Early and accurate prediction of COVID-19 hospitalization risk - methodological framework for pandemic preparedness

Lorsqu'un virus comme le SARS-CoV-2 se propage au sein d'une population, la question la plus urgente pour les médecins et les responsables de la santé publique n'est pas seulement de savoir qui est infecté, mais qui tombera gravement malade. Au début de la pandémie, les hôpitaux ont été submergés car il n'existait aucun moyen fiable de déterminer quels patients auraient besoin de soins intensifs et lesquels se rétabliraient à domicile. Les directives actuelles reposent souvent sur des facteurs larges comme l'âge ou le poids d'une personne pour décider qui reçoit un traitement précoce, mais ces indices sont imparfaits. Une meilleure approche consisterait à rechercher des signaux spécifiques à l'intérieur du corps qui apparaissent très tôt après l'infection, agissant comme un système d'alerte précoce. Ces signaux, appelés biomarqueurs, sont des substances mesurables dans le sang qui reflètent la façon dont le système immunitaire réagit au virus. Si les médecins pouvaient identifier ces signaux rapidement, ils pourraient trier les patients plus efficacement, garantissant que ceux qui présentent le risque le plus élevé reçoivent immédiatement des soins vitaux tandis que les autres sont surveillés en toute sécurité à domicile.

Une équipe de chercheurs de l'Allemagne et de la France s'est donné pour mission de trouver ces signaux précoces en étudiant un groupe de deux cent un personnes qui n'avaient jamais été vaccinées contre le virus et n'avaient aucune infection préalable. Les scientifiques ont recruté ces individus soit le jour où ils ont été testés positifs au SARS-CoV-2, soit dans la première semaine suivant le diagnostic. Sur plusieurs semaines, l'équipe a prélevé des échantillons de sang sur chaque personne pour mesurer une large gamme de marqueurs chimiques, incluant les résultats d'analyses de sang standards et des protéines immunitaires spécifiques appelées cytokines. Ils ont suivi ces niveaux à mesure que l'état des patients évoluait, comparant les profils sanguins de ceux qui ont fini par nécessiter une hospitalisation par rapport à ceux qui sont restés à domicile. L'objectif était de voir si une combinaison spécifique de ces marqueurs sanguins pouvait prédire le cours de la maladie avant qu'elle ne devienne grave.

L'étude a révélé que l'examen de l'âge ou de l'indice de masse corporelle d'une personne seul n'était pas un prédicteur assez fort pour séparer ceux qui auraient besoin de soins hospitaliers de ceux qui n'en auraient pas besoin. Bien que l'âge avancé et un poids élevé fussent effectivement plus fréquents dans le groupe hospitalisé, la chimie du sang offrait une image bien plus claire. Les chercheurs ont découvert que deux marqueurs spécifiques se distinguaient : une protéine appelée lactate déshydrogénase, qui indique un stress cellulaire, et une protéine de signalisation appelée interleukine-6, qui fait partie de la réponse inflammatoire de l'organisme. Lorsque l'un de ces marqueurs était présent à des niveaux élevés dans le sang peu après le diagnostic, c'était un signe puissant que le patient était à risque de nécessiter une hospitalisation. En fait, la combinaison de ces deux marqueurs était si précise qu'elle a correctement identifié tous les patients qui ont fini par être hospitalisés, tout en identifiant correctement presque tous ceux qui ne l'ont pas été.

Au-delà de la prédiction de qui aurait besoin d'un lit d'hôpital, l'équipe voulait également comprendre comment distinguer les personnes qui auraient des symptômes légers de celles qui développeraient une maladie modérée, même si elles ne finissaient pas à l'hôpital. Pour cela, ils se sont concentrés sur un autre ensemble de signaux immunitaires. Ils ont découvert qu'un schéma spécifique impliquant quatre protéines immunitaires différentes — l'interféron-alpha, l'interféron-gamma, l'interleukine-6 et l'interleukine-8 — pouvait séparer de manière fiable les cas légers des cas modérés. Ce schéma fonctionnait bien pour les patients testés dans les six premiers jours de leurs symptômes. Les chercheurs ont noté que ces résultats étaient cohérents quel que soit le variant spécifique du virus dont le patient était atteint, y compris le variant Omicron, et la puissance prédictive restait vraie même en tenant compte de facteurs tels que le sexe ou la présence de diabète.

Les chercheurs ont également suivi l'évolution de ces marqueurs au fil du temps. Ils ont observé que chez les patients qui ont fini par être hospitalisés, les niveaux de marqueurs de stress et d'inflammation restaient élevés pendant des semaines, alors que chez les patients présentant des cas plus légers, ces niveaux chutaient rapidement. Cela suggère que la réaction initiale du corps au virus constitue une fenêtre critique pour l'intervention. Si un patient présente des niveaux élevés de ces marqueurs spécifiques juste après le diagnostic, cela indique une trajectoire vers une maladie grave qui pourrait être stoppée par un traitement précoce. L'étude conclut qu'en mesurant seulement quelques-uns de ces marqueurs sanguins au point de soin, les médecins pourraient faire des prédictions hautement précises sur les besoins de santé futurs d'un patient. Cette approche offre un moyen de dépasser les suppositions démographiques et les conjectures, en fournissant une base biologique concrète pour décider de qui nécessite une attention médicale urgente lors d'une pandémie.