Questions fréquemment posées sur le suivi du SARS-CoV-2 dans les eaux usées

Prélèvement sur le site de la STEP de Werdhölzli, Zurich (Photo : Eawag, Andri Bryner)

Prélèvement sur le site de la STEP de Werdhölzli, Zurich
(Photo : Eawag, Andri Bryner)

Les départements Gestion des eaux urbaines et Microbiologie de l’environnement de l’Eawag ainsi que le Laboratoire de Chimie de l’environnement de l’EPFL ont compilé les réponses suivantes aux questions fréquemment posées sur le dépistage du SARS-CoV-2 dans les eaux usées communales.

FAQs

Études épidémiologiques basées sur les eaux usées - qu'est-ce que cela signifie dans le contexte du SARS-CoV-2 ?

  • Du matériel génétique du SARS-CoV-2 peut être excrété avec les selles de personnes infectées. Ce matériel génétique peut être détecté, que le virus soit encore intact ou qu'il s'agisse de fragments de gènes.
  • Lorsque du matériel génétique du SARS-CoV-2 est détecté dans des eaux usées, cela révèle l’existence d’infections dans la population.
  • La détection de SARS-CoV-2 dans les eaux usées peut aider à établir des priorités pour les régions touchées (par exemple avec du matériel, l'intensité des tests, les mesures comportementales, etc.).

Que peut apporter l'épidémiologie basée sur les eaux usées ?

  • Des analyses des eaux usées permettent le suivi d’importants chiffres de population (voir Figure 1).
  • Un échantillon d'eaux usées positif au SARS-CoV-2 peut être utilisé comme signal pour engager des mesures dans la région.
  • Des échantillonnages réguliers permettent de confirmer la dynamique (augmentation et nivelage du nombre d'infections), mais actuellement ne permettent pas de l'anticiper. Des données sur la deuxième vague provenant de Zurich et Lausanne montrent la concordance des analyses sur les eaux usées avec cas confirmés en laboratoire (voir graphiques régulièrement mis au jour sur le site web du projet).

  • Une fois que les essais cliniques sont réduits (par exemple, après une diminution significative de la transmission du virus due à l'introduction d'un vaccin), les analyses des eaux usées peuvent informer sur la circulation résiduelle du virus dans un bassin versant. 

Un échantillon d’eaux usées positif au SARS-CoV-2 signifie

  • …que des individus guéris depuis peu ou actuellement infectés ont contribué à l'échantillon d'eaux usées analysé.
  • …qu’un seuil de personnes infectées a été dépassé (voir Figure 1).
Model conceptuel de la limite de détection du SARS-CoV-2 dans les eaux usées, en fonction de la taille de la population raccordée. Exemple de lecture : Alors que dans une maison de retraite de 100 personnes, on ne peut détecter que très peu de personnes qui excrètent le SARS-CoV-2 ...
Figure 1. Model conceptuel de la limite de détection du SARS-CoV-2 dans les eaux usées, en fonction de la taille de la population raccordée. Exemple de lecture : Alors que dans une maison de retraite de 100 personnes, on ne peut détecter que très peu de personnes qui excrètent le SARS-CoV-2, la limite de détection à la STEP de Lausanne est de 240’000 personnes pour une centaine de personnes touchées qui excrètent le SARS- CoV-2 (sur la base des quelques rares études cliniques menées jusqu’ici, cela correspondrait dans l’exemple de Lausanne à 10-20 nouveaux cas par jour).

Comment fonctionne le dépistage du matériel génétique du SARS-CoV-2 dans les eaux usées ?

  • Un échantillon d'eaux usées brutes provient généralement de l'entrée d'une station d’épuration (échantillon mixte de routine, proportionnel au volume sur 24 heures). Cela signifie qu'un grand nombre d'utilisatrices et utilisateurs de toilettes dans la zone de desserte d'une station d’épuration est recensé.
  • Le dépistage et la quantification du SARS-CoV-2 dans les eaux usées sont basés sur la qPCR (pour la PCR quantitative en temps réel) ou la ddPCR (pour la PCR numérique en gouttelettes). Ce sont les mêmes méthodes de réplication et d’analyse de l’ARN que celles utilisées aussi pour des tests cliniques.
  • Comme les concentrations des séquences de gènes recherchées (N1 et N2) dans les eaux usées sont très faibles, une préparation complexe des échantillons par filtration, concentration et extraction de l'ARN est nécessaire avant la détection.
  • Pour un contrôle de la qualité de l’analyse, des virus connus en concentrations connues sont également ajoutés aux échantillons. La différence entre la quantité de virus ajoutée et la quantité mesurée nous aident à savoir si et dans quelle mesure les analyses fonctionnent.

Combien de temps faut-il pour détecter du matériel génétique du SARS-CoV-2 dans des eaux usées ?

  • Avec la méthode actuellement appliquée par l’EPFL et l’Eawag (pour plus d’informations voir site web du projet), le traitement, l’analyse des échantillons et le rapport des données prennent deux journées de travail.

Qu’est-ce que le suivi épidémiologique ne peut pas réaliser dans le cas du SARS-CoV-2 ?

  • Les échantillons d'eaux usées ne reflètent pas tous les cas positifs - en raison des limites de détection (Figure 1) et parce qu'il y a des personnes infectées qui n'excrètent pas de matériel génétique du SARS-CoV-2.
  • L’évaluation d’échantillons d’eaux usées ne fait pas la différence entre les nouvelles infections et ceux qui ont guéri, mais qui excrètent toujours du matériel génétique du SARS-CoV-2.
  • Les échantillons d'eaux usées ne peuvent pas remplacer les frottis pour l'identification de cas individuels.
  • Il n'est pas possible de prédire l'évolution future d'une épidémie à partir d'échantillons d'eaux usées.
  • Les échantillons d'eaux usées ne peuvent que fournir des informations, mais ne peuvent pas confirmer si les mesures de sécurité prises sont efficaces (en raison des limites de détection, de l'influence des pendulaires et des touristes ou des personnes infectées qui n'excrètent pas de matériel génétique du SARS-CoV-2).

Autres informations et liens

Site web du projet

Anwendung der abwasserbasierten Epidemiologie zur Erkennung von SARS-CoV-2

Vidéo

Émission SF-Einstein du 30.4.2020. «Der Lockdown: Das Virus und sein Impact» (36 min)

Émission

Émission SF-Einstein du 30. Avil 2020. «Der Lockdown: Das Virus und sein Impact» (36 min).

News

3 avril 2020

Les eaux usées contiennent des coronavirus excrétés par des personnes contaminées. Des chercheurs veulent en tirer parti : si l’on parvenait à y détecter les virus, cela permettrait vraisemblablement d’identifier une vague d’infections nettement plus tôt qu’en pratiquant des tests sur des individus présentant des symptômes. Christoph Ort, chercheur à l’Eawag nous a accordé une interview à ce propos.

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28 août 2020

Le magazine Nature Sustainability vient de publier un article récapitulatif sur les possibles risques associés à la présence du virus Covid-19 dans les eaux usées. Le Prof. Eberhard Morgenroth (chef du département Eawag Technologie des procédés) est co-auteur de l’article. Nous lui avons posé cinq questions.

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Expertes et experts de l’Eawag / EPFL