LE SÉQUENÇAGE GÉNOMIQUE POUR LA SURVEILLANCE DU SRAS-COV-2 - SANDRINE MOREIRA 27 MAI 2021
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Le séquençage génomique pour la surveillance du SRAS-CoV-2 Sandrine Moreira 27 mai 2021
Présentation
▪ Sandrine Moreira
▪ Laboratoire de Santé Publique du
Québec (LSPQ)
▪ Ph.D Génomique et Bioinformatique
▪ Professeure associée à l’Université de
Montréal
▪ Coordonne le projet génomique SARS-
CoV-2 Québec
▪ sandrine.moreira@inspq.qc.ca
2
Plan
▪ Expliquer le principe des analyses génomiques.
▪ Décrire l’utilisation de la génomique pour la surveillance du
SRAS-CoV-2.
▪ Décrire l’import et la propagation des variants au Québec.
3
Décrire les méthodes de séquençage et d’analyse bio-
informatique du SRAS-CoV-2
Le SRAS-CoV-2, le virus responsable de la COVID-19
▪ Méthode
▪ Essentielle pour PCR
5
Séquencer l’ADN
6
Principe du Séquençage de Génomes Entiers
G
A
▪ Le génome du virus présente des différences ou mutations par
rapport à un génome choisi comme référence que l’on est capable
d’identifier par SGE.
7
« Beaucoup » de mutations: quelles conséquences ?
▪ Peu de mutations ont une conséquence fonctionnelle
▪ Les mutations de la protéine Spike « S »
sous la loupe.
▪ Lien avec récepteurs des cellules humains
▪ Cibles des vaccins
▪ Parfois l’accumulation de mutations définit un nouveau sous-type
de virus: un variant
8
Les variants préoccupants, d’intérêt et communs du
SRAS-CoV-2
Il existe des milliers de variants du SRAS-CoV-2
5 Eventuellement, cette nouvelle version
du virus peut avoir des propriétés
distinctes de la précédente
C’est un nouveau variant !
▪ Actuellement, on répertorie
>1200 variants du SRAS-CoV-2
10
https://mailchi.mp/21d7a1eb48c1/cancogen-briefing-october-2020-note-dinformation-sur-rcangco-octobre-2020#FRDéfinitions
▪ Variant
Sous-type de virus dont le génome diffère par une ou
plusieurs mutations de celui de référence. Au sens strict du
terme, un variant se distingue par plusieurs mutations qui
modifient les propriétés biologiques du virus initial.
B.1.1.7
▪ Lignée UK
Un ensemble de virus descendants
d’une même souche ancestrale.Définitions
▪ Variant d’intérêt
Variant ayant un impact épidémiologique ou clinique potentiel,
qui est sous surveillance.
▪ Variant préoccupant
Variant d’intérêt ayant un impact épidémiologique ou clinique
démontré, qui est sous surveillance rehaussée.
▪ Variant commun
…. les autres !
12Critères détaillés pour les variants préoccupants
▪ Des données probantes démontrent un impact clinique ou épidémiologique tels
que :
▪ une réduction de la performance des épreuves diagnostiques du SRAS-CoV-2;
▪ un accroissement de la virulence du virus pouvant se manifester par une aggravation de la
gravité de la maladie (hospitalisation, admission en soins intensifs ou décès);
▪ une augmentation de la transmissibilité du virus pouvant se traduire par une survenue non
sporadique soutenue dans la population (accroissement du nombre de cas, d’agrégats ou
d’éclosions et propagation communautaire);
▪ une diminution de l’efficacité vaccinale contre la COVID-19;
▪ un échappement immunitaire aux anticorps utilisés pour le traitement ou à ceux acquis suite
à une infection naturelle, se manifestant par une surreprésentation parmi les réinfections
documentées;
▪ un variant préoccupant est aussi un variant d’intérêt, et de nouvelles données probantes (au
moyen d’études épidémiologiques et/ou cliniques) peuvent amener un changement de
classification de variant d’intérêt vers celle de variant préoccupant
13Actions en santé publique pouvant être posées
▪ Les variants préoccupants peuvent faire l’objet d’interventions prioritaires en santé
publique envers les cas et leurs contacts dans le but d’en limiter (réduire ou retarder) leur
propagation dans la population.
▪ Les laboratoires de microbiologie désignés et le LSPQ doivent rapporter aux autorités de
santé publique régionales les résultats des lignées détectées par criblage ou par SGE.
▪ Les variants préoccupants doivent être inclus dans les statistiques de vigie; cette
décision est prise en concertation avec la Direction de la vigie sanitaire (DVS) du ministère
de la Santé et des Services sociaux (MSSS).
▪ La capacité de détection des variants préoccupants par les laboratoires de microbiologie
désignés peut être rehaussée.
▪ En vigie génomique, une action rehaussée par Séquençage de Génome Entier (SGE) et
des analyses fonctionnelles du SRAS-CoV-2 (virulence, immunité et autres), en
conjonction avec les investigations épidémiologiques et cliniques appropriées peut être
implantée.
14Les variants sous surveillance au Québec
▪ Variant préoccupant ▪ Variant d’intérêt
Variant sous surveillance rehaussée (VSSR) ▪ B.1.525 (émergence Nigéria [Nig])
▪ B.1.1.7 (émergence Royaume-Uni [UK]) ▪ B.1.526 (émergence New York [NY])
▪ B.1.351 (émergence Afrique du sud [SA]) ▪ B.1.427/B.1.429 (émergence Californie [Cal])
▪ P.1 (émergence Brésil [BR]) ▪ B.1.160 (émergence Europe)
Nouveau ▪ B.1.617 (émergence Inde [Ind])
UK
SA
CAL
NY
Ind
Nig
P1
15L’OMS révise la taxonomie des variants (31 mai)
*
* Au secours ! L’OMS a décidé de
nous changer les noms de lignée
en grec !!! Déjà qu’on avait mis 6
mois à les apprendre !!!!
16Les variants préoccupants du SRAS-CoV-2
Impact
Arrivée au
Émergence
Québec
Transmissibilité Gravité Neutralisation Vaccination
Royaume-Uni, sept. 2020 Déc. 2020 Majeur (50-80%) Incertain Minimal Minimal
Afrique du Sud, oct. 2020 Fév. 2021 Majeur (50%) Modéré Important Modéré
Brésil, janv. 2021 Mars 2021 Important Important Important Modéré
Inde, aout 2021 Avr. 2021 Majeur (50-80%) Incertain Modéré Incertain
https://www.inspq.qc.ca/covid-19/labo/variants
17La stratégie de surveillance des variants au Québec
▪ Objectifs
▪ Portrait des différentes lignées circulant au Québec
• Recherche de variants (connus et émergents) ayant un impact en santé publique et
en clinique
▪ Suivi des trajectoires d’introduction et de transmission du virus
▪ Investigation d’éclosions
▪ La détection des variants repose sur deux approches
complémentaires
▪ Le criblage (depuis février 2021)
▪ Le séquençage (depuis avril 2020)
18La stratégie de surveillance des variants au Québec
▪ Objectifs
▪ Portrait des différentes lignées circulant au Québec
• Recherche de variants (connus et émergents) ayant un impact en santé publique et
en clinique
▪ Suivi des trajectoires d’introduction et de transmission du virus
▪ Investigation d’éclosions
▪ La détection des variants repose sur deux approches
complémentaires
▪ Le criblage (depuis février 2021)
▪ Le séquençage (depuis avril 2020)
19Stratégie pour la surveillance des variants
1. Criblage (depuis février 2021)
TAAN recherche certaines mutations
signature, principalement sur la
protéine spicule (spike)
2. Séquençage (depuis avril 2020)
Détermination de la séquence
complète du génome de souches de
SRAS-CoV-2 (30 000 bases)
https://www.nytimes.com/interactive/2021/health/coronavirus-mutations-B117-variant.html
20Le criblage pour la recherche de variants Hugues Charest
Amorce Sens Sonde Amorce Rev
▪ Criblage de tous les échantillons COVID+
Del 69-70
Profils des variants del69-70
▪ ou % (75%-30%) plan de contingence si prévalence
Ctl +
et/ou nombre de cas élevé
▪ Résultat en 24h post-diagnostic
▪ Peu couteux (5$)
Profils des wildtypes (del69-70) ▪ MAIS cible 1 ou 2 mutations ce qui ne permet
pas toujours de différencier les variants
▪ Actuellement 4 mutations ciblées:
▪ del 69/70, N501Y, E484K, L452R
21Le séquençage de génome entier
▪ Séquençage d’une portion des cas COVID+
▪ Echantillonnage aléatoire (15%-30% des cas circulants)
▪ Cas prioritaires
• Détection de lignées connues : confirmation de criblage, voyageurs
• Identification de lignées émergentes: ré-infection, infection post-vaccination, cas
graves < 50 ans
• Analyse d’éclosions
▪ Permet de distinguer finement les lignées et d’identifier de
nouvelles mutations
▪ MAIS analyse longue (>10j), complexe (expertise) et couteuse
22Le LSPQ coordonne le projet genomique SARS-CoV-2 du
Québec
Hôpitaux qui collectent les spécimens cliniques
CoVBanQ, biobanque Génome Québec
> 51 000 échantillons COVID +
Centre de Séquençage McGill
> 4 000 séquençages
LSPQ, partenaires académiques
Chercheurs, Calcul Québec
INSPQ, direction santé publique, MSSS
Surveillance génomique et investigations d’éclosion24Partenariat pour le séquençage
2 4 6 8 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9
1 3 5 7 9 0 1 2 1 41 6 1 8 1 0 2 2 2 4 2 6 2 8 2 0 3 2 3 4 3 6 3 8 3 4 2 4 4 4 6 4 8 4 5 2 5 4 5 6 5 8 5 0 6 6 4 6 6 6 8 6 0 7 2 7 4 7 6 7 8 7 0 8 2 8 4 8 6 8 8 8 0 9 2 9 4 9 6 9
0 0 2 8
1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7
▪ Capacité > 2000 échantillons/semaine
▪ > 30 000 séquences québecoises
25Utilisation de la génomique pour comprendre
l’introduction des souches de SRAS-CoV-2 au Québec
au printemps 2020
Dr. Jesse Shapiro, D. Carmen L Murall
Université de MontréalLa génomique permet de reconstruire la chaîne de
transmission du virus
GATTACATAG
GACTACATAG
GACTACGTAG
▪ Avec la date du
prélèvement et le lieu, la
chaîne de transmission
Le virus se réplique Le processus se Lors de la réplication de son Dans un groupe d’individu peut être reconstituée
beaucoup chez l’hôte répète à chaque génome, le virus peut faire infecté, la chaine de
nouvel hôte une erreur. Souvent, elle est transmission (temps et lieu) ▪ Limite: 1 mutation / 10-15
sans conséquence pour le n’est pas apparente
virus jours (angle mort)
… sauf si l’on est capable de
séquencer le génome entier 27Introductions lors de la première vague, 25 fév. – 1 juin
▪ 25 fév. (1er cas) – 1 juin 2020
▪ 2921 séquences du Qc de haute
16 mars
- Fermeture frontières
qualité (~ 5,7% cas reportés dans
- Confinement
la période, n=45 641 cas totaux)
▪ > 12 000 séquences internationales
Semaine de relache 28
29 fév. – 09 marsLes introductions viennent principalement d’Europe
▪ Phylogénie et reconstruction de l’état ancestral (ASR)
▪ 2921 sequences du Québec
▪ 12 000 séquences Internationales.
▪ >500 introductions identifiées par phylogénie
▪ Principalement d’Europe
▪ Très peu d’Asie
29On ne rapporte pas toujours ce qu’on croit dans ses valises
▪ Les voyageurs partis dans les Caraïbes ont
ramené des virus de partout dans le monde
(Italie, Pays Bas, …)
▪ Les Caraïbes ont été une plaque tournante
pour la distribution du virus
30La plupart des introductions sont survenues après la
semaine de relâche
Retour des
« snowbirds » après la
fermeture des frontières
Border
closed
Avant la relâche Après la relâche
12%-16% des introductions 78%-82% des introductions
▪ La majorité des introductions ont eu lieu au retour de la relâche 31Les introductions qui ont eu le plus de « succès » sont
arrivées pendant la relâche
Europe ▪ Parmi les > 500 introductions,
Canada ▪ ~60% sont des singletons (1 seule
L.Am/Carib
séquence)
USA
▪ ~90% sont dans des lignées < 10 cas
▪ 5-10 ont causé à > 50 cas
▪ Les 10 introductions de > 50 cas ont
conduit à 1414 (48%) des cas de cette
étude
Europe ▪ Ces lignées sont venues
Europe principalement d’Europe
▪ Une minorité de cas a donné lieu à la
majorité des transmissions, les autres
introductions ont été bien contrôlées.
« Super-transmission »
32
Lignées avec > 50 casRésumé
▪ Plus de 500 introductions au Québec
▪ Une minorité (5-10) survenue pendant la relâche a généré la majorité des cas.
Elles provenaient principalement d’Europe
• Évènements de super-propagation
▪ La majorité des introductions ont eu lieu après la relâche (période de
rapatriement) mais n’ont pas généré beaucoup de transmission
• => mesures de quarantaine efficaces
▪ Ce scénario est semblable à ce qui a été observé ailleurs (Royaume-Uni,
Massachussetts)
▪ Les lignées introduites sont venues principalement d’Europe, comme
les autres villes de la côte Est (différent introductions d’Asie sur la côte
Ouest)
33Deux financements majeurs au LSPQ/INSPQ
▪ Réseau Canadien de Génomique de la
COVID ▪ FRQ et MSSS
▪ Génome Canada ▪ Surveillance des variants
▪ Pan-canadien ▪ Génome Québec,McG
▪ Labo santé publique P/T, LNM, centres de chercheurs
séquençage, hôpitaux, chercheurs, industries
▪ 65 000 virus
▪ 150 000 virus / 10 000 hôtes
▪ 40 millions $
▪ 8,8 millions $
▪ ~ 2,5 millions Québec
▪ https://www.genomecanada.ca/en/cancogen
34Merci !
▪ McGill Genome Center ▪ Guillaume Bourque
▪ LSPQ (INSPQ) ▪ BIESP (INSPQ)
▪ Ioannis Ragoussis ▪ Mathieu Bourgey
▪ Éric Fournier ▪ Nathalie Gravel
▪ Sarah Reiling ▪ David Bujold
▪ Mathieu Tandonnet
▪ Aurélie Guilbault ▪ Anne-Marie Roy ▪ Hector Galvez
▪ Grégory Léon
▪ Benjamin Delisle ▪ Shu-Huang Chen ▪ Paul Stretenowich
▪ DRBST (INSPQ)
▪ ▪ Romain Grégoire
▪ Kodjovi Mlaga Pierre Lepage
▪ Christophe Garenc
▪ Réjean Dion ▪ Jannick St-Cyr
▪ Rodica Gilca ▪ Jesse Shapiro
▪ Corinne Darmond
▪ Hugues Charest ▪ Abakar ▪ Carmen Lia Murall
▪ Mark Lathrop
▪ Lyne Desautels ▪ GEPITER ▪ Julie Marleau
▪ Martine Morin ▪ Julio Soto ▪ Arnaud N’Guessan
▪ Génome Québec,
▪ Joel Menard ▪ Mireille Barakat
CoVBanQ ▪ Calcul Québec
▪ Emilie Belanger-Trudel ▪ Juliana Ayres
▪ Daniel Coderre ▪ Pierre-Olivier Quirion
▪ Mélanie Côté ▪ _ ▪ Daniel Tessier
▪
▪ Cynthia Godon Louise Valiquette ▪ Steve Arsenault ▪ Analyse fonctionnelle
▪ Jasmin Villeneuve ▪
▪ Cynthia Masse Nancy Tremblay ▪ Andres Finzi
▪ MSSS
▪ Judith Fafard ▪ Sylvie Laboissière
▪ Eveline Toth ▪ Guy Boivin
▪ Alexandre Montpetit
▪ Michel Roger ▪ Annick Des Cormiers
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