L’apparition de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a conduit à des progrès scientifiques dans la surveillance des infections communautaires basée sur les eaux usées. De plus, la mesure de l’acide ribonucléique (ARN) du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans les échantillons d’eaux usées a été utilisée comme outil de surveillance complémentaire pendant les premiers stades de la pandémie.
Étude: Émergence et propagation de la variante SARS-CoV-2 Omicron dans les communautés de l’Alberta révélées par la surveillance des eaux usées. Crédit d’image : boonchoke/Shutterstock.com
Peu de temps après, des centaines de groupes de surveillance des eaux usées COVID-19 et des tableaux de bord en ligne ont été créés dans le monde entier, y compris en Alberta. Cette stratégie était basée sur l’excrétion fécale d’individus infectés par le SRAS-CoV-2 qui pouvaient être diagnostiqués par quantification de l’ARN viral dans les eaux usées prélevées dans les usines de traitement des eaux usées (WWTP) ou d’autres nœuds.
Des équipes de recherche situées en Alberta et ailleurs dans le monde ont suggéré que les eaux usées sont un indicateur avancé de COVID-19 pendant les vagues pandémiques puisque ces résultats ont précédé de quatre à six jours les cas diagnostiqués cliniquement. Ainsi, l’échantillonnage, le test et la notification de l’ARN viral dans les eaux usées peuvent fournir une alerte précoce du fardeau de la maladie à l’échelle de la population qui, à son tour, peut aider aux processus de prise de décision sur le contrôle des maladies.
Sommaire
Contexte
L’Afrique du Sud a détecté pour la première fois la variante SARS-CoV-2 Omicron dans la province de Gauteng le 24 novembre 2021. La variante Omicron a été rapidement étiquetée comme variante préoccupante (VOC) du SARS-CoV-2 par l’Organisation mondiale de la santé le 26 novembre. 2021.
Peu de temps après, la variante Omicron a été rapidement détectée dans le monde entier. En janvier 2022, la variante Omicron était devenue la souche dominante en circulation dans la plupart des pays du monde, incitant ainsi à la réintroduction de restrictions de santé publique.
Des études ont suggéré que les analyses des eaux usées pourraient différencier les changements dans le fardeau de la maladie causés par différents COV dans les communautés. Le séquençage des génomes viraux à partir des eaux usées peut être réalisé grâce à des protocoles de carrelage d’amplicon ciblés ou à la métagénomique en fusil de chasse ; cependant, ces approches sont chronophages et coûteuses. Comparativement, le dosage ciblé de la réaction en chaîne par polymérase quantitative par transcription inverse (RT-qPCR) de l’ARN des eaux usées a fourni des données précises sur les COV à moindre coût et en temps quasi réel.
Dans une nouvelle étude publiée sur le serveur de prépublication medRxiv,* les chercheurs utilisent des tests RT-qPCR spécifiques aux variantes pour surveiller les eaux usées dans 30 municipalités jusqu’à trois fois par semaine afin de déterminer l’émergence et le changement temporel de la prévalence des variantes Omicron et Delta en Alberta.
À propos de l’étude
L’étude actuelle impliquait la collecte d’échantillons d’eaux usées provenant d’usines municipales de traitement des eaux usées (WWTP) jusqu’à trois fois par semaine. L’ARN a ensuite été isolé des eaux usées soit par des colonnes de liaison par affinité, soit par ultrafiltration, suivie d’une extraction d’ARN. Notamment, les eaux usées recueillies à Calgary, Lethbridge et Fort McMurray ont été traitées à l’aide des deux méthodes.
La quantification de l’ARN a été réalisée par RT-qPCR. Les dosages Delta, Omicron et SARS-CoV-2 total ont été triplexés ensemble pour estimer un rapport Omicron-à-Delta dans chaque échantillon d’eaux usées. De plus, le nombre quotidien de nouveaux cas de COVID-19 diagnostiqués cliniquement a été recueilli auprès de Data Analytics of Alberta Health Services.
Résultats de l’étude
La variante Omicron a été détectée pour la première fois dans les eaux usées de la communauté albertaine à la fin novembre et au début décembre. En fait, entre 3 % et 9 % des échantillons prélevés entre le 5 décembre 2021 et le 9 décembre 2021 présentaient une présence soutenue d’Omicron à Calgary. La détection d’Omicron dans la capitale Edmonton a été signalée le 10 décembre 2021.
Proportion d’Omicron par rapport aux variants Delta SARS-CoV-2 dans les échantillons d’eaux usées communautaires évalués à l’aide de tests RT-qPCR pour des variants spécifiques après le traitement des échantillons à l’aide d’ultrafiltration (A) ou de colonnes d’affinité (B). Les lignes de meilleur ajustement tracées avec un lissage de second ordre sont présentées pour différentes stations d’épuration, dont 3 dont les échantillons ont été traités à la fois par ultrafiltration (A) et par colonnes d’affinité (B) à des fins de comparaison (voir les lignes pointillées pour Calgary-1, Fort McMurray et Lethbridge ; Fig. .S1). La surveillance a duré 53 jours à compter du 28 novembre (représentés en jours consécutifs sur les axes des abscisses). La zone ombrée en gris sur le côté droit (A, B) montre la moyenne mobile sur 7 jours des nouveaux cas cliniques signalés en Alberta (axe y à droite), qui a augmenté après que la variante Omicron ait été prédominante dans les eaux usées municipales de 30 communautés échantillonnées à 21 stations d’épuration à travers la province (C). Calgary et Edmonton sont desservies respectivement par 3 et 2 UTEU (A, B), et certaines UTEU individuelles desservent également plusieurs municipalités (p. ex., Edmonton-2 en dessert 6 autres; Red Deer en dessert 3 autres; les UTEU de Calgary en desservent 3 autres). Le moment (en jours) du rapport Omicron-à-Delta dépassant 10 %, 50 % et 90 % de la charge communautaire de COVID-19 (DF) révèle des tendances générales de diminution de la taille de la population (diamètre de la bulle et axe y) et de la distance de l’aéroport le plus proche à Calgary, Edmonton ou Fort McMurray (ombrage à bulles). Les diagrammes à bulles incluent uniquement les données des STEP de Calgary-1 et d’Edmonton-1 (la plus grande STEP de chaque ville), mises à l’échelle de la population du sous-bassin versant correspondant dans ces villes.
Le taux d’augmentation d’Omicron dans la station balnéaire internationale de Banff était plus élevé que dans les grandes villes comme Edmonton et Calgary. Il a été constaté qu’Omicron avait dépassé 80% de tous les cas communautaires à Banff, alors qu’il n’avait dépassé que 50% des nouveaux cas à Calgary et Edmonton.
Il a également été constaté que la proportion d’infections à Omicron augmentait dans les petites communautés-dortoirs situées à côté d’Edmonton et de Calgary. Les communautés plus petites et éloignées telles que Brooks ont connu l’émergence la plus tardive d’Omicron et n’ont atteint des proportions plus élevées que le 29 décembre 2021.
conclusion
L’étude actuelle démontre que les analyses des eaux usées peuvent fournir une représentation impartiale et précise de la prévalence de la maladie, en particulier pendant les premiers stades de la maladie. Cette approche est également rentable et peut aider à fournir des informations objectives aux décideurs politiques et aux autorités de santé publique en temps quasi réel. Par conséquent, les analyses des eaux usées peuvent être adaptées par d’autres grandes juridictions pour la détection d’agents pathogènes émergents.
*Avis important
medRxiv 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.
