Le variant omicron s’est rapidement imposé dans le paysage mondial des coronavirus après avoir été signalé pour la première fois en Afrique du Sud fin novembre 2021. Les États-Unis sont devenus le 24e pays à signaler un cas d’infection par l’omicron lorsque les autorités sanitaires ont annoncé, le 1er décembre 2021, que la nouvelle souche avait été identifiée chez un patient en Californie.
Comment les scientifiques savent-ils quelles versions du coronavirus sont présentes ? A quelle vitesse peuvent-ils voir quelles variantes virales font des percées dans une population ?
Alexander Sundermann et Lee Harrison sont des épidémiologistes qui étudient de nouvelles approches pour la détection des épidémies. Ils expliquent ici comment fonctionne le système de surveillance génomique aux États-Unis et pourquoi il est important de savoir quelles variantes de virus circulent.
Qu’est-ce que la surveillance génomique ?
La surveillance génomique fournit un système d’alerte précoce pour le SRAS-CoV-2. De la même manière qu’un détecteur de fumée aide les pompiers à savoir où un incendie se déclare, la surveillance génomique aide les responsables de la santé publique à voir quelles variantes de coronavirus apparaissent à quel endroit.
Les laboratoires séquencent le génome des échantillons de coronavirus prélevés lors des tests COVID-19 des patients. Il s’agit de tests diagnostiques PCR qui se sont révélés positifs pour le SRAS-CoV-2. Les scientifiques sont alors en mesure de déterminer, à partir du génome du virus, quelle variante du coronavirus a infecté le patient.
En séquençant suffisamment de génomes de coronavirus, les scientifiques sont en mesure de dresser un tableau représentatif des variantes qui circulent dans la population en général. Certains variants présentent des mutations génétiques qui ont des implications pour la prévention et le traitement du COVID-19. La surveillance génomique peut donc éclairer les décisions concernant les bonnes contre-mesures, permettant de contrôler et d’éteindre l’incendie avant qu’il ne se propage.
Par exemple, la variante omicron présente des mutations qui diminuent l’efficacité des vaccins existants contre le COVID-19. En réponse, les autorités ont recommandé des injections de rappel pour renforcer la protection. De même, les mutations du variant omicron réduisent l’efficacité de certains anticorps monoclonaux, qui sont utilisés à la fois pour prévenir et traiter le COVID-19 chez les patients à haut risque. Il est donc crucial de connaître les variantes qui circulent pour déterminer quels anticorps monoclonaux sont susceptibles d’être efficaces.
Comment fonctionne la surveillance génomique aux Etats-Unis ?
Les Centres américains de contrôle et de prévention des maladies dirigent un consortium appelé Système national de surveillance des souches de SRAS-CoV-2 (NS3). Il recueille environ 750 échantillons positifs pour le SRAS-CoV-2 par semaine auprès des laboratoires de santé publique des États américains. Indépendamment des efforts des CDC, les laboratoires commerciaux, universitaires et des services de santé séquencent des échantillons supplémentaires.
Chaque type de laboratoire a ses propres atouts en matière de surveillance génomique. Les laboratoires commerciaux peuvent séquencer un grand nombre de tests, rapidement. Les partenaires universitaires peuvent fournir une expertise en matière de recherche. Et les laboratoires de santé publique peuvent fournir des informations sur la dynamique de transmission locale et les épidémies.
Quelle que soit la source, les données de séquençage sont généralement mises à la disposition du public et contribuent donc à la surveillance génomique.
Quelles données sont suivies ?
Lorsqu’un laboratoire séquence le génome du SRAS-CoV-2, il télécharge les résultats dans une base de données publique qui indique la date et le lieu de collecte de l’échantillon de coronavirus.
La Global Initiative on Sharing Avian Influenza Data (GISAID), en accès libre, est un exemple de ces bases de données. Les scientifiques ont lancé GISAID en 2008 pour offrir un moyen rapide et facile de voir quelles souches de grippe circulaient dans le monde. Depuis lors, GISAID s’est développée et a pivoté pour donner accès aux séquences génomiques du SRAS-CoV-2.
La base de données compare l’information génétique d’un échantillon à tous les autres échantillons recueillis et montre comment cette souche particulière a évolué. À ce jour, plus de 6,7 millions de séquences de SRAS-CoV-2 provenant de 241 pays et territoires ont été téléchargées dans GISAID.
Par exemple, le 4 décembre 2021, le CDC prévoyait que l’omicron représentait 0,6 % des cas de COVID-19 aux États-Unis. Cette proportion estimée est passée à 95 % le 1er janvier 2022. La surveillance a donné un avertissement brutal de la rapidité avec laquelle cette variante devenait prédominante, permettant aux chercheurs d’étudier quelles contre-mesures seraient les plus efficaces.
Il est important de noter, cependant, que les données de surveillance génomique sont souvent datées. Il peut s’écouler plusieurs jours, voire plusieurs semaines, entre le moment où un patient subit un test COVID-19 et celui où la séquence du génome viral est téléchargée dans le GISAID. En raison des multiples étapes du processus, le délai médian entre le prélèvement et le GISAID aux États-Unis varie de sept jours (Kansas) à 27 jours (Alaska). Le CDC utilise des statistiquesméthodes pour estimer les proportions de variantes pour le passé le plus récent jusqu’à ce que les données officielles soient disponibles.
Combien d’échantillons COVID-19 seront séquencés ?
Plus tôt en 2021, le CDC et d’autres laboratoires de santé publique séquençaient environ 10 000 échantillons COVID-19 par semaine au total. Sachant que des centaines de milliers de cas ont été diagnostiqués chaque semaine pendant la majeure partie de la pandémie, les épidémiologistes ont considéré que ce nombre était trop faible pour donner une image complète des souches en circulation. Plus récemment, le CDC et les laboratoires de santé publique ont séquencé près de 60 000 cas par semaine.
Malgré cette amélioration, il existe toujours un écart important dans les pourcentages de cas de COVID-19 séquencés d’un État à l’autre, allant d’un minimum de 0,19 % en Oklahoma à un maximum de 10,0 % au Dakota du Nord au cours des 30 derniers jours.
De plus, les États-Unis séquencent globalement un pourcentage beaucoup plus faible de cas de COVID-19 par rapport à d’autres pays : 2,3 % aux États-Unis contre 7,0 % au Royaume-Uni, 14,8 % en Nouvelle-Zélande et 17 % en Israël.
Quels tests COVID-19 sont séquencés ?
Imaginez que les chercheurs collectent les tests COVID-19 d’un seul quartier dans un état entier. Les données de surveillance seraient biaisées en faveur de la variante circulant dans ce quartier, puisque les gens transmettent probablement la même souche localement. Le système pourrait même ne pas enregistrer une autre variante qui gagne du terrain dans une autre ville.
C’est pourquoi les scientifiques cherchent à rassembler un échantillon diversifié à travers une région. Un échantillonnage aléatoire géographiquement et démographiquement représentatif permet aux chercheurs d’avoir une bonne idée de la situation générale en ce qui concerne les variantes qui prédominent ou qui diminuent.
Pourquoi les patients aux Etats-Unis n’obtiennent-ils pas les résultats des variantes ?
Il y a quelques raisons pour lesquelles les patients ne sont généralement pas informés des résultats si leur spécimen est séquencé.
Premièrement, le délai entre le prélèvement de l’échantillon et les résultats du séquençage est souvent trop long pour que l’information soit cliniquement utile. De nombreux patients auront bien avancé dans leur maladie au moment où leur variante sera identifiée.
Deuxièmement, les informations ne sont souvent pas pertinentes pour le traitement des patients. Les options de traitement sont largement les mêmes, quelle que soit la variante qui a causé l’infection par le COVID-19. Dans certains cas, un médecin peut sélectionner les anticorps monoclonaux les plus appropriés pour le traitement en fonction de la variante du patient, mais cette information peut souvent être obtenue par des méthodes de laboratoire plus rapides.
En ce début d’année 2022, il est plus important que jamais de disposer d’un programme de surveillance génomique robuste, capable de détecter la prochaine variante de coronavirus, quelle qu’elle soit. L’idéal est de disposer d’un système qui offre une image représentative des variantes actuelles et un délai d’exécution rapide. Un investissement adéquat dans la surveillance génomique du SRAS-CoV-2 et d’autres agents pathogènes, ainsi que dans l’infrastructure de données, aidera les États-Unis à combattre les futures vagues de COVID-19 et d’autres maladies infectieuses.
Alexander Sundermann, coordinateur de la recherche clinique & ; candidat au doctorat en épidémiologie, Université des sciences de la santé de Pittsburgh et Lee Harrison, professeur d’épidémiologie, de médecine, de maladies infectieuses et de microbiologie, Université des sciences de la santé de Pittsburgh
