Modélisation mathématique de la transmission de la COVID-19 et stratégies d’atténuation des risques dans la population ontarienne au Canada

Abstract

Au Canada, on utilise des interventions d’éloignement physique pour ralentir la propagation du SRAS-CoV-2 (coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2), mais on ignore au juste quelle en sera l’efficacité. Nous avons évalué comment différentes interventions non pharmacologiques pouvaient être utilisées pour maîtriser la pandémie de COVID-19 (maladie à coronavirus 2019) et alléger le fardeau qu’elle impose au système de santé. MÉTHODES: Nous avons utilisé un modèle à compartiments structuré selon l’âge pour faire une analyse de la transmission de la COVID-19 dans la population de l’Ontario, au Canada. Nous avons comparé un scénario de référence, soit dépistage limité, isolement et quarantaine, à des scénarios incluant dépistage accru, mesures strictes d’éloignement physique, ou combinaison de dépistage accru et d’éloignement physique moins strict. Les interventions étaient appliquées soit pendant des durées fixes, soit selon un cycle dynamique en fonction de l’occupation projetée des lits dans les unités de soins intensifs (USI). Nous présentons les médianes et les intervalles de crédibilité tirés de 100 expériences répliquées par scénario sur un horizon temporel de 2 ans. RÉSULTATS: Selon le scénario de référence, nous avons estimé que 56 % (intervalle de crédibilité de 95 %, 42 %–63 %) de la population ontarienne contractait l’infection pendant l’épidémie. Au moment du sommet épidémique, nous avons projeté 107 000 (intervalle de crédibilité de 95 %, 60 760–149 000) hospitalisations (soins standards) et 55 500 (intervalle de crédibilité de 95 %, 32 700–75 200) hospitalisations dans les USI. Pour les scénarios à durée fixe, selon les projections, toutes les interventions retardaient et réduisaient la hauteur du sommet épidémique par rapport au scénario de référence, et ce sont les mesures d’éloignement physique strict qui exerçaient le plus d’effet; de même, les interventions de durée plus longue étaient plus efficaces. Selon les projections, les interventions dynamiques réduisaient la proportion de la population atteinte à la fin de la période de 2 ans et pouvaient ramener le nombre médian de cas dans les USI en deçà des estimations actuelles de leur capacité en Ontario. INTERPRÉTATION: Sans éloignement physique substantiel ou une combinaison d’éloignement physique modéré et de dépistage accru, nous projetons que les ressources des USI pourraient être insuffisantes. L’éloignement physique dynamique maintiendrait la capacité du système de santé en plus de donner un répit psychologique et économique périodique aux populations.

Figure 1:

Structure du modèle de transmission de la COVID-19. Les cas exposés peuvent être mis en quarantaine ou non; les cas en quarantaine représentaient ceux qui ont été identifiés lors de la recherche des contacts. Les cas hospitalisés sont présumés n’être plus infectieux pour autrui (en raison de la reconnaissance de l’infection) et sont inclus dans le modèle pour estimer les besoins en soins médicaux. Le modèle est stratifié par groupe d’âge et selon la présence ou l’absence de comorbidités. USI = unité de soins intensifs.

Figure 2:

Trajectoire projetée de l’épidémie de COVID-19 pour le modèle du scénario de référence avec intervention minimale. Les cas quotidiens incidents par 1000 habitants sont présentés. La ligne représente la valeur médiane de 100 simulations du modèle et la zone ombrée indique l’intervalle de crédibilité de 95 %.

Figure 3:

Besoins projetés en lits de soins intensifs (SI) et taux d’attaque pour les interventions à durée fixe. (A) Les cas prévalents nécessitant des SI sont montrés pour des durées d’interventions de 1, 3, 6, 12 et 18 mois. La capacité maximale et actuelle des unités de soins intensifs (USI) en Ontario est indiquée par les lignes horizontales discontinues. Les médianes sont présentées. (B) Pourcentage projeté de la population atteinte sur une période de 2 ans selon le modèle. Les taux d’attaque incluent toutes les infections, indépendamment de leur gravité. Noter que la légère variabilité de la taille de l’épidémie pour le scénario de référence (sans intervention additionnelle) est le reflet de la stochasticité du modèle entre les simulations. Des durées d’éloignement physique extrêmes créent la possibilité d’une extinction stochastique (« épuisement ») de l’épidémie.

Figure 4:

Besoins projetés en lits de soins intensifs (SI) et taux d’attaque pour les interventions dynamiques. (A) Les cas prévalents nécessitant des SI sont montrés pour le scénario de référence et pour 3 scénarios d’intervention. Les interventions sont appliquées cycliquement (et reviennent aux valeurs des paramètres du scénario de référence), selon le nombre de cas de COVID-19 dans les unités de soins intensifs (USI). La capacité maximale et actuelle des USI en Ontario est indiquée par les lignes horizontales discontinues. Les médianes sont présentées. (B) Vue agrandie des cas prévalents dans les USI pour montrer la dynamique pour l’éloignement physique strict et les scénarios combinés. (C) Estimations projetées du pourcentage de la population atteinte sur une période de 2 ans selon le modèle. Les taux d’attaque incluent toutes les infections incidentes, indépendamment de leur gravité. La durée de l’application des interventions dynamiques est montrée en abscisse. Les points indiquent la durée médiane et les lignes, les intervalles de crédibilité de 95 % pour chaque scénario.