2022 12-02
(Deutsche Fassung, siehe unten)
Le programme national de séquençage du SARS-CoV-2 a franchi une nouvelle étape. Depuis fin février, le département de microbiologie du Laboratoire national de santé (LNS) a séquencé 2550 échantillons positifs du SARS-CoV-2, dont 1808 ont été ajoutés au pool de séquençage depuis le 01/10/2020.
La surveillance génomique en temps réel du SARS-CoV-2 vise à fournir des informations importantes sur la transmission, la dynamique des populations et la biologie du virus. Ceci est d’autant plus pertinent étant donné que le taux de mutation actuel est estimé à environ 2-5 nucléotides par mois. Le Dr Tamir Abdelrahman, chef du département de microbiologie du LNS : « Il est absolument essentiel de relier les données épidémiologiques sur une échelle de temps de quelques semaines aux données génomiques nationales sur une plus grande échelle de population. L’analyse des séquences du génome viral permet d’identifier les lignées des virus circulant au Luxembourg, leur évolution dans le temps comme indicateur du succès des mesures de lutte, la fréquence ou l’introduction de nouvelles souches virales en provenance d’autres zones géographiques, et l’évolution du virus en réponse à des interventions telles qu’une campagne de vaccination ».
La plate-forme de génomique microbienne du LNS à l’avant-garde
La plate-forme de génomique microbienne nouvellement créée au sein du département de microbiologie a été à l’avant-garde et a mis en place en très peu de temps le seul service de séquençage clinique du SARS-CoV-2 au Luxembourg, fournissant un outil essentiel au programme national de surveillance. Le Dr sc. Catherine Ragimbeau, responsable scientifique en génomique microbienne, explique : « Nous avions mis en œuvre une approche de séquençage de l’amplicon en utilisant un schéma d’amorces qui a été initialement développé par le réseau international ARTIC, dont la vocation est de développer des systèmes de surveillance épidémiologique en temps réel pour les organismes de santé publique, et qui comprennent le traitement des échantillons provenant d’épidémies virales jusqu’à la génération de données. »
Catherine Ragimbeau poursuit : « Nous avons capitalisé sur la plateforme interne de séquençage de nouvelle génération en utilisant la technologie Illumina et notre solide expérience en matière de séquençage microbien. Notre version initiale du protocole de séquençage a été transmis à une plateforme européenne (Centre européen de prévention et de contrôle des maladies) afin de le mettre à la disposition d’autres équipes scientifiques. Nous continuons à améliorer le protocole de séquençage et disposons entre-temps de notre propre version luxembourgeoise du protocole. À l’heure actuelle, nous séquençons en moyenne 300 échantillons par semaine. La préparation des échantillons à séquencer est effectuée manuellement par des techniciens et nécessite beaucoup de concentration et d’organisation. Deux jours sont nécessaires afin de préparer 96 échantillons. Nous sommes toutefois impatients d’étendre cette capacité en automatisant l’ensemble du flux de travail ».
Les données confirment l’existence de trois principales souches de circulation
Le Dr sc. Anke Wienecke-Baldacchino, responsable bioinformatique au sein du département de microbiologie : « Grâce aux données de haute résolution en séquençage couplé à la collecte d’échantillons positifs SARS-CoV-2 provenant du programme national de surveillance des virus respiratoires, nous avons observé un changement dans la circulation des variantes entre les deux vagues de COVID-19 signalées au Luxembourg. Comme on peut le comprendre dans notre rapport hebdomadaire (Respiratory Viruses Surveillance – Revilux – LNS revilux), les données de séquençage se rapportant à la semaine 50 confirment les observations faites depuis début septembre. Les principales souches en circulation sont les lignées B.1.160 (33%), B.1.177 (20%) et B.1.78 (26%) ».
Anke Wienecke-Baldacchino ajoute : « La lignée B.1.160 représente un groupe multi-pays de l’UE/EEE et du Royaume-Uni, qui comprend la Belgique, la France, l’Allemagne et le Royaume-Uni. La lignée B.1.177 est apparue au début de l’été 2020 et est vraisemblablement originaire d’Espagne. Elle s’est largement répandue dans de nombreux pays européens et est également présente dans d’autres pays voisins du Luxembourg tels que les Pays-Bas et la France. B.1.78 désigne la lignée néerlandaise ».
Un autre exemple de l’approche coopérative du LNS
Le programme national a également été reconnu au niveau international, souligne le directeur du LNS, le Prof. Dr Friedrich Mühlschlegel : « L’approche collaborative du LNS entre les institutions du Luxembourg au cours des derniers mois a été essentielle afin de relever avec succès le défi posé par la COVID-19. L’activité de séquençage au LNS et nos collaborations avec des institutions de recherche telles que l’Université du Luxembourg, le LIH et le LIST, ainsi qu’avec des laboratoires partenaires, sont de nouveau un exemple parfait de notre approche. Le programme national de surveillance génomique a été orchestré avec la Direction de la Santé, fournissant un nouveau modèle de microbiologie en santé publique au Luxembourg ».
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Das nationale Programm zur Sequenzierung von SARS-CoV-2 hat einen neuen Meilenstein erreicht. Seit Ende Februar hat die mikrobiologische Abteilung des Laboratoire national de santé (LNS) 2550 positive SARS-CoV-2 Proben sequenziert, von denen seit dem 1. Oktober 1808 in den Sequenzier-Pool aufgenommen wurden
Die genomische Echtzeit-Überwachung von SARS-CoV-2 soll wesentliche Informationen zu Übertragung, Populationsdynamik und Biologie des Virus liefern. Dies ist deshalb besonders relevant, weil die Mutationsrate aktuell auf rund 2-5 Nukleotide pro Monat geschätzt wird. Dr. Tamir Abdelrahman, Leiter der Abteilung Mikrobiologie am LNS: „Es ist absolut unabdingbar, dass über Wochen hinweg erhobene epidemiologische Daten mit landesweiten genomischen Daten verglichen werden, die einen umfassenden Personenkreis betreffen. Die Analyse der viralen Genomsequenzen kann die Abstammungslinien der in Luxemburg zirkulierenden Viren identifizieren. Dadurch kann nachvollzogen werden, wie sich diese im Laufe der Zeit auch als Indikator für erfolgreiche Bekämpfungsmaßnahmen weiterentwickeln. Zudem können wir nachvollziehen, ob und wie oft neue Virusvarianten aus anderen geografischen Gebieten eingeschleppt werden und wie sich das Virus z.B. als Reaktion auf Impfungen entwickelt.“
Mikrobielle Genomik-Plattform des LNS an vorderster Front
Die neu geschaffene Mikrobielle Genomik-Plattform der Mikrobiologie des LNS steht in diesem Prozess an vorderster Front und hat innerhalb kürzester Zeit den einzigen klinischen SARS-CoV-2-Sequenzierungsservice in Luxemburg eingerichtet. Dieser bildet das Rückgrat des Programms, so Dr. Catherine Ragimbeau, leitende Wissenschaftlerin für mikrobielle Genomik: „Wir haben einen Amplikon-Sequenzier-Ansatz mit einem Primer-Schema eingeführt. Dieser wurde ursprünglich vom internationalen ARTIC-Netzwerk entwickelt, das ein System zur Verarbeitung von Proben aus viralen Ausbrüchen entwickelt, um so epidemiologische Echtzeit-Informationen für öffentliche Gesundheitseinrichtungen zu generieren. »
Catherine Ragimbeau ergänzt: „Wir nutzen die hauseigene Next Generation Sequenzier-Plattform mit Illumina-Technologie sowie unsere langjährige Erfahrung in der mikrobiellen Sequenzierung. Das Sequenzier-Protokoll wurde für eine europäische Plattform (European Centre for Disease Prevention and Control) freigegeben, um es auch für andere Arbeitsgruppen zugänglich zu machen. Wir arbeiten weiter an der Verbesserung des Sequenzier-Protokolls und haben inzwischen eine eigene luxemburgische Version desselbigen. Derzeit sequenzieren wir durchschnittlich 300 Proben pro Woche. Die Vorbereitung der zu sequenzierenden Proben wird von Technikern manuell durchgeführt und erfordert ein sehr hohes Maß an Konzentration und Organisation. Um 96 Proben zu präparieren, sind beispielsweise zwei Arbeitstage notwendig. Wir arbeiten daran, diese Kapazität durch eine Automatisierung sämtlicher Arbeitsabläufe zu erweitern. »
Sequenzier-Daten bestätigen drei Hauptverbreitungsstämme
Dr. Anke Wienecke-Baldacchino, Leiterin der Bioinformatik in der Abteilung für Mikrobiologie, erklärt: „Mit den ermittelten Sequenzierdaten sowie aufbauend auf positiven SARS-CoV-2-Proben aus dem nationalen Programm zur Beobachtung von Atemwegsviren konnten wir in der zweiten COVID-19 Welle in Luxemburg eine Veränderung bei den zirkulierenden Varianten beobachten. Wie auch in unserem Wochenbericht (Respiratory Viruses Surveillance – Revilux) zu entnehmen, bestätigen die Sequenzierdatenaten, die seit Anfang September gemachten Beobachtungen, nämlich, dass die momentan am meisten verbreiteten Stämme die Linien B.1.160 (33%), B.1.177 (20%) und B.1.78 (26%) sind »
Anke Wienecke-Baldacchino erläutert weiter: „B.1.160 ist ein EU/EWR- und GB-Mehrländer-Cluster, das auch Belgien, Frankreich, Deutschland und Großbritannien umfasst. B.1.177 ist im Frühsommer 2020 aufgetreten und hat seinen Ursprung vermutlich in Spanien. Er hat sich in der Folge in weiteren europäischen Ländern wie den Niederlanden und Frankreich verbreitet. B.1.78 wiederum steht für eine niederländische Linie.“
Weiteres Beispiel für den kooperativen Ansatz des LNS
Das nationale Programm stößt auch international auf breite Anerkennung, wie LNS-Direktor Prof. Dr. Friedrich Mühlschlegel unterstreicht: „Der besonders kooperative Ansatz des LNS über alle Institutionen in Luxemburg hinweg war in den vergangenen Monaten entscheidend für die erfolgreiche Bewältigung der enormen Herausforderung, die COVID-19 für alle darstellt. Die Sequenzier-Aktivitäten am LNS und unsere Kooperationen mit Forschungseinrichtungen wie der Universität Luxemburg, dem LIH und dem LIST sowie mit Partnerlaboren liefern ein weiteres Beispiel für unseren Ansatz. Das Sequenzier-Programm wurde mit der Direction de la Santé abgestimmt und stellt ein neues Modell der Mikrobiologie im öffentlichen Gesundheitswesen in Luxemburgs dar. »