La pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a été déclenchée par la propagation incontrôlée du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Un an et demi plus tard, la relation entre la charge virale du SRAS-CoV-2 et l’infectiosité reste un sujet de débat scientifique. Maintenant, un nouveau document de recherche préimprimé publié sur le bioRxiv* le serveur vise à quantifier cette relation.
Sommaire
La charge virale, un facteur crucial de propagation
Auparavant, les gouttelettes respiratoires et les aérosols contenant le virus étaient considérés comme la principale voie de propagation du virus. Cependant, comment la charge virale module-t-elle la transmission par cette voie était une autre question qui n’a pas encore été formellement établie.
Le problème commence par le fait que le virus provoque principalement une infection asymptomatique, et même dans les cas symptomatiques, la majorité de la transmission se produit avant même que le patient index ne soit diagnostiqué. À ce stade, par conséquent, la charge virale est entièrement non enregistrée.
Cependant, la charge virale détermine le degré d’infection du patient, influençant le moment auquel la propagation est la plus susceptible de se produire, les chances de propagation à partir d’un cas donné et la manière dont les interventions affectent la transmission. Avec les nouvelles variantes préoccupantes (COV), l’impact relatif de la charge virale par rapport à d’autres facteurs devient encore plus important.
Organigramme de la sélection des données.
Une étude antérieure fournit des données
Une étude sur l’efficacité de l’hydroxychloroquine sur la transmission du SRAS-CoV-2 a examiné la charge virale au moment de la propagation dans une cohorte de 735 personnes à haut risque de transmission provenant de 282 patients index. Tous les individus ont été régulièrement surveillés pour comprendre l’émergence de variantes virales, l’évolution clinique et les nouvelles infections parmi la cohorte de contact.
Plus la charge virale de la personne infectée au moment du diagnostic était élevée, plus il y avait de chances que le contact à haut risque avec une personne de la cohorte de contacts soit suivi d’une nouvelle infection. Cela ne montre toujours pas comment la charge virale au moment du contact est liée au risque de transmission – même si elle peut être nettement supérieure ou inférieure à celle mesurée au moment du diagnostic.
Ces données ont donc été ré-analysées à l’aide d’un modèle différent afin de reconstruire un graphique de la charge virale au moment du contact et de prédire comment cela affecterait la transmission. Le modèle a été utilisé à la fois avec un COV et avec des vaccins anti-immunitaires.
Détails de l’étude
Près de trois cas index sur quatre étaient des femmes, avec un âge médian de 42 ans, avec environ 544 écouvillons disponibles. Les écouvillons ont été prélevés à 0, 3 et 7 jours après le début de l’étude, ce qui a eu lieu à une médiane de 4 jours avant le premier prélèvement.
La charge virale la plus élevée au cours du suivi était de 8,4 log10 copies par mL.
Probabilité moyenne de transmission en fonction des différents niveaux de charge virale des individus simulés. Les points noirs représentent la proportion de transmission observée. Les intervalles de confiance à 95% sont représentés en noir. Contacts familiaux (à gauche). Contacts non ménagers (à droite).
Parmi les contacts, un peu plus de la moitié étaient des femmes, d’âge médian de 41 ans, les contacts étant principalement des contacts familiaux (60%). Plus des deux tiers des contacts ont eu lieu environ un jour après l’apparition des symptômes. C’était également le cas des nouvelles infections, qui ont suivi 87 contacts familiaux et 29 contacts non familiaux, représentant respectivement un quart et un sixième du total des contacts.
Intervalle de prédiction de la charge virale et probabilité de transmission dans le temps après un contact à haut risque. La médiane et la moyenne sont représentées respectivement par une ligne continue et une ligne pointillée. (Noir: Charge virale. Probabilité de transmission pour les contacts familiaux (Gauche). Probabilité de transmission pour les contacts non familiaux (Droite). Les zones grisées représentent l’intervalle entre le premier et le troisième quartile. Réalisé sur 1000 individus simulés.
Dynamique virale
Le modèle limité aux cellules cibles a montré que le nombre reproducteur R0, qui quantifiait le nombre de cellules infectées par une cellule infectée, était de 16, tandis que moins d’une cellule produisant de nouvelles particules virales est perdue par jour. La production virale est de 4,1 × 105 par cellule par jour.
La charge virale maximale était prévue au début des symptômes, la valeur médiane étant de 9,8 log10 copies par mL.
Le modèle de transmission probabiliste a montré que la propagation du virus était plus probable après un contact familial avec un cas avec une charge virale élevée, mais ce n’était pas le cas pour les contacts non familiaux. Les chances moyennes de transmission ont augmenté par rapport à la valeur de base de 5%, en corrélation avec la charge virale lorsque la charge virale était inférieure à 106 copies par mL.
Avec une charge virale de 10dix copies par mL, jusqu’à 37% des contacts familiaux et 17% des contacts non familiaux, étaient susceptibles d’être infectés. Ces estimations présentent une similitude frappante avec les valeurs de 37% et 29% obtenues à partir de l’étude clinique proprement dite.
Encore une fois, malgré des différences significatives entre les individus, la transmission était plus susceptible de se produire au début des symptômes, environ 30% de la propagation du ménage se produisant à ce moment. Avec les contacts non familiaux, la valeur moyenne était de 13%.
Les scientifiques ont supposé que les chances de propagation revenaient à leur valeur de base une fois que la charge virale est tombée en dessous de 6 log10 copies par ml. Dans ces circonstances, la possibilité de transmission est bien moindre que la période pendant laquelle le patient continue à excréter le virus, pour une durée infectieuse médiane de 12 jours.
Variantes plus infectieuses en raison de la charge virale
Le modèle a également utilisé un profil de contact similaire à celui de l’étude originale pour déterminer les changements survenus dans la transmission virale lorsque la charge virale a changé. Les chercheurs ont constaté que, comme pour l’étude, le modèle prévoyait qu’un quart et un dixième des contacts familiaux et non familiaux, respectivement, étaient susceptibles d’être infectés.
Comme le taux de production virale est doublé, comme on le voit après l’infection par la souche B1.1.7, le risque de propagation augmente quelque peu, à 27% et 12%, pour les contacts familiaux et non familiaux. Lorsqu’ils sont à nouveau doublés, pour quadrupler la charge virale initiale, les chiffres deviennent 29% et 13%.
À huit fois la charge initiale, les chances de propagation sont respectivement de 31% et 14%. Lorsque les variantes brésilienne P.1 et sud-africaine B1.1.351 sont prises en compte, les estimations prévues de la transmission virale passent de deux à dix fois plus élevées.
La vaccination réduit la propagation via la réduction de la charge virale
Étant donné que la vaccination est censée réduire les charges virales, même en cas d’infection, les chercheurs ont également examiné les effets de la diminution du nombre de particules virales. En fait, une réduction de 3,5 fois a été signalée en Israël.
Avec une charge virale quatre fois plus faible, les taux de transmission moyens seraient respectivement de 21% et 10% pour les contacts familiaux et non familiaux. C’est bien plus que la réduction de 100 fois observée dans une étude réelle où tous les individus vaccinés ont été testés pour l’infection, qu’elle soit symptomatique ou non.
Dans cette étude, la probabilité de transmission était de 12% et 7%, soit 50% et 38% de moins que les chiffres de référence pour les contacts familiaux et non familiaux, respectivement.
Quelles sont les implications?
C’est la première fois que la charge virale est examinée en relation avec l’infectiosité à ce niveau de détail. Les résultats montrent un effet significatif chez les contacts familiaux, les chances de produire un deuxième cas étant de 37% si le patient index a une charge virale supérieure à 10 log10 copies par mL.
Le risque de cas secondaires était linéairement proportionnel à la charge virale, sans effets de saturation évidents à des charges élevées, contrairement aux prédictions des modèles théoriques. Cependant, des différences individuelles ont été observées, avec des infections secondaires survenant dans 5% à 100% des contacts avec différents patients index – la médiane étant de 15%. Cela a été observé dans des études antérieures.
Étant donné que la variante britannique B1.1.7 semble avoir un seuil de cycle (Ct) qui a augmenté de 1-2, en moyenne, les chercheurs postulent que soit cette souche produit deux fois plus de particules virales, soit elle est capable d’infecter deux fois plus de cellules. comme souche de référence. Ce dernier est suggéré par la substitution de pointe N501Y, qui conduit à une affinité de liaison plus élevée pour le récepteur de la cellule cible.
Dans l’ensemble, par conséquent, « nous estimons qu’une augmentation de 2 à 4 fois du niveau de charge virale observée avec le virus B1.1.7 pourrait entraîner une augmentation de la probabilité de transmission de 8 à 17% après un contact à haut risque. »
Dans les deux cas, la charge virale est augmentée de 2, ce qui augmente les chances de propagation de 2%, ou 8%, au-dessus de la ligne de base. La probabilité moyenne de propagation augmente jusqu’à 17% au-dessus de la valeur de référence lorsque la charge virale est multipliée par quatre.
Ce modèle suppose un effet relativement faible de la charge virale; s’il est effectivement beaucoup plus raide, les nouvelles variantes entraîneront une augmentation encore plus impressionnante du nombre de cas secondaires. D’autres études seront nécessaires pour valider ces résultats, en tenant compte des limites des données actuelles.
Cependant, la vaccination semble être très protectrice, comme on peut le déduire des charges virales cinq à 100 fois plus faibles enregistrées dans les infections après vaccination.
« Cette relation peut être utilisée pour prédire les effets des changements de paradigme viral, provoqués par l’émergence de nouvelles variantes et / ou le déploiement de la vaccination. »
*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
