Utilisation Des Phylogénies D'infections En Épidémiologie

Les virus evoluent rapidement. Ceci explique en partie les difficultes a mettre au point des vaccins ou des traitements (1). L'evolution est dite « neutre » quand les mutations genetiques n'affectent pas les traits de l'infection. La phylodynamique propose d'utiliser cette evolution neutre afin d'inferer des parametres epidemiologiques (2,3). Il s'agit d'etudier la maniere dont les virus se propagent, ce qui laisserait des traces dans leur genome. A la base de cette discipline, il y a le parallele entre une phylogenie d'infection (representation de l'evolution du virus au cours d'une epidemie) et une chaine de transmission. En effet, chaque em-branchement dans la phylogenie peut etre vu comme une transmission et chaque feuille comme une fin d'infection. Ceci a conduit les biologistes de l'evolution a appliquer des modeles phylogenetiques au cas des phylogenies d'infections, par exemple pour approximer la prevalence des infections (4). Ces dernieres annees ont vu des progres dans le developpement de modeles statis-tiques permettant d'inferer des parametres tels que le taux de reproduction de base (ou R0), qui caracterise la vitesse de propagation d'un pathogene. Ces methodes ont en commun de reposer sur des modeles mathematiques qui calculent la probabilite d'observer une phylogenie pour un modele sous-jacent donne et un jeu de parametres donne (5,6). Des approches dites de phylo-geographie permettent aussi de retracer la propagation d'epidemies dans l'espace, par exemple la grippe aviaire en Asie (7). Enfin, de nouvelles approches visent a maximiser la precision des modeles en combinant des donnees d'epidemiologie « classiques » (prevalence) et donnees genetiques (8). Les trois publications illustrent l'apport de la phylodynamique pour l'etude d'infections emergentes (Zika), sa faisabilite dans un contexte difficile (Ebola en Afrique de l'Ouest) et les defis souleves par l'accumulation de sequences (le cas du virus du syndrome respiratoire et reproductif porcin). Resume Le virus Zika appartient au genre des Flavivirus (comme la dengue). Il est generalement transmis a l'homme par un moustique du genre Aedes et peut causer des symptomes moderes (maux de tete, courbatures) et avoir des conse-quences graves chez le foetus. Zika a ete decouvert en 1947 en Ouganda. On en connait deux genotypes (africain et asiatique). Entre 2007 et 2014, Zika a cause plusieurs epi-demies dans le Pacifique. En mai 2015, il a ete detecte au Bresil et, fin janvier 2016, 30.000 cas avaient ete recenses (ce chiffre sous-estime fortement l'incidence car la majorite des cas sont asymptomatiques). Afin d'en savoir plus sur l'origine de l'epidemie, les auteurs ont sequence le genome complet de Zika chez sept indivi-dus. Ces sept sequences etaient peu differentes des se-quences existantes. En inferant un arbre phylogenetique date a partir de ces sept sequences et de 16 autres dispo-nibles dans la base de donnees de reference, ils ont consta-te que les sequences d'Amerique du Sud appartenaient au genotype asiatique et partageaient un ancetre commun avec la souche de 2013 en provenance de Polynesie fran-caise. De plus, les sequences du Bresil sont eparpillees dans le groupe des sequences americaines, suggerant une propagation du Zika entre les pays. Toutefois, comme le Zika a d'abord ete identifie au Bresil et, comme sa diversite gene-tique y est la plus elevee, les auteurs pensent que c'est la que l'epidemie Sud-Americaine a commence. Enfin, selon les auteurs, l'ancetre commun aux sequences americaines se situerait entre aout 2013 et avril 2014. Celui des sequences americaines et de Polynesie francaise re-monterait a une date entre decembre 2012 et septembre 2013. Ceci suggere que le virus n'a pas ete introduit au Bresil pendant la coupe du monde de football (ete 2014) mais peut-etre pendant la coupe des confederations en 2013. Enfin, les repercussions des mutations de la souche Bresilienne de Zika sur les proprietes physico-chimiques des proteines du virus ne semblent pas avoir d'impact sur la transmission de ce dernier. Commentaire Cet article montre que la phylodynamique est maintenant utilisee en routine pour analyser une « flambee epide-mique ». L'analyse de quelques genomes permet d'en savoir plus sur l'origine de l'epidemie, en particulier dans le cas d'un pathogene mal connu. Ces methodes permettent aussi de dater les evenements, par exemple l'arrivee de Zika au Bresil. Le peu de sequences utilisees ici fait que l'incertitude autour des dates estimees est grande. C'est d'ailleurs une des limites de cette etude, surtout a l'heure ou le sequen-cage est devenu facile meme en conditions extremes comme l'illustre la seconde etude. Sequencage portable des genomes en temps reel pour la surveillance d'Ebola Quick J. et al. (2016). Real-time, portable genome sequencing for Ebola surveillance. Nature, vol. 530: p.228-32.