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Quelles approches pourraient permettre d'accélérer le dépistage à grande échelle ?

Texte mis à jour le 2020-11-01


Tracer les cas demande d’accélérer et de généraliser les tests de dépistage à grande échelle. Des tests simples et rapides sont déjà disponibles, alternatives aux tests de référence (prélèvement nasopharyngé et mesure par « RT-qPCR ») : 1) afin de rendre les prélèvements simples, autonomes, sans risque de contamination et peu invasifs : l’échantillonnage peut reposer sur la salive qui contient beaucoup de virus (voir « Quel prélèvement pour tester la présence du coronavirus : nasopharyngé ou buccal ? ») ; 2) afin de de diminuer la durée du test, des méthodes de détection rapides permettent une détection directe des antigènes du virus (tests dits « antigéniques »). Pour ne pas rater des cas avec une faible charge virale, un autre test avec une étape d'amplification rapide existe: c'est la méthode de « RT-LAMP »; 3) afin de diminuer le nombre de tests à faire pour dépister à grande échelle les cas COVID-19, on doit prévoir de combiner les échantillons en groupes, méthode dite de « poolage ». Voir « Regrouper les tests (“pooling”, "poolage") : pourquoi et pour quoi faire ? ».

NOTE. Il faut distinguer les tests de détection du virus qui permettent de savoir si on est présentement infecté par le virus (voir « Quel est le test de référence pour savoir si je suis infecté-e par SARS-CoV-2 ? ») des tests sérologiques qui permettent de savoir qu’on a été infecté par le virus en détectant notre réponse immunitaire (voir « Quels sont les tests pour savoir si j’ai déjà eu la COVID-19 ? »).

Les tests de détection du virus dans nos sécrétions corporelles peuvent soit être très sensibles grâce à un processus d’amplification du virus (méthode de PCR ou RT-LAMP) soit peu sensibles si le virus est détecté directement sans amplification du virus (tests dits « antigéniques »).

La salive : une méthode de prélèvement simple, autonome, et moins sujette à contamination. Récemment, les tests reposant sur l’analyse de la salive se sont avérés sensibles car la charge virale est élevée. Comme le prélèvement de salive est facile, les individus peuvent même se prélever de manière autonome.

De manière surprenante, le virus est très stable dans la salive : il résiste plus d’une semaine à température ambiante, plus de 2 semaines à 4°C et des mois au congélateur à -80°C. Ainsi, le système de collecte des échantillons salivaires peut être simple et peu couteux.

Pour l’ensemble de ces raisons, les tests sur salive sont très prometteurs pour tester rapidement et à grande échelle. Voir la question « Quel prélèvement pour tester la présence du coronavirus : nasopharyngé ou buccal ? ».

Faire moins de tests pour identifier les cas positifs et diminuer le coût des tests grâce au poolage des échantillons. Combiner les échantillons de plusieurs personnes d’une même maisonnée en un seul pool pourrait permettre d’optimiser la détection de foyers infectés au sein de la population. Voir les questions « Regrouper les tests (pooling) : pourquoi et pourquoi faire ? » et « Quels sont les risques de faux-négatifs dans les tests groupés ? ». La technique du regroupement des échantillons par poolage permet de diminuer le nombre de tests standards par PCR à effectuer et ainsi de gagner en temps et en efficacité à la détection des cas, ainsi que de réduire les coûts. Il est possible de regrouper des prélèvements, de tester les pools et en cas de positivité de re-tester les individus séparément.

Détection du virus par amplification rapide de la séquence virale pour le dépistage individuel et collectif : la méthode de RT-LAMP et l’espoir de l’approche LAMP-seq. 

Des tests reposant sur la Polymerase Chain Reaction (« PCR ») plus rapides que la RT-qPCR existent tels que la RT-LAMP qui est une technique d’amplification isothermique à médiation par boucle qui peut être réalisée en une demi-heure. Cette méthode peut être utilisée pour le dépistage individuel et est commercialisée en France pour des échantillons salivaires par la société SkillCell (test « EasyCov »).

La méthode de RT-LAMP a été adaptée dans une preuve de concept récente pour le dépistage à grande échelle : c’est l’approche de LAMPseq. En ajoutant des « codes barre » dans le prélèvement de chaque individu, il est possible de combiner les échantillons de multiples individus (jusqu’à plusieurs dizaines de milliers) et d’identifier le résultat de chacun en un seul test ! Le code barre est une petite séquence d’ADN collée aux amorces qui sont utilisées pour amplifier le génome du virus. Ainsi si un des échantillons contient le coronavirus, la séquence virale sera amplifiée en même temps que le code barre d’identification de l’individu. Via un séquençage massif, il est possible de remonter à la personne porteuse du virus au sein du pool. La « LAMPseq » demande forcément plus de temps que la demi-heure du RT-LAMP afin de traiter les dizaines de milliers de prélèvements, de séquencer et d’interpréter les séquences. En revanche, il n’est pas nécessaire avec cette approche de re-tester les mêmes échantillons puisqu’on connaît l’identité de chaque individu dans le mélange d’échantillons grâce au code barre. Notez que le taux de positivité des cas COVID-19 dans la population testée imposent des contraintes pour le nombre d’échantillons à pooler avec cette méthode.

Trouver les cas positifs très contaminants rapidement grâce à la détection des molécules présentes à la surface du virus : les tests antigéniques peu sensibles mais rapides. Alors que les tests PCR détectent le matériel génétique du SARS-CoV-2 (ARN), les tests antigéniques détectent eux les molécules présentes à la surface du virus, généralement la protéine de nucléocapside. Ces tests sont rapides (moins de 30 minutes) et peuvent ainsi être utiles pour détecter des personnes avec une charge virale importante qui seraient amenées à contaminer efficacement lors d’un évènement collectif. Ces tests sont très spécifiques pour le virus, mais ils ne sont pas aussi sensibles que les mesures reposant que la réaction PCR qui détectent la séquence du virus après un processus d’amplification. Il y a donc avec ces tests antigéniques un risque plus élevé de faire des erreurs de type faux-négatifs. Vu la faible sensibilité de ces tests, les personnes symptomatiques ou cas contact ayant un test antigénique négatif sont encouragées de confirmer leurs résultats par un test PCR plus sensible.


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Sources

Une des premières études indiquant la fiabilité des tests salivaires.

Azzi, L., Carcano, G., Gianfagna, F., Grossi, P., Dalla Gasperina, D., Genoni, A., ... & Maurino, V. (2020). Saliva is a reliable tool to detect SARS-CoV-2. Journal of Infection.

Une des premières études indiquant la fiabilité des tests salivaires.

Williams, E., Bond, K., Zhang, B., Putland, M., Williamson, D.A. (2020) Saliva as a non-invasive specimen for detection of SARS-CoV-2. J Clin Microbiol. pii: JCM.00776-20.

Des chercheurs de l’université de Yale montrent que les tests sur la salive sont plus sensibles que ceux réalisés sur des échantillons nasopharyngés (n = 70 patients COVID):

Wyllie, A. L., Fournier, J., Casanovas-Massana, A., Campbell, M., Tokuyama, M., Vijayakumar, P., ... & Petrone, M. E. (2020). Saliva is more sensitive for SARS-CoV-2 detection in COVID-19 patients than nasopharyngeal swabs. New England Journal of Exp. Medecine, Sept 24 2020, 383: 1283-1286.

Le virus est stable dans la salive plus d’une semaine à température ambiante, plus de 2 semaines à 4°C et des mois au congélateur à -80°C. Ces observations suggèrent qu’un système de collecte simple et peu couteux est possible :

Ott, IM, Strine, MS, Watkins, AE, Boot, M, Kalinich, CC, Harden, CA, Vogels, CBF, Casanovas-Massana, A, Moore, AJ, Muenker, MC, Nakahata, M, Tokuyama, M, Nelson, A, Fournier, J, Bermejo, S, Campbell, M, Datta, R, Dela Cruz, CS, Farhadian, SF, Ko, AI, Iwasaki, A, Grubaugh, ND, Wilen, CB, Wyllie, AL. Simply saliva: stability of SARS-CoV-2 detection negates the need for expensive collection devices.

L’étude française COVISAL menée dans la forêt amazonienne en Guyane montre l’intérêt et la facilité du prélèvement salivaire. L’étude effectuée sur le terrain révèle des variations entre les groupes prélevés dans des conditions de laboratoires (Yale University, Hokkaido University) et sur le terrain. Cette étude à partir de 25 cas asymptomatiques a conduit la Haute Autorité de Santé à ne réaliser les tests salivaires que sur les personnes ayant des symptômes (https://www.has-sante.fr/jcms/p_3202317/fr/covid-19-les-tests-salivaires-peuvent-completer-les-tests-nasopharynges-chez-les-personnes-symptomatiques)

Nacher, M, Mergeay-Fabre, M, Blanchet, D, Benois, O, Pozl, T, Mesphoule, P, Sainte-Rose, V, Vialette, V, Toulet, B, Moua, A, Simon, S, Guidarelli, M, Galindo, M, Biche, B, Faurous, W, Abad, F, Fahrasmane, A, Rochemont, D, Vignier, N, Vabret, A, Demar, M. COVISAL Guyane, Nacher, M, Demar, M. Prospective comparison of saliva and nasopharyngeal swab sampling for mass screening for COVID-19. COVISAL Guyane, Nacher, M, Demar, M. Prospective comparison of saliva and nasopharyngeal swab sampling for mass screening for COVID-19.

Regrouper les échantillons au sein d'une maisonnée pourrait permettre d'optimiser la détection des foyers infectés au sein de la population :

Hogan, C. A., Sahoo, M. K., & Pinsky, B. A. (2020). Sample Pooling as a Strategy to Detect Community Transmission of SARS-CoV-2. JAMA.

Une étude récente japonaise sur 55 cas COVID asymptomatiques montre que la salive constitue un mode de prélèvement très performant pour détecter SARS-CoV-2 même chez des patients asymptomatiques : 92% de sensibilité pour le prélèvement salivaire alors que 86% pour le prélèvement nasopharyngé, avec une probabilité de concordance de 99.8%. Les tests ont été réalisés sur plus de 1950 personnes cas contact ou à l’arrivée aux aéroports :

Yokota, I, Shane, P, Okada, K, Unoki, Y, Yang Y, Tasuku, I, Sakamaki, K, Iwasaki, S, Hayasaka, K, Sugita, J, Nishida, M, Fujisawa, S, Teshima, T. (2020). Mass screening of asymptomatic persons for SARS-CoV-2 using saliva. 10.1101/2020.08.13.20174078.

Une étude japonaise sur 103 cas positifs comparant différents systèmes de RT-qPCR et un système de RT-LAMP conclut à une meilleure sensibilité de la RT-qPCR. Noter que dans cette étude il n’y a pas eu de prétraitement de la salive avant le RT-LAMP, ce qui pourrait affecter les résultats obtenus.

Ikeda, M, Imai, K, & Tabata, S, Miyoshi, K, Mizuno, T, Murahara, N, Horiuchi, M, Kato, K, Imoto, Y, Iwata, M, Mimura, S, Ito, T & Tamura, K, Kato, Y. (2020). Clinical evaluation of self-collected saliva by RT-qPCR, direct RT-qPCR, RT-LAMP, and a rapid antigen test to diagnose COVID-19. 10.1101/2020.06.06.20124123.

Le kit de détection EasyCOV utilisant la RT-LAMP après prétraitement préalable de la salive permet de détecter le SARS-Cov-2 en 40 min avec une sensibilité de 87.5% d’après leur première étude réalisée sur 220 personnes.

Au total, 720 personnes devraient être intégrées d’ici la fin de l’étude.

La technique de LAMP-Seq a été développée et validée sur un groupe 28 individus dont 12 positifs par RT-PCR. 12 sur 12 individus ont été identifiés comme positifs avec l’approche LAMP-Seq. Les taux de faux-négatifs et faux-positifs vont dépendre des conditions précises de mise en place et impose des contraintes sur le taux maximal de cas positifs dans la population ciblée :

Schmid-Burgk, JL, Schmithausen, RM, Li, D, Hollstein, R, Ben-Shmuel, A, Israeli, O, Weiss, S, Paran, N, Wilbring, G, Liebing, J, Feldman, D, Słabicki, M, Lippke, B, Sib, E, Borrajo, J, Strecker, J, Reinhardt, J, Hoffmann, P, Cleary, P, Hölzel, M, Nöthen, MM, Exner, M, Ludwig, KU, Regev, A, Zhang, F. LAMP-Seq: Population-Scale COVID-19 Diagnostics Using Combinatorial Barcoding.

Tests groupés de 5 à 20 dans des échantillons salivaires par l’équipe de l’université de Yale également à l’origine du test SalivaDirect :

Watkins, A. E., Fenichel, E. P., Weinberger, D. M., Vogels, C. B., Brackney, D. E., Casanovas-Massana, A., ... & Cruz, C. S. D. (2020). Pooling saliva to increase SARS-CoV-2 testing capacity. medRxiv.

Tests groupés de 5 à 30 en Allemagne, dans le land de la Sarre, à des fins de prévention épidémique :

Lohse, S., Pfuhl, T., Berkó-Göttel, B., Rissland, J., Geißler, T., Gärtner, B., ... & Smola, S. (2020). Pooling of samples for testing for SARS-CoV-2 in asymptomatic people. The Lancet Infectious Diseases.

Une étude examine la spécificité et sensibilité du test antigénique rapide «Coris COVID-19 Ag Respi-Strip » sur 106 échantillons: si le test est spécifique (100%), le taux de détection des cas positifs est très faible (30%).

Scohy, A., Anantharajah, A., Bodéus, M., Kabamba-Mukadi, B., Verroken, A., & Rodriguez-Villalobos, H. (2020). Low performance of rapid antigen detection test as frontline testing for COVID-19 diagnosis. Journal of clinical virology : the official publication of the Pan American Society for Clinical Virology, 129, 104455.

Une étude japonaise examinant les performances du test antigénique LUMILUSTRE sur 313 échantillons révèle que ces tests sont très spécifiques de SARS-CoV-2 (spécificité de 99.6%) mais qu’ils ne sont pas très sensibles (sensibilité de 55.2% comparée aux tests de détection du virus par PCR).

Hirotsu, Y, Maejima, M, Shibusawa, M, Nagakubo, Y, Hosaka, K, Amemiya, K, Sueki, H, Hayakawa, M, Mochizuki, H,Tsutsui, T, Kakizaki, Y, Miyashita, Y, Yagi, S, Kojima, S, Omata, M. Comparison of automated SARS-CoV-2 antigen test for COVID-19 infection with quantitative RT-PCR using 313 nasopharyngeal swabs, including from seven serially followed patients. Int J Infect Dis. 2020 Oct; 99: 397–402. doi: 10.1016/j.ijid.2020.08.029

Les tests immunologiques de fluorescence rapide de l'antigène du SARS-CoV-2 peuvent identifier les patients dans les 5 premiers jours suivant l'apparition des symptômes, lorsque les sécrétions respiratoires portaient des charges virales élevées, ce qui suggère que ces tests pourraient jouer un rôle important dans les futures stratégies indépendantes de la PCR pour détecter les cas précoces ou infectieux :

Porte, L, Legarraga, P, Iruretagoyena, M, Vollrath, V, Pizarro, G, Munita, JM, Araos, R, Weitzel, T. Rapid SARS-CoV-2 antigen detection by immunofluorescence – a new tool to detect infectivity

Pour aller plus loin

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