Une nouvelle méthode d’identification et de typage des souches de Shigella

«Une nouvelle méthode d’identification et de typage des souches de Shigella», source communqué de l’Institut Pasteur.

Une équipe de l’Institut Pasteur et leurs collègues internationaux viennent de valider une nouvelle méthode qui s’appuie sur le génome des bactéries Shigella afin de mieux les identifier et les classifier.

Les diarrhées d’origine infectieuse représentent un problème majeur de santé publique sur le plan mondial. Parmi celles-ci, la shigellose ou dysenterie bacillaire, causée par les bactéries du groupe Shigella, est responsable de la mort de 200 000 personnes par an dans le monde, en particulier des jeunes enfants. Une étude parue dans Nature Communications propose une nouvelle méthode d’identification, à la fois standardisée et plus précise que celles utilisées jusque-là.

Fréquentes dans les régions tropicales, les infections par Shigella, très contagieuses, peuvent également se déclarer en France. Chaque année, plus de 1000 cas sont confirmés par le Centre National de Référence (CNR) des E. coli, Shigella et Salmonella de l’Institut Pasteur. La shigellose est une maladie liée au «péril fécal» qui peut avoir été contractée lors d’un séjour à l’étranger mais aussi dans notre pays lors de poussées épidémiques (en milieu scolaire, familial, ou au sein de la communauté homosexuelle masculine, …). De plus, les bactéries de ce groupe sont en train de devenir résistantes à l’ensemble des antibiotiques.

Le séquençage du génome pour mieux classifier les souches

La surveillance de ces infections est donc primordiale et repose sur des laboratoires de référence. Ceux-ci confirment l’identification de ces bactéries avant de les subdiviser parmi les plus de 50 types différents de Shigella. Jusqu’à maintenant, ces laboratoires utilisaient des techniques développées il y a plus de 70 ans, tel que le sérotypage réalisé à l’aide de sérums préparés chez des lapins. Un travail, mené au sein de l’unité des Bactéries pathogènes entériques de l’Institut Pasteur, qui abrite le CNR des E. coli, Shigella et Salmonella, et dirigée par le professeur François-Xavier Weill a permis de moderniser cette surveillance. L’identification et le typage des Shigella sont dorénavant réalisés par séquençage du génome bactérien. Cette nouvelle technique standardisée a été validée sur plus de 4000 souches de référence et isolats cliniques de Shigella. Contrairement aux méthodes précédentes, cette nouvelle méthode basée sur la variation de la totalité de l’ADN bactérien permet une classification correcte ainsi qu’un typage de résolution inégalée. La comparaison des souches bactériennes n’est plus faussée par le fréquent transfert de certains gènes entre souches différentes de Shigella, comme c’était le cas jusqu’à présent avec la méthode classique. Cette méthode génomique est maintenant utilisée au CNR pour la surveillance nationale des infections à Shigella

NB: Ces travaux ont notamment été rendus possible grâce au financement de la fondation Le Roch-Les Mousquetaires.

Aux lecteurs du blog

Comme le montre cette notice de la BNF, le blog Albert Amgar a été indexé sur le site de la revue PROCESS Alimentaire. 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue sont aujourd’hui inacessibles. Disons le franchement, la revue ne veut pas payer 500 euros pour remettre le site à flots, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles.

Des chercheurs séquencent le génome d'une souche de Salmonella Enteritidis résistante aux antibiotiques qui peut rendre les volailles malades

«Des chercheurs séquencent le génome d'une souche de Salmonella Enteritidis résistante aux antibiotiques qui peut rendre les volailles malades», source communiqué de la North Carolina State University.

Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont séquencé le génome d'une souche virulente de Salmonella Enteritidis qui a rendu malade deux troupeaux de volailles au cours des années consécutives et ont découvert qu'elle était à la fois résistante aux antibiotiques et pouvait potentiellement infecter les humains. La caractérisation de la souche, désignée SE_TAU19, aidera les agences de santé publique à retracer les épidémies et à prévenir les expositions.

Il existe deux espèces de Salmonella, et l'une d'entre elles, Salmonella enterica, est impliquée dans les maladies humaines. S. enterica contient plus de 2 500 sérovars, ou groupes de bactéries, dont beaucoup peuvent provoquer des maladies chez l'homme. Salmonella sérovar Enteritidis (SE) est le plus souvent associé à la volaille et est la principale cause de maladie humaine dans le monde.

La plupart des infections humaines à Salmonella sont d'origine alimentaire et de nombreux animaux, tels que les poulets, peuvent héberger l'agent pathogène sans tomber eux-mêmes malades. La capacité de SE_TAU19 à provoquer une maladie clinique chez la volaille a intéressé Grayson Walker étudiant dans le laboratoire de Luke Borst au College of Veterinary Medicine de la North Carolina State University et premier auteur d'un article décrivant l’étude.

«Nous pensons généralement à Salmonella comme hébergée par des poulets sans leur faire de mal; cependant, cette souche était virulente et les rendait en fait malades», explique Walker. «Nous savons également que Salmonella aime rester dans les parages. Cette souche a tué les poulets de chair tout au long de la période de croissance et est réapparue un an plus tard dans un troupeau différent. Nous avons donc décidé de séquencer le génome et de voir quelles caractéristiques de résistance et de virulence rendaient la souche unique.»

L'équipe a séquencé le génome de la souche et a découvert qu'il comprenait sept gènes de résistance aux antimicrobiens, 120 gènes de virulence et un grand plasmide de virulence. Les plasmides sont des éléments génétiques «échangeables» qui peuvent être échangés entre les souches pour les rendre plus résistantes aux antibiotiques ou infectieuses.

«Bien que nous ne puissions pas dire qu'il s'agit d'une ‘nouvelle’ souche de Salmonella, nous pouvons dire que non seulement cette souche est mortelle pour la volaille, résistante aux antibiotiques et infectieuse, mais aussi qu'elle pourrait infecter les humains», a dit Walker. «La bonne nouvelle est qu'en séquençant le génome, nous avons maintenant des données qui pourraient aider à identifier l'origine et à contenir toute future épidémie.» 

L’étude a été publiée dans Frontiers in Veterinary Science.

Avis aux lecteurs

Voici une liste des rappels du 2 septembre 2021, 15 produits alimentaires

- oxyde d’éthylène: 8

- Listeria monocytogenes: 5, pecorino toscano, langue de porc en sauce, salade thon et pommes de terre, salade tagliatelle surimi (deux rappels)

- allergènes: 1, saumon gravlax

- erreur de DLC: 1, steak haché 

Évaluation économique du séquençage du génome entier pour l'identification et la surveillance des pathogènes auprès de huit laboratoires

Un article paru dans le numéro du 4 mars 2021 d'Eurosurvellance traite de l'«Évaluation économique du séquençage du génome entier pour l'identification et la surveillance des pathogènes - résultats d'études de cas en Europe et dans les Amériques 2016 à 2019.»

Les huit laboratoires sont les suivants :

APHA: Animal and Plant Health Agency; EMC: Erasmus Medical Centre; FLI: Friedrich-Loeffler-Institut; INEI-ANLIS: Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas - Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud; IZSLER: Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell'Emilia-Romagna; MDH: Maryland Department of Health; PHAC: Public Health Agency Canada; PHE: Public Health England.

Malheureusement la France est absente de cette comparaison ...

Introduction

Le séquençage du génome entier (WGS) transforme le travail des laboratoires microbiologiques de référence à travers le monde. Les séquences génomiques complètes d'un isolat ou d'un échantillon ont le potentiel d'améliorer les programmes de surveillance des maladies infectieuses et de renforcer les enquêtes épidémiologiques. Les exemples incluent la possibilité d'identifier des éclosions plus tôt grâce à la valeur ajoutée de la détection de cas groupés basées sur le génome, le suivi des souches avec des marqueurs spécifiques pertinents pour la santé (par exemple l'antigénicité, la virulence, la transmissibilité, les marqueurs de résistance) et le suivi de l'efficacité des mesures de contrôle ( par exemple la vaccination, les programmes d'élimination). Le développement de la génomique des pathogènes et des outils, de l'infrastructure et des analyses nécessaires pour le WGS peut être utilisé dans tous les secteurs (santé publique, santé vétérinaire ou sécurité des alimentais) et dans les types de pathogènes (virus, bactéries ou parasites), offrant un potentiel pour une intégration plus poussée des activités de surveillance et donc pour des économies d'échelle.

Cependant, dans la pratique, un modèle actuellement privilégié implique l'introduction du WGS dans les programmes individuels axés sur les pathogènes, où les coûts de mise en œuvre du WGS dans le diagnostic et la surveillance de routine restent élevés par rapport aux tests principalement phénotypiques actuellement utilisés. Pour mieux comprendre le différentiel de coût entre les méthodes conventionnelles et le WGS dans le contexte de l'identification et de la surveillance des pathogènes, et pour identifier les principaux facteurs affectant les coûts et les avantages des systèmes de surveillance basés sur le WGS, nous avons réalisé une évaluation économique dans huit laboratoires de référence dans sept pays. (Argentine, Canada, Allemagne, Italie, Pays-Bas, États-Unis (États-Unis) et deux instituts du Royaume-Uni (UK)).

Dans un second temps, nous avons voulu comprendre si les bénéfices tirés des informations complémentaires obtenues grâce au séquençage des pathogènes sont susceptibles de compenser le surcoût du WGS. Pour cela, nous avons estimé pour l'exemple de la salmonellose le nombre de cas de maladie qui devraient être évités chaque année grâce à l'utilisation du WGS pour atteindre le seuil de rentabilité, c'est-à-dire pour rendre l'utilisation du prix neutre du WGS

Discussion

Cette analyse des expériences pratiques de huit laboratoires de référence en Europe et aux Amériques entre 2016 et 2019 a confirmé que le WGS avait en moyenne des coûts par échantillon plus élevés que les méthodes de laboratoire conventionnelles: le WGS était entre 1,2 et 4,3 fois plus cher que les méthodes conventionnelles de routine.

Plusieurs facteurs ont influé sur les coûts de WGS. Il y avait une tendance générale à augmenter les rendements d'échelle avec l'analyse WGS, les coûts moyens par échantillon de WGS ayant tendance à diminuer à mesure que le volume de l'échantillon et la taille du lot augmentent.

Les laboratoires de référence qui traitent un volume élevé d'échantillons sont donc susceptibles de réaliser un coût par échantillon inférieur à celui des institutions plus petites traitant moins d'échantillons.

Cependant, une analyse centralisée peut s'accompagner d'un compromis en termes de délai d'exécution en raison de l'augmentation du temps d'expédition des échantillons. Dans les pays à système décentralisé, les laboratoires régionaux ont souvent un rôle important, ce qui limite le volume d'échantillons par laboratoire. Le manque de temps dans un contexte d'épidémie ne permet souvent pas de regrouper les échantillons. Par conséquent, le coût d'utilisation du WGS pour la surveillance des épidémies d'influenza aviaire est élevé - le coût moyen de deux laboratoires de référence de notre étude était de 793 euros par échantillon. En revanche, le coût moyen des cinq laboratoires de référence qui utilisaient le WGS pour la surveillance de routine des pathogènes d'origine alimentaire était beaucoup plus faible, à 209 euros par échantillon. Fait intéressant, dans le cas de la surveillance de l'influenza humaine à l'aide d'un flux de travail basé sur WGS (EMC pour Erasmus Medical Centre), le coût était le plus bas de tous les établissements analysés à 98 euros par échantillon (à peine plus élevé que le coût du flux de travail conventionnel).

Les coûts de la plate-forme de séquençage utilisée (producteur, modèle et consommables associés) peuvent différer considérablement et sont en outre influencés par la mesure dans laquelle les séquenceurs et autres équipements sont utilisés à pleine capacité ou non. L'étude de cas de l'EMC prouve qu'un séquenceur à moindre coût et une configuration efficace peuvent être capables de limiter les coûts avec des tailles de lots et des volumes d'échantillons plus petits. Le séquenceur a été utilisé à la fois pour le séquençage des échantillons de surveillance et à d'autres fins, réduisant ainsi les coûts d'équipement par échantillon de surveillance. En revanche, d'autres laboratoires de référence n'ont pas ou n'auraient pas pu utiliser l'équipement à pleine capacité pour diverses raisons, notamment les contraintes de temps (contexte de l'épidémie), le volume global de l'échantillon et la mesure dans laquelle l'équipement acheté considérait des volumes d'échantillons futurs (potentiellement plus élevés). En outre, l'EMC a pu obtenir des remises allant jusqu'à 60% par rapport au prix catalogue des équipements WGS et des principaux consommables en s'associant avec d'autres hôpitaux universitaires et en négociant collectivement avec les fournisseurs.

Les laboratoires de référence ont indiqué que le manque de concurrence entre les fournisseurs d'équipements de séquençage et la dépendance vis-à-vis de consommables spécifiques pour le séquençage était un facteur clé de coût et rendait le WGS actuellement moins abordable. D'autres facteurs de coût étaient le niveau d'automatisation (affectant les demandes de temps du personnel) et les coûts de l'infrastructure bioinformatique, qui différaient considérablement entre les laboratoires de référence. En particulier pour les laboratoires plus petits ou régionaux, les applications basées sur le cloud pour l'analyse bioinformatique peuvent conduire à des économies considérables. C'était le cas du Maryland Department of Health (MDH), qui utilisait des outils en ligne pour l'analyse de séquençage. On s'attend à ce que les futures réductions des coûts dans l'automatisation et le séquençage (ainsi que dans le calcul et le stockage des données) réduiront considérablement les coûts de la surveillance des agents pathogènes à l'aide du WGS (et réduiront également davantage les délais d'exécution).

Même à des niveaux de coûts documentés ici, le WGS fournit un niveau d'informations supplémentaires qui fait plus qu'équilibrer les coûts supplémentaires s'il est utilisé efficacement. Toutes les institutions des études de cas ont fait état des avantages majeurs de l'utilisation du WGS pour l'identification et la surveillance des agents pathogènes, la rationalisation de leurs flux de travail, rendant les processus analytiques plus aptes à l'automatisation et améliorant les moyens de détection et de contrôle d'éclosions. Comme l'exemple des maladies d'origine alimentaire l'a montré le plus clairement, le WGS peut identifier plus de cas groupés dans une épidémie et réduire les cas globaux de maladie, si les systèmes de santé publique sont suffisamment équipés et financés pour prendre des mesures efficaces.

Notre analyse du seuil de rentabilité indique que dans le cas de la surveillance de Salmonella, seul un pourcentage modeste (0,2 à 1,1%) des cas de salmonellose signalés devrait être évité chaque année grâce à l'utilisation du WGS afin de rendre l'adoption de la technologie coûteuse neutre du point de vue de la santé publique.

La cohérence des résultats entre les cinq laboratoires de référence et l'analyse de sensibilité confirment la robustesse de la principale conclusion de l'analyse du seuil de rentabilité: qu'éviter un seul décès prématuré dû à la salmonellose sur une période de plusieurs années grâce à l'utilisation du WGS était suffisant pour équilibre des coûts du point de vue de la santé publique pour tous les systèmes de surveillance de Salmonella analysés.

Dans ce contexte, il est à noter que le nombre de décès dus à des infections d'origine alimentaire est probablement sous-estimé. La notification de la salmonellose se fait principalement au moment du diagnostic et donc avant que le résultat final ne soit connu. Il existe des indications d'une surmortalité substantielle chez les patients après salmonellose jusqu'à un an après l'infection qui ne peut être expliquée par d'autres facteurs.

Bien que les résultats de l'analyse du seuil de rentabilité ne puissent être généralisés, ils illustrent les avantages potentiels pour la santé publique de l'utilisation du WGS. Les avantages de l'utilisation du WGS pour l'identification et la surveillance des pathogènes dépendaient en grande partie de la configuration et du fonctionnement du système de surveillance: plus le WGS est utilisé tardivement dans le processus analytique, plus les avantages potentiels peuvent être limités dans un contexte d'épidémie (par exemple, si les échantillons ne sont séquencés que plusieurs semaines après la détection d'une épidémie par d'autres méthodes). Les études de cas ont mis en évidence les avantages du WGS dans le cadre d'une approche One Health, en particulier dans la surveillance des pathogènes d'origine alimentaire. L'identification des liens entre les cas humains et les sources dans le système alimentaire par le biais du WGS en temps réel dépend de manière critique d'un échange continu de données de séquençage provenant de la surveillance de routine en laboratoire d'échantillons provenant de sources humaines, animales et alimentaires.

Lors de l'interprétation de cette évaluation économique, il est essentiel de noter ses limites. Les études de cas avec huit laboratoires de référence sont caractérisées par différentes variables: différents pathogènes, différentes méthodes conventionnelles utilisées comme comparateurs, différentes infrastructures et différents types de systèmes de surveillance. Les coûts par échantillon calculés dans cette étude étaient les coûts réels supportés par ces huit laboratoires de référence, reflétant leurs situations spécifiques. Cela implique que les estimations de coûts ne peuvent pas être utilisées pour extrapoler les coûts à d'autres institutions. L'approche consistant à se concentrer sur les coûts différentiels avec une méthodologie cohérente et appliquée uniformément a simplifié l'analyse complexe, car les coûts qui ne sont clairement pas affectés (par exemple pour l'amortissement des bâtiments de laboratoire) n'avaient pas besoin d'être évalués, ce qui nous a permis de nous concentrer en détail sur ces coûts et avantages lorsque des changements ont été causés par l'utilisation de WGS. Des limites sont également notables pour l'analyse du seuil de rentabilité, qui s'est concentrée sur un pathogène spécifique (Salmonella). Les résultats ne sont donc pas applicables à la surveillance d'autres pathogènes.

Compréhension de l'émergence et de la diversité de Listeria monocytogenes dans une usine de viande nouvellement construite grâce au séquençage du génome entier

Une étude parue dans International Journal of Food Microbiology traite du démêlage de l'émergence et de la diversité de Listeria monocytogenes dans une usine de viande nouvellement construite grâce au séquençage du génome entier.

Faits saillants

• L'apparition de L. monocytogenes a été suivie dans une usine de viande nouvellement ouverte.
• La fréquence et la diversité de L. monocytogenes ont augmenté au cours des prélèvements.
• 61% des isolats de L. monocytogenes appartenaient à ST9 et ST121.
• Deux paires d'isolats de L. monocytogenes ont persisté dans l'environnement de transformation
• Les plasmides de L. monocytogenes étudiés hébergeaient des gènes de résistance aux biocides et aux métaux.
• Le souches européennes de L. monocytogenes ST9 se sont pas les mêmes que les isolats nord-américains.

Résumé

Les environnements de transformation des aliments d'une installation de transformation de viande nouvellement ouverte ont été échantillonnés au cours de dix visites effectuées au cours de ses 1,5 premières années d'activité et analysés pour la présence de Listeria monocytogenes. Un total de 18 isolats de L. monocytogenes ont été obtenus à partir de 229 échantillons, et leurs génomes ont été séquencés pour effectuer des analyses génomiques comparatives.

Une augmentation de la fréquence d'isolement de L. monocytogenes et de la diversité des séquences types (ST) détectés a été observée au fil du temps. Bien que les souches isolées appartenaient à six STs différentes (ST8, ST9, ST14, ST37, ST121 et ST155), ST9 était la plus abondante (8 souches sur 18). Des distances de polymorphisme simple nucléotidique (SNP pour single nucleotide polymorphism) faibles (0 et 2) ont été trouvées entre deux paires de souches ST9 isolées dans les deux cas à 3 mois d'intervalle de la même salle de transformation (Lm-1267 et Lm-1705, avec une distance de 2 SNP dans le noyau du génome; Lm-1265 et Lm-1706, avec une distance de 0 SNP), ce qui suggère que ces souches pourraient être des souches persistantes de L. monocytogenes dans l'environnement de transformation des aliments. La plupart des souches ont montré un potentiel de virulence in silico atténué soit par la troncature d'InlA (dans 67% des isolats), soit par l'absence d'autres facteurs de virulence impliqués dans l'adhésion ou l'invasion cellulaire.

Douze des dix-huit isolats de L. monocytogenes contenaient un plasmide dont la taille variait de 4 à 87 Kb et hébergeaient la survie au stress, en plus des déterminants de la résistance aux métaux lourds et aux biocides. Des plasmides identiques ou très similaires ont été identifiés pour divers ensembles d'isolats de L. monocytogenes ST9, ce qui suggère l'expansion clonale et la persistance de souches ST9 contenant des plasmides dans les environnements de transformation de l'usine de viande.

Enfin, l'analyse des génomes de L. monocytogenes disponibles dans la base de données NCBI, et leurs métadonnées associées, a mis en évidence que les souches de ST9 sont plus fréquemment signalées en Europe, liées aux aliments, en particulier aux produits carnés et porcins, et moins représentées parmi les isolats cliniques que les autres ST de L. monocytogenes. Il a également montré que les souches ST9 isolées ici étaient plus étroitement liées aux isolats européens, qui se sont regroupés et séparés des isolats nord-américains ST9.

Mots clés

Listeria monocytogenes ; Séquençage du génome entier ; persistance ; environnement de transformation des aliments ; plasmides.

Etude cas en Suisse : Listériose causée par la persistance de Listeria monocytogenes dans l'environnement de production de fromages

Voici une étude bien intéressante, elle nous vient de chez nos amis suisses et s'intitule, Listériose causée par la persistance de Listeria monocytogenes sérotype 4b séquence type 6 dans l'environnement de production de fromages, source Emerging Infectious Diseases.

Voici quelques extraits significatifs.

Une épidémie de listériose humaine à l'échelle nationale en Suisse a été attribuée à une contamination environnementale persistante d'une fromagerie par Listeria monocytogenes sérotype 4b, séquence type 6 (ST6), de cluster type 7488. Le séquençage du génome entier (WGS) a été utilisé pour faire correspondre les isolats cliniques à un échantillon de fromages et à des échantillons provenant de nombreux lieux dans l'environnement de production.

L. monocytogenes ST6 est de plus en plus associée à des éclosions, notamment une épidémie liée aux légumes surgelés dans 5 pays d'Europe en 2015-2018, une épidémie associée à un pâté de viande contaminé en Suisse en 2016 et la plus grande épidémie de listériose à l'échelle mondiale, qui s'est produite en Afrique du Sud entre 2017 et 2018. Plus récemment, la plus grande épidémie de listériose en Europe au cours des 25 dernières années a été signalée en Allemagne et a été attribuée à des boudins contaminés par L. monocytogenes ST6 appartenant à un clone particulier appelé Epsilon1a.

La listériose humaine est une maladie à déclaration obligatoire en Suisse. Tous les cas de listériose humaine confirmée par culture ou PCR sont signalés à l'Office fédéral de la santé publique (OFSP). Les laboratoires de diagnostic et les laboratoires régionaux (cantonaux) transmettent les isolats au Centre national suisse de référence pour les bactéries entéropathogènes et Listeria pour la caractérisation des souches, garantissant la reconnaissance précoce des clusters de Listeria parmi les isolats alimentaires ou les cas humains. Nous rapportons une épidémie de listériose associée à du fromage contaminé par L. monocytogenes 4b ST6 en Suisse.

Le 30 avril 2020, un fabricant de fromage a signalé au laboratoire cantonal la détection de L. monocytogenes à partir d'un échantillon de fromage à pâte molle (brie) à base de lait pasteurisé. L’analyse a été menée dans le cadre des pratiques de contrôle de qualité de routine du fabricant, qui sont obligatoires en Suisse (Loi fédérale de Suisse sur les denrées alimentaires, article 23). L'isolat de fromage N20–639 correspondait à la souche CT de l'épidémie par WGS. Les autorités cantonales ont débuté la traçabilité de la chaîne de distribution de la laiterie. Le producteur de fromage a fourni plusieurs acheteurs qui fournissent du fromage aux distributeurs dans toute la Suisse. Les acheteurs ont été priés d'arrêter immédiatement la livraison des produits de ce producteur spécifique.

Ces résultats ont conduit à un échantillonnage environnemental approfondi sur le site de production du fabricant. Un total de 50 échantillons sur écouvillon provenant d'emplacements tels que des cuves, des harpes à fromage, des dispositifs d'écrémage, des siphons de sol, des brosses, des éponges à récurer, des plateaux, des poignées de porte, des sols de la cave d'affinage et des murs ont été obtenus.

L. monocytogenes a été identifié dans 11 (22%) des 50 échantillons environnementaux, et les 5 isolats séquencés correspondaient à la souche CT de l'épidémie Ces résultats mènent à un rappel le 5 mai 2020 de 26 articles, dont du brie, du fromage de brebis et de chèvre et des fromages biologiques; la production a été arrêtée immédiatement.

Les résultats ont été communiqués au Système d'information sur les épidémies sur les maladies d'origine alimentaire et hydrique et les zoonoses ou EPIS-FWD. Après le rappel des produits concernés et un avertissement public émis par l'Office fédéral de la sécurité alimentaire et des affaires vétérinaires (OSAV), 7 cas de listériose provoqués par la souche épidémique ont été enregistrés.

Le dernier cas connu causé par cette souche épidémique a été échantillonné le 20 mai 2020 et signalé à l'OFSP le 25 mai 2020. Les données de séquence ont été déposées dans la base de données BioSample du National Center for Biotechnology Information (Bethesda, MD, USA) dans le cadre du projet n°PRJNA640586.

Cette épidémie prolongée à L. monocytogenes 4b ST6 CT7448 a causé 34 cas de listériose confirmés en laboratoire et 10 décès. L'enquête sur l'épidémie est un exemple de collaboration réussie entre les laboratoires et les autorités chargées de la sécurité sanitaire des aliments et de la santé publique pour déterminer les sources de contamination et reconstituer le développement de l'épidémie.

Les résultats de l'enquête impliquaient une fromagerie présentant des lacunes sanitaires et une contamination environnementale persistante dans tout le site de production. L'isolement et le typage par WGS de L. monocytogenes à partir d'un échantillon de fromage lors du contrôle qualité ont fourni des informations cruciales qui ont permis d'identifier l'origine de la contamination.

Le WGS a joué un rôle clé en montrant une étroite relation entre les isolats du produit de fromage et de l'environnement, et en reliant les cas de listériose de 2018 à l'épidémie de 2020.

Cette épidémie met en évidence le risque de recontamination des produits fromagers pasteurisés pendant la fabrication et souligne la nécessité d'un échantillonnage de routine des produits, de l'équipement de fabrication et de l'environnement de production. Les contrôles qualité de routine devraient inclure le typage WGS des isolats environnementaux de L. monocytogenes pour permettre la détection précoce de la contamination potentielle des aliments et, en fin de compte, atténuer le risque de listériose.

Des experts évaluent l'utilisation du séquençage du génome entier dans les épidémies dans plusieurs pays de l'UE

« Des experts évaluent l'utilisation du séquençage du génome entier dans les épidémies dans plusieurs pays », source article de Joe Whitworth paru le 9 octobre 2020 dans Food Safety News.

Des experts ont discuté des principaux obstacles à l'adoption du séquençage du génome entier ou du génome complet (WGS pour whole genome sequencing) pour la surveillance et le suivi des maladies d'origine alimentaire en Europe.

L'événement «Séquençage de nouvelle génération pour lutter contre les maladies d'origine alimentaire dans l'UE» était initialement prévu en mars à l'Istituto Superiore di Sanità en Italie, mais a été déplacé en ligne à fin septembre en raison de la pandémie de coronavirus.

Une enquête avec 100 réponses au cours de la conférence a révélé l'absence de cadre juridique, des problèmes de confidentialité et de propriété des données, une absence d'expertise en bioinformatique et le manque de fonds enguise de quelques-unes des pierres d'achoppement.

Parmi les orateurs figuraient Martial Plantady de la Commission européenne, Saara Kotila du Centre européen de prévention et de contrôle des maladies (ECDC) et Valentina Rizzi de l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA).

Presque toutes les personnes interrogées ont convenu que la surveillance et le suivi basés sur le WGS au niveau de l'UE seraient bénéfiques. Les fonctionnalités les plus utiles incluaient la profondeur des analyses, il peut remplacer la plupart, sinon la totalité, des autres méthodologies, il est automatisé et sa sensibilité.

Plantady a déclaré qu'il était trop tôt pour que les règles rendent obligatoire le WGS dans le cadre des contrôles officiels.

« Je suis convaincu que dans les années à venir, que davantage d'États membres réaliseront le WGS et partageront des données. À ce stade, nous réfléchirons en interne avec eux sur l'imposition de l'utilisation de l'outil dans certaines circonstances, mais il est maintenant trop tôt. Nous encourageons et mettons en place le réseau des laboratoires de référence de l'Union européenne (EURL) pour renforcer les capacités des laboratoires nationaux de référence (LNR) et des laboratoires privés effectuant des contrôles officiels. Le WGS n'est pas suffisamment standardisé pour faire partie des contrôles officiels, c'est donc un cercle vicieux », a-t-il déclaré.

Les résultats du WGS nécessitent des données épidémiologiques

Saara Kotila de l'ECDC a déclaré que les méthodes basées sur le WGS sont rapidement devenues la norme dans les enquêtes sur les épidémies d'origine alimentaire et hydrique.

« Le pouvoir discriminant élevé de la méthode vous permet de confirmer un lien entre les cas et les isolats, ce qui n'était pas possible avec les méthodes plus anciennes, mais pour clarifier la nature du lien, d'autres données sont nécessaires, telles que des données épidémiologiques et séquentielles provenant d'isolats non-humains d'origines diverses telles que les aliments, les animaux et l'environnement pour suivre d'éventuelles sources et véhicules d'origine alimentaire », a-t-elle déclaré.

« Il existe différentes manières d'analyser les données WGS disponibles et utilisées dans différents pays et laboratoires. Il est important que ceux-ci puissent tirer les mêmes conclusions à partir des mêmes données brutes et que l'ensemble de données soit analysé - c'est pourquoi le partage des données de séquence entre les instituts est nécessaire. »

Les données épidémiologiques pourraient inclure l'âge, le sexe, la région du pays, les informations de voyage et les données de consommation et d'exposition des patients.

L'ECDC coordonne la surveillance améliorée de la listériose par WGS depuis mars 2019.

« Dix-huit des 30 groupes contenant des isolats de patients microbiologiquement étroitement liés détectés depuis le début de la surveillance contenaient moins de cinq isolats, ce qui au niveau de l'UE est petit. Nous avons un projet de critères pour déterminer à quel point un cluster doit être soumis », a déclaré Kotila.

La processus de remontée peut signifier que davantage de pays s'impliquent, mais tous les clusters sont communiqués aux pays touchés. Le niveau de remontée dépend du nombre de cas et de pays concernés.

« Nous voulons avoir six isolats ou plus des 12 derniers mois provenant de deux pays ou plus. Chaque fois qu'une enquête urgente est lancée (généralement effectuée par des instituts nationaux de santé mais peut également l'être par l'ECDC), il est volontaire pour les pays d'y répondre. Cela signifie travailler pour eux, et c'est encore plus gourmand en ressources de commencer des enquêtes supplémentaires en collaboration avec les autorités de sécurité sanitaire des aliments », a déclaré Kotila.

« Si trop d'enquêtes et d'enquêtes urgentes étaient lancées, les autorités nationales auraient du mal à trouver des ressources et cesseraient peut-être de contribuer. Il est toujours nécessaire de trouver un équilibre entre les ressources et la valeur de la santé publique pour prioriser les enquêtes. »

L'EFSA va collecter des données WGS à partir d'isolats non humains

Valentina Rizzi, de l'EFSA, a déclaré que la collecte centralisée de données WGS est nécessaire pour soutenir une enquête rapide sur les épidémies d'origine alimentaire dans plusieurs pays.

« Lorsqu'il est nécessaire de collecter des séquences auprès de pays dans le cadre d'une enquête sur une épidémie dans plusieurs pays, l'EFSA est soutenue par les laboratoires de référence de l'Union européenne pour les agents pathogènes d'origine alimentaire et leur réseau de laboratoires nationaux de référence », a-t-elle déclaré.

« À partir de la fin de l'année prochaine, l'EFSA sera en mesure de collecter auprès des pays des données WGS à partir d'isolats non-humains de Listeria monocytogenes, Salmonella et E. coli soumis sur une base volontaire via le système One Health WGS. Les utilisateurs de données prévus du nouveau système seront les autorités compétentes et les laboratoires des États membres de l'UE et d'autres pays déclarants qui signeront un accord bilatéral avec l'EFSA. »

Le système One Health WGS sera composé de deux systèmes interopérables, l'un au sein de l'EFSA et l'autre à l'ECDC, collecte et stockage des données. L'objectif est de collecter des informations de typage de base pour détecter des clusters de maladies d'origine alimentaire et de générer des hypothèses sur les vecteurs alimentaires possibles impliqués.

Dilemme des données

Les répondants à l'enquête ont dit que les principaux inconvénients de la publication de données dans le domaine public comprennent la divulgation d'informations sensibles susceptibles d'affecter la vie privée des personnes, leur utilisation par d'autres scientifiques et le manque d'harmonisation et de normalisation des processus méthodologiques.

Kotila a déclaré que les entreprises pourraient craindre que les cas soient liés à leurs produits, nuisent à leur réputation et aient un impact économique sur les ventes.

« Mais ils pourraient bénéficier de ces enquêtes, car les épidémies pourraient être détectées plus tôt et contrôlées avant une éventuelle escalade, par ex. se retrouvant sous une intense attention de la presse et/ou des affaires judiciaires. D'un autre côté, les données de séquençage peuvent également montrer qu'une entreprise n'est pas liée à une épidémie spécifique », a-t-elle déclaré.

« Certains s'inquiètent du fait que quelqu'un retire les données disponibles et publie des publications scientifiques sans mentionner la source/propriétaire des données, qui peut vouloir faire ses propres publications avec les mêmes données. J'espère que lorsque de plus en plus d'instituts et/ou de personnes partageront des données de séquence, d'autres suivront car ils verront qu'il n'y a rien à craindre. »

Rizzi a déclaré que la soumission de données contribuera à la sécurité des aliments à la protection des consommateurs au sein de l'UE.

« La soumission de données à notre système devrait apporter une valeur ajoutée aux fournisseurs. Il est essentiel de souligner que la propriété appartient aux producteurs des données. Dans le système de l'EFSA, le propriétaire des données sera l'organisation fournisseur qui aura la responsabilité d'obtenir le consentement pour le partage des données du producteur de données d'origine », a-t-elle déclaré.

« Les données de l'industrie devraient être collectées au niveau national et leur partage au niveau de l'UE est sous la responsabilité du fournisseur de données officiellement désigné dans le pays. La confidentialité est assurée par le partage des données dans un réseau sécurisé et une gestion des données réglementée par des accords. »

Un exemple de services de l'EFSA est de rendre aux fournisseurs de données les résultats liés à leurs données et leur relation avec d'autres isolats de la base de données.

George Haringhuizen et Eelco Franz tous deux de l'Institut néerlandais pour la santé publique et l'environnement, Annemarie Kaesbohrer, de l'Institut fédéral allemand pour l'évaluation des risques, (BfR) et Patrick McDermott, directeur du système national de surveillance de la résistance aux antimicrobiens, également présents lors de l'événement organisé par l'EURL working group sur le NGS (séquençage nouvelle génération) et Med-Vet-Net Association.

Séquençage de nouvelle génération: opportunités et limites pour la protection de la santé humaine et animale

« Séquençage de nouvelle génération: opportunités et limites pour la protection de la santé humaine et animale », source communication duBfR n°022/2020 du 14 mai 2020.

Résumé

L'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a publié un avis scientifique sur l'utilité potentielle du séquençage de nouvelle génération (NGS) pour une application dans les investigations sur les épidémies d'origine alimentaire et lors de l’analyse des aliments pour les agents pathogènes microbiens.

Intitulé «Séquençage du génome entier et de la métagénomique pour les investigations sur les épidémies, l'attribution des sources et l'évaluation des risques des micro-organismes d'origine alimentaire», ce document d'opinion examine également la valeur des nouvelles méthodes de laboratoire moléculaire pour l'évaluation des risques dans la surveillance des aliments.

Les avantages et les inconvénients des différentes méthodes du séquençage de nouvelle génération sont analysés dans le contexte des méthodes microbiologiques citées dans la législation actuelle de l'Union européenne.

L'Institut fédéral allemand pour l'évaluation des risques (BfR), en coordination avec l'Institut Friedrich Loeffler (FLI), a évalué l'application des méthodes du séquençage de nouvelle génération concernant la sécurité des aliments et la santé animale sur la base de l'avis de l'EFSA.

Cette évaluation examine des sujets tels que les défis de l'échange de données et de l'harmonisation de nouvelles méthodes entre les différents laboratoires. Par conséquent, le personnel travaillant dans les institutions, les laboratoires et les autorités réglementaires, qui sont impliqués dans le typage et la caractérisation des agents pathogènes dans les aliments et les animaux, est le public cible.

Le séquençage de nouvelle génération représente la deuxième et la troisième génération de séquençage génétique et offre la résolution la plus élevée jamais disponible pour déterminer la séquence nucléotidique d'une molécule ou d'un génome d'ADN.

Pour les agents pathogènes facilement disponibles sous forme de cultures pures, le séquençage du génome entier s'est imposé dans le monde entier comme méthode du séquençage de nouvelle génération. Dans ce processus, le matériel génétique de l'agent causal est isolé de l'individu malade et comparé aux isolats du même agent pathogène provenant d'aliments ou d'animaux. Cela permet la détection de relations dans le matériel génétique, permettant de remonter aux cas à des éclosions de maladies spécifiques à divers endroits. Une autre méthode du séquençage de nouvelle génération, connue sous le nom de séqueçage du métagénome entier ou séquençage métagénomique shotgun consiste à récolter le matériel génétique directement à partir d'un échantillon d'aliments ou d'animaux (par exemple), qui peut souvent contenir un ensemble de microbes. Cela permet la détection de micro-organismes non cultivables ou difficiles à cultiver tels que les parasites ou les virus. Le séquençage métagénomique peut être utilisé comme méthode de diagnostic initial dans les cas où un pathogène spécifique n'est pas encore suspecté. Le séquençage métagénomique permet également de découvrir de nouveaux agents pathogènes inconnus auparavant, comme le virus de Schmallenberg en 2011.

Il y a aussi dans ce document une évaluation conjointe du BfR et le Friedrich Loeffler Institute (FLI) concernant les conclusions tirées de l'avis scientifique publié par l’European Food Safety Authority (EFSA).

Typage de Salmonella et les laboratoires nationaux de référence de l'UE

« Deux laboratoires rencontrent des problèmes dans le typage de Salmonella », source article de Joe Whitworth paru le 7 mai 2020 dans Food Safety News.

Selon un nouveau rapport, deux laboratoires n'ont pas obtenu de bonnes performances lors du test de contrôle qualité initial de 2018 sur le typage de Salmonella.

Les laboratoires nationaux de référence (LNR) des États membres de l'UE participent à des tests de contrôle de la qualité qui consistent en des tests de compétence sur Salmonella. La performance est évaluée chaque année en testant la capacité d'identifier 20 souches de Salmonella. L'objectif est d'évaluer si le typage des souches de Salmonella par les laboratoires a été effectué de manière uniforme et si des résultats comparables ont été obtenus.

En plus de la méthode standard de typage de Salmonella qui est le sérotypage, 12 laboratoires ont effectué un typage au niveau de l'ADN en utilisant l'électrophorèse sur en champ pulsé (PFGE).

Bien que les laboratoires n'aient pas été identifiés, l'un était un LNR de l’UE et l'autre un LNR non de l’UE. L'un d'eux a signalé une fréquence de sérotypage quotidienne avec 6 000 souches sérotypées en 2018 et 450 souches PFGE typées. L'autre laboratoire a enregistré une fréquence de trois fois par semaine avec 400 souches sérotypées en 2018.

L'étude de suivi du sérotypage en mars et avril 2019 a impliqué le typage d'un ensemble supplémentaire de 10 souches de Salmonella. Les résultats ont montré que les deux participants ont réalisé une bonne performance. Le critère de cette performance est inférieur à quatre points de pénalité, qui sont donnés pour un typage incorrect des souches. Aucun LNR de l'UE n'a obtenu une performance «non bonne» dans les études de 2016 ou 2017.

Sérotypage et résultats par PFGE

L'Albanie, la Macédoine du Nord et la Serbie, pays candidats à l'adhésion à l'UE, l'Islande, la Norvège et la Suisse, pays de l'AELE, et Israël ont participé à l'évaluation 2018 organisée par le Laboratoire de référence de l'Union européenne (EURL) pour Salmonella. Le laboratoire d eréférence de l’UE pour Salmonella se trouve à l'Institut national de la santé publique et de l'environnement (RIVM) aux Pays-Bas.

Les 36 laboratoires ont effectué le sérotypage. Les antigènes O ont été typés correctement par 28 des 35 participants. Cela correspond à 98% du nombre total de souches. Les antigènes H ont été typés correctement par 23 des 35 laboratoires, ce qui correspond à 97% du nombre de souches. En conséquence, 20 participants ont donné les noms des sérovars corrects, correspondant à 96% de toutes les souches évaluées.

Le sérotypage de Salmonella Cannstatt (1,3,19:m,t:-) a causé le plus de problèmes dans l'étude avec 10 participants ayant des problèmes.

Pour la sixième et dernière fois, l'étude a également inclus le typage PFGE. La PFGE est une méthode de typage plus détaillée parfois nécessaire pour retrouver la source d'une contamination. Pour le contrôle de la qualité, les participants ont reçu 11 autres souches de Salmonella à tester par cette méthode. Dix des 12 laboratoires étaient équipés pour utiliser la méthode PFGE.

Dans l'ensemble, 82% des scores étaient bons ou excellents. Cependant, deux des 12 images ont donné un mauvais score sur au moins un des sept paramètres. Selon le rapport, les deux images ne conviendraient pas pour la comparaison de la base de données inter-laboratoires de ces profils PFGE.

Évaluation par l’ECDC de Salmonella

Les résultats d'une évaluation différente du typage de Salmonella ont également été publiés par le Centre européen de prévention et de contrôle des maladies (ECDC).

Il était destiné aux laboratoires nationaux de référence en santé publique du réseau des maladies d'origine alimentaire et hydrique et des zoonoses de l'ECDC (FWD-Net) et organisé par le Statens Serum Institut au Danemark entre juin et octobre 2018.

La salmonellose était la deuxième zoonose la plus courante dans l'UE en 2017 avec plus de 90 000 cas. De 2008 à 2017, une tendance à la baisse des cas confirmés a été observée pour 25 pays qui ont systématiquement signalé au cours de la période. Cependant, entre 2013 et 2017, la tendance générale n'a montré aucune augmentation ou diminution significative.

Cette série a évalué la capacité des laboratoires à effectuer une analyse MLVA pour Salmonella Enteritidis et à identifier un groupe basé sur le typage moléculaire par PFGE, MLVA et/ou des données dérivées du séquençage du génome entier (WGS).

Sur les 26 participants qui se sont inscrits, 23 l'ont complété et ont soumis leurs résultats.

Dix des 23 laboratoires ont effectué le typage MLVA de Salmonella Typhimurium, mais seulement deux ont signalé des profils alléliques corrects pour les 10 isolats testés. Dix des 23 participants ont effectué un typage MLVA de Salmonella Enteritidis et sept ont enregistré les profils alléliques corrects pour tous les isolats testés.

Le nombre de participants à l’analyse MLVA pour Salmonella Typhimurium était inférieur à celui des années précédentes. Cela reflète une tendance, où davantage de laboratoires passent à la surveillance basée sur le WGS et à la détection des épidémies en utilisant le WGS au lieu de l’analyse MLVA, selon l'ECDC.

Treize participants ont effectué l'analyse des groupes d’isolats à l'aide de données dérivées de la PFGE et neuf ont correctement identifié les groupes d'isolats étroitement apparentés.

Plusieurs résultats incorrects et challenges de la méthode PFGE mettent en évidence le problème que de nombreux laboratoires utilisent encore, et continueront probablement à utiliser, la méthode PFGE pendant plusieurs années. La valeur ajoutée de cette méthode est de faire le lien entre les bases de données historiques PFGE et les données WGS, selon le rapport.

Douze laboratoires ont effectué une analyse des isolats groupés en utilisant des données dérivées du WGS et 10 ont correctement identifié le groupe d'isolats étroitement apparentés parmi les 12 isolats testés.

Selon le rapport, il existe des difficultés dans la comparabilité interlaboratoires entre les États membres en ce qui concerne la surveillance et les investigations sur les éclosions lorsque différentes méthodes sont utilisées. Malgré l'utilisation croissante du WGS comme outil de typage pour les grandes épidémies, de nombreux laboratoires utilisent encore la PFGE pour la surveillance primaire et l'investigation des épidémies.