Introduction

Dans cet article publié le 27/01/2025 dans Variances, Maria Alexa et Olivier Supplisson explorent le rôle essentiel des ENSAE dans la réponse aux enjeux de santé publique, en mettant en lumière le parallèle entre (1) compétences acquises à l’ENSAE et (2) méthodes utilisées en épidémiologie et modélisation des maladies infectieuses. Comme Maria et Olivier, j’ai choisi de m’engager dans la voie de la santé publique à l’obtention de mon diplôme de l’ENSAE. Il me tenait ainsi à cœur d’exposer ici un exemple d’application en santé publique à travers la présentation de mon projet de stage de fin d’étude.

Replongeons-nous 5 ans en arrière. La pandémie de Covid-19 frappe l’Europe de l’Ouest avec une première flambée en Italie début 2020. Dès la fin 2021, la pandémie fait état de 14,9 millions de morts excédentaires dont 750,000 en Europe de l’Ouest. Quantifier et comprendre l’impact humain est un outil précieux pour apprendre de cette pandémie, mais cette question est loin d’être triviale. Les indicateurs comme le nombre de cas ou le nombre d’hospitalisations et de décès liés au covid-19 reposent sur des données sensibles à l’hétérogénéité de mesure (par exemple, la capacité de tests, qui varie d’un pays à l’autre, va influencer ces derniers). Dans une étude menée par notre équipe de recherche de l’Institut Pasteur en 2024 intitulée « Patterns and drivers of excess mortality during the COVID-19 pandemic in 13 Western European countries »1 nous nous sommes intéressés à l’excès de mortalité dans 13 pays d’Europe de l’Ouest aux caractéristiques socio-économiques comparables (Allemagne, Belgique, Danemark, Espagne, France, Irlande, Italie, Norvège, Pays-Bas, Portugal, Suède, Suisse, Royaume-Uni). L’objectif était d’apporter des éléments de réponse sur les facteurs contribuants aux écarts d’excès de mortalité, afin d’approfondir notre compréhension de la pandémie de Covid-19 et contribuer à la préparation des pandémies futures.

L’Excès de mortalité

Pourquoi cette métrique ?

L’excès de mortalité désigne le nombre de décès observés, toutes causes confondues, excédant celui attendu, basé sur les tendances de mortalité passées. Cette métrique présente plusieurs avantages :

  • Elle est indépendante des taux de dépistage du COVID-19.
  • Elle évite les problèmes de classification erronée des décès associés au COVID-19 puisque l’on s’intéresse à la mortalité toutes causes confondues.
  • Elle prend en compte les effets à moyen terme de l’infection par le SARS-CoV-2 sur la mortalité (par exemple, le risque accru d’infarctus du myocarde, d’accident vasculaire cérébral…)
  • Elle prend en compte la mortalité indirecte liée à la surcharge du système de santé (saturation des unités de soins intensifs, report d’interventions chirurgicales, l’interruption des soins primaires et des soins d’urgence, perturbations des programmes de vaccination et de dépistage des maladies…)
  • Elle capture l’effet bénéfique des mesures non pharmaceutiques (NPI*) sur la mortalité toutes causes confondues (diminution des accidents de la route pendant les confinements, réduction des décès dus à d’autres infections respiratoires (grippe, virus respiratoire syncytial) grâce à la baisse de la transmission suite aux réductions des contacts)

Plus précisément, l’âge étant un facteur de risque majeur de Covid-19 sévère, nous avons étudié l’excès de mortalité standardisé sur l’âge et le sexe pour prendre en compte les différences de structure de population entre nos 13 pays.

Méthode

Pour calculer l’excès de mortalité standardisé, nous suivons la démarche schématisée ci-contre. Après avoir récupéré les données de mortalité hebdomadaire stratifiées par âge et sexe (A) pour chacun de nos 13 pays auprès de l’Human Mortality Database, nous avons calculé un taux de mortalité hebdomadaire standardisé sur l’âge et le sexe (B) à l’aide de l’European Standard Population 2013.

Deux termes sont alors calculés à partir du taux (B) :

  • En faisant la moyenne sur l’année, on obtient un taux de mortalité annuel standardisé sur l’âge et le sexe (C). On effectue alors une projection log-linéaire basée sur les années 2010 à 2019 pour obtenir la tendance de mortalité à long-terme et ainsi projeter les taux de mortalité annuels attendus en 2020, 2021 et 2022 (D).
  • On calcule par ailleurs un facteur de saisonnalité hebdomadaire représentant la proportion moyenne du taux de mortalité standardisé annuel survenant chaque semaine entre 2010 et 2019 (E). (Par exemple le facteur de saisonnalité de la semaine 1 sera la somme sur les années 2010 à 2019 du taux de mortalité de la semaine 1 sur le taux de mortalité annuel).

Le taux de mortalité hebdomadaire attendu (F) est obtenu en multipliant le taux de mortalité attendu (D) et le facteur de saisonnalité hebdomadaire (E).

Enfin l’excès de mortalité hebdomadaire standardisé sur l’âge (G) est obtenu en faisant la différence entre le taux de mortalité hebdomadaire standardisé observé (B) et le taux attendu (F).

Cette approche prend en compte à la fois la tendance à long terme de la mortalité attendue et les effets saisonniers. On peut alors tracer des courbes d’excès de mortalité cumulé au cours du temps qui permettent de visualiser les principaux contrastes entre les différents pays et de les analyser à la lumière de facteurs tels que les évènements épidémiques, les interventions non pharmaceutiques mises en place (NPI) ou la diffusion vaccinale.

Analyse des courbes d’excès de mortalité cumulé

Nous avons considéré trois périodes d’intérêt afin d’analyser de manière plus précise les écarts d’excès de mortalité :

  • Janvier – juin 2020 qui englobe la première vague pandémique.
  • Juillet 2020-juin 2021 caractérisée par la deuxième vague à l’automne 2020, la troisième vague avec l’arrivée du variant alpha et l’introduction des vaccins début 2021.
  • Juillet 2021-Juin 2022 correspondant aux vagues Delta et Omicron dans un contexte d’augmentation de l’immunité de la population due aux infections et aux vaccins.
Première phase : janvier – juin 2020

L’introduction du Covid-19 s’est faite de manière hétérogène à travers l’Europe de l’Ouest. L’Italie2,3, l’Espagne4 et la France5,6 ont toutes connu des événements d’introduction et de dissémination importants. En France par exemple un rassemblement religieux de 2000 participants provenant de toute la France s’était tenu mi-février 2020, et contribuait ainsi à la dissémination de l’épidémie dans le pays. Le Royaume-Uni a également enregistré plusieurs importations en provenance d’Espagne, de France et d’Italie dans la seconde moitié de février, entraînant une augmentation rapide des infections durant la première moitié de mars7. En revanche, peu d’événements d’introduction ont été identifiés au Danemark et en Norvège. (A noter qu’il y a un décalage temporel vers la droite entre les courbes d’infection et de mortalité)

A la suite d’une flambée épidémique en Lombardie, l’Italie a été le premier pays d’Europe à instaurer un confinement le 9 mars 2020. Les autres pays d’Europe de l’Ouest ont suivi entre le 13 mars (Danemark) et le 24 mars (Royaume-Uni), à l’exception de la Suède, qui a opté pour des recommandations de rester chez soi. Notre étude montre par ailleurs dans une analyse écologique que les pays ayant mis en place des mesures précocement – c’est-à-dire lorsque les admissions hospitalières par habitant étaient encore faibles – ont enregistré une surmortalité cumulée plus faible lors de la première vague.

L’excès de mortalité négative observé dans certains pays pendant cette période (Danemark, Norvège et Allemagne) a été attribué à la diminution de la circulation d’autres virus respiratoires ainsi qu’à la baisse des accidents de la route durant le confinement.

Après la levée des confinements en mai 2020, la transmission du SARS-CoV-2 est restée faible dans la plupart des pays d’Europe de l’Ouest, probablement en partie grâce à la persistance d’un nombre de contacts interpersonnels réduit même après le déconfinement8. L’excès de mortalité cumulée s’est alors stabilisé jusqu’au début de l’été dans la plupart des pays.

Deuxième phase : Juillet 2020 – juin 2021

La deuxième phase débute avec une augmentation progressive des infections en juillet-août (période des vacances scolaires dans la plupart des pays), touchant d’abord principalement les jeunes adultes avant de se propager progressivement aux personnes plus âgées9.

Une augmentation soudaine de l’incidence du SARS-CoV-2 a été observée dans la plupart des pays d’Europe de l’Ouest à l’automne 2020, probablement en raison des changements météorologiques et des modifications des comportements de contact8,10. En réponse à cette augmentation, des confinements et restrictions de contacts ont été réintroduits entre fin octobre et début novembre 2020. Malgré ces mesures de contrôle, l’excès de mortalité a augmenté en novembre et décembre dans la plupart des pays (sauf Danemark, Norvège et Irlande), avec des hausses particulièrement marquées en Belgique, en Italie et en Suisse. Comme lors de la première phase, notre étude montre que les pays ayant mis en place des mesures non pharmaceutiques (NPI) plus tôt – c’est-à-dire lorsque les admissions hospitalières étaient encore faibles – ont enregistré un excès de mortalité plus faible entre octobre et décembre 2020.

Le variant Alpha, plus transmissible et virulent, a été détecté pour la première fois au Royaume-Uni à la fin de l’année 2020. Ce variant s’est rapidement propagé au Portugal en décembre 2020 et est devenu prédominant dans tous les pays d’Europe de l’Ouest mi-février 2021. Alors que l’excès de mortalité a augmenté pour tous les pays sauf la Norvège en janvier-février 2021, les plus fortes augmentations ont eu lieu au Royaume-Uni et au Portugal, malgré la réintroduction de confinements le 5 et le 15 janvier 2021 respectivement (probable conséquence de l’émergence du variant Alpha autour des fêtes de fin d’année).

Parallèlement, entre décembre 2020 et janvier 2021, les pays d’Europe de l’Ouest ont lancé leurs premières campagnes de vaccination contre la COVID-19, en priorisant initialement les plus âgés, plus à risque de développer des formes graves de la maladie. La couverture vaccinale chez les personnes de 80 ans et plus a rapidement augmenté dans la plupart des pays en mars et avril 2021, atteignant un taux compris entre 80 et 100 %11. Notre étude montre une corrélation négative entre la couverture vaccinale et l’excès de mortalité entre mars et juin 2021. Par ailleurs, la plupart des pays d’Europe de l’Ouest ont maintenu des mesures de restriction strictes pendant cette période, ce qui suggère que la corrélation entre la couverture vaccinale et la mortalité excédentaire n’était pas médiée par des différences d’intensité des mesures.

Dans un contexte de maintien de mesures de restrictions strictes dans la plupart des pays et de couverture vaccinale croissante chez les personnes les plus vulnérables, l’excès de mortalité est resté stable dans la plupart des pays entre mars et juin 2021. Les deux exceptions sont la France et l’Italie. Cela pourrait être expliqué par une couverture vaccinale systématiquement plus faible chez les populations âgées par rapport à d’autres pays.

Troisième phase : Juillet 2021 – juin 2022

La troisième phase a été marquée par des vagues du variant Delta, suivi d’Omicron. Tout au long de la troisième phase, la rigueur des mesures de contrôle non pharmaceutiques a diminué de manière significative dans la plupart des pays d’Europe de l’Ouest en raison de l’augmentation de l’immunité dans la population, et de la fatigue généralisée vis-à-vis des mesures.

La couverture vaccinale a été étendue à tous les groupes d’âge durant l’été 2021. Après la mise en évidence de la réduction de l’efficacité du vaccin contre le variant Delta et de la diminution de la protection induite par le vaccin au fil du temps12,13, une dose de rappel a été recommandée pour les groupes les plus vulnérables à l’automne 2021. La plupart des pays d’Europe de l’Ouest ont alors déployé les doses de rappel pour les personnes âgées de 80 ans et plus entre septembre et novembre 2021, atteignant des niveaux très élevés de couverture vaccinale (les taux les plus bas ont été observés en France et en Suisse, autour de 80 %). Le déploiement des doses de rappel a commencé de manière notablement plus tardive aux Pays-Bas, en Allemagne et en Suisse, ce qui pourrait expliquer les augmentations plus importantes de l’excès de mortalité observées dans ces pays pendant la vague Delta en novembre-décembre 2021.

Conclusion

A travers cette étude nous avons mis en évidence d’importantes différences dans l’excès de mortalité cumulé, standardisé selon l’âge et le sexe, pendant la pandémie de COVID-19 entre 13 pays d’Europe de l’Ouest. Les premières vagues de 2020 se sont caractérisées par des différences dans l’ampleur et le timing des premiers événements de propagation. À cette période, peu de mesures de contrôle étaient disponibles en dehors de mesures de restrictions strictes. La mise en œuvre précoce de ces mesures, lorsque la charge hospitalière liée au COVID-19 était encore faible, a été associée à un excès de mortalité plus faible.

L’apparition du variant Alpha à la fin de l’année 2020 et au début de l’année 2021 a touché tous les pays d’Europe de l’Ouest, avec un impact particulièrement marqué au Royaume-Uni et au Portugal. Le déploiement rapide des vaccins et la forte couverture vaccinale chez les personnes âgées ont été associés à une diminution de l’excès de mortalité au cours du premier semestre 2021.

L’intensité des mesures de restriction a progressivement diminué entre 2021 et 2022. Lors de l’émergence des variants Delta puis Omicron en Europe de l’Ouest, nous avons observé des différences plus faibles d’excès de mortalité entre les pays, sauf à la fin de l’année 2021, dans les pays où le déploiement des doses de rappel chez les personnes âgées a été plus tardif.

Qu’est-ce que l’on peut retenir pour les futures pandémies ?
La précocité des mesures

L’excès de mortalité plus faible dans les pays ayant mis place des interventions non pharmaceutiques (NPI) alors que la charge hospitalière restait faible souligne les bénéfices potentiels d’une réponse précoce. Par ailleurs, la mise en place d’interventions non pharmaceutiques une fois que la charge hospitalière est déjà élevée comporte un risque de saturation du système de santé. En effet, les patients en incubation au moment de l’instauration de ces mesures peuvent encore nécessiter une hospitalisation puisque le délai moyen entre l’infection et l’hospitalisation pour la COVID-19 est estimé à 11 jours14. En revanche, une mise en œuvre précoce des NPI permettrait d’introduire des mesures moins strictes et d’évaluer leur efficacité grâce à la surveillance hospitalière afin de les renforcer si nécessaire. Il est intéressant de noter que l’intensité des interventions non pharmaceutiques nécessaire pour faire passer le taux de reproduction effectif en dessous de 1 semblait varier selon les pays. Par exemple, si tous les pays y sont parvenus au début de l’année 2020, les pays scandinaves ont atteint cet objectif avec des mesures relativement moins strictes. Cette approche doit bien sûr être équilibrée avec les impacts sur la société (notamment sur l’économie, la cohésion sociale et la santé publique) et nécessite l’adhésion de la population.

Les vaccins

Les vaccins contre la COVID-19 ont eu un impact majeur sur la pandémie en réduisant le risque de formes graves et de décès15. Notre analyse souligne l’importance d’une mise en œuvre rapide de la vaccination. La réponse de santé publique a bénéficié du développement rapide de vaccins sûrs et efficaces, dont le déploiement a permis d’atténuer le recours aux mesures les plus strictes. Cependant, pour certains agents pathogènes émergents, le développement de vaccins pourrait s’avérer plus difficile que pour la COVID-19. Dans ce cas, l’acceptabilité à long terme de stratégies reposant sur des interventions non pharmaceutiques (NPI) strictes serait probablement plus difficile à maintenir.

Limites

Finalement, cette analyse comporte un certain nombre de limites. Tout d’abord la piste importante de l’hétérogénéité d’organisation des Ephad et maisons de repos entre les pays, qui pourrait expliquer des bonds d’excès de mortalité, n’a pas pu complètement être explorée par manque de données. La taille limitée de notre échantillon (13 pays) nous empêche également d’explorer l’impact qu’on eut les différences de conditions climatiques sur l’excès de mortalité. Enfin les stratégies de régulation qui ont été mises en place en dehors de l’Europe de l’Ouest (ex : la stratégie Zéro COVID-19 utilisée en Chine ou Australie, les outils digitales de traçage de contact utilisés en Corée du Sud) ne rentre pas dans le cadre de cette étude. Ces stratégies semblent cependant avoir permis de réduire les transmissions à de faibles niveaux jusqu’à l’émergence de variants plus transmissibles, comme le variant Omicron. Ces stratégies restent donc à prendre en compte dans les approches de santé publique lors de futures pandémies.

 

Mots clefs : Covid-19 – Préparation pandémique – Santé publique – Épidémiologie

* NPI : « Non pharmaceutical interventions » interventions qui s’appliquent lorsque ni médicament ni vaccination efficace ne sont disponibles / n’existent. Ces interventions comprennent la recherche et le suivi de contacts, l’éviction des collectivités ou des lieux publics et la quarantaine à domicile ou en structure dédiée.

Références

  1. Galmiche, S. et al. Patterns and drivers of excess mortality during the COVID-19 pandemic in 13 Western European countries. BMC Glob. Public Health 2, 78 (2024).
  2. Alteri, C. et al. Genomic epidemiology of SARS-CoV-2 reveals multiple lineages and early spread of SARS-CoV-2 infections in Lombardy, Italy. Nat. Commun. 12, 434 (2021).
  3. Cereda, D. et al. The early phase of the COVID-19 epidemic in Lombardy, Italy. Epidemics 37, 100528 (2021).
  4. López, M. G. et al. The first wave of the COVID-19 epidemic in Spain was associated with early introductions and fast spread of a dominating genetic variant. Nat. Genet. 53, 1405–1414 (2021).
  5. Gerbaud, L. et al. Hospital and Population-Based Evidence for COVID-19 Early Circulation in the East of France. Int. J. Environ. Res. Public. Health 17, 7175 (2020).
  6. Fontanet, A. et al. SARS-CoV-2 infection in schools in a northern French city: a retrospective serological cohort study in an area of high transmission, France, January to April 2020. Eurosurveillance 26, 2001695 (2021).
  7. du Plessis, L. et al. Establishment and lineage dynamics of the SARS-CoV-2 epidemic in the UK. Science 371, 708–712 (2021).
  8. Paireau, J. et al. Impact of non-pharmaceutical interventions, weather, vaccination, and variants on COVID-19 transmission across departments in France. BMC Infect. Dis. 23, 1–12 (2023).
  9. Tran Kiem, C. et al. SARS-CoV-2 transmission across age groups in France and implications for control. Nat. Commun. 12, 6895 (2021).
  10. Wong, K. L. M. et al. Social contact patterns during the COVID-19 pandemic in 21 European countries – evidence from a two-year study. BMC Infect. Dis. 23, 268 (2023).
  11. COVID-19 Vaccine Tracker | European Centre for Disease Prevention and Control. https://vaccinetracker.ecdc.europa.eu/public/extensions/COVID-19/vaccine-tracker.html#notes-tab.
  12. Menni, C. et al. COVID-19 vaccine waning and effectiveness and side-effects of boosters: a prospective community study from the ZOE COVID Study. Lancet Infect. Dis. 22, 1002–1010 (2022).
  13. Bernal, J. L. et al. Effectiveness of Covid-19 Vaccines against the B.1.617.2 (Delta) Variant. N. Engl. J. Med. 385, 585–594 (2021).
  14. Cauchemez, S., Kiem, C. T., Paireau, J., Rolland, P. & Fontanet, A. Lockdown impact on COVID-19 epidemics in regions across metropolitan France. The Lancet 396, 1068–1069 (2020).
  15. Wu, N. et al. Long-term effectiveness of COVID-19 vaccines against infections, hospitalisations, and mortality in adults: findings from a rapid living systematic evidence synthesis and meta-analysis up to December, 2022. Lancet Respir. Med. 11, 439–452 (2023).

Les jugements et opinions exprimés par les auteurs n’engagent qu’eux mêmes, et non les institutions auxquelles ils appartiennent.

Camille Coustaury
Les derniers articles par Camille Coustaury (tout voir)