La plupart des agents pathogènes infectieux contiennent un génome d’ADN ou d’ARN ce qui fait du séquençage à haut débit une approche séduisante pour la détection des agents infectieux. Aussi le coût du séquençage a considérablement diminué depuis 2010 ce qui rend cette technique compatible avec une réalisation en routine. C’est dans ce contexte que notre laboratoire de microbiologie clinique reçoit depuis novembre 2019 des prélèvements pour la recherche d’agents pathogènes par métagénomique.

L’analyse des prélèvements par métagénomique est déclenchée par la prescription médicale et réalisée après l’accord des biologistes du service de microbiologie. Selon le contexte clinique tous les prélèvements peuvent être analysés. L’acheminement vers le laboratoire est effectué dans la carboglace. Les résultats sont disponibles en 2 à 3 semaines. Le séquençage à haut débit est réalisé sur la plateforme illumina NextSeq. Sur la base des séquences produites, 3 outils bioinformatiques sont utilisés en parallèle pour la détection des bactéries, levures et champignons: Kraken2 et Centrifuge sont des outils basés sur l’identification de séquence par composition de k-mers, ils utilisent les bases de séquence NCBI RefSeq et RVDB. MetaPhlAn2 utilise une base de marqueurs développés par bowtie2. L’identification des virus utilise l’outil original Microseek qui traduit toutes les séquences d’acides nucléiques en séquences protéiques et interroge les bases de données RVDB-prot et NCBI NR/NT.

Nous avons analysé 223 prélèvements entre novembre 2019 et mars 2021. Au moins un agent pathogène a été identifié dans 87 (39 %) prélèvements, tandis que 136 (61 %) sont restés négatifs ou ont permis l’identification d’une flore bactérienne ou virale. 137 (61 %) étaient des biopsies et 86 (39 %) des liquides biologiques. Parmi 87 prélèvements positifs, 13 (15 %) étaient positifs dans un premier temps uniquement en métagénomique avant d’être confirmés par une technique conventionnelle. Parmi ces cas: un cas d’encéphalite à European Bat lyssavirus, un cas d’encéphalite à Astrovirus de la clade neurotrope et un cas de granulome post-rubéole. Aussi l’approche métagénomique a permis d’identifier deux virus probablement en cause pour deux séries de patients immunodéprimés avec des tableaux cliniques similaires :

– cytolyse hépatique inexpliquée ;

– encéphalites avec perte de la vue progressive.

Le diagnostic clinique par métagénomique est une méthode de diagnostic sans a priori qui permet de détecter des agents pathogènes :

– connus qui ne sont pas détectés dans nos laboratoires hospitaliers en routine ;

– connus qui n’ont pas été cherchés car inconnus dans le syndrome exploré ;

– inconnus à ce jour.

Le séquençage à haut débit est une technologie qui améliore significativement notre capacité à diagnostiquer les maladies infectieuses.