L'un des domaines les plus étudiés aujourd'hui est la création d'un vaccin universel efficace contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Un vaccin efficace contre le SRAS-CoV-2 est le meilleur outil unique pour aider le monde à revenir à une situation plus normale en éteignant la propagation virale sans avoir besoin de verrouillages et de restrictions de voyage. Cependant, même lorsqu'un vaccin devient disponible, il y aura probablement un goulot d'étranglement des ressources, compte tenu du besoin massif de cette intervention. Comme le disent ironiquement les chercheurs, «L'espoir de produire un vaccin dans un proche avenir vient de la tâche difficile de décider qui vacciner en premier, car les pénuries de vaccins sont inévitables.»
Cette nouvelle étude des chercheurs du Fred Hutchinson Cancer Research Center et de l'Université de Washington, Tacoma et publiée sur le serveur de pré-impression medRxiv* en août 2020 décrit un point de vue concernant l'allocation optimisée du vaccin, montrant que dans différents scénarios d'efficacité, les personnes âgées ou les jeunes peuvent être les meilleurs candidats pour la vaccination initiale.
Sommaire
Les métriques
Les chercheurs ont utilisé un outil de modélisation mathématique ainsi que des algorithmes d'optimisation combinant l'efficacité des vaccins (VE) avec un certain nombre de doses disponibles. Cela a conduit à la construction d'un modèle stratifié par âge avec quatre paramètres: les décès, les infections symptomatiques et le nombre maximal d'hospitalisations non-USI et USI. Ceux-ci fonctionnent selon un large éventail d'hypothèses.
D'une part, ils considéraient que les enfants étaient moins à risque que les adultes d'âge moyen (20 à 65 ans), les adultes de plus de 65 ans étant relativement plus sensibles. Deuxièmement, ils ont supposé que l'immunité naturelle et vaccinale durait un an ou plus. Ils ont considéré un taux d'infection / immunité naturelle de 20% au début du scénario et l'absence de distanciation sociale. Tous les travailleurs de la santé en première ligne sont considérés comme vaccinés.
Ils ont défini cinq groupes de vaccination en fonction de l'association actuellement connue de la gravité de la maladie et du taux de mortalité avec l'âge:
- enfants (de 0 à 19 ans)
- adultes de 20 à 49 ans
- adultes de 50 à 64 ans
- adultes de 65 à 74 ans
- ces 75 ans et plus
En combinant cela avec des EV supposées de 10% à 100% et une couverture de la population de 10% à 100%, ils sont arrivés à des conclusions définitives.
Premièrement, avec une VE de 50% et une forte couverture de la population, la pandémie peut être contrôlée de manière significative.
Faible VE, allocation optimale aux groupes à haut risque
La stratégie d'allocation optimale pour faire baisser le taux de mortalité reste la même avec une VE comprise entre 10% et 50%. Autrement dit, lorsque l'EV est faible, les personnes âgées doivent d'abord être vaccinées, car elles présentent un risque élevé de décès. Si 35% ou plus de la population est vaccinée, avec une VE de 50%, plus de la moitié des décès peuvent être évités.
VE élevée, modification des modèles d'allocation
Lorsque l'EV passe à 60% ou plus, un phénomène de seuil est apparent; l'allocation optimale donne toujours la priorité aux groupes à haut risque (ceux de plus de 75 ans), mais lorsque la couverture augmente, les allocations de vaccins passent aux groupes à forte transmission (ceux entre 20 et 50 ans et les enfants).
Une fois que 60% de la population est infectée, l'immunité du troupeau sera atteinte. Cela signifie qu'avec une VE de 80% à 100%, 40% de la population doit être vaccinée puisque 20% est déjà immunisée. Si l'EV est plus élevée, les jeunes doivent être vaccinés en premier car ils sont les principaux vecteurs de transmission, afin de maximiser la couverture de la population. La raison en est que cela réduit le nombre d'événements de propagation, d'infections symptomatiques et d'hospitalisations hors des soins intensifs. Cela provoque un aplatissement de la courbe de l'épidémie et le nombre de décès diminue fortement.
Avec l'augmentation de la disponibilité des vaccins, l'allocation optimale revient à nouveau aux groupes à haut risque.
Avec une VE de 60%, si 70% de la population est vaccinée de manière optimale, la pandémie sera complètement maîtrisée, c'est-à-dire qu'il n'y aura aucune propagation. En revanche, si l'EV est de 70%, seule une couverture vaccinale de 50% est requise.
Afin de maintenir le nombre d'hospitalisations non liées aux soins intensifs en raison du COVID-19 en dessous de 10% des lits d'hôpital et d'éviter le débordement des unités de soins intensifs, des vaccins avec une VE de 50% ou plus sont nécessaires. Si l'EV est de 60%, les mêmes objectifs peuvent être atteints avec une couverture optimale de la population de 54%.
L'allocation optimale diffère selon les objectifs
Un point important ici est que l'allocation optimale est plus économique que l'allocation au prorata (proportionnelle) par rapport à la réalisation des objectifs souhaités. Avec ce dernier, à un VE de 60% comme ci-dessus, 67% de la population aurait besoin de vaccination pour atteindre ces objectifs.
La stratégie d'allocation optimale est la plus importante face aux pénuries de vaccins. Lorsque l'EV est de 100% et que les stocks de vaccins ne couvrent qu'un cinquième de la population, l'allocation optimale par rapport au prorata peut éviter 32% de décès supplémentaires. Avec une VE de 60% et une couverture de population de 60%, il est possible de prévenir 32% d'infections symptomatiques supplémentaires en utilisant cette technique d'allocation.
Avec l'augmentation de l'EV, le prorata et l'allocation optimale convergent avec l'augmentation de la couverture de la population. Avec une couverture de 60% ou 70%, les groupes à forte transmission sont classés par ordre de priorité pour atteindre les quatre objectifs.
En d'autres termes, les chercheurs disent: «L'attribution optimale des vaccins diffère pour différentes fonctions objectives.» De plus, l'optimiseur ne vise pas à épuiser tout le vaccin. Par exemple, avec un VE de 90%, l'optimiseur a visualisé une couverture vaccinale de 75%, ce qui est logique puisque, à ce stade, un confinement complet se produira. Aucun gain n'est attendu avec une couverture au-delà de ce point.
L'une des limites de cette étude est la différence attendue de l'immunité préexistante dans différentes parties du monde, en raison de l'évolution de la dynamique de la pandémie. Pour couvrir ce scénario, ils ont répété leur analyse avec 10%, 30% et 40% de la population immunisée au début de l'étude. Ils ont trouvé le même schéma, la seule différence résidant dans le seuil auquel le groupe d'allocation bascule.
Avec un niveau d'immunité préexistant de 10%, le changement est observé à 80% de couverture vaccinale, mais à un niveau d'immunité de 40%, il se produit à 40% de couverture. Aux niveaux inférieurs d'immunité préexistante, l'allocation optimale est pour les groupes à haut risque. Avec des niveaux d'immunité plus élevés au début, une distribution plus uniforme est observée.
Relation entre les méthodes d'allocation optimales et les paramètres
Les chercheurs ont examiné comment fonctionnaient les stratégies d'allocation optimales concernant les paramètres clés de la propagation virale et l'évolution de l'infection naturelle. Autrement dit, ils ont comparé comment cela fonctionnerait si tous les groupes d'âge étaient également ou différentiellement sensibles à l'infection. Ils n'ont trouvé aucun changement significatif dans les stratégies d'allocation.
Au fur et à mesure que l'EV augmente à 60% et que davantage de vaccins sont disponibles (70% ou plus), davantage est alloué aux enfants. Pour réduire les infections symptomatiques, plus de vaccins sont attribués aux enfants qu'avec le modèle précédent. Lorsque l'objectif était de réduire les hospitalisations, les groupes à forte transmission ont été privilégiés dans ce modèle.
Les résultats se sont avérés cohérents lorsqu'ils étaient optimisés pour quatre des paramètres les moins spécifiques. Et lorsque le nombre d'infections était beaucoup plus élevé au pic, c'est-à-dire à 10 000 infections actuelles, comme dans la phase de croissance exponentielle, le résultat était très similaire.
Conclusion
Les chercheurs concluent: «Nous avons identifié des stratégies d'allocation optimales, et une fois que les informations sur les caractéristiques des vaccins sont connues, la validation de nos stratégies d'allocation avec des modèles plus complexes est la bienvenue.» Il est à noter que ce modèle fonctionne sur des estimations prudentes, ce qui signifie que dans la vie réelle, encore moins de vaccins pourraient suffire pour éteindre la pandémie. Des facteurs sociaux et éthiques doivent être inclus dans tout modèle d'optimisation pour tenir compte des facteurs de risque financiers, ethniques et systémiques susceptibles d'entraver la distribution équitable des vaccins aux groupes à haut risque.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.