Recherche d’agents pathogènes : une année de métagénomique clinique au laboratoire de microbiologie

Introduction La plupart des agents pathogenes infectieux contiennent un genome d’ADN ou d’ARN ce qui fait du sequencage a haut debit une approche seduisante pour la detection des agents infectieux. Aussi le cout du sequencage a considerablement diminue depuis 2010 ce qui rend cette technique compatible avec une realisation en routine. C’est dans ce contexte que notre laboratoire de microbiologie clinique recoit depuis novembre 2019 des prelevements pour la recherche d’agents pathogenes par metagenomique. Materiels et methodes L’analyse des prelevements par metagenomique est declenchee par la prescription medicale et realisee apres l’accord des biologistes du service de microbiologie. Selon le contexte clinique tous les prelevements peuvent etre analyses. L’acheminement vers le laboratoire est effectue dans la carboglace. Les resultats sont disponibles en 2 a 3 semaines. Le sequencage a haut debit est realise sur la plateforme illumina NextSeq. Sur la base des sequences produites, 3 outils bioinformatiques sont utilises en parallele pour la detection des bacteries, levures et champignons: Kraken2 et Centrifuge sont des outils bases sur l’identification de sequence par composition de k-mers, ils utilisent les bases de sequence NCBI RefSeq et RVDB. MetaPhlAn2 utilise une base de marqueurs developpes par bowtie2. L’identification des virus utilise l’outil original Microseek qui traduit toutes les sequences d’acides nucleiques en sequences proteiques et interroge les bases de donnees RVDB-prot et NCBI NR/NT. Resultats Nous avons analyse 223 prelevements entre novembre 2019 et mars 2021. Au moins un agent pathogene a ete identifie dans 87 (39 %) prelevements, tandis que 136 (61 %) sont restes negatifs ou ont permis l’identification d’une flore bacterienne ou virale. 137 (61 %) etaient des biopsies et 86 (39 %) des liquides biologiques. Parmi 87 prelevements positifs, 13 (15 %) etaient positifs dans un premier temps uniquement en metagenomique avant d’etre confirmes par une technique conventionnelle. Parmi ces cas: un cas d’encephalite a European Bat lyssavirus, un cas d’encephalite a Astrovirus de la clade neurotrope et un cas de granulome post-rubeole. Aussi l’approche metagenomique a permis d’identifier deux virus probablement en cause pour deux series de patients immunodeprimes avec des tableaux cliniques similaires : – cytolyse hepatique inexpliquee ; – encephalites avec perte de la vue progressive. Conclusion Le diagnostic clinique par metagenomique est une methode de diagnostic sans a priori qui permet de detecter des agents pathogenes : – connus qui ne sont pas detectes dans nos laboratoires hospitaliers en routine ; – connus qui n’ont pas ete cherches car inconnus dans le syndrome explore ; – inconnus a ce jour. Le sequencage a haut debit est une technologie qui ameliore significativement notre capacite a diagnostiquer les maladies infectieuses.