Une équipe de scientifiques chinois a exploré l’utilité des méthodes d’alignement et d’assemblage de séquençage métagénomique de nouvelle génération pour identifier les populations bactériennes avec des gènes de résistance aux antibiotiques dans des échantillons cliniques prélevés sur des patients atteints de maladies pulmonaires.
L’étude est actuellement disponible sur le Place de la recherche serveur de prépublication en cours d’examen pour publication dans BMC Résistance aux antimicrobiens et contrôle des infections.
Étude: Méthodes de séquençage pour étudier le microbiome avec des gènes de résistance aux antibiotiques chez les patients atteints d’infections pulmonaires. Crédit d’image : bluesroad/Shutterstock.com
*Avis important: Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
Sommaire
Arrière-plan
L’infection pulmonaire est l’une des infections nosocomiales les plus fréquentes associées à une morbidité et une mortalité importantes. L’abus ou le mésusage d’un traitement antibiotique est le principal facteur responsable d’infections pulmonaires persistantes.
Les cultures microbiennes conventionnelles ne sont pas toujours suffisantes pour détecter les infections bactériennes, et les médecins prescrivent souvent des antibiotiques de manière empirique aux patients, même sans résultat de test positif. Cela conduit à l’émergence d’agents pathogènes résistants aux antibiotiques qui sont difficiles à gérer avec les antibiotiques existants.
Le séquençage métagénomique de nouvelle génération (mNGS) est une méthode de diagnostic puissante capable de détecter rapidement des agents pathogènes potentiels et des gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) directement à partir d’échantillons cliniques. Cependant, un inconvénient majeur de cette méthode est les prédictions faussement positives.
Les méthodes d’alignement et d’assemblage mNGS sont des approches bioinformatiques prometteuses pour détecter les déterminants génétiques de la résistance aux antibiotiques.
La méthode d’alignement fonctionne en identifiant les ARG à partir d’agents pathogènes à faible abondance présents dans des communautés complexes. Cette méthode dépend en grande partie des bases de données de résistance aux antibiotiques contenant toutes les variantes de gènes de référence.
La méthode d’assemblage, quant à elle, identifie des ARG plus divergents des séquences connues dans les bases de données de référence. Ainsi, la méthode d’assemblage peut potentiellement aider la méthode d’alignement pour déterminer les prédictions positives et les attributions entre les ARG et les populations bactériennes.
Dans la présente étude, les scientifiques ont utilisé des méthodes d’alignement et d’assemblage mNGS pour identifier les bactéries résistantes aux antibiotiques (ARA) à partir d’échantillons cliniques provenant de patients atteints d’infections pulmonaires et déterminer les distributions des ARG et des ARA dans les échantillons cliniques.
Étudier le design
Cent cinquante et un échantillons cliniques ont été prélevés sur 144 patients atteints d’infections pulmonaires. Les échantillons ont été analysés par des méthodes d’alignement et d’assemblage mNGS et des méthodes de détection microbienne conventionnelles pour identifier les bactéries avec des ARG.
Les attributions entre les ARG et les bactéries ont été déterminées par une analyse de réseau ARG – ARB simultanée.
Observations importantes
L’analyse mNGS de 151 échantillons a abouti à l’identification de 114 et 52 échantillons positifs à l’ARB par les méthodes d’alignement et d’assemblage, respectivement.
Un total de 52 échantillons identifiés comme positifs à l’ARA par les méthodes d’alignement et d’assemblage ont été sélectionnés pour l’analyse complète. Sur 165 ARB détectés par les deux méthodes, 142 ont été spécifiquement détectés par la méthode d’alignement et 48 ont été détectés par la méthode d’assemblage.
Un nombre significativement plus élevé d’ARB détectés par la méthode d’alignement pourrait être dû à des prédictions faussement positives.
La comparaison de la méthode mNGS avec les méthodes de détection microbienne conventionnelles a révélé que la mNGS a une efficacité significativement plus élevée dans la détection des agents pathogènes et des ARA que les méthodes conventionnelles.
Notamment, la méthode d’alignement a montré un taux de détection de faux positifs ARB significativement plus élevé que la méthode conventionnelle.
Plus précisément, les méthodes d’assemblage et d’alignement se sont avérées avoir des capacités prédictives de 46 % et 13 %, respectivement. La méthode d’assemblage pourrait aider la méthode d’alignement pour une véritable détection d’ARB dans des échantillons cliniques.
Analyse de réseau ARG – ARB
L’analyse du réseau ARG-ARB par les méthodes d’alignement et d’assemblage mNGS a révélé les principaux ARG dans l’ARB prédominant. 361 ARG ont été détectés, appartenant principalement aux classes d’antibiotiques multimédicaments et bêta-lactamines.
Plus précisément, 101 ARG détectés par les deux méthodes et 34 ARG détectés uniquement par la méthode d’assemblage ont obtenu une attribution ARG-bactérie claire, ce qui pourrait potentiellement optimiser les bases de données de référence sur la résistance aux antibiotiques.
En outre, les deux méthodes ont détecté efficacement les ARB prédominants et leurs ARG et classes de médicaments correspondants. Les deux méthodes, y compris Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Stenotrophomonas maltophilia et Corynebacterium striatum, ont détecté un total de 48 ARA prédominants.
Importance de l’étude
L’étude indique que les méthodes d’alignement et d’assemblage mNGS sont efficaces et utiles pour détecter les populations bactériennes avec des ARG dans des échantillons cliniques.
Pour réduire la prédiction ARB faussement positive par la méthode d’alignement, les scientifiques ont fixé un seuil supérieur à 107 lectures efficaces, qui pourraient convenir aux deux méthodes pour détecter les ARG.
*Avis important: Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
