Pratiquement chacun d'entre nous a entendu ou lu des nouvelles sur la propagation du coronavirus. Comme pour toute autre maladie, un diagnostic précoce est important dans la lutte contre le nouveau virus. Cependant, toutes les personnes infectées ne présentent pas le même ensemble de symptômes, et même les scanners dans les aéroports, conçus pour détecter les signes d'infection, ne parviennent pas toujours à identifier les malades parmi la foule de passagers. La question se pose : pourquoi un même virus se manifeste-t-il différemment chez différentes personnes ? Bien sûr, la première réponse est l'immunité. Cependant, ce n'est pas le seul paramètre important qui influence la variabilité des symptômes et la gravité de la maladie. Des scientifiques des universités de Californie et d'Arizona (États-Unis) ont découvert que la force de résistance aux virus dépend non seulement des sous-types de grippe que la personne a contractés au cours de sa vie, mais également de leur séquence. Quelles découvertes les chercheurs ont-ils faites, quelles méthodologies ont été utilisées dans l'étude et comment ce travail peut-il aider dans la lutte contre les épidémies ? Nous trouverons les réponses à ces questions dans le rapport du groupe de recherche. Allons-y.
Fondement de l'étude
Comme nous le savons, la grippe se manifeste différemment chez différentes personnes. Outre le facteur humain (système immunitaire, prise de médicaments antiviraux, mesures préventives, etc.), un aspect important est le virus lui-même, ou plus précisément, son sous-type, dont est infecté tel ou tel patient. Chaque sous-type a ses propres caractéristiques, y compris le degré d'atteinte de différents groupes démographiques. Les scientifiques notent que les virus H1N1 (« grippe porcine ») et H3N2 (grippe de Hong Kong), qui sont les plus répandus à ce jour, affectent différemment les personnes de différents âges : H3N2 est à l'origine de la majorité des cas graves chez les personnes âgées, et lui est également attribué la plupart des décès ; H1N1 est moins mortel, mais touche le plus souvent les personnes d'âge moyen et les jeunes.
De telles différences peuvent être dues à la fois à la vitesse d'évolution des virus eux-mêmes et à la différence dans l'imprinting immunitaire* chez les enfants.
L'imprinting immunitaire* est une sorte de mémoire à long terme du système immunitaire, formée à partir des attaques virales subies par l'organisme et de ses réactions à celles-ci.
Dans cette étude, les chercheurs ont analysé des données épidémiologiques pour déterminer si l'imprinting durant l'enfance influence l'épidémiologie de la grippe saisonnière et, si oui, s'il agit principalement par le biais de l'immunité homosubtypique* ou à travers une plus large immunité hétérosubtypique* mémoire.
L'immunité homosubtypique* — l'infection par des virus saisonniers de la grippe A favorise le développement d'une protection immunitaire contre un sous-type spécifique du virus.
L'immunité hétérosubtypique* — l'infection par des virus saisonniers de la grippe A favorise le développement d'une protection immunitaire contre des sous-souches non apparentées à ce virus.
En d'autres termes, l'immunité infantile et tout ce qu'elle a vécu laissent une empreinte dans l'immunité pour toute la vie. Des études antérieures ont montré que les adultes ont une immunité plus forte contre les types de virus dont ils ont été infectés durant leur enfance. De plus, il a récemment été établi que l'imprinting protège contre de nouveaux sous-types du virus de la grippe aviaire du même groupe phylogénétique de l'hemagglutinine (hemagglutinin, HA), comme lors de la première infection dans l'enfance.
Jusqu'à récemment, l'immunité croisée étroite, spécifique aux variantes d'un seul sous-type HA, était considérée comme le principal moyen de protection contre la grippe saisonnière. Cependant, de nouvelles données suggèrent que la formation de l'immunité peut également être influencée par la mémoire d'autres antigènes de la grippe (par exemple, la neuraminidase, NA). Depuis 1918, trois sous-types HA ont été observés chez l'homme : H1, H2 et H3. H1 et H2 appartiennent à la groupement phylogénétique 1, tandis que H3 appartient au groupe 2.
Si l'on considère que l'imprinting provoque probablement plusieurs modifications dans la mémoire immunitaire, on peut supposer que ces modifications ont une certaine hiérarchie.
Les scientifiques notent que depuis 1977, deux sous-types de grippe A — H1N1 et H3N2 — circulent saisonnièrement parmi la population. Les différences de démographie des infections et des symptômes étaient manifestes, mais mal comprises. Ces différences pourraient être liées à l'imprinting durant l'enfance : les personnes âgées ont très probablement été exposées au H1N1 durant leur enfance (entre 1918 et 1975, c'était le seul sous-type circulant chez l'homme). Par conséquent, ces personnes sont aujourd'hui mieux protégées contre les variantes saisonnières modernes de ce sous-type. De même, chez les jeunes, la probabilité la plus élevée d'imprinting durant l'enfance concerne le H3N2 plus moderne (image n°1), ce qui est en accord avec le faible nombre de cas cliniques de H3N2 enregistrés dans ce groupe démographique.
Image n°1 : modèles des dépendances d'immunité par rapport à l'imprinting durant l'enfance et à l'évolution virale.
D'autre part, ces différences peuvent être liées à l'évolution des sous-types viraux eux-mêmes. Ainsi, le H3N2 montre un dérive* de son phénotype antigénique plus rapide que le H1N1.
La dérive antigénique* désigne les modifications des facteurs de surface immunogènes des virus.
Pour cette raison, le H3N2 peut mieux échapper à l'immunité préalablement formée chez les adultes immunologiquement expérimentés (ayant déjà été malades), tandis que le H1N1 peut être relativement limité dans son impact sur les enfants immunologiquement naïfs (n'ayant jamais été malades).
Pour tester toutes les hypothèses possibles, les scientifiques ont analysé les données épidémiologiques en créant des fonctions de vraisemblance pour chaque variante des modèles statistiques, dont la comparaison a été réalisée à l'aide du critère d'information d'Akaike (AIC).
Une analyse additionnelle de l'hypothèse a également été réalisée, dans laquelle les différences ne seraient pas dues à l'imprinting, mais à l'évolution des virus.
Préparation à l'étude
Dans la modélisation des hypothèses, des données du département de la santé de l'État de l'Arizona (ADHS) ont été utilisées, à savoir 9510 cas de H1N1 et H3N2 saisonniers dans tout l'État. Environ 76 % des cas enregistrés ont été signalés à l'hôpital et dans les laboratoires, les autres cas n'ayant pas été précisés dans les laboratoires. Il est également connu qu'environ la moitié des cas confirmés par laboratoire étaient suffisamment graves pour nécessiter une hospitalisation.
Les données utilisées dans l'étude couvrent une période de 22 ans : de la saison grippale 1993-1994 à la saison 2014-2015. Il convient de noter que la taille de l'échantillon a considérablement augmenté après la pandémie de 2009, c'est pourquoi cette période a été exclue de l'échantillon (tableau n°1).
Tableau n°1 : données épidémiologiques de 1993 à 2015 concernant les cas enregistrés de virus H1N1 et H3N2.
Il est également important de noter qu'à partir de 2004, les laboratoires commerciaux américains étaient tenus de transmettre aux organismes de santé publique tous les données relatives à l'infection virale des patients. Cependant, la plupart des cas analysés (9150/9451) ont été observés à partir de la saison 2004-2005, déjà après l'entrée en vigueur de cette règle.
Sur les 9510 cas, 58 ont été exclus, car il s'agissait de personnes nées avant 1918 (leur statut de marquage ne peut pas être déterminé de manière précise), et un autre cas en raison d'une erreur dans l'année de naissance. Ainsi, 9541 cas ont été inclus dans le modèle d'analyse.
Dans la première étape de la modélisation, les probabilités de marquage pour les virus H1N1, H2N2 ou H3N2, spécifiques à l'année de naissance, ont été déterminées. Ces probabilités reflètent la nature de l'impact du virus de la grippe A sur les enfants et sa prévalence au fil des ans.
La plupart des personnes nées entre les pandémies de 1918 et 1957 ont été initialement infectées par le sous-type H1N1. Les personnes nées entre les pandémies de 1957 et 1968 ont presque toutes été infectées par le sous-type H2N2 (1A). À partir de 1968, le sous-type dominant du virus était H3N2, responsable de l'infection de la majorité des personnes de la population jeune.
Malgré la prévalence du H3N2, le H1N1 a cependant continué à circuler saisonnièrement parmi la population depuis 1977, entraînant un marquage chez certaines personnes nées au milieu des années 1970 (1A).
Si l'imprinting au niveau du sous-type HA crée une probabilité de contagion durant la grippe saisonnière, alors l'impact des sous-types H1 ou H3 durant la petite enfance devrait garantir une immunité à vie contre des variantes plus modernes du même sous-type HA. En revanche, si l'immunité d'imprinting est principalement dirigée contre des types spécifiques de NA (néuraminidase), alors la protection à vie sera caractéristique des N1 ou N2 (1B).
Si l'imprinting est basé sur un NA plus large, c'est-à-dire qu'il offre une protection contre un spectre plus large de sous-types, alors les personnes avec un imprinting de H1 et H2 devraient être protégées contre le H1N1 saisonnier moderne. En même temps, les personnes avec un imprinting pour H3 ne seront protégées que contre le H3N2 saisonnier moderne (1B).
Les chercheurs notent que la colinéarité (en gros, la parallélisme) des prédictions de différents modèles d'imprinting (1D—1I) était inévitable, compte tenu de la diversité limitée des sous-types antigéniques de la grippe circulant parmi la population au cours du siècle dernier.
Les individus d'âge moyen, qui ont été infectés pour la première fois par le H2N2, jouent un rôle crucial dans la différenciation entre l'imprinting au niveau du sous-type HA, du sous-type NA ou au niveau du groupe HA (1B).
Chacun des modèles testés a utilisé une combinaison linéaire d'infections liées à l'âge (1C), et d'infections liées à l'année de naissance (1D—1F), pour obtenir la distribution des cas de H1N1 ou H3N2 (1G – 1I).
Un total de 4 modèles ont été créés : le plus simple incluait uniquement le facteur d'âge, tandis que des modèles plus complexes ajoutaient des facteurs d'imprinting au niveau du sous-type HA, au niveau du sous-type NA ou au niveau du groupe HA.
La courbe du facteur d'âge a la forme d'une fonction en escalier, où le risque relatif d'infection était fixé à 1 dans le groupe d'âge 0-4. En plus du groupe d'âge primaire, les groupes suivants étaient également inclus : 5-10, 11-17, 18-24, 25-31, 32-38, 39-45, 46-52, 53-59, 60-66, 67-73, 74-80, 81+.
Dans les modèles qui contenaient des effets d'imprinting, il a été supposé que la proportion de personnes dans chaque année de naissance avec un imprinting protecteur durant l'enfance était proportionnelle à la réduction du risque d'infection.
Le modèle prenait également en compte le facteur de l'évolution virale. À cet effet, des données décrivant le progrès antigénique annuel ont été utilisées, défini comme la distance antigénique moyenne entre les souches d'une certaine lignée virale (H1N1 avant 2009, H1N1 après 2009 et H3N2). La « distance antigénique » entre deux souches de grippe est utilisée comme indicateur de similarité du phénotype antigénique et de la potentielle protection croisée immunitaire.
Pour évaluer l'impact de l'évolution antigénique sur la répartition par âge des cas épidémiques, une vérification des changements dans la proportion de cas chez les enfants a été effectuée lors des saisons où d'importants changements antigéniques ont eu lieu.
Si le niveau de dérive antigénique est un facteur déterminant du risque d'infection par âge, alors la proportion de cas observés chez les enfants devrait être inversement liée au progrès antigénique annuel. En d'autres termes, les souches qui n'ont pas subi de changements antigéniques significatifs par rapport à la saison précédente devraient être incapables d'échapper à l'immunité existante chez les adultes avec expérience immunologique. Ces souches seront donc plus actives parmi la population sans expérience immunologique, c'est-à-dire parmi les enfants.
Résultats de l'étude
L'analyse des données au fil des ans a montré que le H3N2 saisonnier était la principale cause d'infection parmi la population âgée, tandis que le H1N1 affectait les personnes d'âge moyen et les jeunes (voir image n°2).
Image n°2 : Répartition du H1N1 et H3N2 par âge à différentes périodes.
Ce schéma était présent tant dans les données d'avant la pandémie de 2009 qu'après.
Les données ont montré que le marquage au niveau du sous-type NA prévalait sur le marquage au niveau du sous-type HA (ΔAIC = 34.54). À l'inverse, le marquage au niveau du groupe HA était quasiment inexistant (ΔAIC = 249.06), tout comme l'absence totale de marquage (ΔAIC = 385.42).
Image n°3 : Évaluation de la correspondance des modèles avec les données de l'étude.
Évaluation visuelle de la correspondance des modèles (3C et 3D) a confirmé que les modèles contenant des effets de signature sur de faibles niveaux de sous-types NA ou HA offrent la meilleure correspondance avec les données utilisées dans l'étude. Le fait qu'un modèle sans signature ne puisse pas être confirmé par les données indique que la signature est un aspect extrêmement important de la formation de l'immunité chez la population adulte par rapport aux sous-types saisonniers de la grippe. Cependant, la signature fonctionne dans une spécialisation très étroite, c'est-à-dire qu'elle agit exclusivement sur un sous-type particulier, et non sur une gamme entière de sous-types de grippe.
Tableau n°2 : évaluation de la correspondance des modèles avec les données de l'étude.
Après prise en compte de la répartition démographique par âge, le risque d'âge supposé était le plus élevé chez les enfants et les personnes âgées, ce qui correspondait à l'accumulation de la mémoire immunitaire pendant l'enfance et à l'affaiblissement de la fonction immunitaire chez les personnes âgées (à 3A la courbe approchée du meilleur modèle est montrée). Les estimations des paramètres de signature étaient inférieures à un, ce qui indique une certaine réduction du risque relatif (tableau n°2). Dans le cadre du meilleur modèle, la réduction supposée du risque relatif due à la signature durant l'enfance était plus forte pour H1N1 (0,34, IC à 95 % 0,29–0,42) que pour H3N2 (0,71, IC à 95 % 0,62–0,82).
Pour vérifier l'impact de l'évolution virale sur la répartition par âge du risque d'infection, les scientifiques ont cherché à réduire la proportion de cas d'infection chez les enfants pendant les périodes associées à des changements antigéniques, lorsque des souches à forte dérive antigénique infectaient plus efficacement les adultes immunologiquement expérimentés.
L'analyse des données a montré une légère corrélation négative, mais non significative, entre l'augmentation annuelle de l'activité antigénique et la proportion de cas d'H3N2 observés chez les enfants (4A).
Image n°4 : impact de l'évolution virale sur le facteur de risque d'âge d'infection.
Cependant, aucune relation claire n'a été identifiée entre les changements antigéniques et la proportion de cas observés chez les enfants de plus de 10 ans et chez les adultes. Si l'évolution virale jouait un rôle majeur dans cette répartition, des preuves plus claires de l'influence évolutionnaire seraient observées chez les adultes, et pas seulement dans la comparaison entre adultes et enfants de moins de 10 ans.
De plus, si le degré de changements évolutifs des virus est dominant pour les différences spécifiques liées aux sous-types dans la répartition de l'âge épidémique, alors lorsque les sous-types H1N1 et H3N2 présentent des degrés de propagation antigénique annuels identiques, leur répartition d'âge des cas d'infection devrait sembler plus similaire.
Pour une compréhension plus approfondie des nuances de l'étude, je recommande de consulter le .
Épilogue
Dans cette étude, les scientifiques ont analysé les données épidémiologiques sur les cas d'infection H1N1, H3N2 et H2N2. L'analyse des données a révélé une dépendance claire entre le comportement d'immunisation dans l'enfance et le degré de risque d'infection à l'âge adulte. Autrement dit, si un enfant dans les années 50 a été infecté lorsqu'H1N1 circulait et qu'H3N2 était absent, alors à l'âge adulte, la probabilité d'infection par H3N2 sera beaucoup plus grande que celle d'attraper H1N1.
La principale conclusion de cette étude est que non seulement ce qu'une personne a eu dans son enfance est important, mais aussi dans quel ordre. La mémoire immunitaire, qui se forme tout au long de la vie, « enregistre » activement les données des premières infections virales, ce qui contribue à une meilleure réponse contre celles-ci à l'âge adulte.
Les scientifiques espèrent que leur travail permettra de mieux prédire quelles tranches d'âge sont plus susceptibles d'être affectées par tel ou tel sous-type de grippe. Ces connaissances peuvent aider à prévenir la propagation des épidémies, en particulier lorsqu'il est nécessaire de distribuer un nombre limité de vaccins parmi la population.
Cette recherche n'a pas pour objectif de trouver des super-médicaments contre la grippe de tout type, même si ce serait formidable. Son but est quelque chose de beaucoup plus réel et important à l'heure actuelle : prévenir la propagation de l'infection. Si nous ne pouvons pas nous débarrasser immédiatement du virus, nous devons disposer de tous les outils possibles pour le contenir. L'un des alliés les plus fiables de toute épidémie est l'indifférence, tant de l'État en général que de chaque individu en particulier. La panique, bien sûr, ne sert à rien, car cela ne peut qu'aggraver la situation, mais des mesures de précaution ne nuisent jamais.
Merci de votre attention, restez curieux, prenez soin de vous et de vos proches, et passez un excellent week-end, les amis ! 🙂
Un peu de publicité 🙂
Merci de rester avec nous. Aimez-vous nos articles ? Voulez-vous voir plus de contenu intéressant ? Soutenez-nous en passants une commande ou en nous recommandant à des amis, , un équivalent unique des serveurs d'entrée de gamme, conçu pour vous : (options disponibles avec RAID1 et RAID10, jusqu'à 24 cœurs et jusqu'à 40 Go DDR4).
Dell R730xd deux fois moins cher dans le data center Equinix Tier IV à Amsterdam ? Uniquement chez nous aux Pays-Bas ! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128Go DDR3 2x960Go SSD 1Gbps 100To — à partir de 99 $ ! Lisez sur
Source : habr.com
