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BIOSTATISTIQUE des PANDÉMIES VIRALES

Publication actualisée d'un article de l'INFO-AIHy n°139 (oct.2014) et actualisée avec la pandémie 2020 du SARS-CoV
Article de vulgarisation scientifique pour freiner les 'infox' et les aprioris 'viraux' non référencés  

Auteur : Pierre DOHMEN; MSc.Ing.AIHy. Chroniqueur scientifique. Coordinateur ho du Service d'Investissement de Recherche (agronomique) et de Développement (sur le campus HECH-ISIa-Huy).
Synthèse d’information inspirée de plusieurs documentations scientifiques et des revues ‘Die Zeit™’, ‘El Païs™’ et ‘Nature™’ (octobre 2014) et de publications en ligne du Pr SPEYBROECK Niko de l'IRSS de l'UCL (2020). 

J’espère vous procurer par ce petit article de vulgarisation quelques évidences pour vous aider ) mieux maîtriser votre gestion d'une contamination virale impressionnante, votre équilibre social et sanitaire des risques existentiels pour votre santé (votre vie) et celles de votre famille et de vos collègues. Ne faites pas l'erreur de sous-estimer la virulence importante de ce parasite viral.  Nous pensons ici à nos consœurs et confrères qui avaient déjà été exposés en Afrique au virus Ebola, appelé aussi fièvre hémorragique à virus Ebola (mais nettement moins virulente).

L'histoire des sciences (dont nous sommes fort attaché à la rédaction des publications AIHy)  nous démontre que les 'survivants' d'une pandémie reconstruisent un monde différent.
Comme l'observait justement le médecin et philosophe Dr Georges CANGUILHEM (1904-1995, qui fréquentait J-P. SARTRE et l'immense philosophe Raymond ARON) la société d'Après se comporte comme un malade guéri qui réinvente de nouvelles normes irréversibles avec beaucoup plus d'attention pour son environnement (concept de "normativité") .
Cher lecteur(trice) -celles et ceux qui utilisent encore leur cerveau pour se poser les bonnes questions-, passé cette crise sanitaire et économique, trouveront et appliqueront de nouvelles 'normes' interactives de vie existentielle et professionnelle. Je pense qu'elles devraient mutualiser la transition de l'écologie vers  un monde plus sain, plus solidaire et en lutte contre les changements climatiques 'pathogènes'.

C’est quoi un virus à ARN ?

art100 covid19Le virus est un des plus petit PARASITE du monde vivant. Il fonctionne à l'échelle de la cellule dont il doit absolument parasiter rapidement sa capacité de reproduction (par l'ADN cellulaire) pour se RÉPLIQUER : son unique possibilité de vivre et de se reproduire !
Bien que certains virus ont une capacité d'adaptation, on considère que ce ne sont pas des "êtres vivants" dans la mesure où ils ne peuvent pas survivre (et se reproduire) tout seuls. Ils sont classés selon leur génome (méthode Baltimore) mais ceci sort d'un article de vulgarisation.

Un virus à ARN (ARN = acide ribonucléique qui constitue l'architecture chimique des nucléotides d'un virus dupliqué à partir de l'ADN de la plupart des êtres vivants) bien identifié comme le virus Ebola est un petit filament d’ARN remarquablement encapsulé dans une protéine hélicoïdale avec son efficace couverture lipidique composée en partie de fragments de cellule humaine et de ses redoutables glycoprotéines (les petites protubérances qui tapissent sa 'carapace'), qui sont responsables de son potentiel de contamination. Le coronavirus COVID-19 a une structure similaire.

Source pour l'image ci-dessous : Wikipedia 2014 - libre de droit

art100 ebolaEvidence à bien assimiler. Tout virus efficace  est celui qui ne tue pas sa victime (directement).
Le virus Ebola se reproduit vite -on parle alors de zoonose virale- et assez facilement à l’intérieur des cellules humaines sans les détruire.
C’est la libération massive exocellulaire (1009 /mm3de liquide corporel) des nouveaux virus dupliqués qui au contact d'un récepteur vivant propice et proche (<2 m) provoque la contamination pandémique et chez le récepteur un emballement exacerbé de notre propre réaction immunitaire qui risque de devenir mortel.
Seule la recherche médicale -et pas les news médiatiques- peut confirmer et quantifier le mode de propagation le plus 'efficace' du virus pour se propager vers et dans d’autres organismes sains.
Voilà pourquoi pour le coronavirus 19 (appelé ainsi car identifié pour la première fois en 2019 en Chine), les microgouttelettes expectorées par la bouche et le nez justifient l'imposition du port du masque naso-buccal à la majorité de la planète (2020).

Le premier symptôme se traduit en général par une fièvre faible à aiguë (réaction naturelle induite par la libération réactive de cytoquines proinflammatoires comme le très puissant interféron ou encore du TNF-α et l'IL-4).
Ensuite dans le cas d'Ebola, le tableau devient visuellement impressionnant et plutôt sanguinolent.
L’inflammation réactionnelle généralisée est suivie d'une perméabilité massive des vaisseaux sanguins de tous les organes. La réaction en chaîne des facteurs de coagulations (< l’explosion de la libération extracellulaire des cytoquines inflammatoires) donnent alors un tableau de fièvre hémorragique qui peut entraîner la mort en quelques jours, si elle n'est traitée par de puissants anti-inflammatoires comme les corticostéroïdes. Oui, c'es derniers sont immunodépresseurs mais tout à fait indiqués à ce stade et sous strict contrôle médical.

Ne perdez pas de vue que le virus Ebola ne tue pas directement les cellules humaines. Il n’affecte pas non plus son réservoir d’animaux vecteurs : singes, roussettes, rongeurs ; ce qui reste dans la logique du principe d’évolution de tout virus. Ce qui 'tue' c'est l'emballement de nos réactions immunitaires.
C'est donc uniquement à la médecine et aux médicaments que vous aurez une chance de retrouver votre santé.

Depuis le printemps 2020, toute la planète est informé de l'existence du coronavirus SARS [pour : Syndrome Respiratoire Aigu Sévère] dite CoVID-19 responsable de la mise 'à l'écart social' ou 'en quarantaine' d'une bonne partie de l'activité humaine.
Dans le cas du corona virus CoV-19, outre de la détresse respiratoire chez les humains 'à risques', deux symptômes particuliers ont été reconnus par l'OMS [09/2020] : l'anosmie (càd la perte de l'odorat) et une agueusie (la perte du goût) qui peut durer plusieurs mois après la contamination.

PS. : Vous connaissez encore d’autres ‘fièvres hémorragiques virales' comme celles du chikungunya (pas mortelle), de la dengue, de l’hantavirus, de la fièvre jaune, etc.

 Étiologie

Ethiopathogénie = inconnue dans le cas d'Ebola [OMS 2017] et pas encore bien démontrée dans le cas du SARS CoV-19. Donc SVP ! Pas de théorie du complot.
art100 etiopathogenieSelon le principe évolutionniste (et quand même, du ‘bon sens’ ou instinct de survie), un virus n’a donc pas intérêt à tuer trop vite son hôte. Il doit le conserver suffisamment longtemps en vie et nécessairement avec le plus de symptômes contaminant, afin de maintenir sa propagation, donc sa propre virulence existentielle.
Pour l’OMS, la primo-infection d'Ebola débute en Afrique centrale (Soudan + RDC[*]) puis migre en Afrique de l’Ouest : Guinée, Sierra Leone, Nigéria. Ce dernier ayant su très bien contenir le virus d’Ebola, comme récemment la RDC.
Le virus Ebola est connu depuis + 30 ans ; ce qui a laissé le temps d’une mise au point de vaccins efficaces. Mais les grandes multinationales pharmaceutiques ont dû, disons poliment à l’époque, sous-estimer quelques risques… (le sempiternel objectif de maximiser les profits immédiats et attractifs avec 'retour sur investissement' pour l’actionnariat).
Il existe cependant une course expérimentale au sein des gros laboratoires [Etudes ZMAPP et REMDESIVIR]. Signalons qu’une entreprise pharmaceutique, bien implantée en Belgique (GSK®) a mis au point en 2019 un traitements efficace à un coût abordable pour les ONG, les agriculteurs et les forestiers locaux, comme nous l'a confirmé la revue ‘Science™’ à propos du Dr Rippley BALLOU de GSK® (talonné par NewLink Genetics®). 

 Pour le virus CoVID-19, il n'y pas encore de vaccin accrédité par l'OMS au moment d'écrire cette re-publication (sept.2020) qui pourrait faire descendre son Ro en dessous de 1.

Histoire des sciences

La maladie Ebola a été décrite pour la première fois en 1976 par un belge, le tout jeune Dr Peter PIOT.
A 27 ans médecin et microbiologiste, de faction au célèbre Institut de Médecine Tropicale d’Antwerpen (ex Anvers, Belgique) il analyse et publie les premiers résultats des biopsies d’une jeune religieuse infirmière malade à Yambuku (Bumba - RDC). Afin d’éviter de stigmatiser encore plus ce village, le Dr PIOT lui attribua le nom d’épidémie d’Ebola, en rapport avec la rivière qui sourde à Yambuku.
A sa retraite, le Dr P. Piot s’est offert un voyage remarqué et fort apprécié à Yambuku,  le 02/09/2014.

Notons qu'il avait découvert -et c'est très important de le dépister- le patient ‘zéro’ (1er cas officiel décrit) : le professeur Mabalo Lokela, directeur de l’Ecole de Yambuku à cette époque.

Que faire en présence d'un virus pandémique ?

L'OMS et les services de santé impliqués du Nigéria et de RDC nous enseignent la meilleure procédure testée sur leur terrain :

  • Une courte quarantaine d’isolation si fiévreux, le temps d’identifier le virus.
  • Immédiatement ! Mobilisation sociale pour remonter le plus vite possible toute la chaîne de contamination (le moindre contact corporel).
  • Pas de panique pour Ebola ! L’expérience démontre qu’il ne contamine que 1 à 2 personnes et qu’il n’est contagieux qu’à l’apparition des premiers symptômes de fièvre.
  • Par contre le CoVid-19 est contaminant 1 à 2 jours AVANT les premiers symptômes de température; ce qui justifie le maintien de la distanciation sociale, du masque et des mesures de traçage des populations. 
  • Pour Ebola, on n’est contagieux qu’une fois et moins d’un mois. Les survivants restent immunisés. Pas encore démontré pour le Covid-19 !
  • Soigner les porteurs du virus (gestion symptomatique de la réponse immunitaire + réhydratation).
  • Inhumer ou incinérer les corps infectés sans aucun risque de contact corporel a été appliqué avec succès par les chefs de village en Afrique pour Ebola..

Quel est la mortalité ?

La létalité importante au début de l’épidémie Ebola (25-90% ; 1976, data OMS) atteint ±50% et chute graduellement depuis. Les scientifiques parlent d'une courbe de Gauss. Cette courbe en cloche peut monter exponentiellement c'est à dire vraiment très vite et assez haut selon la densité des mesures avant de redescendre graduellement.
Actuellement la grande majorité des cas traités avec du personnel et un environnement hospitalier qualifié survivent. Par environnement, on entend aussi le rapport du nombre de médecins par habitants ; par exemple : France 3‰ mais 0,03‰ au Sierra Leone.

Comment mesure-t-on une pandémie ?
Biomathématique & Statistiques des pandémies

Comme cité plus haut, le virus d’Ebola est peu contagieux . Il est tout à fait mesurable donc, prédictif !
Par contre le coronavirus covid-19 est TRÈS contagieux. Il demande plus de participation et de solidarité collective.
Comment peut-on l'affirmer scientifiquement ?

art100 courbesgauss 
Comme le démontre remarquablement bien les graphiques ci-dessus (en abscisse rajoutez le facteur temps) empruntés aux démonstrations du Pr Niko SPEYBROECK de l'UCLouvain, tant le relevé de l'épidémie que de sa mortalité corrélée présentent le modèle mathématique d'une courbe de Gauss (dite en 'cloche').
Et comme il l'écrit lui-même sur le site Internet de l'Université Catholique de Louvain (la Neuve;  18/09/2020) : "Dans le cadre de la lutte contre ce virus, les modèles mathématiques nous aident à comprendre la propagation du virus et permettent d’évaluer les effets des interventions entreprises pour limiter sa propagation, avec un but majeur : aplatir la courbe épidémique afin de la maintenir sous la capacité du système de santé".

Le taux R0

En 1970, le mathématicien Klaus DIETZ de l’Institut d’épidémiologie clinique de l’université de Tübingen a modélisé et définit significativement le taux Ro (on dit "R zéro") soit le taux de reproduction de base soit le « nombre attendu de cas secondaires induits par l’infection d’un cas unique (comme pour le premier), durant sa période d’infection émergente transmissible sur une population exposée ».

Le taux Ro (taux de reproduction) ne doit pas être confondu avec l’« intervalle de génération » qui évalue préventivement le temps moyen (la rapidité) qui sépare l’infection d'une personne de ses descendants directs dans la chaîne de transmission.
Cet intervalle de génération dépend du temps de latence (entre l’infection et le début de la contagiosité) et de la durée de la phase contagieuse, ainsi que de la répartition des contacts au cours du temps. Toutes données qui sont mesurables et mises en équation dans des biostatistiques fiables.
La maîtrise simplifiée et fiable de ces paramètres permet d’estimer significativement chez l’homme ou l’animal le taux de CONTAGION de n’importe quelle maladie infectieuse contagieuse. C’est actuellement la référence pour l’OMS, les services officiels de santé comme pour les ONG médicales ‘à la pointe’.

On peut donc d’après un nombre de cas diagnostiqués, prédire mathématiquement le potentiel de contagion infectieuse et d’en estimer fiablement les scenarii optimistes et pessimistes.

Exemples de taux R

Pour votre information ; quelques taux actualisés de contagion (dit de ‘reproduction de base’ ou taux Ro) de maladies virales actuelles. Ce taux de reproduction doit absolument devenir inférieur à 1 pour éviter un rebond contagieux. Avec la puissance des calculs actuels, les biostatisticiens peuvent affiner le Ro par région et par environnements similaires (écoles, maisons de retraite, dancings, restauration en self-service etc).

Sources : OMS ; K.Dietz (Univ. Tübingen), J.Effernan (Univ.Ontario), R.Anderson (I.Coll. London), Sciensano.be (fusion de l’ISP & du CERVA en 2018, Belgique).

  • ROUGEOLE : Ro 12à18
  • HIV : Ro 4,2 à 10,8
  • GRIPPE AVIAIRE 1,2 à 6
  • Hépatite C Ro 2,1 à 3,9
  • Ebola Ro 1,2 à 1,9
  • CoVid-19 Ro 1,3 à 2,5 (en sept-2020)

On voit donc bien que le Ro du virus Ebola est et reste ‘naturellement’ bas.
Par contre, une seule personne atteinte de rougeole ou de la coqueluche peut contaminer entre 12 et 18 personnes saines si on ne fait rien pour combattre la maladie.
Le SIDA devrait objectivement vraiment nous ‘faire plus peur’ qu’Ebola avec un taux de contagion 4 à 8 x supérieur !...
On peut donc estimer significativement que le coronavirus covid-19 avec un taux R0 estimé en septembre 2020 à 2,5 a le potentiel de contaminer 60% de la population mondiale !

Jeunes ou vieux, ne prenez pas 'à la légère' ou par indifférence les mesures désagréables nécessaires pour freiner la propagation d'une pandémie. VOUS sauverez plusieurs vies et contribuez uniquement ainsi à un système de soins qui ne doit en arriver à devoir "trier et choisir qui sauver ou pas".
Ces statistiques démontrent assez bien que le ‘facteur humain’, la mobilisation sociale soutenue, la solidarité autant que des soins médicaux certifiés efficaces peuvent faire infléchir ‘durablement’ ces chiffres vers le Ro <1 soit une pandémie qui régresse (naturellement c’est à dire sans aucune intervention humaine).
"Les vétérinaires, nos éleveurs et beaucoup d’agronomes ont une solide expérience de la gestion des épidémies infectieuses virales.
Chez les humains en l'absence de traitement efficace économique (comme un vaccin), il n’y a qu’UNE SEULE ALTERNATIVE efficiente & éthique : la désinfection, le confinement et le dépistage permanent.


TABLEAU en temps réel d'une PANDÉMIE.  

A mon humble avis la meilleure référence mondiale pour convaincre les (encore?!) indécis ou les individualistes reste de consulter le tableau de bord SIG interactif (référentiel GitHub) mis au point par le CSSE de l’université privée Johns Hopkins de Baltimore (USA). Ce centre d'excellence attaché au département de son Ecole d'ingénieurs civils et de génie biomédical a vraiment acquis ces dernières années une réputation scientifique mondiale dans la modélisation complexe (et donc aussi dans la prédiction) de la propagation de plusieurs épidémies (denge, grippes, rougeole, fièvre Zika, coronavirus etc.). 

abak1 a32 Lien sécurisé vers la carte en temps réel d'une pandémie (ici COVID-19)

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 Ing. P. Dohmen
Président AIHy