Emerging diseases are frequently caused by novel or previously unrecognised zoonotic viral pathogens, which tend to originate in and emerge from wildlife. When human or animal cases are first recognised, molecular or serological diagnostic assays specific to them do not yet exist, causing a delay in the identification of an outbreak's aetiologic agent as well as its source. Preparing for the next virus to emerge is a major public health challenge, impeded by a poor understanding of the diversity of potential candidates that exist in wildlife reservoirs. Characterising the diversity of viruses in key wildlife species will help to reduce the time between detection and response in an outbreak situation, and inform public health strategies that reduce the risk of spillover from animal reservoirs. Pathogen discovery techniques such as consensus polymerase chain reaction (cPCR) and next-generation sequencing (NGS) have been used to identify known and novel viruses in animals and humans, but have not been widely used in surveillance programmes. Metagenomic studies have identified novel viruses, new strains of known viruses, and have characterised host microbiomes. While NGS represents an unbiased approach to viral sequence detection, it is constrained by lower sensitivity than conventional PCR, requires substantial bioinformatics capabilities, and is cost prohibitive and therefore not widely available in the regions of the world that are most vulnerable to zoonotic disease emergence. In contrast, consensus PCR uses standard and widely available technologies, has greater sensitivity than NGS, and has also been used to identify novel viruses in wildlife, livestock and humans, though it is limited to detecting target genetic sequences conserved across known groups of viruses. The use of cPCR, in combination, if possible, with NGS and serology, can offer a powerful approach to rapidly identifying aetiologic agents in an outbreak and characterising the virome of key wildlife known to carry zoonotic viruses. Here, the authors review pathogen discovery techniques currently being used in human and animal surveillance programmes and the challenges of using viral discovery to identify novel zoonotic pathogens.
Les maladies émergentes sont souvent causées par des virus nouveaux ou précédemment inconnus, de portée zoonotique, qui ont généralement leur source dans la faune sauvage, à partir de laquelle s’effectue leur émergence. Lorsque le premier cas d’infection par un virus de ce type est détecté chez l’homme ou chez les animaux, il n’existe encore aucune épreuve moléculaire ou sérologique de détection de l’agent étiologique, ce qui retarde son identification ainsi que l’élucidation de la source du foyer. La préparation aux futures émergences virales est un véritable défi de santé publique et se voit entravée par les lacunes des connaissances sur la diversité des virus potentiellement candidats. La caractérisation des différents virus qui affectent les principales espèces sauvages permettra de réduire le délai entre le moment où un nouveau foyer est détecté et celui où une réponse lui est apportée, et d’élaborer en connaissance de cause des stratégies de santé publique visant à limiter le risque d’un franchissement d’espèce à partir des réservoirs animaux. Les techniques de découverte d’agents pathogènes, par exemple l’amplification en chaîne par polymérase (PCR) pan-générique ou consensus et le séquençage de nouvelle génération (SNG) sont utilisées pour identifier des virus connus ou nouveaux chez l’homme et l’animal, mais ne sont pas d’une utilisation courante dans les programmes de surveillance. Les études métagénomiques permettent d’identifier des virus nouveaux ainsi que les souches nouvelles de virus connus et servent également à caractériser le microbiome de l’hôte. Le SNG constitue une méthode de détection des séquences virales exempte de biais mais sa sensibilité moindre que celle des PCR classiques, les capacités bio-informatiques considérables qu’il requiert et son coût prohibitif sont des contraintes importantes qui en limitent l’utilisation dans les régions du monde les plus vulnérables à l’émergence des maladies zoonotiques. En revanche, la PCR consensus fait appel à des technologies normalisées et largement disponibles, tout en présentant une meilleure sensibilité que le SNG ; elle permet également d’identifier des virus nouveaux présents dans la faune sauvage, chez les animaux domestiques ou chez l’homme, bien qu’elle ne détecte que des séquences génétiques cibles conservées d’un groupe connu de virus à l’autre. Le recours à la PCR consensus, si possible associé aux techniques de SNG et à la sérologie se révèle une stratégie puissante qui permet d’identifier rapidement les agents responsables d’un foyer et de caractériser le virome d’espèces sauvages jouant un rôle majeur en tant que réservoirs de virus zoonotiques. Après avoir passé en revue les techniques de découverte d’agents pathogènes actuellement utilisées dans les programmes de surveillance des maladies animales et humaines, les auteurs font le point sur les enjeux de ces techniques pour l’identification de nouveaux agents pathogènes zoonotiques.
La causa de las enfermedades emergentes reside muchas veces en virus zoonóticos de aparición reciente o hasta entonces no descritos, que en general se originan y surgen en animales salvajes. Cuando se detectan los primeros casos en personas o animales aún no existen pruebas específicas de diagnóstico, ya sea molecular o serológico, y ello retrasa la identificación del agente etiológico del brote y la determinación de su origen. Prepararse para el próximo virus que vaya a aparecer es un gran objetivo de salud pública, lastrado en la práctica por el escaso conocimiento de la gran diversidad de posibles candidatos que moran en los reservorios de la fauna salvaje. La caracterización de los diversos virus que existen en las principales especies de animales salvajes ayudará a reducir el lapso que media entre la detección y la respuesta en caso de brote y a fundamentar a partir de ahí estrategias de salud pública que reduzcan el riesgo de diseminación desde los reservorios animales. Hasta ahora las técnicas de descubrimiento de patógenos, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de consenso (PCRc) o la secuenciación de próxima generación, han servido para identificar virus nuevos o ya conocidos en personas y animales, pero no se han aplicado de forma generalizada a los programas de vigilancia. Gracias a estudios de metagenómica se han podido detectar virus recién aparecidos o nuevas cepas de virus ya conocidos y caracterizar los microbiomas de los organismos anfitriones. Aunque la secuenciación de próxima generación constituye un método exento de sesgos para detectar secuencias víricas, adolece de una menor sensibilidad que la PCR convencional, exige una considerable capacidad de gestión informática de datos biológicos y tiene un costo prohibitivo, por lo que no suele aplicarse en las regiones del mundo que están más expuestas a la aparición de enfermedades zoonóticas. La PCR de consenso, en cambio, reposa en técnicas habituales y muy extendidas, ofrece mayor sensibilidad que la secuenciación de próxima generación y también ha sido utilizada para identificar virus nuevos en personas o animales salvajes y domésticos, si bien solo permite detectar las secuencias genéticas «diana» conservadas de entre todos los grupos conocidos de virus. El uso de la PCRc, combinado con la secuenciación de próxima generación y técnicas serológicas cuando sea posible, puede ofrecer un potente método para identificar con rapidez los agentes etiológicos de un brote y caracterizar el viroma de los principales animales salvajes de los que se sabe que son portadores de virus zoonóticos. Los autores pasan revista a las técnicas de descubrimiento de patógenos que se utilizan actualmente en los programas de vigilancia sanitaria y zoosanitaria y exponen las dificultades que presenta el uso del descubrimiento de virus para identificar nuevos patógenos zoonóticos.
Keywords: Agent pathogene; Faune sauvage; Pandemie; Reaction d'amplification en chaine par polymerase; Serologie; Une seule sante; Virus; Zoonose.