/Corsica/40/2007 A/Corsica/42/2007 A/Corsica/14/2007 A/Corsica/30/2007 A/Corsica/25/2007 A/Corsica/24/2007 A/Corsica/29/2007 A/Corsica/41/2007 A/Nepal/921/2006 A/Corsica/12/2007 A/Corsica/1/2007 A/Corsica/34/2007 A/Corsica/16/2007 A/Corsica/17/2007 A/Corsica/3/2007 A/Corsica/26/2007 A/Corsica/31/2007 A/Corsica/23/2007 A/Corsica/7/2007 A/Corsica/6/2007 A/Corsica/2/2007 A/Corsica/8/2007 A/Corsica/10/2007 A/Corsica/19/2007 A/Corsica/11/2007 A/Corsica/18/2007 A/Corsica/22/2007 A/Wisconsin/67/2005 A/California/7/2004 A/Fuijan/411/2002 0.002 Virus vaccinal 2008-2009 RESULTATS Virus vaccinal 2006-2007 et 2007-2008

21. CY022871 CY022871 CY022871 - - - A/ A/ A/ Germany Germany Germany /AF1018/2007 /AF1018/2007 /AF1018/2007 EU204962 EU204962 EU204962 - - - A/Kenya/AF5718/2007 A/Kenya/AF5718/2007 A/Kenya/AF5718/2007 CY022936 CY022936 CY022936 - - - A/ A/ A/ India India India /AF1082/2007 /AF1082/2007 /AF1082/2007 CY026707 CY026707 CY026707 - - - A/Colorado/UR06 A/Colorado/UR06 A/Colorado/UR06 - - - 0454/2007 0454/2007 0454/2007 EU199283 EU199283 EU199283 - - - A/ A/ A/ NorthCarolina NorthCarolina NorthCarolina /03/2007 /03/2007 /03/2007 CY026771 CY026771 CY026771 - - - A/Washington/UR06 A/Washington/UR06 A/Washington/UR06 - - - 0252/2007 0252/2007 0252/2007 CY026259 CY026259 CY026259 - - - A/Illinois/UR06 A/Illinois/UR06 A/Illinois/UR06 - - - 0555/2007 0555/2007 0555/2007 CY026747 CY026747 CY026747 - - - A/Illinois/UR06 A/Illinois/UR06 A/Illinois/UR06 - - - 0528/2007 0528/2007 0528/2007 CY027867 CY027867 CY027867 - - - A/Virginia/UR06 A/Virginia/UR06 A/Virginia/UR06 - - - 0580/2007 0580/2007 0580/2007 EU100700 EU100700 EU100700 - - - A/ A/ A/ NewYork NewYork NewYork /25/2006 /25/2006 /25/2006 CY027123 CY027123 CY027123 - - - A/Oregon/UR06 A/Oregon/UR06 A/Oregon/UR06 - - - 0272/2007 0272/2007 0272/2007 84 84 CY027195 CY027195 CY027195 - - - A/Vermont/UR06 A/Vermont/UR06 A/Vermont/UR06 - - - 0469/2007 0469/2007 0469/2007 CY027579 CY027579 CY027579 - - - A/ A/ A/ California California California /UR06 /UR06 /UR06 - - - 0463/2007 0463/2007 0463/2007 EU199364 EU199364 EU199364 - - - A/ A/ A/ SouthDakota SouthDakota SouthDakota /02/2007 /02/2007 /02/2007 EU199256 EU199256 EU199256 - - - A/Colorado/06/2006 A/Colorado/06/2006 A/Colorado/06/2006 CY022934 CY022934 CY022934 - - - A/USA/AF1080/2007 A/USA/AF1080/2007 A/USA/AF1080/2007 EU199260 EU199260 EU199260 - - - A/Missouri/01/2007 A/Missouri/01/2007 A/Missouri/01/2007 76 76 CY022937 CY022937 CY022937 - - - A/USA/AF1083/2007 A/USA/AF1083/2007 A/USA/AF1083/2007 CY022858 CY022858 CY022858 - - - A/ A/ A/ Germany Germany Germany /AF1004/2007 /AF1004/2007 /AF1004/2007 CY026251 CY026251 CY026251 - - - A/Colorado/UR06 A/Colorado/UR06 A/Colorado/UR06 - - - 0558/2007 0558/2007 0558/2007 EU199259 EU199259 EU199259 - - - A/Georgia/02/2007 A/Georgia/02/2007 A/Georgia/02/2007 EU199258 EU199258 EU199258 - - - A/Colorado/04/2007 A/Colorado/04/2007 A/Colorado/04/2007 EU204965 EU204965 EU204965 - - - A/Kenya/AF5622/2006 A/Kenya/AF5622/2006 A/ChamapagneArdenne/1/2007c EU199273 EU199273 EU199273 - - - A/Wisconsin/03/2007 A/Wisconsin/03/2007 A/Wisconsin/03/2007 CY022883 CY022883 CY022883 - - - A/USA/AF1029/2007 A/USA/AF1029/2007 A/USA/AF1029/2007 CY022874 CY022874 CY022874 - - - A/ A/ A/ Germany Germany Germany /AF1021/2007 /AF1021/2007 /AF1021/2007 CY022926(A/ CY022926(A/ CY022926(A/ Hungary Hungary Hungary /AF1072/2007 /AF1072/2007 /AF1072/2007 CY022875 CY022875 CY022875 - - - A/ A/ A/ Germany Germany Germany /AF1010/2007 /AF1010/2007 /AF1010/2007 80 80 EU204966 EU204966 EU204966 - - - A/Kenya/AF5625/2006 A/Kenya/AF5625/2006 A/Kenya/AF5625/2006 CY022878 CY022878 CY022878 - - - A/USA/AF1024/2007 A/USA/AF1024/2007 A/USA/AF1024/2007 CY022933 CY022933 CY022933 - - - A/ A/ A/ Hungary Hungary Hungary /AF1079/2007 /AF1079/2007 /AF1079/2007 CY022872(A/ CY022872(A/ CY022872(A/ Germany Germany Germany /AF1019/2007 /AF1019/2007 /AF1019/2007 CY022927 CY022927 CY022927 - - - A/ A/ A/ Hungary Hungary Hungary /AF1073/2007 /AF1073/2007 /AF1073/2007 EU100697 EU100697 EU100697 - - - A/ A/ A/ NewYork NewYork NewYork /22/2006 /22/2006 /22/2006 CY022920 CY022920 CY022920 - - - A/Honduras/AF1066/2006 A/Honduras/AF1066/2006 A/Honduras/AF1066/2006 AB270996 AB270996 AB270996 - - - A/Nagasaki/N126/2006 A/Nagasaki/N126/2006 A/Nagasaki/N126/2006 CY022919 CY022919 CY022919 - - - A/Honduras/AF1065/2006 A/Honduras/AF1065/2006 A/Honduras/AF1065/2006 78 78 96 96 58 58 CY022921 CY022921 CY022921 - - - A/Honduras/AF1067/2006 A/Honduras/AF1067/2006 A/Honduras/AF1067/2006 CY022922 CY022922 CY022922 - - - A/Honduras/AF1068/2006 A/Honduras/AF1068/2006 A/Honduras/AF1068/2006 EU124178 EU124178 EU124178 - - - A/Tahiti/3/2006 A/Tahiti/3/2006 A/Tahiti/3/2006 EF554795 EF554795 EF554795 - 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- - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /27/2007 /27/2007 /27/2007 EU263594 EU263594 EU263594 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /36/2007 /36/2007 /36/2007 82 82 EU263588 EU263588 EU263588 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /30/2007 /30/2007 /30/2007 EU263599 EU263599 EU263599 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /41/2007 /41/2007 /41/2007 EU263559 EU263559 EU263559 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /1/2007 /1/2007 /1/2007 DQ865947 DQ865947 DQ865947 - - - A/Wisconsin/67/2005 A/Wisconsin/67/2005 A/Wisconsin/67/2005 EU263560 EU263560 EU263560 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /2/2007 /2/2007 /2/2007 86 86 EU263567 EU263567 EU263567 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /9/2007 /9/2007 /9/2007 EU263570 EU263570 EU263570 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /12/2007 /12/2007 /12/2007 EU263572 EU263572 EU263572 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /14/2007 /14/2007 /14/2007 70 70 EU263579 EU263579 EU263579 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /21/2007 /21/2007 /21/2007 EU263567 EU263567 EU263567 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /9/2007 /9/2007 /9/2007 EU263561 EU263561 EU263561 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /3/2007 /3/2007 /3/2007 EU263562 EU263562 EU263562 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /4/2007 /4/2007 /4/2007 EU263586 EU263586 EU263586 - - - A/ A/ A/ Corsica Corsica Corsica /28/2007 /28/2007 /28/2007 CY015988 CY015988 CY015988 - - - Australia/65/2005 Australia/65/2005 Australia/65/2005 70 70 EF566230 EF566230 EF566230 - - - A/Perth/1/2005 A/Perth/1/2005 A/Perth/1/2005 CY026093 CY026093 CY026093 - - - A/ A/ A/ Austria Austria Austria /207248/2005 /207248/2005 /207248/2005 CY026094 CY026094 CY026094 - - - A/ A/ A/ Austria Austria Austria /207265/2005 /207265/2005 /207265/2005 EF566231 EF566231 EF566231 - - - A/ A/ A/ LyonChu LyonChu LyonChu /01375/2005 /01375/2005 /01375/2005 DQ883606 DQ883606 DQ883606 - - - A/ A/ A/ Norway Norway Norway /70/2005 /70/2005 /70/2005 62 62 EF566222 EF566222 EF566222 - - - A/Brisbane/5/2005 A/Brisbane/5/2005 A/Brisbane/5/2005 DQ265718 DQ265718 DQ265718 - - - A/Colorado/360/2005 A/Colorado/360/2005 A/Colorado/360/2005 DQ983761 DQ983761 - - A/Istanbul/CTF A/Istanbul/CTF - - 130/2006 130/2006 70 70 EF462550 EF462550 - - A/Oklahoma/373/2005 A/Oklahoma/373/2005 94 94 EU204963 EU204963 - - A/Kenya/AF5626/2006 A/Kenya/AF5626/2006 96 96 100 100 EU204964 EU204964 - - A/Kenya/AF5627/2006 A/Kenya/AF5627/2006 DQ98376 DQ98376 - - (A/Istanbul/CTF (A/Istanbul/CTF - - 4/2006 4/2006 68 68 DQ983767 DQ983767 - - A/Istanbul/CTF A/Istanbul/CTF - - 33/2006) 33/2006) 80 80 EF69256 EF69256 - - (A/Trieste/31/2005 (A/Trieste/31/2005 EF566239 EF566239 - - A/Brisbane/6/2005 A/Brisbane/6/2005 CY007955 CY007955 - - A/Canterbury/16/2005 A/Canterbury/16/2005 74 74 CY016012 CY016012 - - A/ A/ W W - - Australia Australia /70/2005 /70/2005 72 72 DQ865965 DQ865965 - - A/ A/ Otago Otago /02/2005 /02/2005 86 86 CY008059 CY008059 - - A/Canterbury/67/2005 A/Canterbury/67/2005 CY019029 CY019029 - - A/Queensland/56/2005) A/Queensland/56/2005) DQ883601 DQ883601 - - A/ A/ Norway Norway /623/2005 /623/2005 0.002 0.002 RESULTATS 2007 2006 Corse 2007+A/Wisconsin/67/2005 2005

22. CONCLUSIONS Diversité génétique Dérive antigénique Effet fondateur Sélection naturelle Processus stochastique Champagne Ardennes Corse

23. PERSPECTIVES • Refaire les mêmes analyses avec les souches • isolées en Corse pendant la campagne 2007-2008 et 2008-2009

24. ETUDE MOLECULAIRE Saison épidémique 2007-2008 85 prélèvements Corse France C H3N2=42% H1N1=46%

25. MERCI