DIU Infections ostéo-articulaires 2019 Diagnostic microbiologique des IOA - 7 mars 2019 Philippe Morand - CRIOAc LYON
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
DIU Infections ostéo-articulaires 2019
7 mars 2019
Diagnostic microbiologique des IOA
… et le NGS ?
Philippe Morand
Hôpital Cochin - HUPC - APHP
Université Paris-Descartes
Apport du NGS ?
Détection de l’agent étiologique (diagnostic direct)
Sensibilité aux antibiotiques
Typage / épidémiologie
Etude du pouvoir pathogène
Elkins, J Arthroplasty 2019
Abdel Karim, J Arthroplasty 2019
Apport du Laboratoire : NGS ?
Next Generation Sequencing
• séquençage d’ADN
(… mais possible aussi pour ARN / reverse transcriptase)
• différentes technologies
Nanopore
Illumina Pacific
Ion Torrent MinION
(>>> 2x300bp) Biosciences
(>>> 400bp) (>>> 100kb)
(>>> 60kb)
Apport du Laboratoire : pourquoi le NGS ?
Brins d’ADN identiques
Sanger
Brins d’ADN différents
Sanger
NGS
profondeur
NGS – shotgun / NGS - amplicon
Shotgun PCR (16S ou autre)
>>> Analyse de l’ensemble >>> Analyse des amplicons
de l’ADN de l’échantillon uniquement
séquençage
Interrogation bases de données
>>> Assignation à une espèce
Espèce 4
Espèce 3
Espèce 2
Espèce 5
Espèce 1
diagnostic microbiologique et IOA : NGS shotgun
Référence Echantillons Technologie Concordance avec Discordances
NGS culture +
Street et al 97 sonicats PJI Illumina 88% (species level) Fusobacterium,
J Clin Micr 2017 Finegoldia,
Parvimonas, S .
aureus, C. acnes
etc
Ruppé et al 24 culture Illumina Monomicrobial : C. acnes +++
Nat Sci Rep 2017 positive IOA (contaminant ?)
100% 273 bacteria not
Polymicrobial : 58% found in culture (91
contaminants)
Ivy et al 168 liquides Illumina 81% Staphylococcus sp
J Clin Micr 2018 Afipia sp
articulaires Finegoldia sp
(PTK) etc
Thoendel et al Sonicats PJI Illumina 95% Anaerobies ++
Clin Inf Dis 2018 Mycobactéries
213 pat. infectés S. aureus
195 non infectés
diagnostic microbiologique et IOA : NGS shotgun
Avantages
Approche « large spectre » bactéries + champignons + virus + parasites (+ humain)
Analyse polymicrobienne
Mise en évidence d’agents pathogènes :
• à croissance difficile : Afipia, anaérobies, etc
• non recherchés en culture classique : mycobactéries (ex M. bovis)
• culture inhibée (antibiotiques) : S. aureus, etc
Limites
Coût
Interprétation difficile
• contaminations par ADN bactérien +++
• Présence d’ADN humain
• quantification
• nombre / proportion de « reads utiles »
Street, J Clin Micr 2017
diagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Exemple :
• Prothèse de genou (3 ans)
• Culture négative
o Os
o Liquide articulaire
o Synoviale
os Liq. Syno-
PCR 16S artic. viale
NGS
(Tarabichi, Arthr Today 2018 >>> Diagnostic :
Namdari J Shoulder Elbow Surg 2019
Sabat, SciRep 2017 Infection à S. canis
Abayasekara, BMC Inf Dis 2017)
diagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Exemple : Etude expérimentale à Cochin (Thèse d’exercice de Thibaud Delerue)
• 10 prélèvements Patient Prélèvement Contexte clinique
• Culture positive
1 Vis de pied Fistulisation cutanée sur
• Plurimicrobiens (ou suspectés de l’être) vis post hallux valgus
• Comparaison Culture / 16S-Sanger / 16S-NGS 2 Tissu au contact de la Reprise prothèse de
prothèse hanche post cancer de la
branche ilio-pubienne
avec fistulisation
vaginale.
3 Fausse membrane Reprise tumeur sacro-
coccygienne
4 Prélèvement au contact Abcès sous périosté de la
du périoste jambe
5 Hematome profond Sarcome de la cuisse
cuisse droite
6 Os pubien droit Ostéite, désarticulation
post tumorale
7 Abcès hanche Tumeur de cuisse avec
fistulisation cutanée
8 Hématome sous cutané Reprise de tumeur des
bras droit parties molles du bras
avec ostéomyélite.
9 Hématome sténose Hématome post
1 2 3 5 4 lombaire arthrodèse T4
10 Os orteil pied droit Ostéite avec mal
perforant plantaire chez
un diabétiquediagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Etude expérimentale à Cochin
• Technologie : Ion Torrent
6 millions de puits.
• Kit ION 16S™ METAGENOMICS
6 couples d’amorces, 8 des 9 régions hypervariables.
PCR muliplex → amplifiats de 210-295 pbdiagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Exploitation des résultats
Résultats après analyse pour un échantillon
Identifications à
partir des séquences
→ Précision ? Significativité ?diagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Etude expérimentale à Cochin
Concordance Culture / 16S-NGS
Prélèvement Prélèvements
Culture cliniques
PCR 16S-Sanger PCR 16S-NGS
4 Fusobacterium
Périoste résultats concordants
nucleatum culture/NGS
Fusobacterium nucleatum Fusobacterium nucleatum
Escherichia coli Enterobacteriaceae
9
Staphylococcus epidermidis Staphylococcus sp.
Hématome Enterobacteriaceae
Staphylococcus aureus Enterococcus faecalis
lombaire
Enterococcus faecalis + contaminants
Staphylococcus aureus Staphylococcus sp.
10 Staphylococcus lugdunensis Corynebacterium sp.
ininterprétable
Os orteil Corynebacterium striatum Enterobacteriaceae
Escherichia coli + contaminantsdiagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Etude expérimentale à Cochin
16S-NGS plus sensible que la culture
Prélèvement Culture PCR 16S-Sanger PCR 16S-NGS
Anaerococcus vaginalis
Helcoccoccus kunzii
Helcoccoccus kunzii
1 Finegoldia magna
ininterprétable Finegoldia magna
Vis pied Staphylococcus aureus
Staphylococcus sp.
Staphylococcus simulans
+ contaminants
Escherichia coli Enterobacteriaceae
3
Klebsiella pneumoniae (dont S. marcescens et K. pneumonie)
Fausse ininterprétable
Serratia marcescens Bacteroides fragilis
membrane
Enterococcus faecalis + contaminants
Pseudomonas aeruginosa Pseudomonadaceae
6 Proteus mirabilis Pseudomonas Anaerococcus vaginalis
Os pubien Escherichia coli aeruginosa Enterobacteriaceae (dont P. mirabilis)
Enterococcus faecalis + contaminants
Prevotellaceae
Fusobacterium sp.
Eikenella corrodens
8 Porphyromonas endodontalis
Aggregatibacter aphrophilus ininterprétable
Hématome Streptococcus intermedius
Streptococcus intermedius
Eikenella corrodens
Aggregatibacter aphrophilusdiagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Etude expérimentale à Cochin
Bactéries non retrouvées en 16S-NGS
Prélèvement Culture PCR 16S-Sanger PCR 16S-NGS
Enterobacteriaceae
Escherichia coli
2 Prevotella bivia
Flore anaérobie
Contact ininterprétable Enterococcus faecalis
Enterococcus faecalis
prothèse Vibrionaceae
Staphylococcus warnerii *
Veillonellaceae
Enterobacteriaceae
Escherichia coli
3 (dont S. marcescens et K. pneumonie)
Klebsiella pneumoniae
Fausse ininterprétable Bacteroides fragilis
Serratia marcescens
membrane Staphylococcus sp.
Enterococcus faecalis *
+ contaminants
5 Proteus mirabilis Enterobacteriaceae
Hématome Escherichia coli ininterprétable (dont P. mirabilis, Escherichia/Shigella
cuisse Enterococcus faecalis et Morganella sp.)
Pseudomonas aeruginosa Pseudomonadaceae
6 Proteus mirabilis Pseudomonas Anaerococcus vaginalis
Os pubien Escherichia coli aeruginosa Enterobacteriaceae (dont P. mirabilis)
Enterococcus faecalis * + contaminants
Morganella morganii Enterobacteriaceae (dont M. morganii)
7
Proponibacterium acnes Morganella morganii Proponibacterium acnes
Abcès hanche
Staphylococcus epidermidis + contaminants
Contamination de culture ou faible inoculum bactérien ?diagnostic microbiologique et IOA : NGS amplicon
Etude expérimentale à Cochin
Contaminations
Culture PCR 16S-Sanger PCR 16S-NGS
Oxalobacteraceae
Flavobacteriaceae
Liquide
Pseudomonadaceae
articulaire Stérile Négatif
Xanthomonadaceae
non enrichi
Halomonadaceae
Comamonadaceae
Oxalobacteraceae
Flavobacteriaceae
NaCl 0.85% Pseudomonadaceae
Non effectué Négatif
Biomerieux® Xanthomonadaceae
Halomonadaceae
Comamonadaceae
→ Liquide articulaire « de contrôle » contaminé par NaCl « stérile »Conclusion
NGS : Evolutions technologiques majeures
• Diagnostic
• Susceptibilité aux agents anti-bactériens
• Typage
• Épidémiologie
• Physiopathologie
Limites
• Mise en œuvre complexe
o Personnel spécialisé
o Coût
o Interprétation difficile +++
• Implémentation en routine ?
Perspectives
• Standardisation des techniques
• Rapport coût-efficacité
• Changements dans la prise en charge des patientsmerci
Vous pouvez aussi lire
