Diversité des souches de la lignée L2/« Beijing » en fonction des diverses méthodes de génotypage

1.5.3.1 Diversité des profils CRISPR (spoligotypes) des souches de la lignée L2/Beijing

Le spoligotypage classique contient 43 espaceurs. Le génotype des souches Beijing est caractérisé par l’absence des 34 premier espaceurs et la présence des 9 restants. Les souches de Beijing ont été identifiées partout dans le monde bien que dans des proportions différentes et représentent 13% au plan mondial et 50% en Asie de l’Est. Cependant des études ont identifié des souches Beijing avec d’autres délétions au sein des 9 espaceurs restants qui ont été décrites dans la base de donnée international SITVIT (Tableau 2) ((Judith R. Glynn, Jennifer Whiteley et al. 2002), (Flores-Treviño, Morfín-Otero et al. 2015) 2015).

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Tableau 2 : Type de profils de spoligotypes de souches Beijing reportés dans la base de

donnée SITVIT, http://www.pasteur-guadeloupe.fr:8081/SITVIT_ONLINE/query

1.5.3.2 Typage MIRU-VNTR

Afin de faciliter le travail, pour le typage et la classification des souches Beijing, le nombre de loci pourrait être réduit en fonction du polymorphisme et du pouvoir discriminant de chaque locus. Un ensemble de 12 locus et 15 locus ont été proposés ((Supply, Lesjean et al. 2001), (Supply, Allix et al. 2006)). Comparé au typage de 24 loci VNTR, 12 et 15 loci peuvent être utilisés pour le génotypage de la tuberculose dans les régions à forte prévalence du génotype Beijing (Murase, Mitarai et al. 2008). Dans une étude au Japon, le système à 15 loci par rapport au 12 loci améliore considérablement le pouvoir discriminant et permet l’identification des groupes de souches Beijing (Iwamoto, Yoshida et al. 2007). Parmi ces 15 loci, le locus QUB4156 et Mtub21 sont les plus polymorphes et peuvent être de potentiels candidats pour sous-classer les souches en modernes/typiques et ancient/atypique avec comme référence la présence d’une ou deux copies de IS6110 dans le locus NTF.

IsoNumber Spoligotype SIT Clade

ARG01200104469  1 Beijing ARM01200100155  621 Beijing AUS010000026138  250 Beijing AUS010000026154  2413 Beijing AUS010000026171  1311 Beijing AUT0220000081  ORPHAN Beijing AZE02199801830  265 Beijing BEL0000000T5  632 Beijing BEL04199609960661  255 Beijing BEL042004010214  406 Beijing BGD01200000556  796 Beijing BRA0620040306  585 Beijing CHN0620020S00842  1168 Beijing CHIN0620020S00902  941 Beijing CUB01199500169  190 Beijing DEU062002011156  269 Beijing ESP092003021111757  2610 Beijing GMB012002001669  1651 Beijing IDN032003027  1364 Beijing IDN0220030P288  1941 Beijing ITA0620020946  940 Beijing MDG01199600252  1674 Beijing MYS0220020TC347  1162 Beijing NLD00000IN70  541 Beijing RUS010000071042  260 Beijing USA0119990S00366  540 Beijing USA0120020S01073  2316 Beijing USA0120060061605  2101 Beijing

58 Les souches Beijing ont été classées en six complexes clonaux majeurs (CC1-CC6) et une sous-lignée basale (BL7) à l’aide des 24 loci MIRU-VNTR. Il a été démontré que les complexes clonaux CC1 à CC5 incluent les souches Beijing modernes ou typiques tandis que le complexe clonal CC6 et la sous lignée basique BL7 incluent les souches Beijing ancestrales et atypiques (Merker, Blin et al. 2015). Le MIRU 24 a permis le sous typage et la discrimination des souches du génotype Beijing, et aussi l’identification des clones les plus dominants dont les complexes clonaux 100-32 et 94-32 (Vyazovaya, Mokrousov et al. 2015). Ainsi le système de 15 locus est recommandé mais pour des études plus précises, le MIRU 24 est indispensable.

1.5.3.3 Les régions de délétions

Les souches Beijing sont définies et sous-classées par des regions dites « régions de délétions» ou RD, qui sont absentes dans certaines sous-lignées (Kremer, Glynn et al. 2004; Tsolaki, Gagneux et al. 2005). La délétion RD105 a été trouvée dans toutes les souches Beijing et sert de marqueur pour l’identification de cette lignée. La classification phylogénétique subdivise la lignée 2 en deux clades soeurs: les sous lignées 2.1 et 2.2.

Les souches de la sous lignée 2.1 présentent la région RD207 intacte qui recouvre les premiers espaceurs du locus CRISPR, elles n’appartiennent pas à la famille Beijing sensu

stricto, elles sont appelées « proto-Beijing ». Toutes les souches proto-Beijing ont une très

large déletion qui recouvre la RD105, délétion différente de celle du reste des souches de la lignée 2. Cette large délétion est appelée « extended RD105 » (Fig. 17).

La sous lignée 2.2 délétée pour RD207 se subdivise en fonction de l’absence (sous lignée 2.2.1) ou de la présence (sous lignée 2.2.2) de la région RD 181 (Wan, Liu et al. 2011). Parmi 55% de Beijing reportées dans la région Guangxi (Chine) et contrairement aux autres régions, 16.5% de ces souches Beijing montrent une abscence de la région RD181. Au Japon, la proportion des souches Beijing ancienne (RD181+) est élevée avec un pourcentage de 5- 10% ((Maeda, Hang et al. 2014), (Wada, Iwamoto et al. 2009), (Millet, Miyagi-Shiohira et al. 2012), (Yokoyama, Hachisu et al. 2010)). En Corée il est rapporté 45.3% de souches ayant la RD181+ parmi 64 souches de génotype Beijing (Kang, Wada et al. 2010). En conclusion, on pourrait affirmer que les souches Beijing ont une longue histoire dans le Sud de la Chine et qu’elles ont pu émerger de là (Wan, Liu et al. 2011).

59 La sous lignée 2.2.2 se divise en différentes branches selon l’existence des délétions en RD150, RD142, RD131 ((Tsolaki, Gagneux et al. 2005), (Schürch, Kremer et al. 2011; Luo, Tao Luo et al. 2015)..

Figure 17 : Classification phylogénétique déduite des SNP de 358 souches de MTBc

Proto-Beijing – délétion RD105+ étendue, Beijing groupe monophylétique 1 – RD207+, Beijing groupe monophylétique 2 – RD181+, Beijing groupe monophylétique 3 – RD181+ et 2 IS6110 dans le locus NTF (Luo, Tao Luo et al. 2015).

Ces différentes régions de délétion sont donc des marqueurs pour l’identification des souches Beijing et pour leur sous-classification. Les régions de différences sont aussi faciles à détecter en laboratoire que la détection des SNP, mais ne permettent pas de déterminer la distance génétique entre deux groupes de souches. Le pouvoir discriminant des RD sur la détermination des sous-lignées est limité et requiert une association aux SNP pour la détection des principaux clones épidémiques.

60 1.5.3.4 Polymorphisme de nucléotides simples (SNP)

Plusieurs études indépendantes ont cherché des SNPs capables de distinguer des clones au sein de la famille Beijing (Rad, Bifani et al. 2003; Filliol, Motiwala et al. 2006; Wan 2007; Mestre, Luo et al. 2011; Schurch, Kremer et al. 2011; Coll, Preston et al. 2014; Merker, Blin et al. 2015). Les isolats se caractérisent par des mutations parmi lesquelles, certaines dans les gènes mutT2, MutT4 et ogt. Cependant, ces mutations ne sont pas suffisamment discriminantes pour une sous-classification fine. Plusieurs SNP ont été proposées pour comprendre la taxonomie fine des souches Beijing. L’analyse des différentes approches proposées a permis de comprendre le parcours évolutif et ainsi d’unifier la classification de la lignée 2 de M. tuberculosis. A partir du séquençage de génomes entiers (WGS) portant sur 1398 isolats de souches Beijing provenant de 32 pays, 39786 SNPs ont été identifiées et utilisées pour reconstruire la phylogénie de la lignée 2 de M. tuberculosis (Shitikov, Kolchenko et al. 2017) (Fig. 18).

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Figure 18 : Correspondance entre les classifications phylogénétiques de la lignée 2 de MTB

(Shitikov, Kolchenko et al. 2017).

Cela confirme deux clades phylogénetiques majeures: la lignée 2.1 ou clade proto- Beijing caractérisée par une délétion étendue en RD105 (Luo, Tao Luo et al. 2015), qui appartiennent au ST21 SCG3a ((Filliol, Motiwala et al. 2006), (Shitikov, Kolchenko et al. 2017)). Le second clade phylogénétique appelé lignée 2.2 caractérisé par la déletion RD207 donne ensuite naissance à la lignée 2.2.2 avec les gènes mutT2, MutT4 et ogt intacts ((Coll, McNerney et al. 2014), (Luo, Tao Luo et al. 2015). Un autre sous groupe de cette sous lignée est caractérisé par les mutations dans le gène MutT4 au niveau du codon 48 et dans le gène ogt au niveau du codon 37, correspondant au groupe Bmyc25, Bj-MG2 et Asia ancestral 3 selon les différents auteurs ((Mestre, Luo et al. 2011), (Luo, Tao Luo et al. 2015), (Mestre, Luo et al. 2011)). Un autre sous-groupe de souches ayant la mutation ogt37 correspond au sous groupe ST25 caractérisé par un autre panel de SNPs (Filliol, Motiwala et al. 2006). Les isolats Beijing se distinguent en souches « atypique » et « typique » Beijing grâce à une SNP spécifique ogt12C-T (Mina Ebrahimi Rad, Pablo Bifani et al. 2003). Avec l’arbre phylogénetique reconstitué de la lignée Beijing, il est possible de sélectionner des SNP spécifiques à chaque sous-groupe pour pouvoir effectuer simultanément une identification rapide, la détection des clones épidémiques, la surveillance, et l’étude de la transmission récente des isolats Beijing dans les régions à forte prévalence et/ou en cas de suspicion d'une épidémie émergente liée à ces souches particulières.

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