Dans une étude récente publiée dans le Microbiologie naturelle journal, les chercheurs ont évalué la dynamique virale longitudinale dans les infections asymptomatiques du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2).
Diverses études ont démontré que la transmission de la maladie à coronavirus (COVID-19) est très hétérogène, c’est-à-dire qu’une petite proportion d’individus infectés contribue à une part inégale de la transmission infectieuse. Cependant, des recherches approfondies sont nécessaires pour comprendre dans quelle mesure les facteurs externes influencent le processus d’infection.
Étude : L’échantillonnage longitudinal quotidien de l’infection par le SRAS-CoV-2 révèle une hétérogénéité substantielle de l’infectiosité. Crédit d’image : NIAID et Nature
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié la dynamique virale dans une cohorte longitudinale comprenant des personnes infectées par des symptômes COVID-19 asymptomatiques légers ou des symptômes précoces d’une infection aiguë par COVID-19.
L’équipe a recruté des personnes, y compris des étudiants, des professeurs d’université et du personnel, qui ont été testées négatives pour l’infection par le SRAS-CoV-2 via la réaction en chaîne de transcription inverse-polymérase (RT-PCR) dans les sept jours précédant l’étude et étaient soit (1) dans les 24 heures d’un résultat positif de RT-PCR quantitative (RT-qPCR) ; ou (2) dans les cinq jours suivant l’exposition à un individu positif à la RT-qPCR. Des échantillons nasaux et de salive ont été prélevés quotidiennement pendant 14 jours pour comprendre la dynamique virale de l’infection précoce par le SRAS-CoV-2. Les participants éligibles ont répondu à un questionnaire en ligne sur leurs symptômes.
La dynamique virale au niveau des participants a été examinée en traçant les valeurs du seuil de cycle (Ct)/numéro de cycle (CN) à partir des échantillons de salive et de nez collectés. L’équipe a également évalué l’association du dosage immunologique par fluorescence (FIA) de l’antigène avec les résultats de la culture virale. L’étude a également impliqué la mise en œuvre de cinq modèles mécanistes intra-hôte, qui étaient basés sur des modèles représentant le SRAS-CoV-2 et les infections grippales. Ces modèles ont été adaptés aux charges génomiques virales estimées à partir des valeurs Ct/CN observées. Un total de 56 individus pour chaque type d’échantillon ont été utilisés pour l’ajustement du modèle.
L’équipe a détecté des facteurs qui expliquaient la variation de la dynamique virale observée au niveau individuel en évaluant la relation entre l’âge de l’individu ou le génotype viral infectant avec l’un des paramètres du modèle impliqués dans l’ajustement du modèle. Les capacités relatives de ces variations à représenter avec précision les données de RT-qPCR ont également été comparées au critère d’information d’Akaike corrigé (AIC). En tant que substitut du potentiel infectieux individuel, l’équipe a estimé la durée de l’excrétion virale dans les échantillons nasaux. Les données de culture virale ont d’abord été utilisées pour évaluer l’infectiosité intrinsèque afin d’établir l’association entre l’infectiosité et la charge du génome viral.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que l’âge médian de la cohorte des participants était de 28 ans, alors que les participants étaient principalement des hommes. Les infections signalées étaient soit bénignes, soit asymptomatiques, aucun participant n’ayant signalé d’antécédents d’hospitalisation liée au COVID-19. Les participants n’avaient également aucun antécédent d’infection ou de vaccination par le SRAS-CoV-2 au moment de l’inscription à l’étude.
L’équipe a observé une augmentation et une diminution du niveau d’excrétion virale dans la salive et/ou les échantillons nasaux. Une hétérogénéité significative a été notée dans la dynamique de l’excrétion entre les individus. Cependant, il y avait des distinctions substantielles dans la durée pendant laquelle l’excrétion virale était à des niveaux détectables, la cinétique de clairance et l’association entre l’excrétion virale dans la salive et les compartiments nasaux. De plus, neuf personnes parmi la cohorte de participants n’avaient aucun matériel viral détectable dans les échantillons nasaux.
Des valeurs de CN plus faibles dans les échantillons nasaux étaient associées à la positivité du SRAS-CoV-2 aux premiers stades de l’infection. Les valeurs Ct des échantillons de salive étaient pour la plupart plus élevées que celles des échantillons nasaux correspondants, probablement en raison de la sensibilité moléculaire plus faible du test RT-qPCR utilisé. Par conséquent, afin de déterminer le statut viral d’une infection, les valeurs Ct/CN doivent être utilisées avec prudence. De plus, les individus ont été testés positifs au SRAS-CoV-2 par l’antigène FIA 93% des jours où ils ont été testés positifs via une culture virale. Ces résultats ont indiqué une corrélation entre l’excrétion virale et la positivité de l’antigène.
Les symptômes signalés dans la cohorte de participants, tout en étant légers et ne nécessitant aucune intervention médicale, différaient considérablement d’une personne à l’autre. Les symptômes, notamment les douleurs musculaires, la gorge qui gratte et le nez qui coule, étaient plus susceptibles d’être signalés les jours de positivité de la culture virale, ce qui suggère que ces symptômes indiquent un statut infectieux. Aucun des autres symptômes signalés n’avait de corrélation claire avec l’état de la culture virale.
L’équipe a observé que les modèles de cellules réfractaires décrivaient avec précision les données des échantillons nasaux tandis que les modèles de cellules effectrices représentaient avec précision les données des échantillons de salive. Dans le modèle réfractaire, les cellules cibles étaient supposées être rendues réfractaires à l’infection en raison de l’action de médiateurs immunitaires solubles sécrétés par les cellules infectées, y compris l’interféron. Dans l’ensemble, les deux modèles pouvaient décrire avec précision les échantillons de salive et de nez.
Une différence de plus de 57 fois a été observée entre l’infectiosité estimée la plus élevée et la plus faible, indiquant une grande hétérogénéité dans l’infectiosité. Cela montre en outre le potentiel d’une petite cohorte d’individus à présenter une infectiosité intrinsèque élevée, leur permettant ainsi de fonctionner comme des super-diffuseurs, en particulier s’ils ont une exposition régulière et/ou à haut risque pendant la période infectieuse.
De façon générale, les découvertes d’étude ont montré une analyse à haute résolution de la dynamique virale SARS-CoV-2 dans une cohorte longitudinale. L’étude a également indiqué le rôle critique de l’hétérogénéité au niveau individuel dans l’excrétion génomique virale dans l’augmentation de la propagation communautaire de l’infection.
