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Des tests d’antigène bon marché et faciles qui détectent les protéines du nouveau coronavirus (jaune) dans des échantillons d’une personne arrivent, mais ils ne sont pas parfaits.

Institut national des allergies et des maladies infectieuses

Par Robert F. Service

Science»s Les rapports COVID-19 sont pris en charge par le Pulitzer Center.

Après un déploiement douloureusement lent des tests de diagnostic des infections à coronavirus actives à travers le pays, quelque 400 000 personnes par jour aux États-Unis pourraient désormais recevoir un tel test, selon des estimations. Pourtant, quelques experts en santé publique disent que renvoyer les gens au travail et à l’école en toute sécurité et identifier de nouvelles épidémies avant qu’elles ne se propagent de manière incontrôlée pourrait nécessiter de tester une grande partie de la population américaine de 330 millions de personnes chaque jour. D’autres suggèrent que vérifier environ 900 000 personnes par jour serait suffisant.

Quoi qu’il en soit, presque tous les tests actuels pour diagnostiquer les infections fonctionnent en identifiant le matériel génétique du virus, une technologie qui sera difficile à étendre beaucoup plus loin. « Il n’y aura jamais la possibilité sur un test d’acide nucléique de faire 300 millions de tests par jour ou de tester tout le monde avant d’aller au travail ou à l’école », a déclaré Deborah Birx, coordinatrice de la réponse aux coronavirus à la Maison Blanche, lors d’une conférence de presse le mois dernier.

Birx et d’autres ont vanté une autre option: les tests d’antigène, qui détectent la présence de protéines virales dans un échantillon biologique, comme la salive ou les tissus prélevés dans la cavité nasale. Les tests d’antigène sont généralement bon marché, donnent des résultats en quelques minutes et, comme les tests génétiques, révèlent une infection active. Ils existent déjà pour l’angine streptococcique, la grippe, la tuberculose, le VIH et d’autres maladies infectieuses. Mais jusqu’à présent, un seul test d’antigène pour le SRAS-CoV-2, le coronavirus qui cause le COVID-19, a reçu l’autorisation d’utilisation d’urgence de la Food and Drug Administration des États-Unis (FDA).

Est-ce que cela ou d’autres méthodes basées sur l’antigène peuvent résoudre le problème de test? Certains scientifiques sont optimistes, tandis que d’autres restent sceptiques, notant que ces tests peuvent être beaucoup moins précis que les tests d’acide nucléique et peuvent ne pas être aussi faciles à mettre à l’échelle que les partisans le prétendent. «Ce que tout le monde veut, c’est qu’un test soit bon marché, précis et rapide», explique Geoffrey Baird, spécialiste en médecine de laboratoire à l’Université de Washington, Seattle. « Vous ne pouvez jamais en avoir que deux. »

Développer un test d’antigène «n’est pas si facile à faire», explique Werner Kroll, vice-président directeur de la recherche et du développement chez Quidel, une entreprise californienne qui a reçu le feu vert de la FDA pour son test au début du mois. Plutôt que d’effectuer toutes les étapes analytiques à l’intérieur d’une machine dédiée coûteuse dans un laboratoire ou un cabinet de médecin, comme cela se fait avec les tests pour l’ADN ou l’ARN du virus, les tests d’antigène construisent la plupart, sinon toutes, ces étapes dans une bande semblable à du papier qui revient une réponse simple oui ou non, un peu comme les tests de grossesse.

«C’est un laboratoire sur un écouvillon», explique Stephen Tang, président et chef de la direction d’Orasure, une société de diagnostic développant son propre test d’antigène pour le SRAS-CoV-2. Avec la plupart des configurations, un échantillon de liquide corporel est prélevé à l’aide d’un écouvillon nasal ou d’une procédure connexe, puis mélangé avec quelques millilitres de liquide, généralement une solution tampon stérile. Quelques gouttes sont repérées à une extrémité d’une bandelette réactive. Les forces capillaires tirent le liquide sur des copies de deux anticorps différents spécifiques de la même protéine virale. Si les deux anticorps repèrent leur cible – un test positif – la bandelette génère un signal, souvent un changement de couleur. Ce signal est généralement lu par une personne visuellement, bien que certaines configurations utilisent de petits lecteurs pour améliorer la précision.

Ce qui déclenche le signal peut différer: dans certains tests, les liaisons d’anticorps déclenchent une réaction chimique ou exposent un marqueur fluorescent relié à un anticorps. Un autre test en lice pour l’approbation de la FDA produit une lecture électrique après la liaison des anticorps sur un capteur électrochimique à leur antigène cible.

Le défi consiste à trouver les bons anticorps, explique Lee Gehrke, virologue au Massachusetts Institute of Technology, qui a développé un test d’antigène pour le SRAS-CoV-2 qu’E25Bio, une entreprise qu’il a cofondée, évalue actuellement. Les deux anticorps doivent se lier à une seule protéine virale, telle que la protéine de pointe utilisée par SARS-CoV-2 pour pénétrer dans les cellules, mais à des sites distincts. « Vous devez trouver deux anticorps qui n’interfèrent pas entre eux », explique Gehrke. Ces mêmes anticorps ne peuvent pas non plus réagir de façon croisée avec les protéines d’autres coronavirus – qui ont tous leurs propres pointes, par exemple – ou quoi que ce soit d’autre. «Les anticorps collent souvent à d’autres choses de manière non spécifique», explique Baird.

Un autre défi est la faiblesse des signaux. Les tests génétiques utilisent la réaction d’amplification en chaîne par polymérase (PCR) pour amplifier les séquences d’ADN ou d’ARN marquées, ce qui facilite l’identification fiable de quelques copies d’un virus. Cela donne aux tests PCR pour le virus du SRAS-CoV-2 une sensibilité de 98% et une sélectivité presque parfaite, ce qui signifie que presque toutes les infections actives sont détectées et que dans de très rares cas, une personne non infectée reçoit un test positif. (De nombreux faux négatifs, un résultat indiquant qu’une personne infectée est exempte de virus, résultent non pas des carences du test, mais de mauvais échantillons, qui peuvent être difficiles à prélever avec des tampons nasaux.)

Les tests d’antigène n’amplifient pas leur signal protéique, ils sont donc intrinsèquement moins sensibles. Pour aggraver les choses, ce signal se dilue lorsque les échantillons sont mélangés avec le liquide nécessaire pour permettre au matériau de s’écouler à travers les bandelettes de test. Par conséquent, la plupart des tests d’antigène ont une sensibilité de 50% à 90%. En d’autres termes, une personne infectée sur deux peut à tort être informée qu’elle n’a pas le virus. Le mois dernier, les autorités sanitaires espagnoles ont rendu des milliers de tests d’antigène SARS-CoV-2 à la firme chinoise Shengzhen Bioeasy Biotechnology après avoir trouvé les tests correctement identifiés les personnes infectées seulement 30% du temps, selon un rapport du journal espagnol El Pais.

Les dirigeants de Quidel affirment que le test initial SARS-CoV-2 de la société répond à la sensibilité minimale de 80% de la FDA. (Cela signifie qu’il pourrait toujours générer des résultats faussement négatifs 20% du temps.) Un protocole de préparation d’échantillons révisé qui ne nécessite pas de dilution de l’écouvillon nasal devrait augmenter ce chiffre à près de 90%, mais c’est toujours en dessous des 98% sensibilité des tests PCR de pointe.

Les tests d’antigène, cependant, apportent également des avantages à la table. Parce qu’ils ne nécessitent pas l’équipement coûteux et les produits chimiques nécessaires pour effectuer la PCR, ils peuvent être plus facilement utilisés comme tests au point de service dans les cabinets médicaux, les centres de soins d’urgence, les hôpitaux et même dans les entreprises et les écoles. Ils ne nécessitent pas non plus de spécialistes qualifiés, ce qui les rend moins coûteux à administrer – bien qu’il existe quelques tests de PCR au point de service, la plupart impliquent toujours l’envoi d’un échantillon à un laboratoire pour un traitement manuel.

Et les résultats rapides d’un test d’antigène signifient que les personnes dont le test est positif peuvent être isolées rapidement, avant de risquer d’infecter les autres. Même si les tests ont un taux de faux négatifs de 10%, «les gens pourraient facilement être testés à plusieurs reprises, ce qui rend probable que toute personne manquée au premier tour soit signalée au second», explique Doug Bryant, président et chef de la direction de Quidel.

Un autre avantage est l’évolutivité. Une fois que les chercheurs se sont installés sur des anticorps efficaces, les tests sont faciles à fabriquer en vrac et leur exécution ne nécessite pas de réactifs supplémentaires comme le font les tests de PCR. Quidel dit qu’il prévoit d’expédier 282 000 tests cette semaine et 1 million de tests par semaine début juin. En fin de compte, Bryant affirme que la société devrait être en mesure de produire 84 millions de tests par an.

C’est encore bien en deçà des 300 millions de tests par jour qui permettraient à la plupart des habitants des États-Unis de subir quotidiennement un contrôle SARS-CoV-2, l’espoir ambitieux de Birx. (Un modèle récent du Harvard Global Health Institute a déclaré que 900 000 tests de diagnostic par jour aux États-Unis seraient suffisants pour avoir la certitude que la plupart des infections étaient détectées avant qu’une épidémie ne s’agrandisse.) Mais d’autres sociétés, y compris OraSure, qui prévoit déposer une demande de L’autorisation d’urgence de la FDA en septembre, indique qu’elle prévoit de passer rapidement à la vitesse supérieure pour fournir des dizaines de millions de tests d’antigènes de coronavirus. La demande pour ces tests, qui pourrait coûter aussi peu que 1 $ ou moins, pourrait être encore plus grande dans les pays en développement sans un large réseau de laboratoires centralisés.

Pris dans leur ensemble, les avantages des tests d’antigènes offrent un réel espoir qu’ils «seront très précieux pour endiguer cette pandémie», explique Bettina Fries, chef des maladies infectieuses à l’Université de Stony Brook.

Baird et d’autres sont moins confiants. Tous les tests d’antigène ne sont pas aussi simples à lire qu’un test de grossesse. Le test de Quidel nécessite d’utiliser un lecteur de grille-pain de 1 200 $ pour atteindre sa sensibilité relativement élevée. Et même si 43 000 lecteurs Quidel existent déjà pour d’autres tests d’antigène, la plupart se trouvent aux États-Unis, ce qui rend le test plus difficile à utiliser à l’étranger.

Otto Yang, un expert en maladies infectieuses à l’Université de Californie à Los Angeles, dit que la sensibilité modeste des tests est un obstacle plus important. Même un test avec la sensibilité de 90% et la spécificité de 100% que Quidel vise pourrait mal désinformer plus que d’aider. En supposant que le virus a une prévalence d’environ 1% et qu’un tel test est administré à 1 000 personnes, 10 seraient correctement informés qu’ils sont infectés tandis que 100 personnes seront informées à tort qu’elles n’ont pas le virus. Étant donné la facilité avec laquelle le SRAS-CoV-2 se propage, « un diagnostic erroné est pire qu’un diagnostic nul », dit Yang.

Fries n’est pas d’accord. « Même si la sensibilité [of antigen tests] n’est pas parfait, si vous testez encore et encore, vous prendrez ces cas », dit-elle. « Nous devons abandonner l’idée que tous les tests doivent être parfaits. »