Dans une étude publiée dans la revue Communications naturelles, une équipe internationale de chercheurs a étudié l’impact des changements de comportement humain tels que l’isolement pendant la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) sur l’évolution de l’agent causal, le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère. Ils ont découvert qu’à mesure que le SRAS-CoV-2 évoluait de sa forme originale vers des variantes comme Alpha et Delta, les changements dans le virus conduisaient à un schéma dans lequel la quantité maximale de virus dans le corps se produisait plus tôt et était plus élevée. Cependant, la durée globale de l’infection a été réduite. Cette évolution, motivée par la nécessité pour le virus d’augmenter sa capacité à se propager d’une personne à l’autre, a été influencée par des facteurs tels que les pratiques d’isolement.
De plus, la recherche indique qu’à mesure que le virus s’adaptait à ces comportements humains, il y avait une tendance vers des périodes d’incubation plus courtes et un risque plus élevé que l’infection soit asymptomatique, particulièrement visible dans les variantes comme Omicron. Les résultats indiquent le rôle potentiel de l’isolement dans l’induction d’une sélection directionnelle pour une transmissibilité accrue du virus.
Étude : L’isolement peut sélectionner une charge virale maximale plus précoce et plus élevée, mais une durée plus courte dans l’évolution du SRAS-CoV-2. Crédit d’image : Alonafoto/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Compte tenu de la densité et des activités actuelles de la population mondiale, la sélection induite par l’homme entraîne des changements évolutifs substantiels dans les organismes. La pandémie de COVID-19 a entraîné un ralentissement important des activités humaines et de leur impact environnemental.
Les changements dans la taille de la population, l’immunité et le comportement, induits par les politiques de santé publique, contribuent à l’évolution rapide des virus. L’évolution continue du SRAS-CoV-2, de la souche initiale Wuhan-Hu-1 à des variantes comme Alpha, Delta et Omicron nouvellement apparu, met en évidence la nature dynamique du virus. L’émergence et l’adaptation continues des variantes du SRAS-CoV-2 suggèrent une trajectoire évolutive, soulignant la nécessité d’une vigilance continue et de réponses adaptatives.
Comprendre les aspects épidémiologiques et cliniques des maladies infectieuses émergentes est crucial pour développer des traitements et des stratégies adaptatifs. Des forces telles que les interventions pharmaceutiques (l’infection et la réponse aux vaccins et aux médicaments antiviraux), ainsi que les interventions non pharmaceutiques ou NPI (mesures d’isolement, de distanciation sociale, l’utilisation de masques, etc.), sont connues pour agir comme des pressions de sélection sur les individus. le virus. Les chercheurs de cette étude ont analysé les données du SRAS-CoV-2 pour examiner le choc de l’isolement en tant que NPI sur l’évolution des variantes du SRAS-CV-2. Pour la première fois, ils ont quantifié et comparé la dynamique de la charge virale ainsi que l’excrétion virale parmi les variantes en réponse aux mesures d’isolement.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les données longitudinales sur la charge virale ont été obtenues à partir d’articles publiés sur des patients atteints de COVID-19. Des données avec au moins deux points temporels pour les mesures de la charge virale via des échantillons des voies respiratoires supérieures ont été utilisées. Parmi les quatre études choisies, trois ont été menées aux États-Unis d’Amérique (USA) et une au Royaume-Uni (UK). Un modèle d’estimation a été développé à l’aide des données de charge virale de patients infectés par les variantes pré-Alpha (n = 86), la variante Alpha (n = 59), la variante Delta (n = 80) et la variante Omicron (BA.1) (n = 49).
Un modèle non linéaire à effets mixtes a été développé et testé pour décrire la dynamique de l’infection par le SRAS-CoV-2 dans les cellules cibles. Ce modèle d’infection au niveau individuel a été combiné avec un modèle de transmission au niveau de la population pour former un modèle probabiliste de dynamique de population à plusieurs niveaux afin de comprendre l’évolution du SARAS-CoV-2. Le modèle comprenait des paramètres tels que la durée de l’excrétion virale ainsi que l’heure et le montant de la charge virale maximale. De plus, le potentiel de transmission du virus a été estimé pour comprendre les conséquences épidémiologiques des variantes. La modélisation et l’analyse ont été réalisées en utilisant Python et R comme langages de codage. Les données et le code ont été rendus publics sur Zenodo.
Résultats et discussion
Selon l’étude, aucune différence significative n’a été trouvée dans (1) l’heure de pic entre les variantes pré-Alpha et Alpha et (2) la charge virale maximale parmi les variantes Alpha et Delta. Cependant, les charges virales maximales pour les variantes Alpha et Delta se sont révélées plus élevées que celles des variantes pré-Alpha. De plus, la durée maximale et le temps d’excrétion virale se sont avérés plus courts pour les variantes Delta que pour les variantes pré-Alpha ou Alpha. Les résultats suggèrent que le SRAS-CoV-2 évoluait pour former un phénotype plus aigu avec une durée d’excrétion plus courte et une charge virale maximale plus élevée.
Dans l’analyse de la transmission, les chercheurs ont constaté que le potentiel de transmission de la variante Alpha restait à une valeur élevée pendant une durée plus longue que celle des variantes pré-Alpha. Dans la variante Delta, il a été constaté que le potentiel de transmission culminait et diminuait rapidement dans les huit jours suivant l’infection.
Lorsque la dynamique de l’excrétion virale a été comparée, la charge maximale de la variante Alpha s’est avérée plus élevée que celle des variantes pré-Alpha, mais avec une durée inférieure et une transmissibilité plus élevée. Bien qu’un effet similaire ait été observé entre les variantes pré-Alpha et Delta, aucun effet de ce type n’a été observé parmi les variantes Alpha et Delta. En réponse aux changements de comportement humain tels que l’isolement, la période d’incubation s’est avérée diminuer tandis que le nombre d’infections asymptomatiques a augmenté.
L’effet de l’immunité antérieure induite par la vaccination ou des infections antérieures a également été étudié sur l’évolution du SRAS-CoV-2 induite par l’isolement. Les résultats initiaux du modèle sont restés cohérents même lorsque l’immunité préalable des individus était prise en compte.
Le modèle a ensuite été validé à l’aide des données de la sous-variante Omicron BA.1. Il a été constaté que l’évolution du SRAS-CoV-2 vers une charge virale maximale avancée était maintenue mais à un rythme plus lent.
Cependant, comme limite, l’étude n’a pas pris en compte la relation entre les phénotypes cliniques et l’évolution virale ou la dynamique entre les hôtes et les virus.
Conclusion
En conclusion, les résultats expliquent que les variantes du SRAS-CoV-2 ont évolué vers un phénotype plus aigu en réponse à l’isolement, avec une charge virale maximale plus précoce et plus élevée mais une durée plus courte. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces résultats et comprendre l’effet d’autres interventions sur l’évolution du SRAS-CoV-2 afin de faciliter le développement de stratégies de santé publique améliorées.
