Intérêts et limites des analyses rapides enzymatiques sans culture. Comparaison avec d'autres methodes pour le suivi de la qualite des eaux de baignade

摘要

La récente directive européenne (2006/7/CE) demande aux États membres d'améliorer la qualité des eaux de baignade en réduisant le risque sanitaire pour les baigneurs. Pour être en accord avec les attentes de cette directive, des actions doivent être mises en œuvre pour notamment prévenir, réduire ou éliminer les sources de pollution fécale. De plus, il est demandé aux gestionnaires de mettre en place des mesures de gestion des pollutions à court terme. Cependant, en France comme dans les autres pays européens, les méthodes analytiques (telle que ISO 9308-3), à disposition des organismes agréés par le gouvernement, requièrent généralement un délai d'analyse de 36 à 72 heures. Ce délai ne permet pas aux gestionnaires des eaux de baignade de connaître en temps réel la qualité microbiologique de leurs eaux et de prendre les mesures préventives et correctrices qui s'imposent, dont la fermeture préventive et la levée d'alerte en gestion active. Aujourd'hui, de nombreux outils analytiques ont été développés et permettraient de répondre à ce besoin d'outils de gestion du risque sanitaire. Veolia Eau, depuis 2005, propose un outil de diagnostic rapide, Coliplage. Basée sur la mesure directe de l'activité enzymatique (glucuronidase) des bactéries sans phase de culture ; la méthode permet d'estimer la charge bactérienne en E. coli en moins d'une heure. Cette méthode d'analyse rapide, comme d'ailleurs toute méthode d'analyse rapide, donne une estimation de concentration qui trouve ses limites dans des configurations particulières de plages. Afin de compléter cet outil d'analyse, le groupe a souhaité élargir sa gamme de méthodes d'analyses en évaluant d'autres outils analytiques permettant d'analyser les E. coli dans ces configurations particulières de plages où les méthodes d'analyse rapide trouvent leurs limites. L'objectif est de permettre de disposer d'une gamme d'outils évalués afin de répondre à la question « quelle méthode pour quelle application ? » et ainsi d'aider à la prise de décision. Ainsi, quatre méthodes ont été évaluées, incluant la détection directe (sans culture) de l'activité métabolique glucuronidasique (Coliplage), une méthode basée sur la recherche du matériel génétique (qPCR) et deux méthodes automatisées basées sur de la culture et une mesure d'activité métabolique détectée, pour l'une, à l'aide de l'impédancemétrie et, pour l'autre, à l'aide de la fluorimétrie. Les performances de chacune des méthodes ont été évaluées en matière de spécificité, sensibilité, délai d'analyse, viabilité bactérienne, coût et mise en œuvre. En conclusion, les méthodes enzymatiques (sans culture) comme Coliplage apparaissent comme les méthodes d'analyses rapides les plus appropriées pour détecter la pollution fécale en temps réel et fournir un outil d'aide à la décision pour une gestion à court terme du risque sanitaire, ce qui est important pour le gestionnaire. Néanmoins, les analyses rapides sont avant tout à considérer comme des indicateurs de tendance d'une pollution ou d'un changement d'état de la matrice d'eau de mer, qui, en certaines configurations (proximité d'une zone portuaire, d'un rejet de station d'épuration à UV, de lagunes saumâtres, etc.), trouvent leurs limites d'applicabilité par le risque d'interférences avec des inhibiteurs ou la mesure de faux-positifs liés à certaines bactéries. Dans ces configurations particulières de plage, il paraît nécessaire de compléter les méthodes enzymatiques (sans culture) par d'autres outils comme les méthodes par cultures couplées à une détection d'activité métabolique (BioRad ou Endetec) en raison de leur meilleure spécificité et de leurs exigences de mise en œuvre moins contraignantes.%The recent European Council Directive (2006/7/EC] requires member states to improve the quality of their bathing waters in order to reduce the health risk to bathers, by implementing measures: 1. to prevent, reduce or eliminate sources of fecal pollution; 2. to manage short-term pollutions. However, in France as in other European countries, the analytical methods (such as ISO 9308-3) approved by the government, require an analysis duration of 36 to 72 hours, which is not compliant with the 2006 Council Directive recommendations. Many analytical tools currently exist that could satisfy the requirements of managing short-term pollutions set by the 2006 Council Directive. Veolia Water since 2005 has developed a rapid diagnostic tool called Coli-plage. Based on a direct measurement of the bacteria enzyme activity (glucuronidase) without any cultivation step, this method can evaluate the Escherichia coti concentration in less than an hour. Like any method used for rapid analysis, it has its limits, especially within particular configurations of bathing sites (nearby a harbor, nearby a UV sewage treatment plant discharge, nearby a lagoon disinfection plant, etc.). In order to complement its "bathing water" tool in these particular configurations, Veolia Water has decided to evaluate other analytical tools. The objective is to have a complete range of robust analytical methods to: 1. answer the question "which method for what application?"; 2. and to assist the local authority in its decision making. Thus, four methods were evaluated, including direct detection (without culture) of glucuronidase activity (Coliplage), a molecular based method (Quantitative PCR) and two automated methods based on culture coupled either with impedance measurement or enzyme activity measurement. The performances of each method have been evaluated in terms of specificity, sensitivity, analysis duration, physiological state, cost and implementation. In conclusion, enzymatic methods (without culture) such as Coliplage appear as the most appropriate methods to detect faecal pollution in real time and provide a suitable decision tool to manage short-term health risks, which is important for the local authorities. However, the rapid methods should primarily be regarded as indicators of the presence of a faecal pollution which in certain configurations find their limits of applicability (interference with inhibitors or false positives results associated with certain bacteria). In these particular configurations, it seems necessary to complete the enzymatic methods (without culture) by other tools such as enzymatic methods coupled with culture (BioRad or Endetec) instead of molecular methods, because of their greater specificity and their implementation which is less restrictive.