Nous avons récemment fait un point sur la dangerosité des armes chimiques. Dans cet article, nous allons rappeler ce qu’il en est de la toxicité des armes biologiques.
De quoi est-il question ?
Les armes biologiques [1] peuvent être utilisées dans la guerre biologique (au niveau étatique), dans le bioterrorisme (pour des groupes restreinsts) et pour réaliser des bio-crimes. Elles peuvent contenir soit des bactéries, des virus, des champignons et des toxines. Certains de ces agents sont létaux alors que d’autres ne provoquent que des maladies et/ou des incapacités à combattre.
Les armes biologiques peuvent être dirigées contre les populations, les cultures et les troupeaux. Elles sont souvent dispersées sous forme d’aérosol puisque c’est l’un des moyens d’épandage les plus efficaces.
Parfois les agents sont disséminés pour entrer en contact direct avec les personnes ou les matériels, et parfois même ingérées.
Dans cet article nous allons voir quels sont les agents les plus utilisés et pourquoi on doit les identifier de façon à agir rapidement.
Les objectifs
Il faut identifier les syndromes cliniques qui peuvent être causés par les agents biologiques, – différencier les maladies naturelles [2] de celles qui peuvent être provenir d’armes biologiques, en utilisant les diagnostics standards et les schémas d’épidémiologie, – sélectionner les thérapies appropriées avec les agents antimicrobiens adaptés, – collaborer avec les soignants, les premiers secours et les agences de santé publique de façon à mettre au point des exercices et leurs réponses adéquates sur le terrain.
Notons qu’il y a plus de 180 pathogènes et biotoxines qui ont été étudiés et potentiellement utilisables en tant qu’arme biologique.
Les avantages des armes biologiques [3]
L’utilisation des armes biologiques présente un certain nombre d’avantages par rapport aux agents chimiques : les agents microbiens sont souvent considérés comme étant plus facilement à produire en grandes quantités, à être transportées, et être répandus dans l’air et dans l’eau. La capacité de se transmettre d’une personne à l’autre peut aussi représenter un avantage dans l’optique d’une plus grande dissémination.
Classification des agents biologiques
Les agents biologiques sont classés en différentes catégories qui dépendent de leur capacité à causer des maladies et de leur impact sur la santé du public. Le CDC d’Atlanta les catégorise en 3 groupes :
Catégorie A
Une souche de la catégorie A représente une priorité absolue. Elle est facilement disséminée ou transmise avec un taux de mortalité important et a un impact majeur sur la santé publique. Elle peut causer une panique importante et des perturbations sociales. Elle demande des actions spécifiques pour la préparation en matière de santé publique. On pourra citer pour exemple, Bacillus anthracis (bacille du charbon), la toxine de Clostridium botulinum (botulisme), Yersinia pestis (peste), Variola major (variole), Francisella tularensis (tularémie) et les virus des fièvres hémorragiques comme Ebola, Marburg et Lassa.
Catégorie B
Une souche de la catégorie B représente la deuxième priorité. Elle est moyennement facile à diffuser, sa morbidité est modérée et sa mortalité faible. Elle nécessite des améliorations spécifiques des capacités de diagnostic et de surveillance des maladies des CDC.
On pourra citer Brucella sp. (brucellose), Chlamydia psittaci (psittacose), Coxiella burnetti (fièvre Q), la ricine (toxine), les pathogènes entériques ( Salmonlla, E.coli O157H7), Shigella, entérotoxines B de staphylocoque et les virus des encéphalopathies.
Catégorie C
Une souche de la catégorie C vient en 3e position dans l’ordre des priorités.
Elle est potentiellement conçue pour une diffusion massive avec un potentiel de morbidité et de mortalité élevées. L’impact sur la santé peut être significatif. Dans la catégorie C on voit émerger des virus pathogènes comme le Nipah virus et les Hantavirus.
Comment réagir ?
En l’absence d’attaque biologique déclarée ou constatée, les premiers signes pathologiques ne sont généralement pas spécifiques. Cette problématique a fait l’objet d’un chapitre [2] spécial dans notre blog. Le personnel de santé doit être attentif aux maladies inhabituelles ou inattendues ou aux schémas généraux des maladies. Les lignes directrices du CDC fournissent des indices diagnostiques qui peuvent être utiles pour l’identification précoce d’une dissémination potentielle d’agents biologiques (1).
Par exemple, un grand nombre de personnes malades présentant simultanément des symptômes similaires, ou bien après des regroupements importants de personnes dans un même lieu (un grand concert par exemple), voire une morbidité ou une mortalité anormalement élevées associées à des maladies courantes peuvent alerter sur le caractère volontaire de la dissémination de la maladie.
Lorsqu’une attaque biologique est suspectée, il faut tenir le plus grand compte du type de maladie, afin de prévenir une éventuelle transmission de personne à personne. Les vaccinations post-exposition ou les médicaments prophylactiques préviennent certaines toxicités. L’utilisation d’agents capables de provoquer des maladies graves et la mort peut rapidement entraîner une saturation des ressources sanitaires avec des patients nécessitant des soins intensifs et des interventions vitales. C’est bien ce que nous avons vécu au début de l’épidémie de la Covid 19 alors même que ce n’était pas un acte volontaire.
Lorsqu’on a confirmé le caractère volontaire de l’attaque, l’identification de l’agent, la détermination de la population à risque sont des éléments essentiels à la gestion des patients.
Les différents agents
Nous avons déjà traité la plupart des microbes cités ci-dessus et c’est pourquoi nous ne rappellerons que leurs principales caractéristiques ici.
La maladie du charbon : B. anthracis [4] (catégorie A)
Bacille à Gram positif on le retrouve dans l’environnement sous forme de spores résistantes. Lorsque les animaux morts de la maladie du charbon sont enterrés, ce sont les vers de terre qui remontent les spores à la surface, permettant ainsi de contaminer à nouveau d’autres animaux sains (champs maudits). Sur les 4 formes de maladie du charbon existantes – cutanée, gastrointestinale, par inhalation ou injection, seules les formes gastrointestinales (par ingestion) ou par inhalation peuvent être utilisées pour le terrorisme. Dans la première forme la mortalité est comprise entre 25 à 60 % et de 45 % dans de le cas de l’inhalation.
La peste [5] : Y. pestis (catégorie A)
Ce bacille à Gram négatif a tué plus de 25 millions de personnes pendant la peste noire du Moyen-Âge. Elle est transmise à l’homme pas les puces contaminées du rat. La peste bubonique est mortelle pour plus de 40% des personnes atteintes tandis que le peste septicemique et la pest pulmonaires sont constamment mortelles sans traitement. Des essais d’attaque avec des puces contaminées ont été menés (avec succès !) par le les Japonais de l’Unité U731. [6]
Brucellose : Brucella [3] sp. (catégorie B)
La transmission se fait par contact avec les animaux infectés, la consommation de viande non assez cuite ou les laits non pasteurisés. Cette bactérie est très aerosolisable et doit être manipulée au laboratoire dans des conditions spéciales. La maladie apparaît comme pseudo-grippale, avec des maux de tête, de la fièvre et des arthralgies. Les patients peuvent développer une hépatomégalie, une orchite, une épididymite, une endocardite et une anémie. La neurofibrose qui suit provoque la mort dans près de 2 % des cas.
La tularémie [7] : F. tularensis (catégorie A)
C’est un coccobaciille à Gram négatif intracellulaire, transmis par les tiques. IL n’y a a pas de passage d’homme à homme.
Les symptômes sont de la fièvre, des maux de tête et de la fatigue, et d’autres symptômes dépendant de la voie d’exposition. L’aérosolisation de F. tularensis à des fins malveillantes peut entraîner une tularémie pneumonique, oropharyngée, ulcéroglandulaire et oculoglandulaire. La tularémie pneumonique est la plus grave et résulte d’une exposition par inhalation ; les patients présentent des symptômes respiratoires et des douleurs thoraciques et peuvent développer des épanchements pleuraux et une médiastinite.
La fièvre Q : C. burnetti [3] (catégorie B)
La maladie se propage par ingestion, aérolisation et par l’intermédiaire de tiques vectrices.
Les symtomes sont : fièvre, frissons, malaise, transpiration, arthralgie, myalgie, toux, pleurésie, nausées, vomissements et diarrhée. Environ la moitié des personnes infectées par C. Burnetti sont asymptomatiques. La fièvre Q aiguë est généralement plus invalidante que létale, mais une pneumonie ou une myocardite peuvent entraîner la mort. Cette maladie est mortelle si elle n’est pas traitée.
La morve [8] : Burkholderia (catégorie C)
Burkholderia mallei est à l’origine de la morve, une maladie qui touche principalement les chevaux. L’homme contracte extrêmement rarement la maladie par inhalation ou par contact de l’organisme avec des surfaces muqueuses ou des lésions cutanées. Les symptômes comprennent fièvre, frissons, sueurs nocturnes, lymphadénopathie, maux de tête, myalgies, tachypnée, nausées, vomissements et diarrhée. Les infections disséminées sont généralement fatales en l’absence de traitement dans les 7 à 10 jours. Même avec un traitement, la mortalité peut atteindre 50 %.
Virus de la variole (groupe A)
Cet orthopoxvirus est responsable de la variole. Cette maladie a été éradiquée en 1980 grâce à une campagne de vaccination concertée à l’échelle mondiale et est aujourd’hui officiellement limitée aux laboratoires des États-Unis et de Russie ; toutefois, il existe probablement des réserves [9] non autorisées. Le virus de la variole est une arme biologique idéale parce qu’il est facilement aérosolisé, hautement infectieux et transmissible d’une personne à l’autre.
Ricine [10] (catégorie B)
Elle est extraite des graines de Ricinus communis, une plante qui produit de l’huile de ricin.
La ricine [10] inactive les ribosomes et provoque une toxicité en inhibant la synthèse des protéines. Les chaînes protéiques A et B sont toutes deux nécessaires pour provoquer la toxicité ; une fois que la ricine a pénétré dans l’organisme, la chaîne B permet à la chaîne A de pénétrer dans les cellules. La chaîne A inhibe alors la sous-unité 28S du ribosome 60S, ce qui a pour effet d’inhiber la traduction et la production de protéines.
La dose létale médiane (DL50) de la ricine par inhalation chez l’homme est de 5 à 10 μg/kg. Les symptômes de la toxicité de la ricine comprennent les nausées, la diarrhée, la tachycardie, l’hypotension et les convulsions.
Des critères cliniques sont disponibles pour faciliter le diagnostic du botulisme, car cette affection est souvent diagnostiquée à tort comme une myasthénie grave.
Toxine botulique [11] (catégorie A)
Clostridium botulinum est une bactérie anaérobie à Gram positif, sporulée, qui produit la toxine botulique, également connue sous le nom de neurotoxine botulique
Elle se compose d’une chaîne légère et d’une chaîne lourde ; la chaîne lourde est responsable du transport de la chaîne légère dans le neurone, tandis que la chaîne légère contient l’enzyme qui clive les protéines cibles.
Le toxine agit en inhibant la libération d’acétylcholine à la jonction neuromusculaire.
Une fois absorbée par le neurone, la chaîne légère cible les composants du complexe SNARE (soluble Nethylmaleimide-sensitive fusion factor attachment protein receptor), responsable du trafic vésiculaire et de la libération des neurotransmetteurs.
Le botulisme provoque une paralysie flasque descendante, affectant d’abord les muscles bulbaires, avec une progression vers les muscles squelettiques et respiratoires. Les premiers symptômes apparaissent dans les quelques heures suivant l’empoisonnement et comprennent la dysphagie, une vision floue et des difficultés d’élocution. La mort peut survenir en raison d’un arrêt respiratoire dû à la paralysie des muscles respiratoires. La toxine a une DL50 de 1 ng/kg chez la souris. En cas d’inhalation, la dose létale chez un humain de 70 kg est de 0,7 à 0,9 ug ou de 70 ug en cas d’ingestion.
Améliorer les résultats de l’équipe de soins de santé
Une fois qu’un patient a été diagnostiqué comme souffrant d’une maladie potentiellement due à une arme biologique, il convient de communiquer avec l’équipe interprofessionnelle de soins de santé, notamment les cliniciens, les infirmières, les pharmaciens et les responsables de la santé publique. Une décontamination adéquate du patient et des précautions appropriées pour les primo-intervenants et le personnel hospitalier afin d’éviter d’autres victimes ou la propagation de maladies contagieuses sont des priorités. En cas d’attaques impliquant un grand nombre de personnes, il est nécessaire de communiquer avec la direction de l’hôpital et les responsables gouvernementaux pour accéder aux stocks de fournitures médicales et mobiliser les ressources humaines et autres pour traiter un grand nombre de patients.
La formation et l’éducation avant les événements de guerre biologique, lorsque les émotions sont calmes et les ressources suffisantes, sont plus efficaces que la formation juste à temps après un événement. Le personnel de santé doit comprendre clairement les ressources disponibles et les demandes anticipées de ces ressources lors d’événements de grande ampleur.
L’utilisation relativement récente de la ricine et de l’anthrax (charbon) comme agents de bioterrorisme montre que même les attaques à petite échelle deviennent rapidement des nouvelles internationales. Les prestataires de soins peuvent être amenés à communiquer avec les forces de l’ordre, les médias et les élus (2)
Conclusion
Nous parlons d’armes chimiques, d’armes biologiques, d’armes nucléaires, d’armes radiologiques regroupées sous le nom de NRBCe. Mais il y a aussi les armes conventionnelles… Toutes ces armes évoluent, se sophistiquent…Des entreprises travaillent à protéger les populations et nous autres scientifiques, on décortique, on analyse, on compare, on classe…en espérant ne jamais passer à l’application pratique de nos travaux…
Bibliographie
(1)- M.1.Hayoun, R.J.Chen, K.C. Kin, National Library of Medicine, 1 janvier 2024
(2) Oliveira M, Mason-Buck G, Ballard D, Branicki W, Amorim A. Biowarfare, bioterrorism and biocrime: A historical overview on microbial harmful applications. Forensic Sci Int. 2020 Sep;314:110366. [PMC free article: PMC7305902] [PubMed: 32683271]
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