L’importance de la vigilance

Une surveillance obstinée, clé des progrès dans l'éradication de la polio

Texte : Diana Schoberg

Plusieurs pays africains sont considérés comme présentant un risque élevé d'épidémie de polio, mais pendant de nombreuses années, le Malawi n'en faisait pas partie.

Le pays dispose d'une solide infrastructure de santé publique et son taux de vaccination est satisfaisant. La dernière fois qu'un enfant y a été paralysé par la polio, c'était en 1992, des décennies avant que tous les pays du continent ne soient considérés comme exempts de la maladie. « Imaginez le nombre d'enfants qui sont nés et ont grandi sans connaître la polio », déclare Jamal Ahmed, coordinateur du programme d'éradication de la polio dans la région africaine pour l’Organisation mondiale de la Santé. Aussi, lorsqu'un enfant du Malawi a été testé positif au poliovirus sauvage en février 2022, « ce fut une surprise », déclare-t-il.

Quelques mois plus tard, Janell Routh a eu la même mauvaise surprise lorsqu'elle a reçu un e-mail de Kirsten St. George du Wadsworth Center, le laboratoire de référence pour la polio dans l'État de New York. Ce dernier avait identifié un cas de polio chez un homme non vacciné vivant dans le comté de Rockland, à environ 50 km au nord de Manhattan. « Ce fut un véritable choc », explique Mme Routh, médecin à la division des maladies virales des Centres américains pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC). « Nous n'aurions jamais pensé voir un cas de polio paralytique aux États-Unis. »

Comment les professionnels de la santé ont-ils découvert la polio dans deux pays considérés depuis longtemps comme exempts de la maladie ? Et comment peuvent-ils être sûrs que la maladie a disparu ? Ce processus de recherche d'une maladie est connu sous le nom de surveillance et le Rotary l’a financé à hauteur de 73,6 millions de dollars au cours des cinq dernières années. À l'approche de l'éradication mondiale de la polio, la surveillance jouera un rôle essentiel pour garantir que le monde est réellement débarrassé de la maladie.

S'ils sont exécutés comme il se doit, les principes fondamentaux de la surveillance sont relativement simples. « En santé publique, on ne voit que ce que l'on cherche », explique Stella Anyangwe, coordinatrice En finir avec la polio en Afrique du Sud, qui a travaillé à l'OMS pendant 17 ans. « Si vous ne cherchez pas quelque chose, vous ne le voyez pas, mais le fait de ne pas le voir ne signifie pas qu'il n'existe pas. C'est ce que fait la surveillance : vous collectez et analysez des informations, puis vous les interprétez ».

Encore un détail indélicat : la manière dont les détectives de la maladie surveillent la polio est décidément peu glorieuse. Il s'avère que l'une des clés pour garantir un monde sans polio sont les excréments.

En novembre 2021, lorsqu’une fillette de 3 ans, originaire d'un quartier défavorisé de Lilongwe, la capitale du Malawi, s'est présentée à l'hôpital avec une paralysie du côté droit, les cliniciens ont rapidement diagnostiqué une paralysie flasque aiguë (PFA), c'est-à-dire une apparition soudaine de faiblesse musculaire, généralement au niveau des membres. La PFA a de nombreuses causes. La polio n'est que l'une d'entre elles et son apparition est rare — une raison de plus pour laquelle des tests supplémentaires sont essentiels.

La polio se transmet par les déjections humaines ou, plus rarement, par les éternuements et la toux. Le virus pénètre dans l'organisme par la bouche, par exemple en avalant de l'eau ou des aliments contaminés, avant de se répliquer dans le tractus gastro-intestinal et d'être excrété dans les selles. Lorsque les médecins diagnostiquent une PFA chez un patient, ils envoient un échantillon de selles à un laboratoire de référence afin de vérifier la présence du virus. C'est ce qu'on appelle la surveillance de la PFA, le principal symptôme de la polio. On peut alors confirmer, grâce à l'échantillon, si le virus est à l'origine de ce cas.

Farrell Tobolowsky, épidémiologiste médicale à la division Vaccination du CDC, utilise la métaphore de la pêche à la ligne pour décrire la surveillance de la PFA. « N'oubliez jamais le filet que vous lancez lorsque vous pêchez, dit-elle. La polio est un poisson que l'on y attrape. »

Au Malawi, les cliniciens ont prélevé un échantillon de selles sur la fillette, comme le veut le protocole, mais le dernier cas de polio dans ce pays remontant à 30 ans, le virus était loin d'être présent dans les esprits. L'échantillon a ensuite été envoyé en janvier au laboratoire de référence le plus proche, en Afrique du Sud.

Les techniciens de laboratoire ont ensuite placé l'échantillon sur une culture cellulaire pour voir si le poliovirus se développait. En séquençant le virus, ils ont constaté qu'il s'agissait d'un poliovirus sauvage de type 1. L'échantillon a enfin été envoyé à un laboratoire spécialisé du CDC à Atlanta où des tests supplémentaires ont confirmé le résultat et déterminé que la séquence génétique de l'échantillon était liée à une chaîne de transmission observée pour la dernière fois dans la province pakistanaise de Sindh en octobre 2019.

Les gènes agissent comme une sorte « d’horloge moléculaire », explique Ousmane Diop, coordinateur du réseau mondial de laboratoires pour la polio à l’OMS. Lorsque que le poliovirus est transmis, il connaît environ neuf mutations par an. En comptant le nombre de mutations au sein de l’échantillon, les scientifiques peuvent déterminer depuis combien de temps le virus est en circulation.  

M. Ahmed affirme que le séquençage génétique du virus a été importé dans la région. « Il a muté, mais il est clair qu’il circulait depuis au moins deux ans », dit-il.

Guetter la polio

La surveillance de la paralysie flasque aiguë est la référence absolue pour détecter les cas de polio. Les quatre étapes de la surveillance sont :

1. Identifier les enfants atteints de PFA et signaler les cas

2. Transporter les échantillons de selles pour analyse

3. Isoler et identifier le poliovirus en laboratoire

4. Cartographier le virus pour déterminer l’origine de la souche

Source : Initiative mondiale pour l’éradication de la polio

Comme au Malawi, les médecins américains ne songeaient pas à la polio. Le dernier cas de poliovirus sauvage contracté dans ce pays remonte à 1979. Mais en 2014, ils ont commencé à voir des enfants présentant des symptômes similaires. « Si cela s'était passé il y a 50 ans, nous aurions considéré qu'il s'agissait de cas de polio, explique le docteur Routh. Mais comme la polio avait été éliminée, quelle en était la cause ? Les scientifiques ont découvert que d'autres virus de la même famille que le poliovirus peuvent provoquer une maladie semblable à la polio, et l'un d'entre eux, appelé EV-D68, était probablement à l'origine des épidémies de 2014, 2016 et 2018. »

En juin 2022, lorsqu'un homme de 20 ans non vacciné de l'État de New York s'est présenté aux urgences avec des douleurs au dos et à l'estomac, une raideur de la nuque, une légère fièvre et une faiblesse dans les deux jambes, les cliniciens étaient à la recherche d'une maladie ressemblant à la polio, appelée myélite flasque aiguë (MFA). Avec l'arrivée de l'été, une période fréquente pour la MFA, l'État de New York a envoyé une alerte aux cliniciens leur demandant de surveiller les patients présentant une faiblesse musculaire soudaine.

Constatant l'absence de réflexes et de force dans les jambes de ce patient, les médecins ont prélevé des échantillons de selles, entre autres, pour effectuer des tests de dépistage de la MFA. À la surprise générale, l'échantillon de selles s'est révélé positif au poliovirus. Le séquençage génétique a révélé qu'il s'agissait d'un variant du poliovirus de type 2 apparenté aux souches circulant à Londres et à Jérusalem. De nombreuses épidémies de ce variant circulent dans des communautés sous-vaccinées à travers le monde.

« C'était incroyable de voir tout le travail que nous avions fait depuis 2014 pour mettre en place le système de surveillance [de la MFA] porter ses fruits, déclare Mme Routh, et d'être en mesure d’identifier le premier cas [de polio] aux États-Unis depuis très longtemps. »

Partant du principe que la polio circulait en Afrique depuis deux ans, l'OMS, le CDC et d'autres partenaires internationaux se sont mis en ordre de marche dans les jours qui ont suivi la confirmation du cas de poliovirus sauvage au Malawi. Leur premier objectif était de préparer la vaccination de plus de 33 millions d'enfants au Malawi et dans les pays voisins (Mozambique, Tanzanie, Zambie et Zimbabwe). 

Simultanément, les autorités ont formé le personnel de l'ensemble du système médical de ces cinq pays et les agents de santé étaient à l’affût des symptômes de la polio lorsqu'ils se déplaçaient de maison en maison pour vacciner les enfants. Cette surveillance renforcée a permis d'identifier huit autres enfants et adolescents paralysés par la polio au Mozambique. « Vous pouvez imaginer le pandémonium qui s'est installé », déclare Stella Anyangwe, membre du Rotary club de Pretoria (Afrique du Sud), qui s'est rendue au Mozambique pour participer à un examen de la réponse de l’Initiative mondiale pour l'éradication de la poliomyélite.

Les cas mozambicains étaient circonscrits à la province de Tete, au nord-ouest du pays, que les autorités considèrent aujourd'hui comme l'épicentre de l'épidémie. « Nous pensons que la première importation a eu lieu au Mozambique, explique M. Diop, et que le cas détecté au Malawi l'a été parce que la surveillance y est plus sensible. » 

Aux États-Unis, les autorités ont également réagi rapidement, partant du principe qu'un cas de polio de type 2 pouvait se traduire par des milliers d'infections bénignes ou asymptomatiques. Le CDC a organisé un séminaire en ligne à l'intention des médecins et a renforcé la vigilance à l'égard des faiblesses musculaires soudaines. Les autorités sanitaires se sont aussi efforcées d'augmenter les taux de vaccination ; dans le comté de Rockland, où vivait l'homme chez qui la polio a été diagnostiquée, seuls 60 % des enfants de deux ans avaient reçu les trois doses recommandées de vaccin contre la polio, y compris dans un quartier où seuls 37 % des enfants de cet âge étaient complètement vaccinés – la moyenne nationale étant de 93 %. 

Pour se faire une idée de la durée de l'épidémie et de son étendue, le CDC a eu recours à un autre outil indispensable : la surveillance environnementale.

Le monde étant sur le point d'éradiquer la polio, très peu d'enfants sont paralysés par la maladie chaque année, mais ces enfants sont représentatifs de milliers d'infections asymptomatiques. La surveillance de la paralysie flasque aiguë permet de détecter les cas de paralysie. Mais comment trouver les autres ?  

Une fois de plus, on en revient aux échantillons de matières fécales. Les scientifiques utilisent le même processus que celui utilisé pour analyser les selles d'un enfant paralysé, mais ils analysent des échantillons provenant des égouts. Ce processus de surveillance environnementale leur permet d'étudier toute une population d'enfants plutôt qu'un seul. En reprenant l'analogie du filet de pêche de Mme Tobolowsky, la surveillance environnementale permet d'élargir le filet en recherchant le virus dans les eaux usées.

Dès l'Antiquité grecque, les eaux usées — ou plutôt les vapeurs qu'elles dégagent — étaient accusées d'être à l'origine de la transmission de maladies. L'idée que les eaux usées elles-mêmes étaient les coupables remonte à l'Angleterre au milieu du XIXe siècle. La typhoïde a été isolée à partir d'eaux usées en 1928 et les scientifiques ont déterminé en 1939 que les eaux usées pouvaient être utilisées comme indicateur de l'activité du poliovirus.

L'IMEP a commencé à rechercher le poliovirus dans des échantillons d'eaux usées en 2000 en Égypte où la polio était encore endémique. Cet effort a contribué à l'éradication du poliovirus sauvage dans ce pays, ce qui a conduit l'IMEP à mettre en place à partir de 2009 une surveillance environnementale dans d'autres pays où la polio est endémique ; cette surveillance a ensuite été étendue à d'autres pays. Certains pays effectuent également leur propre surveillance des eaux usées en dehors de l'IMEP. Au total, selon M. Diop, la surveillance environnementale est effectuée sur environ 800 sites dans le monde.

Dans les pays dotés de bons réseaux d'égouts, les autorités sanitaires prélèvent des échantillons d'eaux usées brutes et non traitées qui sont en cours d'acheminement vers la station d'épuration. Mais en réalité, les zones où le risque de polio est le plus élevé présentent souvent des conditions sanitaires médiocres. Dans ces cas-là, lorsque les autorités sanitaires tentent de déterminer exactement les lieux de prélèvement de leurs échantillons, elles recherchent d'autres indicateurs, tels que des endroits où l'environnement socio-économique est sous-développé, où le nombre de migrants et de mouvements de population est élevé, et où des épidémies de polio et d'autres maladies ont déjà sévi par le passé.

Une fois cette détermination faite, les responsables de la santé s'appuient sur les statistiques de recensement et l'imagerie satellite de ces zones spécifiques, ainsi que sur des cartes topographiques pour voir où les eaux usées s'écoulent, des points les plus élevés aux plus bas. « En général, un site approprié est un endroit où l'écoulement est satisfaisant, et non un site stagnant, explique M. Ahmed. Nous essayons de cibler le matin en partant du principe que la plupart des gens utilisent les toilettes à ce moment-là ».

Dans les zones généralement inaccessibles aux agents de lutte contre la polio, les employés de l’assainissement ont tendance à avoir davantage la confiance des habitants ; comme l'explique M. Diop, personne ne veut voir les eaux usées s'écouler devant sa maison. C'est pourquoi ces employés peuvent généralement obtenir les échantillons nécessaires.

En février 2022, lorsque le cas de polio a été confirmé au Malawi, le pays figurait sur la liste d'expansion de l'IMEP pour la surveillance environnementale et une équipe avait déjà commencé son travail préliminaire. « Dès que le cas a été identifié, deux ou trois agents de surveillance sont allés de ville en ville pour évaluer les sites de collecte appropriés, explique M. Ahmed. Je crois que dans les quatre jours qui ont suivi la déclaration de l'épidémie, nous avions déjà recueilli nos premiers échantillons environnementaux à Lilongwe. En l'espace d'un mois, nous disposions de huit ou neuf sites dans tout le pays ». Aucun échantillon prélevé au Malawi ne s'est ensuite révélé positif pour le poliovirus sauvage.

La surveillance environnementale a également été renforcée dans les pays voisins, notamment dans l'épicentre de l'épidémie, la province de Tete au Mozambique. Toutefois, les autorités sanitaires ont eu du mal à trouver des sites de qualité et n'ont pas pu détecter le poliovirus sauvage dans les eaux usées. « Le système de surveillance de la PFA a été le plus payant », explique M. Ahmed.

Une fois identifié, un échantillon positif peut fournir des informations utiles. Au Botswana, par exemple, le variant du poliovirus de type 2 a été identifié l'année dernière grâce à un échantillonnage environnemental et les autorités ont pu lancer deux campagnes de vaccinations, stoppant la maladie avant qu'elle ne paralyse qui que ce soit. Mais un échantillon négatif n'est pas aussi définitif qu'un échantillon positif. En effet, un résultat négatif peut signifier que la maladie n'est pas présente, mais il peut aussi signifier que l'échantillon était de mauvaise qualité ou qu'il a simplement été prélevé le mauvais jour. Un échantillon n'est qu'un instantané dans le temps, insiste M. Diop. « Il apporte une valeur ajoutée, mais ce n'est pas la panacée pour détecter tous les poliovirus, précise-t-il. La surveillance environnementale ne peut être qu'un complément à la surveillance de la PFA qui reste la référence ».

Aux États-Unis, les autorités sanitaires se sont également tournées vers l'échantillonnage des eaux usées pour évaluer l'étendue de la propagation du variant du poliovirus, une tâche rendue moins onéreuse depuis la pandémie. 

Après que des études ont démontré que le virus du COVID-19 pouvait être détecté dans les eaux usées, le CDC a mis en place le système national de surveillance des eaux usées en 2020 afin de détecter les infections croissantes. En juin 2023, plus de 1 400 sites à travers le pays, représentant 40 % de la population américaine, assuraient la surveillance du coronavirus dans les eaux usées. Les sites collectent régulièrement des données et les soumettent aux CDC.

Les chercheurs ont utilisé ces échantillons recueillis dans le cadre de la surveillance du COVID-19 pour revenir en arrière après que les autorités sanitaires ont identifié le cas de polio de New York. « L'État de New York avait effectué des tests de dépistage du COVID et stocké des échantillons, explique Mme Routh. Nous avons pu récupérer des spécimens et effectuer des tests rétrospectifs. L'homme paralysé par la polio s'est affaibli en juin ; les autorités ont examiné des échantillons prélevés dans le comté de Rockland et dans un comté voisin en mai et en avril et en ont trouvé certains positifs au poliovirus. Cela indiquait que le virus avait circulé pendant des semaines avant l'arrivée du patient à l'hôpital, ce qui a déclenché, comme pour la détection au Malawi, une campagne de vaccination contre la polio chez les enfants non vaccinés et une plus grande vigilance à l'égard des symptômes de la maladie.

Les autorités sanitaires ont ensuite étendu leurs recherches à la ville de New York où les membres de la communauté du patient se rendaient souvent, à d'autres comtés proches et à des endroits ayant des populations similaires dans les États limitrophes du Connecticut et du New Jersey. Bien qu'il n'y ait pas eu d'échantillons positifs dans ces deux autres États, les chercheurs ont régulièrement détecté la polio dans des échantillons d'eaux usées à New York jusqu'en octobre 2022, date à laquelle les détections ont brusquement chuté (la polio est statistiquement plus une maladie d'été dans les climats tempérés). Aucun échantillon d'eaux usées n'a ensuite été positif depuis fin février. Le CDC a depuis prévu d'étendre les tests à plusieurs villes dans des États où les taux de vaccination sont plus faibles.

« Nous sommes très soulagés, déclare Mme Routh. Nous étions inquiets à l'approche de l'été, car nous craignions une recrudescence du poliovirus dans les eaux usées ou une réimportation du poliovirus d'un autre comté en proie à une flambée épidémique. Nous croisons les doigts ». 

M. Ahmed, lui aussi, attend de voir si l'épidémie de polio sauvage en Afrique a été endiguée. « La polio est un virus très délicat, explique-t-il. Il peut circuler pendant un certain temps sans être détecté. Nous disons toujours qu'il faut une bonne surveillance et du temps ».In the United States, health officials also turned to wastewater sampling to gauge the extent of the spread of the variant poliovirus, a task made less onerous since the pandemic.

Les chercheurs s'efforcent d'accroître la sensibilité des tests afin de détecter la polio dans les échantillons d'eaux usées, même si le taux de transmission est très faible, ce qui revient à rendre le filet de pêche si fin qu'aucun cas ne peut passer au travers. « Cela sera important même pour la post-certification, explique M. Diop, afin de s'assurer qu'aucun poliovirus ne nous échappe ».   

Il sera également important de continuer à effectuer des tests réguliers dans les zones à haut risque, car un échantillon négatif pourrait simplement être le résultat d'un jour sans. Des tests négatifs réguliers renforceront la confiance des autorités dans la disparition de la polio.

Fort d'une expérience de trois décennies, le réseau de laboratoires de l'IMEP — tant le personnel que l'infrastructure physique des laboratoires — s'est avéré essentiel pour la surveillance du COVID-19. Les experts du réseau de laboratoires de la polio ont ainsi contribué à la mise en place de procédures nationales de dépistage du coronavirus et les techniciens ont participé aux efforts de détection de ce virus. « Nous avons les compétences nécessaires, déclare M. Ahmed. Nous bénéficions également de l'infrastructure qui a été développée grâce au COVID, avec un plus grand nombre de personnes possédant le savoir-faire nécessaire pour effectuer le séquençage. C'est un scénario gagnant-gagnant pour la santé publique en Afrique en ce qui concerne le réseau de laboratoires. »

Ce réseau élargi de surveillance des eaux usées dans le monde entier présente un vaste potentiel pour l'avenir. « Les utilisations sont infinies, explique Mme Routh. Je m'intéresse à l'utilisation de ce réseau pour la grippe. Pourrions-nous prédire les souches que les États-Unis pourraient voir apparaître au cours de leur saison grippale et être en mesure d'adapter les vaccins plus rapidement ? ». En 2022, des chercheurs américains ont testé les eaux usées pour suivre la propagation du Mpox, le virus anciennement connu sous le nom de variole du singe. Les eaux usées peuvent être utilisées pour toutes sortes de choses, de la surveillance de la consommation d'opioïdes à la prévision des taux d'obésité dans une communauté, en passant par la surveillance des souches de tuberculose résistantes aux médicaments, ce qui permet d'apporter une réponse plus rapide.  

L'avenir de l'éradication de la polio passe par la surveillance et l'épidémiologie basée sur les eaux usées sera un outil clé dans ces efforts de surveillance. À l'avenir, elle pourrait également jouer un rôle central lorsque la société sera confrontée à d'autres problèmes de santé publique — ce qui signifie que les investissements réalisés par le Rotary dans la surveillance continueront à porter leurs fruits dans les années à venir.

Article tiré du numéro d’octobre 2023 du magazine Rotary.

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