Modèles pour la deuxième vague de COVID-19

L'Europe, le Moyen-Orient, l'Océanie, une partie de l'Asie du Sud et les États-Unis sortent progressivement du verrouillage COVID-19 et assouplissent les mesures d'éloignement social les plus sévères.

En attendant, la Chine, Singapour et la Corée du Sud, les pays qui ont été les premiers touchés et qui ont réussi à contrôler la première vague, semblent être confrontés à une dynamique différente après l'assouplissement des mesures anti-Covid-19.

La Corée du Sud semblait avoir entièrement contrôlé la contagion locale, jusqu'au 10 mai (Hyonhee Shin, Josh Smith, "La Corée du Sud fait des pieds et des mains pour contenir l'épidémie de coronavirus dans les boîtes de nuit“, Reuters11 mai 2020). En deux jours, la Corée du Sud a signalé 69 nouveaux cas liés aux boîtes de nuit et aux bars de Séoul et aux courses pour tester les cas de contact, ce qui nécessite encore de retrouver la trace de plus de 3000 personnes. Ses frontières sont fermées et entrée est soumis à des quarantaines strictes.

La Chine semble s'en sortir assez bien, malgré les difficultés rencontrées avec les clusters et les cas importés, notamment dans le Heilongjiang (William Yang, "La Chine tente de contenir une nouvelle épidémie de coronavirus“, DW29 avril 2020). Puis, le 11 mai, un peu plus d'un mois après la fin du confinement, un nouveau foyer est apparu à Wuhan, le centre initial de l'épidémie, lié à des cas asymptomatiques ("La ville chinoise de Wuhan rapporte la première grappe de coronavirus depuis la levée du blocus“, Reuters11 mai 2020). Le 9 mai, c'est la province de Jilin, au nord-est du pays, qui a fait état d'un nouveau petit groupe de cas, ce qui a déclenché un verrouillage de la ville de Shulan (Ibid.).

Singapour sait ce qui peut être considéré comme une deuxième vague, axée sur les travailleurs migrants, avec une augmentation exponentielle des cas à partir début avril 2020 (James Crabtree, "Comment la deuxième vague de Singapour expose les inégalités économiques“, Un nouvel homme d'État6 mai 2020).

Entre-temps, l'histoire montre que pour la pandémie de grippe dite "espagnole" de 1918-1919, les deuxième et troisième vagues ont été plus meurtrières que la première vague de printemps (Jeffery K. Taubenberger et David M Morens, "La grippe de 1918 : la mère de toutes les pandémies,” Maladies infectieuses émergentes vol. 12,1, 2006).

Ainsi, à quoi devons-nous nous attendre dans un avenir proche concernant cette deuxième vague de COVID-19 ?

Les épidémiologistes ont modélisé différents types de scénarios pour aider les décideurs politiques à gérer la pandémie et à créer des réponses qui atténueront, autant que possible, le nombre de décès. Cet article examine quatre de ces modèles et scénarios et met en évidence ce qu'ils nous apprennent sur les futures vagues de COVID-19. En comparant brièvement les scénarios avec la réalité de la situation en Chine, à Singapour et en Corée du Sud, nous mettons en évidence les scénarios qui semblent les plus probables et soulignons la nécessité de poursuivre les recherches sur d'autres facteurs.

Les vagues résultant de nos interactions avec le COVID-19

Il est maintenant généralement admis que nous devrons vivre avec le COVID-19. La pandémie, quelle que soit la forme des foyers, devrait persister jusqu'à ce que l'immunisation soit atteinte, en supposant que cela soit possible. L'immunisation résultera soit de la vaccination, soit de l'immunité naturelle. Au mieux, selon nos estimations, et compte tenu de la nécessité de fabriquer des milliards de doses, la vaccination n'aura pas lieu avant l'hiver 2022 (voir Helene Lavoix, La pandémie de COVID-19 - Survivre et reconstruire, The Red Team Analysis Society24 mars 2020). Ce délai ne tient pas compte du temps nécessaire à une immense campagne de vaccination de masse.

Les acteurs ont géré la première épidémie de COVID-19 ou la première vague comme ils ont pu, considérant que tous les pays ont été pris au dépourvu, à l'exception peut-être de la Corée du Sud. Une série de mesures ont été créées et appliquées, y compris un verrouillage strict dans le monde entier, qui a permis de gérer la surprise et d'atténuer les pertes de vies humaines. L'objectif principal de ces mesures était d'arrêter la contagion sans voir les systèmes de santé s'effondrer. Ce que nous avons réussi à faire, ce n'est pas de mettre fin à l'épidémie, mais de changer son cours. Nous avons évité le pire scénario possible immédiat (Hélène Lavoix, Les pires scénarios de référence pour la pandémie de COVID-19, The Red Team Analysis Society24 mars 2020).

Cependant, le prix à payer était l'arrêt de cette activité, avec un coût immense pour les modes de vie, y compris l'économie.

Nous entrons maintenant dans une nouvelle phase, où nous allons commencer à apprendre à vivre avec le COVID-19. La crainte est qu'une fois l'activité redémarrée, l'épidémie se propage et se développe à nouveau, entraînant une deuxième vague, avec son corollaire de décès, de souffrances et de danger de voir les systèmes de santé s'effondrer. Les autorités politiques se précipitent donc pour concevoir des ensembles de mesures et de politiques qui devraient nous permettre de vivre avec la COVID-19, au lieu d'être figés par le danger, jusqu'à ce qu'une autre sorte de mort nous emporte tous.

La possibilité d'une deuxième vague, et des vagues suivantes en général, dépend des interactions entre le virus, et notamment de l'épidémiologie du SRAS-CoV-2, et des réponses et actions que les différents acteurs vont concevoir et mettre en œuvre.

Nous sommes donc à la fois dépendants pour notre activité des vagues de COVID-19 tout en contribuant à les créer et à les façonner.

Deuxième vague et vagues récurrentes

L'étude de mars de l'équipe de réponse COVID-19 de l'Imperial College

Avant tout, nous avons l'étude influente de l'équipe d'intervention COVID-19 de l'Imperial College, Impact des interventions non pharmaceutiques (NPI) pour réduire la mortalité COVID19 et la demande de soins de santé (16 mars 2020). De nombreux gouvernements ont utilisé ce rapport pour élaborer les politiques de verrouillage de leur première vague.

(A partir de ce point, traduction française automatique par intelligence artificielle.)

Dans cette étude, l'objectif est de minimiser les décès, ce qui exige de ne pas surcharger les hôpitaux et notamment le nombre de lits des unités de soins intensifs (USI). Les mesures politiques prises en compte sont les suivantes :

• Isolement des cas à domicile (IC),
• Quarantaine volontaire à domicile (pendant 14 jours - QG),
• La distanciation sociale des personnes de plus de 70 ans (SDO),
• Mise à distance sociale de toute la population (semblable au verrouillage - SD),
• Fermeture des écoles et des universités (PC).

L'étude, parmi d'autres facteurs critiques, prend en compte les R₀ (R-nought) ou numéro de reproduction de base d'une maladie infectieuse. C'est une mesure qui représente "le nombre attendu de cas secondaires produits par un individu infecté typique au début d'une épidémie" (O Diekmann ; J.A.P. Heesterbeek et J.A.J. Metz (1990). “On the definition and the computation of the basic reproduction ratio R0 in models for infectious diseases in heterogeneous populations”, Journal of Mathematical Biology, 28 : 356–382). Ils "examinent des valeurs comprises entre 2,0 et 2,6", ce qui se situe dans la fourchette de la plupart des estimations. Ils tiennent également compte de l'immunité acquise contre le SRAS-CoV-2 et considèrent qu'elle est similaire à celle obtenue contre la grippe saisonnière, c'est-à-dire que la réinfection ne peut pas se reproduire la saison suivante.

Avec ce modèle, l'équipe d'intervention COVID-19 de l'Imperial College constate que, pour une R₀= 2,2, après la fin de la première vague et une fois que les mesures de distanciation sociale de la population entière seront assouplies et que les écoles et les universités rouvriront, en supposant que toutes les autres mesures restent en place, une nouvelle vague commencera. Elle déclenche le besoin de commencer une nouvelle période de distanciation sociale de toute la population et la fermeture des écoles et des universités un mois après le début de la relaxation.

Dans l'ensemble, sur deux ans, l'ensemble des mesures "est en vigueur environ 2/3 du temps" (p.12). En deux ans, nous avons donc, en excluant la première vague, onze vagues de deux mois chacune, mais le sommet de chaque vague est plus bas. La deuxième vague commence donc immédiatement après l'arrêt du verrouillage, mais commence à être vécue comme telle un mois après la stratégie de sortie, lorsque le besoin de SD est déclenché.

Bien qu'un suivi supplémentaire soit nécessaire, cela semble correspondre approximativement aux nouveaux clusters qui émergent en Chine et en Corée du Sud. Pourtant, nous sommes encore loin, dans ces deux pays, des besoins estimés par le Collège impérial en matière d'USI un mois après la sortie du verrouillage, comme le montre par exemple le schéma ci-dessus.

Le modèle de l'école de santé publique T.H. Chan de Harvard

Les scientifiques de l'école de santé publique T.H. Chan de Harvard ont créé un modèle permettant notamment de tenir compte des différentes sensibilités du virus à la saisonnalité (Stephen M. Kissler, et al. "Projection de la dynamique de transmission du SRAS-CoV-2 pendant la période postpandémique“, Science14 avril 2020).

Elle a obtenu des scénarios similaires à ceux du Collège impérial, avec des vagues récurrentes jusqu'en 2022 "nécessitant la mise en place de mesures de distanciation sociale entre 25% (pour l'hiver R₀ = 2 et saisonnalité...) et 75% (pour l'hiver R₀ = 2,6 et pas de saisonnalité ...) de cette époque".

Il est évident que plus le R₀ plus le facteur de saisonnalité est important, plus la période d'éloignement social est courte.

Ici, comme pour le modèle du Collège impérial, la deuxième vague commencerait immédiatement, car les mesures de distanciation sociale sont assouplies. Dans le modèle de Harvard, dans le cas des États-Unis, de nouvelles mesures de distanciation sociale seraient nécessaires un mois après la fin du DS si le virus n'est pas saisonnier. Si le virus est saisonnier et si la première vague a lieu au printemps, comme c'est plus ou moins le cas aux États-Unis, de nouvelles mesures de distanciation sociale seraient nécessaires 2,5 mois après la fin de la DS.

L'émergence de nouveaux groupes en Corée du Sud et en Chine en mai tendrait à indiquer que le virus n'est pas ou pas fortement saisonnier. Le cas de Singapour et la vague d'avril ont de toute façon montré que la chaleur et l'humidité ne semblent pas dissuader le virus et la maladie.

Trois scénarios possibles pour le CIDRAP

Le 30 avril 2020, le Centre for Infectious Disease Research and Policy (CIDRAP) de l'Université du Minnesota a publié "L'avenir de la pandémie COVID-19 : les leçons tirées de la grippe pandémique(Kristine Moore, MD, MPH, Marc Lipsitch, DPhil, John Barry, MA, et Michael Osterholm, PhD, MPH).

En soulignant les similitudes utiles mais aussi les différences entre la grippe et le SRAS-CoV-2, notamment une transmissibilité virale plus élevée pour ce dernier, le CIDRAP présente trois scénarios possibles. Ces scénarios donnent les perspectives de la future vague mais ne sont pas assez précis pour permettre d'estimer quand la deuxième vague commencera.

Le premier scénario du CIDRAP est très similaire à celui de l'Imperial College et de la T.H. Chan School of Public Health de Harvard. Selon ce premier scénario, "la première vague de COVID-19 au printemps 2020 est suivie d'une série de petites vagues répétitives qui se produisent tout au long de l'été, puis de façon constante sur une période de 1 à 2 ans, diminuant progressivement jusqu'en 2021". La force et le moment des vagues peuvent varier en fonction de l'efficacité des mesures de contrôle prises ainsi que d'autres facteurs démographiques et géographiques. Ce premier scénario prévoit également que des mesures de développement durable complètes devront peut-être être mises en œuvre régulièrement.

Le deuxième scénario du CIDRAP s'inspire du schéma de la pandémie de grippe espagnole de 1918-1919. "La première vague de COVID-19 au printemps 2020 est suivie d'une vague plus importante à l'automne ou à l'hiver 2020 et d'une ou plusieurs vagues plus petites en 2021". Ainsi, la principale différence avec les scénarios de l'Imperial College et de Harvard concerne d'abord l'intensité. La deuxième vague est la plus meurtrière. Deuxièmement, c'est une question de timing. La deuxième vague aurait lieu à l'automne ou à l'hiver suivant. Enfin, il s'agit du nombre de vagues qui suivront la seconde, ce qui crée deux sous-scénarios : une seule vague supplémentaire ou des vagues ultérieures plus petites.

Compte tenu de ce qui se passe en Chine, à Singapour et en Corée du Sud, le calendrier ne semble pas correspondre. La différence vient probablement des mesures mises en place pour le COVID-19, qui ont probablement stoppé "artificiellement" la première vague, par rapport à la pandémie de grippe de 1918. Toutefois, la possibilité d'une deuxième vague plus meurtrière est suffisamment sérieuse pour maintenir ce scénario et approfondir la comparaison entre la pandémie de 1918 et le COVID-19.

Le troisième scénario du CIDRAP est différent des modèles précédents. Il prévoit que "la première vague de COVID-19 au printemps 2020 est suivie d'une "combustion lente" de la transmission en cours et de l'apparition de cas, mais sans schéma d'onde clair". Dans ce cas, les mesures de distanciation sociale les plus sévères ne devront pas être remises en œuvre, mais "les cas et les décès continueront à se produire".

Ce scénario ne correspond pas à ce qui s'est passé à Singapour. Il est peut-être trop tôt, cependant, pour l'écarter. Il se peut aussi qu'il ne soit pas universel. Dans certains pays, l'excès de décès et de souffrances n'est pas acceptable, alors qu'il y a toujours le risque que la contagion se propage à nouveau de manière exponentielle. Ainsi, même quelques cas pourraient déclencher des mesures de développement durable, comme c'est le cas en Nouvelle-Zélande ou à Shulan en Chine (par exemple Amy Gunia, "Pourquoi la stratégie néo-zélandaise d'élimination des coronavirus a peu de chances de fonctionner dans la plupart des autres endroits“, Heure28 avril 2020 ; Ibid.).

Mobilité et deuxième vague

L'étude la plus récente, toujours réalisée par l'équipe d'intervention COVID-19 de l'Imperial College, porte sur l'Italie (Rapport 20 : Utilisation de la mobilité pour estimer l'intensité de la transmission de COVID-19 en Italie: A subnational analysis with future scenarios, 4 mai 2020).

Elle modélise des scénarios pour un assouplissement des mesures d'isolement le 4 mai 2020, en utilisant l'augmentation de la mobilité comme indicateur. Une deuxième vague est quasiment intégrée dans leur modèle car la mobilité est le paramètre utilisé pour faire varier "le nombre de reproduction lié au temps ou le nombre de reproduction effectif (Rt)". Ainsi, ce que le modèle nous indique est l'étendue de l'infection et de la mort en excès, c'est-à-dire la taille de la vague.

Dans le premier scénario modélisé, la mobilité augmente de 20% par rapport aux niveaux d'avant le verrouillage, et dans le second, elle augmente de 40%. Cependant, ces scénarios ne tiennent pas compte des autres mesures anti-COVID-19 telles que la fermeture des écoles, l'hygiène, les masques faciaux, ou les tests et la recherche des contacts. Il se concentre uniquement sur le facteur de mobilité.

La première constatation, sans surprise, est que la situation varie selon les régions. Cela pourrait indiquer que la manière dont la Chine ou l'Allemagne, par exemple, gère le COVID-19 pourrait être la voie à suivre, du moins en ce qui concerne le facteur de mobilité.

Dans le scénario 1 (mobilité 20%), le nombre de décès excédentaires dépasse la centaine vers le 8 juin 2020 au Piémont, le 20 juin en Vénétie et le 13 juillet en Toscane, avant d'augmenter de manière exponentielle.

Dans le scénario 2 (mobilité 40%), le nombre de décès excédentaires dépasse la centaine le 28 mai environ au Piémont, le 4 juin en Vénétie, le 10 juin en Toscane, le 22 juin en Lombardie et le 4 juillet en Émilie-Romagne et en Ligurie, avant d'augmenter de manière exponentielle.

Comme le soulignent les auteurs, ces scénarios doivent être considérés comme les pires, sachant que d'autres mesures seront mises en œuvre.

Ainsi, à l'exception du troisième scénario du CIDRAP, tous les modèles épidémiologiques suggèrent que nous serons confrontés à une deuxième vague. La plupart des modèles envisagent également de suivre des vagues récurrentes.

Maintenant, une brève comparaison avec la dynamique de l'épidémie en Chine, en Corée du Sud et à Singapour tend à indiquer que les modèles et scénarios anticipant des vagues récurrentes sont les plus probables. Cela pourrait également indiquer que les modèles sont pessimistes en ce qui concerne le moment de la deuxième vague, sauf dans le cas de Singapour. Pourtant, à Singapour, d'autres facteurs non inclus dans les modèles épidémiologiques sont également à l'œuvre. En attendant, la taille donc la létalité de la deuxième vague reste une incertitude d'impact élevée qui doit être considérée avec soin.

Peut-on ainsi trouver d'autres facteurs qui pourraient aider à améliorer l'évaluation des vagues à venir ? Ces facteurs rendraient la prévision encore plus réalisable. Ils contribueraient ainsi à la conception de politiques efficaces. C'est ce que nous verrons dans le prochain article.

Autres références bibliographiques

Taubenberger, Jeffery K, et David M Morens. “La grippe de 1918 : la mère de toutes les pandémies.” Maladies infectieuses émergentes vol. 12,1 (2006) : 15-22. doi:10.3201/eid1201.050979

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