16.1 : Le langage des épidémiologistes

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Objectifs d'apprentissage

Expliquer la différence entre la prévalence et l'incidence de la maladie
Distinguer les caractéristiques des maladies sporadiques, endémiques, épidémiques et pandémiques
Expliquer l'utilisation des postulats de Koch et leurs modifications pour déterminer l'étiologie de la maladie
Expliquer la relation entre l'épidémiologie et la santé publique

Orientation clinique : 1ère partie

Fin novembre et début décembre, un hôpital de l'ouest de la Floride a commencé à enregistrer une augmentation du nombre de cas de symptômes aigus de type gastro-entérite. Les patients ont commencé à arriver au service des urgences en se plaignant d'épisodes excessifs de vomissements et de diarrhée (absence de sang dans les selles). Ils se sont également plaints de douleurs abdominales et de crampes, et la plupart étaient gravement déshydratés. Alarmé par le nombre de cas, le personnel de l'hôpital a téléphoné et a appris que d'autres hôpitaux régionaux recevaient également 10 à 20 cas similaires par jour.

Exercice\(\PageIndex{1}\)

Quelles sont les causes possibles de cette épidémie ?
De quelle manière ces cas pourraient-ils être liés et comment les liens présumés pourraient-ils être confirmés ?

Le domaine de l'épidémiologie concerne la distribution géographique et le moment de l'apparition des maladies infectieuses ainsi que la manière dont elles sont transmises et maintenues dans la nature, dans le but de détecter et de contrôler les épidémies. La science de l'épidémiologie comprend l'étiologie (l'étude des causes des maladies) et l'étude de la transmission des maladies (mécanismes par lesquels une maladie se propage).

Analyse de la maladie dans une population

Les analyses épidémiologiques sont toujours effectuées en référence à une population, c'est-à-dire le groupe de personnes à risque de contracter la maladie ou l'affection. La population peut être définie géographiquement, mais si seule une partie des individus de cette zone est vulnérable, des critères supplémentaires peuvent être nécessaires. Les personnes sensibles peuvent être définies par des comportements particuliers, tels que la consommation de drogues par voie intraveineuse, la possession d'animaux de compagnie particuliers ou l'appartenance à une institution, telle qu'un collège. Il est important de pouvoir définir la population, car la plupart des mesures présentant un intérêt en épidémiologie sont établies en fonction de la taille de la population.

L'état de maladie est appelé morbidité. La morbidité au sein d'une population peut s'exprimer de différentes manières. La morbidité ou la morbidité totale est exprimée en nombre d'individus sans référence à la taille de la population. Le taux de morbidité peut être exprimé comme le nombre de personnes malades sur un nombre standard de personnes dans la population, par exemple 100 000, ou en pourcentage de la population.

Deux aspects de la morbidité sont pertinents pour un épidémiologiste : la prévalence d'une maladie et son incidence. La prévalence est le nombre, ou la proportion, de personnes atteintes d'une maladie particulière au sein d'une population donnée à un moment donné. Par exemple, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ont estimé qu'en 2012, environ 1,2 million de personnes âgées de 13 ans et plus étaient infectées par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) actif. Exprimée en proportion, ou en taux, il s'agit d'une prévalence de 467 personnes infectées pour 100 000 habitants. ¹ Par contre, l'incidence est le nombre ou la proportion de nouveaux cas au cours d'une période donnée. Pour la même année et pour la même population, les CDC estiment qu'il y a eu 43 165 nouveaux cas d'infection au VIH diagnostiqués, soit une incidence de 13,7 nouveaux cas pour 100 000 habitants. ² La relation entre l'incidence et la prévalence est visible sur la figure 2\(\PageIndex{1}\). Pour une maladie chronique telle que l'infection par le VIH, la prévalence sera généralement plus élevée que l'incidence, car elle représente le nombre cumulé de nouveaux cas sur de nombreuses années moins le nombre de cas qui ne sont plus actifs (par exemple, parce que le patient est décédé ou a été guéri).

Outre les taux de morbidité, l'incidence et la prévalence de la mortalité (décès) peuvent également être signalées. Un taux de mortalité peut être exprimé en pourcentage de la population décédée des suites d'une maladie ou en tant que nombre de décès pour 100 000 personnes (ou tout autre chiffre standard approprié).

Graphique de la prévalence et de l'incidence du VIH aux États-Unis, 1980-2010. Le nombre de personnes vivant avec le VIH/sida était proche de 50 en 1980 et a augmenté régulièrement pour atteindre plus d'un million. Il y a eu un petit plateau de 1990 à 1995. Le nombre de nouvelles infections est passé à près de 200 000 en 1985 et a chuté jusqu'en 1990. Il reste stable à près de 50 000. — Figure\(\PageIndex{1}\) : Ce graphique compare l'incidence du VIH (le nombre de nouveaux cas signalés chaque année) à la prévalence (le nombre total de cas chaque année). La prévalence et l'incidence peuvent également être exprimées sous forme de taux ou de proportion pour une population donnée.

Exercice\(\PageIndex{2}\)

Expliquez la différence entre l'incidence et la prévalence.
Décrivez comment les taux de morbidité et de mortalité sont exprimés.

Modèles d'incidence

Les maladies qui ne sont observées qu'occasionnellement, et généralement sans concentration géographique, sont appelées maladies sporadiques. Le tétanos, la rage et la peste sont des exemples de maladies sporadiques. Aux États-Unis, Clostridium tetani, la bactérie responsable du tétanos, est omniprésente dans le sol, mais les cas d'infection ne se produisent que rarement et dans des endroits dispersés parce que la plupart des individus sont vaccinés, nettoient les plaies de manière appropriée ou se trouvent rarement dans une situation qui provoquerait une infection. ³ De même, aux États-Unis, il y a quelques cas épars de peste chaque année, généralement causés par des rongeurs dans les zones rurales des États de l'Ouest. ⁴

Les maladies qui sont constamment présentes (souvent à un faible niveau) au sein d'une population d'une région géographique donnée sont appelées maladies endémiques. Par exemple, le paludisme est endémique dans certaines régions du Brésil, mais il n'est pas endémique aux États-Unis.

Les maladies pour lesquelles un nombre de cas plus important que prévu survient en peu de temps dans une région géographique sont appelées maladies épidémiques. La grippe est un bon exemple de maladie épidémique courante. Les profils d'incidence de la grippe ont tendance à augmenter chaque hiver dans l'hémisphère nord. Ces augmentations saisonnières étant attendues, il ne serait pas exact de dire que la grippe est épidémique chaque hiver ; toutefois, certains hivers enregistrent généralement un grand nombre de cas de grippe saisonnière dans certaines régions, et de telles situations peuvent être qualifiées d'épidémies (Figure\(\PageIndex{2}\) et Figure\(\PageIndex{3}\)).

Une maladie épidémique indique la rupture d'un équilibre dans la fréquence de la maladie, souvent à la suite d'une modification des conditions environnementales ou de la population. Dans le cas de la grippe, la perturbation peut être due à un changement ou à une dérive antigénique (voir Facteurs de virulence des agents pathogènes bactériens et viraux), ce qui permet aux souches du virus de la grippe de contourner l'immunité acquise de leurs hôtes humains.

Une épidémie qui se produit à l'échelle mondiale est appelée maladie pandémique. Par exemple, le VIH/sida est une maladie pandémique et les nouvelles souches du virus de la grippe deviennent souvent pandémiques.

Un graphique du pourcentage de visites aux urgences pour un syndrome grippal. L'axe X représente les périodes de l'année et l'axe Y le pourcentage. Le niveau de référence national est proche de 2,5 %. Toutes les années connaissent un petit pic en janvier et un pic plus important de février à avril. 2007-2008 a connu le pic le plus important de février à avril. La période 2008-2009 a connu un pic supplémentaire de mai à septembre. — Figure\(\PageIndex{2}\) : La saison grippale 2007-2008 aux États-Unis a été marquée par un nombre beaucoup plus élevé que la normale de visites aux services d'urgence pour des symptômes pseudo-grippaux par rapport aux années précédentes et suivantes. (source : modification des travaux des Centres pour le contrôle et la prévention des maladies)

Un graphique du pourcentage de tous les décès dus à la grippe et à la pneumonie. L'axe X représente les années et l'axe Y le pourcentage. Le niveau de référence saisonnier fluctue jusqu'à atteindre un sommet en hiver. Le seuil épidémique est juste un demi-pour cent plus élevé que le seuil de référence. La mortalité réelle fluctue au-dessus et en dessous de ces deux lignes. — Figure\(\PageIndex{3}\) : Le seuil épidémique saisonnier (courbe bleue) est défini par les données basées sur les CDC des cinq années précédentes. Lorsque les taux de mortalité réels dépassent ce seuil, une maladie est considérée comme épidémique. Comme le montre ce graphique, la mortalité liée à la pneumonie et à la grippe a connu des épidémies prononcées au cours des hivers 2003-2004, 2005 et 2008. (source : modification des travaux des Centres pour le contrôle et la prévention des maladies)

Exercice\(\PageIndex{3}\)

Expliquez la différence entre une maladie sporadique et une maladie endémique.
Expliquez la différence entre les maladies endémiques et épidémiques.

Orientation clinique : partie 2

Les médecins de l'hôpital soupçonnaient qu'une forme d'intoxication alimentaire était à l'origine de l'épidémie soudaine de gastro-entérite qui a suivi Thanksgiving dans l'ouest de la Floride Sur une période de deux semaines, 254 cas ont été observés, mais à la fin de la première semaine de décembre, l'épidémie a cessé aussi rapidement qu'elle avait commencé. Soupçonnant l'existence d'un lien entre les cas en raison de la nature localisée de l'épidémie, les hôpitaux ont transmis leurs dossiers médicaux au bureau régional de santé publique pour étude.

Des analyses en laboratoire d'échantillons de selles avaient indiqué que les infections étaient causées par la bactérie Salmonella. Les patients allaient d'enfants âgés d'à peine trois ans à des personnes âgées à la fin des années quatre-vingt. Les cas étaient presque également répartis entre les hommes et les femmes. Dans la région, trois décès liés à l'épidémie ont été confirmés, tous dus à une déshydratation sévère. Dans chacun des cas mortels, les patients n'avaient pas consulté de médecin avant que leurs symptômes ne soient graves ; de plus, tous les patients présentaient des problèmes de santé préexistants tels qu'une insuffisance cardiaque congestive, un diabète ou une hypertension artérielle.

Après avoir examiné les dossiers médicaux, les épidémiologistes du bureau de santé publique ont décidé de mener des entretiens avec un échantillon de patients sélectionnés au hasard.

Exercice\(\PageIndex{4}\)

Quelles conclusions, le cas échéant, peut-on tirer des dossiers médicaux ?
Qu'est-ce que les épidémiologistes espèrent apprendre en interrogeant des patients ? Quels types de questions pourraient-ils poser ?

Étiologie

Lorsqu'il étudie une épidémie, la première tâche de l'épidémiologiste consiste à déterminer la cause de la maladie, appelée agent étiologique ou agent causal. Il peut être difficile de relier une maladie à un agent pathogène spécifique en raison de l'effort supplémentaire généralement requis pour démontrer la causalité directe par opposition à une simple association. Il ne suffit pas d'observer un lien entre une maladie et un agent pathogène présumé ; des expériences contrôlées sont nécessaires pour éliminer d'autres causes possibles. En outre, les agents pathogènes sont généralement difficiles à détecter lorsqu'il n'existe aucune idée immédiate de la cause de l'épidémie. Les signes et symptômes de la maladie sont également généralement non spécifiques, ce qui signifie que de nombreux agents différents peuvent provoquer le même ensemble de signes et de symptômes. Cela complique le diagnostic même lorsqu'un agent causal est familier aux scientifiques.

Robert Koch a été le premier scientifique à démontrer spécifiquement l'agent causal d'une maladie (anthrax) à la fin des années 1800. Koch a développé quatre critères, désormais connus sous le nom de postulats de Koch, qui devaient être respectés pour établir un lien positif entre une maladie et un microbe pathogène. Sans les postulats de Koch, l'âge d'or de la microbiologie n'aurait pas eu lieu. Entre 1876 et 1905, de nombreuses maladies courantes étaient liées à leurs agents étiologiques, notamment le choléra, la diphtérie, la gonorrhée, la méningite, la peste, la syphilis, le tétanos et la tuberculose. Aujourd'hui, nous utilisons les postulats moléculaires de Koch, une variante des postulats originaux de Koch qui peuvent être utilisés pour établir un lien entre l'état de la maladie et les traits de virulence propres à une souche pathogène d'un microbe. Les postulats originaux de Koch et les postulats moléculaires de Koch ont été décrits plus en détail dans How Pathogens Cause Disease.

Exercice\(\PageIndex{5}\)

Énumérez certaines difficultés liées à la détermination de l'agent causal d'une épidémie.

Le rôle des organisations de santé publique

La principale agence nationale de santé publique aux États-Unis est le Centers for Disease Control and Prevention (CDC), une agence du ministère de la Santé et des Services sociaux. Le CDC est chargé de protéger le public contre les maladies et les blessures. L'une des façons dont les CDC s'acquittent de cette mission consiste à superviser le système national de surveillance des maladies à déclaration obligatoire (NNDSS) en coopération avec les services de santé publique régionaux, étatiques et territoriaux. Le NNDSS surveille les maladies considérées comme importantes pour la santé publique à l'échelle nationale. Ces maladies sont appelées maladies à déclaration obligatoire ou maladies à déclaration obligatoire car tous les cas doivent être signalés aux CDC. Un médecin traitant un patient atteint d'une maladie à déclaration obligatoire est légalement tenu de soumettre un rapport sur le cas. Les maladies à déclaration obligatoire incluent l'infection au VIH, la rougeole, les infections par le virus du Nil occidental et bien d'autres. Certains États ont leurs propres listes de maladies à déclaration obligatoire qui incluent des maladies autres que celles figurant sur la liste des CDC.

Les maladies à déclaration obligatoire sont suivies par des études épidémiologiques et les données sont utilisées pour informer les prestataires de soins de santé et le public des risques possibles. Le CDC publie le rapport hebdomadaire sur la morbidité et la mortalité (MMWR), qui fournit aux médecins et aux agents de santé des mises à jour sur les problèmes de santé publique et les dernières données relatives aux maladies à déclaration obligatoire. Le tableau\(\PageIndex{1}\) est un exemple du type de données contenues dans le MMWR.

Tableau\(\PageIndex{1}\) : Incidence de quatre maladies à déclaration obligatoire aux États-Unis, semaine se terminant le 2 janvier 2016
Maladie	Semaine en cours (2 janvier 2016)	Médiane des 52 semaines précédentes	Maximum des 52 semaines précédentes	Cas cumulés 2015
Campylobactériose	406	869	1 385	46 618
Infection à Chlamydia trachomatis	11 024	28 562	31 089	1 425 303
Giardiase	115	230	335	11 870
Gonorrhée	3 207	7 155	8 283	369 926

Lien vers l'apprentissage

La version actuelle du rapport hebdomadaire sur la morbidité et la mortalité est disponible en ligne.

Exercice\(\PageIndex{6}\)

Décrivez comment les agences de santé obtiennent des données sur l'incidence des maladies importantes pour la santé publique.

Concepts clés et résumé

L'épidémiologie est la science qui sous-tend la santé publique.
La morbidité signifie être dans un état de maladie, tandis que la mortalité fait référence à la mort ; les taux de morbidité et de mortalité intéressent les épidémiologistes.
L'incidence est le nombre de nouveaux cas (morbidité ou mortalité), généralement exprimé en proportion, au cours d'une période donnée ; la prévalence est le nombre total de personnes touchées dans la population, encore une fois généralement exprimé en proportion.
Les maladies sporadiques ne se produisent que rarement et dans la plupart des cas sans orientation géographique. Les maladies endémiques se produisent à un niveau constant (et souvent faible) au sein d'une population. Les maladies épidémiques et les maladies pandémiques surviennent lorsqu'une épidémie se déclare à un niveau nettement plus important que prévu, au niveau local ou mondial, respectivement.
Les postulats de Koch spécifient la procédure à suivre pour confirmer qu'un agent pathogène particulier est l'agent étiologique d'une maladie particulière. Les postulats de Koch ont des limites d'application si le microbe ne peut pas être isolé et cultivé ou s'il n'existe aucun hôte animal pour le microbe. Dans ce cas, les postulats moléculaires de Koch seraient utilisés.
Aux États-Unis, les Centers for Disease Control and Prevention surveillent les maladies à déclaration obligatoire et publient des mises à jour hebdomadaires dans le Morbidity and Mortality Weekly Report.

Notes

1 H. Irène Hall, Qian An, Tian Tang, Ruiguang Song, Mi Chen, Timothy Green et Jian Kang. « Prévalence de l'infection au VIH diagnostiquée et non diagnostiquée — États-Unis, 2008-2012. » Rapport hebdomadaire sur la morbidité et la mortalité 64, n° 24 (2015) : 657-662.
2 centres pour le contrôle et la prévention des maladies. « Diagnostics d'infection par le VIH aux États-Unis et dans les régions dépendantes, 2014 ». Rapport de surveillance du VIH 26 (2015).
3 centres pour le contrôle et la prévention des maladies. « Surveillance du tétanos — États-Unis, 2001—2008 ». Rapport hebdomadaire sur la morbidité et la mortalité 60, n° 12 (2011) : 365.
4 centres pour le contrôle et la prévention des maladies. « Peste aux États-Unis ». 2015. http://www.cdc.gov/plague/maps. Consulté le 1er juin 2016.