16.2 : Suivi des maladies infectieuses

Objectifs d'apprentissage

• Expliquer les approches de recherche utilisées par les pionniers de l'épidémiologie
• Expliquer comment les études épidémiologiques descriptives, analytiques et expérimentales permettent de déterminer la cause de la morbidité et de la mortalité

L'épidémiologie trouve ses racines dans les travaux de médecins qui ont cherché à déterminer les tendances de la survenue des maladies afin de comprendre comment les prévenir. L'idée selon laquelle la maladie pouvait être transmise était un précurseur important pour comprendre certains des modèles. En 1546, Girolamo Fracastoro a proposé pour la première fois la théorie des germes de la maladie dans son essai De Contagione et Contagiosis Morbis, mais cette théorie est restée en concurrence avec d'autres théories, telles que l'hypothèse des miasmes, pendant de nombreuses années (voir Ce que nos ancêtres savaient). L'incertitude quant à la cause de la maladie n'était pas un obstacle absolu à l'obtention de connaissances utiles sur les modèles de la maladie. Certains chercheurs importants, tels que Florence Nightingale, ont souscrit à l'hypothèse du miasme. La transition vers l'acceptation de la théorie des germes au XIXe siècle a fourni une base mécanistique solide à l'étude des modèles de maladies. Les études de médecins et de chercheurs du XIXe siècle tels que John Snow, Florence Nightingale, Ignaz Semmelweis, Joseph Lister, Robert Koch, Louis Pasteur et d'autres ont semé les graines de l'épidémiologie moderne.

Pionniers de l'épidémiologie

John Snow (Figure\(\PageIndex{1}\)) était un médecin britannique connu comme le père de l'épidémiologie pour déterminer la source de l'épidémie de choléra de Broad Street à Londres en 1854. Sur la base des observations qu'il avait faites lors d'une précédente épidémie de choléra (1848—1849), Snow a suggéré que le choléra se propageait par voie fécale-orale et qu'un microbe était l'agent infectieux. Il a étudié l'épidémie de choléra de 1854 de deux manières. Tout d'abord, soupçonnant que l'eau contaminée était à l'origine de l'épidémie, Snow a identifié la source d'eau pour les personnes infectées. Il a découvert une fréquence élevée de cas de choléra chez les personnes qui s'approvisionnaient en eau de la Tamise en aval de Londres. Cette eau contenait les déchets et les eaux usées de Londres et des colonies situées en amont. Il a également noté que les employés de la brasserie n'avaient pas contracté le choléra et, après enquête, il a découvert que les propriétaires leur avaient fourni de la bière à boire et qu'ils ne buvaient probablement pas d'eau. ¹ Deuxièmement, il a également cartographié minutieusement l'incidence du choléra et en a constaté une fréquence élevée chez les personnes utilisant une pompe à eau particulière située sur Broad Street. En réponse aux conseils de Snow, les autorités locales ont retiré le manche de la pompe ², ce qui a permis de contenir l'épidémie de choléra de Broad Street.

Figure\(\PageIndex{1}\) : (a) John Snow (1813—1858), médecin britannique et père de l'épidémiologie. (b) La cartographie détaillée de l'incidence du choléra réalisée par Snow a permis de découvrir la pompe à eau contaminée sur la rue Broad (carré rouge) responsable de l'épidémie de choléra de 1854. (crédit a : modification de l'œuvre par « Rsabbatini » /Wikimedia Commons)

Les travaux de Snow constituent une première étude épidémiologique et ont abouti à la première réponse connue de santé publique à une épidémie. Les méthodes méticuleuses de suivi des cas de Snow sont désormais une pratique courante pour étudier les épidémies et associer de nouvelles maladies à leurs causes. Ses travaux ont également mis en lumière les pratiques insalubres en matière d'eaux usées et les effets du déversement de déchets dans la Tamise. De plus, ses travaux ont soutenu la théorie des germes de la maladie, selon laquelle la maladie peut être transmise par des objets contaminés, y compris de l'eau contaminée par des matières fécales.

Les travaux de Snow ont illustré ce que l'on appelle aujourd'hui une source commune de propagation de maladies infectieuses, dans laquelle il existe une source unique pour toutes les personnes infectées. Dans ce cas, la source unique était le puits contaminé situé sous la pompe de Broad Street. Les types de diffusion par source commune incluent la diffusion par source ponctuelle, la propagation par source commune continue et la propagation par source commune intermittente. En cas de propagation ponctuelle d'une maladie infectieuse, la source commune fonctionne pendant une courte période, inférieure à la période d'incubation de l'agent pathogène. Un exemple de propagation ponctuelle est une salade de pommes de terre contaminée lors d'un pique-nique de groupe. Dans le cas d'une source commune de propagation continue, l'infection survient pendant une période prolongée, plus longue que la période d'incubation. Un exemple de diffusion continue de sources communes serait la source d'eau de Londres prélevée en aval de la ville, qui était continuellement contaminée par des eaux usées provenant de l'amont. Enfin, en cas de propagation intermittente de sources communes, les infections se produisent pendant un certain temps, cessent, puis recommencent. Cela peut être observé lors d'infections provenant d'un puits qui n'a été contaminé qu'après de fortes pluies et qui s'est débarrassé de toute contamination après une courte période.

Contrairement à la transmission de source courante, la propagation se fait par contact direct ou indirect de personne à personne. Lorsque la propagation se propage, il n'y a pas de source unique d'infection ; chaque individu infecté devient la source d'une ou de plusieurs infections ultérieures. En cas de propagation, à moins que la propagation ne soit arrêtée immédiatement, les infections se produisent plus longtemps que la période d'incubation. Bien que les sources ponctuelles entraînent souvent des épidémies localisées à grande échelle et de courte durée, la propagation se traduit généralement par des épidémies de plus longue durée qui peuvent varier de petites à grandes, en fonction de la population et de la maladie (Figure\(\PageIndex{2}\)). De plus, en raison de la transmission interhumaine, la propagation ne peut pas être facilement arrêtée à partir d'une source unique, comme la propagation par source ponctuelle.

Figure\(\PageIndex{2}\) : (a) Les épidémies qui peuvent être attribuées à une propagation ponctuelle ont souvent une courte durée. (b) Les foyers attribués à une propagation propagée peuvent avoir une durée plus longue. (crédit a, b : modification des travaux des Centres pour le contrôle et la prévention des maladies)

Les travaux de Florence Nightingale constituent un autre exemple d'une étude épidémiologique précoce. En 1854, Nightingale faisait partie d'un contingent d'infirmières dépêchées par l'armée britannique pour soigner les soldats blessés pendant la guerre de Crimée. Nightingale a tenu des registres méticuleux concernant les causes des maladies et des décès pendant la guerre. La tenue de ses dossiers était une tâche fondamentale de ce qui allait devenir plus tard la science de l'épidémiologie. Son analyse des données qu'elle a collectées a été publiée en 1858. Dans ce livre, elle a présenté les données de fréquence mensuelles sur les causes de décès dans un histogramme à coins (Figure\(\PageIndex{3}\)). Cette présentation graphique des données, inhabituelle à l'époque, illustrait avec force que la grande majorité des victimes de la guerre ne sont pas dues à des blessures subies au combat, mais à des maladies infectieuses que Nightingale considérait comme évitables. Ces maladies se sont souvent produites en raison de mauvaises conditions sanitaires et du manque d'accès aux installations hospitalières. Les découvertes de Nightingale ont conduit à de nombreuses réformes du système de soins médicaux de l'armée britannique.

Joseph Lister a fourni des preuves épidémiologiques précoces menant à de bonnes pratiques de santé publique dans les cliniques et les hôpitaux. Ces milieux étaient connus au milieu des années 1800 pour les infections mortelles de plaies chirurgicales à une époque où la théorie germinale de la maladie n'était pas encore largement acceptée (voir Fondements de la théorie cellulaire moderne). La plupart des médecins ne se lavaient pas les mains entre les visites des patients et ne nettoyaient ni ne stérilisaient leurs outils chirurgicaux Lister a toutefois découvert les propriétés désinfectantes de l'acide carbolique, également connu sous le nom de phénol (voir Utilisation de produits chimiques pour contrôler les microorganismes). Il a introduit plusieurs protocoles de désinfection qui ont considérablement réduit les taux d'infection post-chirurgicale. ³ Il a exigé que les chirurgiens qui travaillaient pour lui utilisent une solution d'acide phénique à 5 % pour nettoyer leurs outils chirurgicaux entre les patients, et est même allé jusqu'à pulvériser la solution sur les bandages et sur le site opératoire pendant les opérations (Figure\(\PageIndex{4}\)). Il a également pris des précautions pour ne pas introduire de sources d'infection par sa peau ou ses vêtements en retirant son manteau, en retroussant ses manches et en se lavant les mains dans une solution diluée d'acide phénique avant et pendant l'opération.

Figure\(\PageIndex{3}\) : (a) Florence Nightingale a rendu compte des données qu'elle avait collectées en tant qu'infirmière pendant la guerre de Crimée. b) Le diagramme de Nightingale montre le nombre de morts parmi les soldats par mois de conflit, pour diverses causes. Le nombre total de morts au cours d'un mois donné est égal à la superficie du coin pour ce mois. Les sections colorées du coin représentent différentes causes de décès : blessures (rose), maladies infectieuses évitables (gris) et toutes les autres causes (marron).

Figure\(\PageIndex{4}\) : Joseph Lister a initié l'utilisation d'un acide phénique (phénol) lors de chirurgies. Cette illustration d'une intervention chirurgicale montre une cartouche pressurisée d'acide phénique pulvérisée sur le site chirurgical.

Lien vers l'apprentissage

Le propre compte rendu de John Snow sur son travail contient des liens et des informations supplémentaires.

Cette ressource des CDC décompose davantage le schéma attendu d'une épidémie ponctuelle.

Pour en savoir plus sur la carte en coin de Nightingale, cliquez ici.

Exercice\(\PageIndex{1}\)

1. Expliquer la différence entre la propagation d'une source courante et la propagation d'une maladie.
2. Décrivez comment les observations de John Snow, Florence Nightingale et Joseph Lister ont permis d'améliorer la santé publique.

Types d'études épidémiologiques

Aujourd'hui, les épidémiologistes utilisent des plans d'étude, c'est-à-dire la manière dont les données sont collectées pour vérifier une hypothèse, de la même manière que les chercheurs qui étudient d'autres phénomènes qui se produisent dans les populations. Ces approches peuvent être divisées en études observationnelles (dans lesquelles les sujets ne sont pas manipulés) et en études expérimentales (dans lesquelles les sujets sont manipulés). Ensemble, ces études fournissent aux épidémiologistes modernes de multiples outils pour explorer les liens entre les maladies infectieuses et les populations de personnes vulnérables qu'elles peuvent infecter.

Études observationnelles

Dans une étude observationnelle, les données sont recueillies auprès des participants à l'étude par le biais de mesures (telles que des variables physiologiques telles que le nombre de globules blancs) ou de réponses à des questions posées lors d'entretiens (comme les voyages récents ou la fréquence des exercices). Les sujets d'une étude observationnelle sont généralement choisis au hasard parmi une population de personnes atteintes ou non touchées. Cependant, les sujets d'une étude observationnelle ne sont en aucun cas manipulés par le chercheur. Les études observationnelles sont généralement plus faciles à réaliser que les études expérimentales et, dans certaines situations, elles peuvent être les seules études possibles pour des raisons éthiques.

Les études observationnelles ne permettent que de mesurer les associations entre la survenue de la maladie et d'éventuels agents responsables ; elles ne prouvent pas nécessairement l'existence d'un lien de causalité. Supposons, par exemple, qu'une étude établisse un lien entre une consommation excessive de café et une incidence moindre de cancer de la peau. Cela peut suggérer que le café prévient le cancer de la peau, mais un autre facteur non mesuré peut être impliqué, tel que la quantité d'exposition au soleil que les participants reçoivent. S'il s'avère que les buveurs de café travaillent davantage dans les bureaux et passent moins de temps dehors au soleil que ceux qui boivent moins de café, il est possible que la baisse du taux de cancer de la peau soit due à une exposition moindre au soleil, et non à la consommation de café. L'étude observationnelle ne permet pas de distinguer ces deux causes potentielles.

Il existe plusieurs approches utiles dans les études d'observation. Il s'agit notamment de méthodes classées en épidémiologie descriptive et en épidémiologie analytique. L'épidémiologie descriptive recueille des informations sur une épidémie, les personnes touchées et la façon dont la maladie s'est propagée au fil du temps dans le cadre d'une étude exploratoire. Ce type d'étude impliquera des entretiens avec les patients, leurs contacts et les membres de leur famille ; l'examen d'échantillons et de dossiers médicaux ; et même l'historique des aliments et des boissons consommés. Une telle étude pourrait être menée alors que l'épidémie se poursuit. Des études descriptives pourraient servir de base à l'élaboration d'une hypothèse de causalité qui pourrait être vérifiée par des études observationnelles et expérimentales plus rigoureuses.

L'épidémiologie analytique fait appel à des groupes de personnes soigneusement sélectionnés afin d'évaluer de manière plus convaincante les hypothèses concernant les causes potentielles d'une épidémie. La sélection des cas se fait généralement au hasard, de sorte que les résultats ne sont pas biaisés en raison de certaines caractéristiques communes aux participants à l'étude. Les études analytiques peuvent recueillir leurs données en remontant dans le temps (études rétrospectives) ou au fur et à mesure que les événements évoluent dans le temps (études prospectives).

Des études rétrospectives recueillent des données du passé sur des cas actuels. Les données peuvent inclure des éléments tels que les antécédents médicaux, l'âge, le sexe ou les antécédents professionnels des personnes touchées. Ce type d'étude examine les associations entre les facteurs choisis ou disponibles pour le chercheur et la survenue de la maladie.

Les études prospectives suivent les individus et surveillent leur état pathologique au cours de l'étude. Les données sur les caractéristiques des sujets de l'étude et de leur environnement sont collectées au début et pendant l'étude afin de pouvoir comparer les sujets qui tombent malades à ceux qui ne le sont pas. Encore une fois, les chercheurs peuvent rechercher des associations entre l'état de la maladie et les variables mesurées au cours de l'étude afin de faire la lumière sur les causes possibles.

Les études analytiques intègrent des groupes dans leurs conceptions pour aider à identifier les associations avec la maladie. Les approches des études analytiques basées sur des groupes incluent les études de cohorte, les études cas-témoins et les études transversales. La méthode des cohortes examine des groupes d'individus (appelés cohortes) qui partagent une caractéristique particulière. Par exemple, une cohorte peut être composée de personnes nées la même année et au même endroit ; ou elle peut être composée de personnes qui adoptent ou évitent un comportement particulier, par exemple des fumeurs ou des non-fumeurs. Dans une étude de cohorte, les cohortes peuvent être suivies prospectivement ou étudiées rétrospectivement. Si une seule cohorte est suivie, les individus affectés sont comparés aux individus non affectés du même groupe. Les résultats de la maladie sont enregistrés et analysés pour tenter d'identifier des corrélations entre les caractéristiques des individus de la cohorte et l'incidence de la maladie. Les études de cohortes constituent un moyen utile de déterminer les causes d'une maladie sans violer l'interdiction éthique d'exposer les sujets à un facteur de risque. Les cohortes sont généralement identifiées et définies en fonction de facteurs de risque présumés auxquels les individus ont déjà été exposés en raison de leurs propres choix ou circonstances.

Les études cas-témoins sont généralement rétrospectives et comparent un groupe de personnes atteintes d'une maladie à un groupe similaire de personnes non atteintes de la maladie. Les études cas-témoins sont beaucoup plus efficaces que les études de cohorte parce que les chercheurs peuvent délibérément sélectionner des sujets déjà atteints de la maladie au lieu d'attendre de voir quels sujets d'un échantillon aléatoire développeront une maladie.

Une étude transversale analyse des individus sélectionnés au hasard au sein d'une population et compare les individus atteints d'une maladie ou d'une affection à ceux qui n'en ont pas souffert à un moment donné. Les sujets sont comparés afin de rechercher des associations entre certaines variables mesurables et la maladie ou l'affection. Des études transversales sont également utilisées pour déterminer la prévalence d'une maladie.

Études expérimentales

L'épidémiologie expérimentale fait appel à des études de laboratoire ou cliniques dans lesquelles l'investigateur manipule les sujets de l'étude pour étudier les liens entre les maladies et les agents responsables potentiels ou pour évaluer les traitements. Des exemples de traitements peuvent être l'administration d'un médicament, l'inclusion ou l'exclusion de différents produits alimentaires, l'exercice physique ou une intervention chirurgicale particulière. Des animaux ou des humains sont utilisés comme sujets de test. Comme les études expérimentales impliquent la manipulation de sujets, elles sont généralement plus difficiles et parfois impossibles pour des raisons éthiques.

Les postulats de Koch nécessitent des interventions expérimentales pour déterminer l'agent causal d'une maladie. Contrairement aux études observationnelles, les études expérimentales peuvent fournir des preuves solides à l'appui de la cause, car d'autres facteurs sont généralement maintenus constants lorsque le chercheur manipule le sujet. Les résultats d'un groupe recevant le traitement sont comparés aux résultats d'un groupe qui ne reçoit pas le traitement mais qui est traité de la même manière de toutes les autres manières. Par exemple, un groupe peut recevoir un schéma posologique composé d'un médicament administré sous forme de pilule, tandis que le groupe non traité reçoit un placebo (un comprimé qui a la même apparence mais ne contient aucun ingrédient actif). Les deux groupes sont traités de la même manière que possible, sauf pour l'administration du médicament. Comme les autres variables sont maintenues constantes dans les groupes traités et non traités, le chercheur est plus certain que tout changement dans le groupe traité est le résultat d'une manipulation spécifique.

Les études expérimentales fournissent les preuves les plus solides de l'étiologie de la maladie, mais elles doivent également être conçues avec soin afin d'éliminer les effets subtils des biais. En général, les études expérimentales sur des humains sont menées en double aveugle, ce qui signifie que ni les sujets ni les chercheurs ne savent qui est un cas de traitement et qui ne l'est pas. Cette conception élimine une cause bien connue de biais dans la recherche, appelée effet placebo, selon laquelle la connaissance du traitement par le sujet ou par le chercheur peut influencer les résultats.

Exercice\(\PageIndex{2}\)

1. Décrire les avantages et les inconvénients des études observationnelles et des études expérimentales.
2. Expliquez comment des groupes de sujets peuvent être sélectionnés pour des études analytiques.

Orientation clinique : 3e partie

Les analyses de laboratoire ayant confirmé la présence de Salmonella, un agent pathogène d'origine alimentaire courant, en tant qu'agent étiologique, les épidémiologistes ont soupçonné que l'épidémie avait été causée par la contamination d'une usine de transformation des aliments desservant la région. Les entretiens avec des patients ont porté sur la consommation alimentaire pendant et après les vacances de Thanksgiving, en fonction du moment de l'épidémie. Au cours des entretiens, les patients ont été invités à énumérer les articles consommés lors des fêtes de fin d'année et à décrire dans quelle mesure chaque article était consommé par les membres de la famille et les proches. Ils ont également été interrogés sur les sources des produits alimentaires (par exemple, marque, lieu d'achat, date d'achat). En posant de telles questions, les responsables de la santé espéraient identifier des tendances qui permettraient de remonter à la source de l'épidémie.

L'analyse des réponses aux entrevues a finalement permis de relier presque tous les cas à la consommation d'un plat des Fêtes connu sous le nom de turducken, un poulet farci dans un canard farci dans une dinde. Le turducken est un plat qui n'est généralement pas consommé toute l'année, ce qui expliquerait le pic de cas juste après les vacances de Thanksgiving. Une analyse supplémentaire a révélé que les turduckens consommés par les patients affectés avaient été achetés déjà farcis et prêts à être cuits. De plus, les turduckens préfarcis étaient tous vendus dans la même chaîne d'épiceries régionale sous deux marques différentes. Après une enquête plus approfondie, les autorités ont retracé les deux marques jusqu'à une seule usine de transformation qui approvisionnait les magasins de l'enclave de Floride.

Exercice\(\PageIndex{3}\)

1. S'agit-il d'un exemple de propagation à la source courante ou de propagation propagée ?
2. Quelles sont les prochaines étapes que le bureau de santé publique est susceptible de prendre après avoir identifié la source de l'épidémie ?

Concepts clés et résumé

• Les premiers pionniers de l'épidémiologie, tels que John Snow, Florence Nightingale et Joseph Lister, ont étudié la maladie au niveau de la population et ont utilisé des données pour perturber la transmission de la maladie.
• Les études épidémiologiques descriptives s'appuient sur l'analyse de cas et les antécédents des patients pour obtenir des informations sur les épidémies, souvent lorsqu'elles se produisent encore.
• Les études épidémiologiques rétrospectives utilisent des données historiques pour identifier les associations avec l'état pathologique des cas actuels. Les études épidémiologiques prospectives collectent des données et suivent les cas afin de trouver des associations avec les futurs états pathologiques.
• Les études épidémiologiques analytiques sont des études observationnelles soigneusement conçues pour comparer des groupes et découvrir des associations entre des facteurs environnementaux ou génétiques et des maladies.
• Les études épidémiologiques expérimentales fournissent des preuves solides de la causalité d'une maladie ou d'un traitement en manipulant des sujets et en les comparant à des sujets témoins.

Notes

1. John Snow. Sur le mode de communication du choléra. Deuxième édition, Much Enlarged. John Churchill, 1855.
2. John Snow. « Le choléra près de Golden-Square et à Deptford. » Medical Times and Gazette 9 (1854) : 321—322. http://www.ph.ucla.edu/epi/snow/chol...densquare.html.
3. O. M. Lidwell. « Joseph Lister et les infections aériennes. » Epidémiologie et infection 99 (1987) : 569-578. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti... 00006-0004.pdf.