The public health value of wastewater surveillance for viruses with pandemic potential: a modelling study

Lorsqu'un nouveau virus passe de l'animal à l'homme, les premiers signes d'une épidémie sont souvent invisibles pour les médecins et les hôpitaux qui suivent habituellement les maladies. La surveillance clinique, le système de suivi des patients malades, manque fréquemment les premiers instants d'une propagation virale car les premiers individus infectés peuvent ne pas se sentir assez souffrants pour chercher de l'aide, ou leurs symptômes peuvent être confondus avec quelque chose de courant. Dans l'espace entre un débordement silencieux et une épidémie déclarée, les responsables de la santé publique ont besoin d'un moyen de voir ce qui se passe avant que les lits d'hôpitaux ne se remplissent. Une méthode prometteuse consiste à observer les déchets qui s'écoulent de nos villes. Parce que les humains rejettent des virus dans leurs selles et leur urine, le système d'égouts agit comme un échantillonneur massif et automatique de la santé d'une communauté. Cette approche, connue sous le nom de surveillance des eaux usées, offre un moyen peu coûteux de détecter les agents pathogènes sans avoir besoin de tester chaque personne, mais les scientifiques se demandaient depuis longtemps à quel point elle serait utile pour le prochain virus inconnu qui menacerait de provoquer une pandémie.

Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de répondre à cette question en construisant un modèle informatique qui combinait des données réelles sur la façon dont les virus quittent le corps avec des simulations de la propagation des maladies au sein des populations. Ils n'ont pas attendu l'apparition d'un nouveau virus ; ils ont plutôt créé un cadre pour tester l'efficacité de la surveillance des eaux usées pour différents types de menaces émergentes. Les scientifiques ont alimenté leur modèle avec des informations sur la quantité de virus qu'une personne rejette, la probabilité que cette personne présente des symptômes, et la vitesse à laquelle le virus passe d'une personne à une autre. En lançant des milliers de ces simulations d'épidémies, ils ont pu voir dans quelles conditions le système d'égouts donnerait l'alerte plus rapidement ou plus de manière plus fiable que le système traditionnel de suivi des patients malades.

Les résultats de ces simulations ont révélé que la surveillance des eaux usées n'est pas une solution miracle pour chaque virus, mais qu'elle devient incroyablement précieuse lorsque des conditions spécifiques sont remplies. Le modèle a montré que le système améliore les chances de détecter une épidémie tôt, ou accélère la détection, principalement pour les virus qui sont rejetés en grandes quantités. Plus précisément, la méthode s'est montrée la plus efficace pour les virus qu'une personne libère en quantités allant d'un centième à dix fois plus que ce qui est observé avec le virus responsable de la COVID-19. La valeur de cette alerte précoce dépendait également fortement du comportement du virus au sein d'une population. Le système fonctionnait mieux lorsque les infections se produisaient par poussées serrées et concentrées, créant un pic soudain du nombre de personnes rejetant le virus un jour donné. Dans ces scénarios, le système d'égouts agit comme un filet sensible, capturant la vague de matériel viral que les systèmes cliniques pourraient manquer jusqu'à ce qu'il soit trop tard.

Les chercheurs ont appliqué leur cadre à plusieurs virus du monde réel pour voir comment ils se comporteraient. Les caractéristiques de virus tels que le SARS-CoV-2, le Mpox, l'Influenza A, la Lassa et l'Ebola de Zaire semblaient en faire de bons candidats pour ce type de surveillance, car ils ont tendance à rejeter suffisamment de matériel pour être détectés dans les déchets. En revanche, le modèle a suggéré que d'autres virus, comme le chikungunya, pourraient ne pas être aussi facilement suivis de cette manière car ils ne sont pas rejetés avec les mêmes volumes ou les mêmes schémas. L'étude conclut que, bien que la surveillance des eaux usées soit un outil puissant, son succès dépend des traits biologiques du virus lui-même. En comprenant ces traits à l'avance, les responsables de la santé publique peuvent utiliser ce cadre fondé sur des preuves pour décider où investir leurs ressources, garantissant ainsi que cette méthode de détection à faible coût soit déployée contre les menaces là où elle peut réellement faire la différence.