Trajectoires futures de la COVID-19 : modélisation de scénarios possibles et de leurs implications pour la santé publique

Les scientifiques de l'Université de l'Utah modélisent les futurs possibles du COVID-19, explorant différentes trajectoires et leurs implications pour la préparation en matière de santé publique, l'élaboration de politiques et les stratégies de contrôle des maladies.

Janvier 2022
Trajectoires futures de la COVID-19 : modélisation de scénarios possibles et de leurs implications pour la santé publique

Santé de l’Université de l’Utah

Résumé

La prévalence et la virulence futures du SRAS-CoV-2 sont incertaines. Certains agents pathogènes émergents deviennent avirulents à mesure que les populations s’approchent de l’immunité collective. Même si tous les virus ne suivent pas cette voie, le fait que les coronavirus saisonniers soient bénins donne un peu d’espoir.

Nous avons développé un modèle mathématique général pour prédire quand l’interaction entre trois facteurs, la corrélation de gravité des infections consécutives, l’hétérogénéité de la population en matière de susceptibilité due à l’âge et la gravité réduite due à l’immunité partielle, favorisera l’avirulence à mesure que le SRAS-CoV-2 devient endémique. .

Chacun de ces éléments a le potentiel de limiter les cas graves à forte diffusion au fil du temps dans des circonstances appropriées, mais, combinés, ils peuvent rapidement réduire la fréquence des manifestations plus graves et infectieuses de la maladie dans un large éventail de conditions. À mesure que davantage de réinfections seront capturées dans les données au cours des prochaines années, ces modèles aideront à vérifier si la gravité du COVID-19 commence à s’atténuer dans la manière dont notre modèle prédit et prédit la maladie.

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Au cours de la prochaine décennie, le nouveau coronavirus responsable du COVID-19 pourrait devenir un peu plus qu’une nuisance, provoquant uniquement des toux et des rhumes courants. Cet avenir possible est prédit grâce à des modèles mathématiques qui intègrent les leçons tirées de la pandémie actuelle sur la façon dont l’immunité de notre corps évolue au fil du temps. Des scientifiques de l’Université de l’Utah ont mené la recherche, désormais publiée dans la revue Viruses .

"Cela montre un avenir possible qui n’a pas encore été entièrement abordé", déclare Fred Adler, PhD, professeur de mathématiques et de sciences biologiques à l’Université. "Au cours de la prochaine décennie, la gravité du COVID-19 pourrait diminuer à mesure que les populations développent une immunité. collectivement."

Les résultats suggèrent que les changements dans la maladie pourraient être provoqués par des adaptations de notre réponse immunitaire plutôt que par des changements dans le virus lui-même. Adler était l’auteur principal de la publication avec Alexander Beams, premier auteur et étudiant diplômé au Département de mathématiques et à la Division d’épidémiologie de la santé de l’Université de l’Utah, et la co-auteure de premier cycle Rebecca Bateman.

Bien que le SRAS-CoV-2 (le coronavirus parfois mortel qui cause le COVID-19) soit le membre le plus connu de cette famille de virus, d’autres coronavirus saisonniers circulent dans la population humaine et sont beaucoup plus bénins. Certaines preuves indiquent que l’un de ces parents à l’origine du rhume pourrait avoir été gravement malade, ce qui a conduit à la pandémie de « grippe russe » à la fin du 19e siècle. Les parallèles ont amené les scientifiques de l’Université de l’U à se demander si la gravité du SRAS-CoV-2 pourrait diminuer de la même manière avec le temps.

Pour tester cette idée, ils ont construit des modèles mathématiques qui intègrent des preuves de la réponse immunitaire du corps au SRAS-CoV-2, sur la base des données suivantes de la pandémie actuelle.

Il est probable qu’il existe une relation dose-réponse entre l’exposition au virus et la gravité de la maladie.

  • Une personne exposée à une petite dose de virus sera plus susceptible de contracter un cas bénin de COVID-19 et d’excréter de petites quantités de virus.
     
  • En revanche, les adultes exposés à une forte dose de virus sont plus susceptibles de souffrir d’une maladie grave et d’excréter davantage de virus.
     
  • Le masquage et la distanciation sociale diminuent la dose virale.
     
  • Il est peu probable que les enfants développent une maladie grave.
     
  • Les adultes qui ont eu la COVID-19 ou qui ont été vaccinés sont protégés contre les maladies graves.

L’exécution de plusieurs versions de ces scénarios a montré que la combinaison de ces trois mécanismes crée une situation dans laquelle une proportion croissante de la population sera prédisposée à des maladies bénignes à long terme. Les scientifiques ont estimé que la transformation était suffisamment importante pour nécessiter un nouveau terme. Dans ce scénario, le SRAS-CoV-2 deviendrait « Just Another Seasonal Coronavirus » , ou JASC en abrégé.

"Au début de la pandémie, personne n’avait vu le virus auparavant", explique Adler. "Notre système immunitaire n’était pas préparé." Les modèles montrent qu’à mesure que davantage d’adultes deviennent partiellement immunisés, soit par une infection antérieure, soit par une vaccination, les infections graves disparaîtront pratiquement au cours de la prochaine décennie. À terme, les seules personnes qui seront exposées au virus pour la première fois seront les enfants, et ils sont naturellement moins susceptibles de souffrir d’une maladie grave.

"La nouvelle approche consiste ici à reconnaître la compétition qui a lieu entre les infections légères et graves au COVID-19 et à se demander quel type persistera à long terme", explique Beams. "Nous avons montré que les infections bénignes l’emporteront, à condition qu’elles pénètrent dans notre système immunitaire pour combattre les infections graves."

Les modèles ne prennent pas en compte toutes les influences possibles sur la trajectoire de la maladie. Par exemple, si de nouveaux variants du virus surmontent une immunité partielle, la situation de la COVID-19 pourrait s’aggraver. De plus, les prévisions sont basées sur les hypothèses clés du modèle retenu.

"Notre prochaine étape consiste à comparer les prévisions de notre modèle avec les données les plus récentes sur les maladies afin d’évaluer la direction que prend la pandémie au fur et à mesure qu’elle se produit", explique Adler. "Les choses semblent-elles aller dans le bon ou dans le mauvais sens ? La proportion de cas bénins augmente-t-elle ? Sachant que cela pourrait affecter les décisions que nous prenons en tant que société."