Une étude révolutionnaire de sept ans révèle comment le séquençage métagénomique offre une approche plus précise et plus complète pour diagnostiquer les infections difficiles du SNC, en repérant les agents pathogènes que les tests traditionnels négligent souvent.
Étude : Performance sur sept ans d’un test de séquençage métagénomique clinique de nouvelle génération pour le diagnostic des infections du système nerveux central. Crédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Médecine naturelleles chercheurs ont analysé les performances sur sept ans des tests de séquençage métagénomique de nouvelle génération (mNGS) pour diagnostiquer les infections du système nerveux central (SNC). L'encéphalite, la méningite et la myélite associées aux infections du SNC peuvent provoquer des maladies graves, potentiellement mortelles. Les retards dans leur diagnostic et leur traitement ont été associés à une morbidité et une mortalité plus élevées. Le mNGS clinique est apparu comme une approche globale pour diagnostiquer les maladies infectieuses, permettant la détection de divers microbes sans cibler au préalable un agent pathogène spécifique. Cette méthode sans hypothèse et agnostique pourrait être utile dans les cas d'infections du SNC pour lesquelles des méthodes invasives telles que la biopsie cérébrale et des échantillons limités de liquide céphalo-rachidien (LCR) sont difficiles à obtenir.
Le test clinique mNGS de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF) a été développé en tant que test de séquençage métagénomique ADN/ARN validé en 2016. Des études antérieures ont montré que le mNGS peut augmenter le rendement du diagnostic, fournissant des informations exploitables en cas de suspicion d'infections du SNC.
a,b, Répartition des tests ordonnés par État (a) et à l'échelle internationale (b). Au total, 4 075 tests mNGS ont été réalisés à partir d’échantillons de LCR collectés aux États-Unis, la Californie étant l’État d’origine le plus fréquent (n = 2 420 échantillons). Les laboratoires de référence tels que Associated Regional and University Pathologists, Inc., Labcorp et Mayo Clinic (n = 722) reçoivent des tests de plusieurs États, de sorte que l'emplacement des échantillons individuels ne peut pas être suivi et sont donc exclus du chiffre. 14,8 % (n = 715) des échantillons provenaient d’hôpitaux pédiatriques. c, Nombre de tests effectués par année et nombre de résultats positifs, à l'exclusion des résultats signalés comme contaminants possibles ou probables. *Les données présentées sont des échantillons analysés jusqu'en avril 2023.
Aperçu de l'étude et principales conclusions
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’applicabilité clinique des tests mNGS sur sept ans. Au total, le laboratoire de microbiologie clinique de l'UCSF a réalisé 4 828 tests mNGS entre juin 2016 et avril 2023. Plus de 84 % des tests ont été effectués sur des patients de 46 États des États-Unis. Environ 56 % des patients étaient des hommes et 24,2 % étaient des enfants de moins de 18 ans.
Les délais d'exécution médians pour les patients non-UCSF et UCSF étaient respectivement de 11,4 et 8,2 jours entre le prélèvement de l'échantillon et le résultat et de 3,8 et 3,6 jours entre le traitement de l'échantillon et le résultat. Environ 10,6 % des échantillons contenaient au moins un organisme environnemental ou commensal et ont été signalés comme contaminants. Les contaminants étaient plus fréquents dans les échantillons non-UCSF, probablement en raison de variations dans les méthodes de manipulation, d'acquisition et de transport des échantillons.
Après exclusion des échantillons contenant des contaminants, 14,4 % des échantillons étaient positifs pour un agent pathogène. Le taux de positivité annuel moyen a été estimé à 16 %, les échantillons UCSF présentant un taux plus élevé (16,2 %) que les échantillons non-UCSF (13,9 %), ce qui peut être attribué à la déclaration plus fréquente de résultats inférieurs au seuil dans les échantillons UCSF. Les agents pathogènes détectés à des niveaux inférieurs au seuil comprenaient le virus du Nil occidental, le virus Powassan, Balamuthia mandrillaris, Mycobacterium tuberculosis, Coccidioides sp. et Histoplasma capsulatum. Notamment, la plupart des détections inférieures au seuil ont ensuite été confirmées par des tests orthogonaux. Au total, 797 organismes ont été détectés, les virus à ADN étant les plus couramment identifiés, suivis des virus à ARN, des bactéries, des champignons et des parasites.
Les virus à ARN les plus fréquemment détectés étaient le virus de l’immunodéficience humaine, les arbovirus et les entérovirus. Des arbovirus peu courants, tels que le virus de La Crosse, le virus de Potosi, le virus de l'encéphalite de Saint-Louis et le virus de Cache Valley, ont également été détectés. Parasites détectés inclus Naegleria fowleri, Angiostrongylus cantonensis, B. mandrillariset Toxoplasma gondii. Les agents pathogènes fongiques comprenaient Coccidioides sp., Cryptococcus sp., Fusarium sp. et Histoplasma capsulatum.
Analyse des données cliniques
Ensuite, les chercheurs ont analysé les métadonnées de laboratoire et cliniques d’un sous-ensemble d’échantillons de patients UCSF. Cette cohorte comprenait 1 164 échantillons provenant de 1 053 individus ; 55 % étaient des hommes, 15,2 % étaient des enfants et 35,8 % étaient immunodéprimés. De plus, 87,7 % de la cohorte ont été hospitalisés pendant une durée médiane de 12 jours ; 38,7 % ont nécessité des soins intensifs et 10,2 % sont décédés dans les deux mois. Cette cohorte comprenait 18 % des cas d'infection du SNC, 37,1 % de maladies auto-immunes ou d'autres affections non infectieuses, 0,1 % de maladies à prions et 44,8 % d'étiologie inconnue.
Les patients immunodéprimés présentaient un taux de positivité mNGS plus élevé (16,7 %) ; il était également plus élevé chez les patients atteints de méningo-encéphalite et de méningite. Au total, 180 cas étaient positifs pour au moins un micro-organisme détecté par les tests mNGS ; parmi eux, 227 organismes ont été détectés. Parmi ces détections, 135 étaient de vrais positifs, 85 étaient des détections fortuites et quatre étaient des faux positifs. Trente-cinq détections ont été classées comme étant inférieures au seuil.
Notamment, les tests mNGS ont montré une sensibilité plus faible dans la détection des agents pathogènes fongiques, puisque 10 infections fongiques manquées par les tests mNGS ont été identifiées par des tests antigéniques, par culture ou par les deux. Les paramètres de performance des tests mNGS dans le diagnostic des infections du SNC étaient de 63,1 % de sensibilité, 92,9 % de précision, 99,6 % de spécificité, 92,3 % de valeur prédictive négative et 97,1 % de valeur prédictive positive.
De plus, le rendement diagnostique du mNGS était plus élevé (63,1 %) que celui des autres méthodes, notamment la détection directe du LCR (CSF-DD), le non-CSF-DD et les tests sérologiques indirects. Notamment, les tests mNGS ont identifié 60 infections manquées par les méthodes CSF-DD, tandis que les méthodes CSF-DD ont détecté 26 infections manquées par mNGS.
Conclusions
En résumé, les tests mNGS ont démontré une sensibilité élevée pour détecter les agents pathogènes dans une cohorte présentant des infections du SNC graves et difficiles à diagnostiquer. Il s’agissait du principal ou du seul outil de diagnostic pour 30,4 % des infections, capable d’identifier divers agents pathogènes, notamment des microbes émergents et inattendus, souvent difficiles à détecter à l’aide des méthodes conventionnelles. Bien que la sensibilité de 63,1 % indique que le mNGS ne devrait pas remplacer les tests microbiologiques, cette étude suggère plusieurs cas d'utilisation des tests mNGS : 1) détection d'organismes incultivables, 2) identification d'infections rares ou inattendues, 3) diagnostics viraux étendus et 4) enquêtes sur les épidémies.
D’autres études sont nécessaires pour évaluer le rapport coût-efficacité et l’impact clinique global des tests mNGS.
