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Les scientifiques, les décideurs politiques et les travailleurs de la santé sont impatients de voir dans quelle mesure COVID-19 peut être saisonnier. La compréhension de cet aspect de la maladie pourrait guider notre réponse à la pandémie.
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Des chercheurs de l'université de Santa Barbara ont trouvé des preuves que la diffusion de COVID-19 est sensible à l'exposition aux UV. Si cela suggère que COVID-19 peut varier selon les saisons, il existe d'autres facteurs saisonniers - tels que la température, l'humidité spécifique et les précipitations - dont les effets sont incertains compte tenu des données disponibles. Les résultats sont publiés dans les Actes de l'Académie nationale des sciences.
"Les espèces de coronavirus apparentées - comme le SRAS en 2003 et le MERS en 2012 - se sont avérées avoir une faible relation avec la température et l'humidité, mais étaient sensibles aux rayons UV", a déclaré le coauteur Kyle Meng, économiste de l'environnement au département d'économie de l'université de Santa Barbara et à la Bren School of Environmental Science & Management du campus.
Meng, avec Tamma Carleton, également de la Bren School, Peter Huybers et Jonathan Proctor de Harvard, et Jules Cornetet de l'École Normale Supérieure Paris-Saclay, a cherché à explorer la relation entre le rayonnement UV et la propagation de COVID-19 en construisant un ensemble de données mondiales à haute résolution des cas quotidiens de COVID-19.
De nombreux articles comparent différents endroits pour avoir une idée de la façon dont la maladie réagit à diverses conditions environnementales. Mais cette approche introduit une foule de facteurs potentiellement confondants dans les modèles statistiques, tels que la qualité des soins de santé, les revenus et les normes culturelles.
Meng offre comme exemples les États-Unis plus tempérés et le Brésil plus tropical. "Les États-Unis et le Brésil sont différents pour toutes sortes de raisons", a-t-il déclaré. "Ils ont des conditions économiques et des institutions différentes en plus de conditions environnementales différentes" Ces distinctions, a-t-il dit, empêchent une comparaison nette de la propagation de COVID-19 basée uniquement sur les conditions environnementales.
Pour contourner ce problème, l'équipe a mené une étude longitudinale, comparant essentiellement de nombreuses populations à elles-mêmes au fil du temps. Ainsi, plutôt que de comparer le Brésil aux États-Unis, ils ont comparé les communautés du Brésil à elles-mêmes à un autre moment, lorsque les conditions environnementales locales ont changé. "Nous demandons essentiellement si les fluctuations quotidiennes des conditions environnementales vécues par une population affectent les nouveaux cas de COVID-19 jusqu'à deux semaines plus tard", explique Meng.
Pour y parvenir, les chercheurs avaient besoin de beaucoup de données. Malheureusement, lorsque l'équipe a commencé ses travaux, les ensembles de données internationales COVID-19, comme celui de John's Hopkins, ne fournissaient des données qu'au niveau national. Les enregistrements à résolution plus fine étaient dispersés dans différentes agences et institutions, dans une variété de langues et de formats.
"Nous avons pris de nombreux ensembles de données disparates provenant des agences statistiques de différents pays et les avons harmonisés pour créer un ensemble de données mondial composé de plus de 3 000 unités spatiales", a déclaré M. Carleton. Les auteurs ont ensuite utilisé un ensemble de données de conditions météorologiques avec une résolution quotidienne pour faire correspondre les conditions environnementales locales aux comptages quotidiens de cas COVID-19.
Les chercheurs ont appliqué une série de techniques statistiques pour analyser la corrélation entre quatre variables - le rayonnement UV, la température, l'humidité et les précipitations - et le taux de croissance quotidien des cas de COVID-19, une mesure de la rapidité de propagation de la maladie dans une région. Ils ont également estimé le temps de latence entre les changements des conditions environnementales et les effets possibles sur les cas COVID enregistrés, qui pourrait être significatif étant donné la période d'incubation du virus de quatre à sept jours ainsi que les retards supplémentaires dus aux tests.
L'équipe a trouvé des preuves que l'exposition aux UV d'un lieu affecte significativement la transmission de COVID-19. Une modification de l'exposition aux UV de 1 écart-type (à peu près égale à la différence d'UV entre mai et juin à Los Angeles) a réduit le taux de croissance des nouveaux cas d'environ 1 point de pourcentage au cours des deux semaines suivantes. Cela pourrait faire baisser le taux de croissance de COVID-19 d'une augmentation moyenne quotidienne de 13 % au début de l'épidémie à une augmentation de 12 % par jour.
Sur la base des changements saisonniers attendus du rayonnement UV, le modèle a prédit que les taux de croissance augmenteraient de 7,3 points de pourcentage pour les régions tempérées du sud entre janvier et juin. Pendant ce temps, les régions tempérées du nord verraient une diminution de 7,4 points de pourcentage due aux UV au cours de cette même période, car les journées plus longues augmentent l'exposition aux UV.
Ce schéma change en fonction des saisons. D'ici décembre, les chercheurs ont prévu que les taux de croissance de COVID-19 pourraient diminuer de 7,7 points de pourcentage dans les régions tempérées du sud, par rapport aux chiffres de juillet, tandis que les régions plus froides du nord pourraient connaître un bond de 7,8 points de pourcentage au cours de cette période.
Il est important de noter que l'influence saisonnière des UV sur la transmission de la maladie est faible par rapport à celle des politiques de distanciation sociale telles que les interdictions de voyager, les fermetures d'écoles ou l'isolement des foyers, ont noté les auteurs. Quel que soit le temps, des mesures de distanciation sociale semblent nécessaires pour ralentir considérablement la propagation.
Conformément à ces conclusions, les taux d'infection semblent avoir diminué dans l'hémisphère nord pendant l'été, peut-être en raison d'une exposition accrue aux UV. Cependant, une grande partie de l'hémisphère nord a également assoupli ses prescriptions de COVID à domicile au même moment, a déclaré M. Meng. En conséquence, il y a une corrélation entre les effets des UV et le relâchement des restrictions pendant les mois d'été. "C'est une des raisons majeures pour lesquelles notre étude utilise les fluctuations quotidiennes de l'exposition aux UV, en partie pour éviter les influences conflictuelles lorsqu'on examine les fluctuations variables à long terme"
Ces résultats concordent avec les préoccupations concernant la recrudescence des infections à COVID-19 que l'on observe actuellement aux États-Unis avec l'arrivée de l'hiver. Toutefois, pour obtenir une image complète de la saisonnalité, les chercheurs auront besoin d'estimations plus précises de la façon dont la maladie réagit à d'autres conditions environnementales variant selon la saison, comme la température et l'humidité spécifique. "Nous sommes convaincus de l'effet des UV, mais ce n'est qu'un élément du tableau saisonnier complet", a déclaré M. Carleton.
Les études en laboratoire seront finalement cruciales pour déterminer les mécanismes à l'œuvre, bien que les auteurs soupçonnent que de multiples facteurs peuvent être à l'origine de l'effet des UV sur la transmission de COVID-19, dont certains ne peuvent être étudiés en laboratoire. Le premier est biologique. Les UV peuvent endommager les acides nucléiques que le virus utilise pour coder son information génétique. Le coauteur Jonathan Proctor, chercheur post-doctoral à Harvard, a affirmé que les rayons UV peuvent inactiver le virus lors de sa transmission, par exemple lorsqu'il est en suspension dans l'air ou qu'il repose sur une surface exposée. "Tout comme les UV peuvent détruire notre propre ADN si nous n'utilisons pas d'écran solaire, les UV peuvent endommager le virus COVID-19", a déclaré M. Proctor.
Une autre composante est comportementale. Par exemple, les gens peuvent sortir plus souvent lorsqu'il fait plus beau, ce qui pourrait modifier le risque de transmission. Si les études en laboratoire peuvent aider à déterminer les mécanismes biologiques, les études au niveau des populations comme celle-ci permettent également de saisir les facteurs sociaux.
"Dans le contexte de tout cela, notre étude suggère que les variations saisonnières des UV pourraient influencer la transmission de COVID-19 dans les mois à venir", a déclaré M. Meng. "Et si c'est vrai, nous devons réfléchir attentivement à la manière de moduler les politiques de confinement de COVID-19 de manière saisonnière"
