Jens H. Kuhn, Gaya K. Amarasinghe, Christopher F. Basler, Sina Bavari, Alexander Bukreyev, Kartik Chandran, Ian Crozier, Olga Dolnik, John M. Dye, Pierre B. H. Formenty, Anthony Griffiths, Roger Hewson, Gary P. Kobinger, Eric M. Leroy, Elke Mühlberger, Sergey V. Netesov (Нетёсов Сергей Викторович), Gustavo Palacios, Bernadett Pályi, Janusz T. Pawęska, Sophie J. Smither, Ayato Takada (高田礼人), Jonathan S. Towner et Victoria Wahl

Auteur correspondant : Jens H. Kuhn ([email protected])
Éditée par : Stuart G. Siddell et Peter J. Walker
Posé : Mars 2019, mise à jour octobre 2020
PDF : ICTV_Filoviridae.pdf

Résumé

Les membres de la famille des Filoviridae produisent des virions enveloppés de formes variées, souvent filamenteux, contenant des génomes d’ARN linéaires non segmentés de sens négatif de 15-19 kb (tableau 1.Filoviridae). La famille comprend six genres. Plusieurs filovirus (par exemple, le virus Ebola, le virus de Marburg) sont pathogènes pour l’homme et très virulents. Les chauves-souris sont les hôtes naturels de certains filovirus (par exemple, le virus de Marburg, le virus Ravn), tandis que d’autres infectent les poissons (par exemple, le virus Huángjiāo, le virus Xīlǎng).

Tableau 1.Filoviridae. Caractéristiques des membres de la famille Filoviridae

Caractéristiques	Description
Membre typique	Virus de Marbourg , espèce Marburg marburgvirus, genre Marburgvirus
Virion	Enveloppé, de formes diverses, avec une nucléocapside unique ou polyploïde
Génome	Approximativement 15-19 kb d’ARN linéaire non segmenté de sens négatif
Réplication	L’ARN antigénique est un intermédiaire de réplication. Le génome et l’antigénome forment tous deux des complexes ribonucléoprotéiques, qui servent de modèles
Translation	De multiples ARNm 5′-capés et 3′-polyadénylés
Gamme d’hôtes	Primates (ebolavirus, marburgvirus), chauves-souris (cuevavirus, dianlovirus, marburgvirus, probablement ebolavirus), porcs domestiques (Reston virus), et poissons (striavirus, thamnovirus) s’infectent naturellement
Taxonomie	Reaume Riboviria, phylum Negarnaviricota, sous-phylum Haploviricotina, classe Monjiviricetes, ordre Mononegavirales : La famille comprend six genres (Cuevavirus, Dianlovirus, Ebolavirus, Marburgvirus, Striavirus et Thamnovirus) et un total de onze espèces

Les virus attribués aux six genres forment un clade monophylétique basé sur l’analyse phylogénétique des séquences d’ARN polymérase dirigée (RdRP) (Wolf et al., 2018). Les génomes des virus des six genres présentent une architecture génomique similaire.

Hôte mammalien

Genus Cuevavirus. Ce genre comprend une espèce pour un virus (Lloviu virus ), découvert chez des chauves-souris minioptérides mortes (hôtes probablement accidentels). Les cuevavirus n’ont été signalés qu’en Europe. Les cuevavirus se distinguent par des génomes exprimant la protéine associée au complexe ribonucléoprotéique (RNP) (VP24) et la grande protéine (L) à partir d’un ARNm bicistronique plutôt qu’à partir de transcrits individuels (dianlovirus, ebolavirus, marburgvirus) (Negredo et al., 2011).

Genus Dianlovirus. Ce genre comprend une espèce pour un virus (virus Měnglà ), découvert chez les chauves-souris ptéropodidés. Les dianlovirus n’ont été signalés qu’en Chine. L’organisation des génomes des dianlovirus rappelle fortement celle des génomes des marburgvirus, mais ils contiennent quatre gènes superposés et non un seul (Yang et al., 2019).

Genus Ebolavirus. Ce genre comprend six espèces pour six virus. L’un de ces virus, le virus Bombali (BOMV), a été détecté chez des chauves-souris molosses (Goldstein et al., 2018). Deux autres virus, le virus Ebola (EBOV) et le virus Reston (RESTV), sont soupçonnés d’être hébergés par des chauves-souris en tant qu’hôtes naturels. Cinq ébolavirus (virus Bundibugyo , EBOV, RESTV, virus Sudan , et virus de la forêt de Taï ) sont pathogènes pour les primates non humains. Le BDBV, l’EBOV et le SUDV sont des agents pathogènes humains hautement létaux. D’après les rapports, le TAFV n’a causé qu’un seul cas de maladie humaine grave mais non mortelle, et le RESTV n’a, pour autant que l’on sache, provoqué qu’une seule infection humaine inapparente. Le RESTV a également été trouvé chez les porcs domestiques. Le RESTV semble être endémique en Asie du Sud-Est ; tous les autres ébolavirus circulent en Afrique (Kuhn et al., 2020). Les ébolavirus ont la particularité d’exprimer trois protéines distinctes à partir de leurs gènes de glycoprotéine (GP), une stratégie qu’ils partagent avec les cuevavirus (Negredo et al., 2011, Sanchez et al., 1996, Volchkov et al., 1995).

Genus Marburgvirus. Ce genre comprend une espèce pour deux virus présents chez les chauves-souris ptéropodidés. Les deux virus (virus Marburg et virus Ravn ) sont des agents pathogènes humains hautement létaux qui sont endémiques en Afrique (Kuhn et al., 2020).

Hôte piscicole

Genus Striavirus. Ce genre comprend une espèce pour un virus (Xīlǎng virus ), découvert chez des poissons-grenouilles capturés (famille des Antennariidae) de la mer de Chine orientale. Les striavirus sont remarquables pour leurs génomes qui contiennent neuf chevauchements de gènes, codent au moins trois protéines sans homologues évidents dans d’autres genres de filovirus, et ne codent pas VP24 (Shi et al., 2018, Hume et Mühlberger 2019).

Genus Thamnovirus. Ce genre comprend une espèce pour un virus (Huángjiāo virus ), découvert chez des poissons-filtres capturés (famille des Monacanthidae) de la mer de Chine orientale. Les Thamnovirus se distinguent par des génomes qui codent au moins une protéine sans homologues évidents dans les autres genres de filovirus et ne codent pas la protéine de matrice (VP40) ou VP24 (Shi et al, 2018, Hume et Mühlberger 2019).

Virion

Morphologie

La morphologie du virion (Figure 1.Filoviridae) n’a été étudiée que pour les ebolavirus et les marburgvirus et est décrite dans les pages respectives des genres.

Figure 1.Filoviridae. A) Micrographie électronique à balayage des particules du virus de Marburg (rouge) bourgeonnant d’un grivet infecté (Chlorocebus aethiops (Linnaeus, 1758)). cellule Vero E6. B) Micrographie électronique à transmission de particules du virus de Marburg (rouge) trouvées à la fois sous forme de particules extracellulaires et de particules bourgeonnantes provenant de cellules Vero E6. Les images sont colorisées pour plus de clarté. Courtoisie de John G. Bernbaum et Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Propriétés physico-chimiques et physiques

Les propriétés physico-chimiques et physiques n’ont été décrites que pour les ebolavirus et les virus de Marburg individuels et sont décrites dans les pages respectives des genres.

Acide nucléique

Les génomes des filovirus sont des molécules d’ARN linéaires non segmentées de polarité négative. Les génomes varient d’environ 15 kb (thamnovirus) à environ 19 kb (cuevavirus, ebolavirus et marburgvirus) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993).

Proteines

Les filovirus expriment 6 à 10 protéines. Les complexes RNP sont composés d’une molécule d’ARN génomique et de plusieurs types de protéines structurelles, l’une d’entre elles étant la grande protéine (L) (Ortín et Martín-Benito 2015).

Lipides

L’enveloppe du filovirion est dérivée des membranes des cellules hôtes et est considérée comme ayant une composition lipidique similaire à celle de la membrane plasmique de la cellule hôte (Bavari et al., 2002). Certaines protéines du filovirus peuvent être acylées (Funke et al., 1995, Ito et al., 2001).

Hydrates de carbone

La composition en hydrates de carbone n’a été décrite que pour les ebolavirus et marburgvirus individuels et est décrite dans les pages respectives des genres.

Organisation et réplication du génome

Les génomes des filovirus sont organisés comme la plupart des génomes des mononégavirus, avec l’ordre général des gènes 3′-N-P-M-(G)-L-5′ (terminologie alternative pour les filovirus : 3′-NP-VP35-VP40-(GP)-L-5′), mais diffèrent en ce qu’ils contiennent des gènes supplémentaires (Figure 2.Filoviridae) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993). Les séquences extragéniques à l’extrémité 3′-end (leader) et 5′-end (trailer) des génomes des filovirus sont conservées, et de courtes sections de ces séquences terminales sont complémentaires. Les gènes des filovirus non piscicoles sont flanqués de sites conservés d’initiation et de terminaison transcriptionnelle (polyadénylation) contenant généralement le pentamère 3′-UAAUU-5′ hautement conservé. Les gènes peuvent être séparés par des séquences intergéniques non conservées ou des chevauchements. La plupart des gènes possèdent des régions 3′- et 5′-noncodantes relativement longues (Kuhn et al., 2020, Hume et Mühlberger 2019, Brauburger et al., 2015).

Figure 2.Filoviridae. Représentation schématique de l’organisation du génome des filovirus. Les génomes sont dessinés à l’échelle. Courtoisie de Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Les stratégies de réplication des filovirus (Figure 3.Filoviridae) n’ont été étudiées en profondeur qu’avec l’EBOV et le MARV et sont discutées dans les sous-chapitres respectifs.

Figure 3.Filoviridae. Cycle de réplication des filovirus (excluant éventuellement les striavirus et les thamnovirus). Les virions se fixent aux facteurs d’attachement de la surface cellulaire (Y orange) et sont introduits dans la cellule par endocytose (Davey et al., 2017). Les glycoprotéines du filovirion (trèfles jaunes) se lient au transporteur endosomal de cholestérol intracellulaire NPC 1 (NPC1, zigzag blanc) et catalysent la fusion des membranes virale et cellulaire pour libérer le complexe RNP du filovirus (hélice verte) (Carette et al., 2011, Côté et al., 2011, Ng et al., 2014). Le complexe polymérase (composé de VP35 et L ) transcrit les ARNm des filovirus, qui sont traduits en protéines filovirales, et réplique l’ARN génomique des filovirus via des intermédiaires antigénomiques (Brauburger et al., 2015). L’ARN génomique et l’ARN antigénomique se présentent uniquement sous forme de complexes ribonucléoprotéiques, qui servent de matrice pour la réplication et/ou la transcription. L’assemblage des protéines filovirales et des génomes de la progéniture se produit dans le cytoplasme et aboutit au bourgeonnement et à la libération des virions au niveau de la membrane plasmique (Kolesnikova et al., 2017). Avec l’aimable autorisation de Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, États-Unis.

Biologie

Les filovirus semblent être endémiques en Afrique occidentale (BOMV, EBOV, MARV, TAFV), en Afrique centrale (BDBV, EBOV, MARV), en Afrique orientale (BDBV, SUDV, MARV, RAVV), l’Afrique australe (MARV), l’Asie orientale (HUJV, MLAV, RESTV, XILV), l’Asie du Sud-Est (RESTV) et l’Europe orientale et méridionale (LLOV). Les hôtes naturellement infectés par les filovirus sont les chauves-souris (BOMV, LLOV, MARV, RAVV, probablement aussi les ébolavirus), les poissons actinoptérygiens (HUJV, XILV) et les porcs domestiques (RESTV) (Negredo et al., 2011, Yang et al., 2019, Goldstein et al, 2018, Shi et al., 2018, Amman et al., 2017, Kemenesi et al., 2018).

Antigénicité

En raison de l’absence d’isolats répliqués de cuevavirus, striavirus et thamnovirus, des études d’antigénicité pan-filovirus n’ont pas été réalisées.

Critères de démarcation des genres

La comparaison des séquences par les airs (PASC) utilisant des génomes de filovirus complets en termes de codage est le principal outil de démarcation des genres de filovirus. Les séquences génomiques des filovirus de différents genres diffèrent les unes des autres de ≥55% (Bào et al., 2017). Les caractéristiques génomiques, telles que le nombre et l’emplacement des chevauchements de gènes, le nombre de cadres de lecture ouverts (ORF) et/ou de gènes, l’hôte du filovirus et la distribution géographique, ainsi que la pathogénicité du filovirus pour différents organismes, sont également prises en compte pour l’attribution du genre.

Dérivation des noms

Filoviridae : du latin filum,  » fil « , en référence à la morphologie des particules de filovirus.

Relations au sein de la famille

Les relations phylogénétiques au sein de la famille ont été établies à partir d’arbres de maximum de vraisemblance générés à l’aide de séquences génomiques complètes ou codantes (Figure 4.Filoviridae) ou par analyse phylogénétique des séquences RdRP (Wolf et al, 2018).

Figure 4.Filoviridae. Relations phylogénétiques des filovirus. L’arbre de maximum de vraisemblance (à racine centrale) déduit en utilisant des génomes de filovirus complets ou à codage complet montre les six clades (genres) distincts de la famille. Les séquences ont été alignées à l’aide de Clustal-Omega version 1.2.1 (http://www.clustal.org/omega/) et ont été conservées manuellement dans Geneious version R9 (http://www.geneious.com). Les arbres ont été déduits dans FastTree version 2.1 (Price et al., 2010) en utilisant un modèle GTR (General Time Reversible) avec 20 catégories de taux Gamma, 5 000 répliques bootstrap et des paramètres de recherche exhaustive (-slow) et de pseudo-comptes (-pseudo). Les nombres près des nœuds des arbres indiquent les valeurs bootstrap sous forme décimale. Les branches de l’arbre sont mises à l’échelle des substitutions de nucléotides par site. L’analyse est une courtoisie de Nicholas Di Paola, USAMRIID, Fort Detrick, MD, États-Unis. Cet arbre phylogénétique et l’alignement de séquence correspondant peuvent être téléchargés à partir de la page Ressources.

Relations avec d’autres taxons

Les filovirus sont étroitement liés aux paramyxovirus (Mononegavirales : Paramyxoviridae), aux pneumovirus (Mononegavirales : Pneumoviridae) et aux sunvirus (Mononegavirales : Sunviridae) (Wolf et al, 2018).

Virus apparentés, non classés

Filovirus non classés (d’autres filovirus non classés qui sont des membres probables de genres existants sont énumérés dans les descriptions de genres individuels).

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Nom du virus	Numéro d’accession	Référence
BtFiloYN2162	KX371873	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2176	KX371874	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN2180	KX371875	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN2181	KX371876	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN2190	KX371879	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9434	KX371883	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9435	KX371885	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9442	KX371884	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9445	KX371886	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9447-2	KX371888	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9447-3	KX371889	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9447-4	KX371890	(Yang et al., 2017)
BtFV/WD04	KP233864	(He et al, 2015)

Les noms de virus et les abréviations de virus, ne sont pas des désignations officielles de l’ICTV.

Taxons membres

• Cuevavirus
• Dianlovirus
• Ebolavirus
• Marburgvirus
• Striavirus
• Thamnovirus

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