Changement climatique, asthme et allergies : le vent se lève

À la fin des années 1890, la formulation des théories hygiénistes a permis de leur donner une explication séduisante(1,2). En substance, la diminution des infections dans l’enfance modifierait le développement normal du système immunologique, en favorisant une réponse de type allergique par le biais d’un déséquilibre de la balance Th1/Th2 qui favorise la production d’gE. En fait, cette hypothèse n’était pas nouvelle puisque, dès 1829, John Bostock (1772-1846) et, en 1873, Charles Harrison Blackley (1820-1900) avaient remarqué que les fermiers anglais, pourtant les plus exposés aux allergènes que les citadins (« hay fever » ou fièvre des foins, aujourd’hui pollinose) et à l’asthme (« wheezing ») développaient ces allergies moins souvent que ces derniers ! Plus tard, Erika von Mutius et coll.(2) illustrèrent la théorie hygiéniste de Strachan de façon quasi expérimentale. Avant la réunification des deux Allemagnes, il existait une nette différence de prévalence des allergies entre l’Est et l’Ouest : plus d’allergies à l’Ouest car les enfants avaient un style de vie « peu exposé aux infections » et un mode de garde individuel et moins d’allergies à l’Est (où les conditions étaient opposées avec, en particulier, un mode de garde privilégiant la vie en crèches collectives)1. Quelques années après la réunification de l’Allemagne (octobre 1989-octobre 1998), les modes de vie devinrent identiques dans les deux pays, et on a constaté alors que la prévalence des allergies, toutes formes confondues, avait augmenté en ex-Allemagne de l’Est, devenant comparable à celle de l’ex-Allemagne de l’Ouest(3).   Facteurs de risque et protection contre les allergies déclarées   À l’heure actuelle où le rôle des microbiotes digestifs est bien connu, en particulier sur le développement des maladies digestives (et pas seulement pour les allergies alimentaires [AA], l’hypothèse hygiéniste émise par Strachan se fondait plus sur l’hygiène que sur les microbiotes dont on commençait à percevoir l’existence et le rôle. Pour Rothenberg(4), il est peu évident que l’hygiène primaire lié au nettoyage et à la propreté des personnes et de l’environnement puisse protéger contre les allergies. En effet, depuis toujours, surtout en matière d’allergènes aéroportés, les mesures d’éviction des allergènes (acariens, blattes, moisissures) ont été largement recommandées par les allergologues européens et moins par leurs homologues anglo-saxons, mais cette question est très conflictuelle. Il faut observer que la prévalence des allergies a continué à augmenter, malgré les mesures d’éviction des allergènes de l’environnement, en particulier domestique2. Les experts ont donc cherché à identifier d’autres raisons pouvant expliquer l’augmentation de fréquence des allergies, toutes formes confondues, parmi lesquelles les modifications climatiques semblent jouer un rôle croissant. Mais autour des années 1980, la plupart des pays ont connu une épidémie majeure d’AA à l’arachide (cacahuète). L’étude LEAP(5), consacrée à l’étude des causes de cette épidémie, a montré que les allergènes d’arachide étaient présents dans l’environnement des nourrissons et des jeunes enfants du fait de la consommation fréquente d’arachides par leur entourage. Se comportant aussi comme des allergènes de l’intérieur des maisons, les allergènes de l’arachide, peuvent entraîner une sensibilisation/allergie IgE-dépendante à l’arachide via une diminution de la fonction barrière de la peau(5). L’étude LEAP, menée sous l’égide de Gideon Lack et de son équipe (King’s College, London), a montré que le risque d’AA à l’arachide était particulièrement élevé chez les nourrissons âgés de moins d’un an, souffrant d’eczéma sévère et/ou d’allergie à l’œuf(5). Si « l’hypothèse hygiéniste » de Strachan a d’abord permis de donner une explication cohérente à l’explosion de fréquence des allergies au cours des 30-40 dernières années, voici que foisonnent des articles qui, sans renier cette hypothèse, insistent sur « l’hypothèse climatique » à laquelle est consacrée cette revue.   Changements climatiques : variétés et description   L’incitation à des recherches plus approfondies est cruciale pour évaluer la nature et l’impact des changements climatiques, et prendre des mesures adaptées pour tenter d’endiguer leurs conséquences. La population mondiale est exposée, et tous les âges sont concernés, en particulier les nourrissons et les jeunes enfants. Thibaudon et Besancenot(6) indiquent que les impacts du changement climatique sur la phénologie3 de différentes espèces végétales connues pour l’allergénicité de leur pollen sont multiples et impossibles à résumer en un modèle unique. De plus, une hausse des températures et un accroissement des teneurs atmosphériques en CO2 peuvent augmenter la production de pollen de certaines plantes, majorer la quantité d’allergènes à l’intérieur de chaque grain de pollen, et provoquer le déplacement en latitude ou en altitude de leur aire de répartition. L’exemple du chénopde ou ansérine (Chenopodium album peut être pris parmi bien d’autres) (figures 1 à 4). Figure 1. Chénopode : plante de plus en plus répandue dans le Sud de l’Europe, en particulier en Espagne. Feuilles en forme de patte d’oie. Figure 2. Chénopode : fleurs. Figure 3. Pollen de chénopode en microscopie optique. Figure 4. Pollen de chénopode en microscopie électronique.   Diem et coll.(7) estiment que des concentrations élevées d’ozone devraient persister lors des futurs épisodes de chaleur, principalement dans grandes zones urbaines (la Floride, dans l’exemple pris par les auteurs) qui devraient être les plus touchées par le réchauffement futur. Le réchauffement résulte de l’intensification et de l’expansion des îlots de chaleur urbains, d’une forte augmentation des populations vulnérables à la chaleur, et de conditions climatiques qui conviendront parfaitement à la transmission des maladies tropicales, par exemple, par le moustique Aedes aegypti. Il en résulterait un potentiel de morbidité et de mortalité associé à la chaleur, ainsi que l’apparition de maladies auparavant inconnues4 . Les moyens de prévention sont : la végétalisation, la promotion de toits frais et verts. Ces mesures pourraient améliorer les conditions de vie dans les habitations et les infrastructures (par exemple, les services d’urgence)(7). D’Amato et coll.(8) ont rédigé et signé plusieurs publications sur le thème du réchauffement climatique, de ses effets aigus et de ses conséquences sur la fréquence des allergies, qui font intervenir les pollens et les moisissures. Ces événements climatiques aigus sont variés (tempêtes, tornades, orages, activité électrique) et semble-t-il de plus en plus fréquents et graves. Ces phénomènes météorologiques augmentent l’exposition aux facteurs environnementaux qui entraînent des maladies respiratoires dans les populations et les aggravent. Les tempêtes de poussière également appelées tempêtes de sable, surviennent dans les régions arides lorsque des vents violents déplacent de grandes quantités de sable meuble et de poussières sales vers d’autres territoires (figures 5 et 6). Les petites particules de sable peuvent rester en suspension dans l’air pendant plusieurs jours et parcourir de longues distances avec, pour conséquences, une détérioration de la qualité de l’air, temporaire mais significative, dans les différents pays et les villes traversés.   Figure 5. Tempête de sable. Figure 6. Tempête de sable envahissant une localité.   Ces tempêtes proviennent principalement d’Afrique du Nord (Sahara), représentant plus de 50 % des poussières atmosphériques au monde, soit près de 5 fois plus que dans la péninsule arabique. Cette dernière est la deuxième source la plus importante de ces phénomènes. La poussière du désert contribue ainsi à l’aggravation et à la mortalité des patients atteints de maladies respiratoires chroniques. Des preuves épidémiologiques montrent que des quantités infimes de certaines substances toxiques peuvent endommager les barrières épithéliales, augmenter la fréquence des infections bactériennes, et entraîner une inflammation des voies aériennes chez les patients atteints de BPCO. Ces derniers doivent donc éviter l’exposition à la poussière du désert. Son impact néfaste sur la santé respiratoire des populations devrait s’aggraver avec la hausse des températures mondiales et les changements climatiques Bogan et coll.(9) insistent sur le caractère délètère de ces phénomènes respiratoires aigus, leurs conséquences sur la santé respiratoire (y compris mondiale), l’augmentation de la prévalence des allergies, et les effets de la chaleur et de la sécheresse extrêmes. Ils abordent un aspect souvent méconnu de ce phénomène – qui a toujours existé – mais qui ne doit pas être considéré comme national mais mondial : les tempêtes de sable. À titre d’exemple, la Turquie se trouve dans le Bassin méditerranéen oriental, exposée à des particules de poussière provenant du Sahara et de la péninsule arabique, deux des plus grandes régions sources de poussières. Les provinces du sud-est de l’Anatolie, y compris Gaziantep, l’une des villes les plus polluées de Turquie, sont proches de la frontière syrienne et font face à une fréquence accrue de tempêtes de poussière provenant des déserts du Moyen-Orient et du Sahara. Bogan et coll.(9) ont étudié l’effet des tempêtes de poussière, de la température quotidienne et des particules fines sur la mortalité, les visites aux urgences et les hospitalisations dues à la BPCO, les infections des voies respiratoires inférieures et les embolies pulmonaires à Gaziantep (Turquie du sud-est), dans 4 hôpitaux. La population étudiée comprenait 646 665 patients atteints de BPCO sur 10 000 000 admissions totales dans les 4 hôpitaux de la ville : 22 278 patients ont été hospitalisés, 624 387 ont été examinés et/ou traités à l’hôpital. Les études statistiques ont montré que les tempêtes de poussière augmentaient le risque de mortalité par asthme le jour même (OR 3,98) et de visites aux urgences le jour même pour l’asthme (OR 1,04) et pour BPCO (OR 1,04). Les autres paramètres, tels que les hospitalisations de jour pour asthme (OR 1,47), les infections des voies respiratoires inférieures (OR 1,18), les hospitalisations décalées de 2 jours dues à la BPCO (OR 1,17) et les hospitalisations décalées de 3 jours dues aux infections des voies respiratoires inférieures (OR = 1,12) étaient positivement associées aux tempêtes de poussière. Ainsi, dans l’exemple de la ville de Gaziantep, Bogan et coll.(9) ont montré que la pollution par les particules peut affecter la mortalité et la morbidité pulmonaires. Ces résultats sont conformes à des études antérieures faisant état d’effets néfastes du changement climatique mondial sur la santé globale et la santé respiratoire. Des tempêtes comparables ont été signalées ailleurs dans le monde comme, par exemple, en Chine(10), à Lhassa au Tibet(11) et en Mongolie(12). Des études plus poussées ont été effectuées pour connaître la nature de ces « poussières du désert » 5 , et identifier surtout les agents infectieux qu’elles peuvent transporter. Vergadi et coll.(13) ont effectué une revue systématique de toutes les publications portant sur l’association entre la pollution par la poussière non anthropique du désert, les micro-organismes de la poussière et la santé humaine. Au total, 51 articles ont été inclus dans cette revue, les régions touchées étudiées étant l’Asie (32/51, 62,7 %) suivie de l’Europe (9/51, 17,6 %), de l’Amérique (6/51, 11,8 %), de l’Afrique (4/51, 7,8 %) et de l’Australie (1/51, 2,0 %). Le désert du Sahara était la source de poussière la plus fréquente, suivi des déserts asiatiques et américains. Dans 39 études sur 51 (76,5 %), le microbiome lié à la poussière a été analysé, et dans 12 études sur 51 (23,5 %), l’association de la poussière du désert avec des épidémies de maladies infectieuses a été examinée. Des agents pathogènes et opportunistes ont été isolés de la poussière dans respectivement 24/39 (61,5 %) et 29/39 (74,4 %) des études. Une association significative d’événements de poussière avec des épidémies de maladies infectieuses a été observée dans 10/12 (83,3 %) des études. Les maladies infectieuses qui ont été principalement étudiées au cours de ces « épidémies de poussière » étaient la pneumonie, les infections des voies respiratoires, le Covid-19, la tuberculose pulmonaire et la coccidioïdomycose(13). Fussell et Kelly(14) ont écris que « la désertification et le changement climatique indiquent une expansion future de la superficie mondiale des terres arides et une augmentation du risque de sécheresse (figures 7 à 9). Les humains peuvent donc être exposés à un risque toujours croissant d’exposition fréquente à la poussière de sable du désert et aux effets néfastes sur la santé qui en résultent ». En plus de l’implication des polluants chimiques et biologiques adhérant, les composants minéralogiques peuvent également être en cause dans la pathogenèse des troubles respiratoires humains lors d’un « événement de poussière ». Les particules PM2,5 entraînent des réponses inflammatoires allergiques plus importantes pour les poussières riches en éléments microbiens(14). Il est plausible de postuler une association épidémiologique entre ces polluants atmosphériques particulaires et des événements tels que les exacerbations de l’asthme, les hospitalisations pour des infections respiratoires et les rhinites allergiques saisonnières(14). Figures 7 à 9. Terres arides favorisant le développement de plantes envahissantes, en particulier dans les friches, les terres abandonnées, le bord des chemins en particulier l’Ambroisie (Ambrosia artemisifolia)(7), Ambrosia(8), pollen d’Ambrosia(9).   Dans le cadre de cette revue sur les symptômes liés au dérèglement climatique, il convient d’associer l’asthme lié aux orages (Thunderstorm Associated Asthma), dont les caractéristiques ont été précisées par les études systématiques effectuées au cours de violents orages comme ceux de Birmingham (1983), Melbourne (1987 et 1989), Londres (1994), plusieurs orages australiens (1995-1998), Ottawa (1992-2000). Fait important, reconnu lors de l’orage de Melbourne, les sujets à risque d’asthme sont cachés : ce sont pour la grande majorité des personnes jusque-là indemnes d'asthme et qui jusqu'à la survenue de l'orage présentaient une rhinite alllergique isolée (encadré ci-dessous).   Asthme associé aux orages (AAO) L’analyse des principaux orages et les faits rapportés pour d’autres perturbations météorologiques de ce type, parfois étudiées de façon moins exhaustive(3,4,25-27,29), permettent de préciser les caractéristiques cliniques de l’AAO, ses facteurs de déclenchement, son/ses phénotype(s) et ses conséquences médico-économiques. • Les épisodes d’asthme font suite, en quelques heures, à un orage le plus souvent violent. C’est un phénomène de masse, d’allure épidémique, qui touche les deux sexes selon la répartition habituelle de l’asthme (plus grande fréquence dans le sexe masculin). Les patients atteints sont le plus souvent des adolescents, surtout des adultes jeunes, des enfants ou même des nourrissons. • Des antécédents de rhinite pollinique sont signalés par la presque totalité des patients, ainsi que des asthmes estivaux. Certains de ces asthmes pourraient être associés à l’apparition subite de certaines moisissures dans l’atmosphère comme Didymella exitialis et/ou Sporobolomyces, en cas d’humidité importante ou, surtout, à l’émission de pollens de poacées comme l’ivraie (rye grass) et d’autres pollens de graminées ou d’arbres comme l’olivier, selon le type de végétation aux lieux ou se produisent ces orages (figures 10 à 12). Si les antécédents de rhinite pollinique sont quasi-constants, par contre ces patients n’ont presque jamais d’antécédents d’asthme. L’AAO est donc inaugural, caractéristique principale de son phénotype. • Si ces asthmes aigus peuvent être souvent légers à modérés, traités par les médecins généralistes, ils sont préoccupants dans au moins 20 % des cas. • Si des grains de pollen peuvent être observés dans les voies aériennes supérieures, ils sont trop volumineux pour pénétrer dans les voies aériennes inférieures. Seules, les particules de moins de 5 microns ont cette capacité. Une revue précise que de très petites particules allergéniques issues des grains de pollens sont inhalées dans le poumon profond et y provoquent une violente réaction allergique IgE-dépendante. • Les pollens d’ivraie contiennent plusieurs allergènes majeurs, Lol p 1 à Lol p 5, de nature glycoprotéique. Ces allergènes, en particulier Lol p 5, sont contenus dans des granules amylacées qui sont libérées par les grains de pollens au cours des pluies d’orages. Il existe environ 700 granules par grain de pollen, capables de pénétrer dans les petites voies aériennes. • La libération des granules amylacées contenant les allergènes Lol p 1 et Lol p 5 à partir des grains de L. perenne, d’autres graminées, et d’autres pollens (olivier) (figures 10 à 12). • D’autres auteurs ont évoqué le rôle de moisissures comme Didimella exitialis et/ou Sporobolomyces, d’apparition subite dans l’atmosphère en cas d’humidité importante. Entre 1987 et 1994, un auteur a identifié 56 épidémies d’asthme et comparé les caractéristiques des jours « avec épidémie » et des jours « sans épidémie » qui constituaient le groupe témoin. • La température (13,90 °C vs 12,68 °C ; p < 0,0149), la pluviométrie (3,12 mm vs 1,58 mm ; p < 0,0381) et les éclairs mesurés par le nombre de « hautes densités sphériques » (0,39 vs 0,29 ; p < 0,0004) étaient plus élevés les jours « avec » que les jours « sans » épidémie d’asthme. De façon simultanée, la concentration des pollens et le nombre des éclairs augmentait de seulement 15 % la probabilité d’une épidémie d’asthme, et les deux tiers des épidémies n’étaient pas précédées d’un orage. • L’asthme associé aux orages est un syndrome multifactoriel qui touche des sujets jeunes, allergiques aux pollens de graminées (principalement d’ivraie) qui, presque dans la moitié des cas, n’ont auparavant jamais présenté de crises d’asthme. D’autres pollens ont été incriminés dans les AAO, en particulier ceux de l’olivier, mais ceux de l’ivraie sont le plus souvent en cause (figures 10 à 12). • Ces faits suggèrent qu’un sous-groupe d’allergiques aux pollens est capable de développer un bronchospasme, parfois sévère, sous certaines conditions dont la principale est l’inhalation de grandes quantités d’un aérosol de particules allergéniques issues des grains de pollens. • L’augmentation de l’humidité relative, la vitesse accrue du vent, la présence de vents forts de surface sur le front de l’orage, la chute brutale de la température, la présence de fortes pluies qui ramollissent les grains de pollens, représentent des facteurs favorisants associés. • Une revue précise les mécanismes de l’asthme pollinique : de très petites particules allergéniques issues des grains de pollens sont inhalées dans le poumon profond et y provoquent une violente réaction allergique IgEdépendante. Les pollens d’ivraie contiennent plusieurs allergènes majeurs, Lol p 1 à Lol p 5, de nature glycoprotéique. Ces allergènes, en particulier Lol p 5, sont contenus dans des granules amylacées qui sont libérées par les grains de pollens au cours des pluies d’orages. Il existe environ 700 granules par grain de pollen, capables de pénétrer dans les petites voies aériennes. • Les patients atteints de rhinite pollinique, doivent suivre attentivement les relevés de pollinovigilance et les bulletins météorologiques en veillant à ne pas s’exposer au dehors en cas d’alertes d’orages. Figure 10. Ivraie (Lolium perenne, rye grass en anglais), également appelée zizanie (Zizania palustris ou riz sauvage). Figure 11. Pollen de Poacées au microscope électronique analogue à celui de Lollium. Noter l’aperture du grain de pollen : les apertures sont des zones d’ouverture sur les parois d’un grain de pollen. Pour la germination, il est nécessaire que le tube pollinique atteigne l’intérieur du grain de pollen et transporte le sperme jusqu’à l’œuf, situé dans le pistil. Figure 12. Pollen d’olivier en microscopie électronique.   L’AAO constitue un phénotype d’asthme qui comporte plusieurs sous-types (endotypes) d’asthme aigu grave. Le fait que l’AAO typique soit inaugural et survienne pour la première fois chez des patients atteints de rhinite par allergie au pollen montre que cette « population à risque, mais cachée » est particulièrement vulnérable, exposant à des besoins importants de santé en termes de soins d’urgence. • D’après les données personnelles de l’auteur.   Conclusion   Les épidémies de poussière du désert sont le véhicule d’un nombre important de micro-organismes pathogènes ou opportunistes et des données jusqu’ici relativement limitées (mais qui se sont précisées au cours des dernières années), indiquent une association entre ces poussières et les épidémies de maladies infectieuses. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour renforcer la corrélation entre les tempêtes de poussière et les maladies infectieuses. Elles pourront, par la suite, orienter les mesures préventives de santé publique. D’autres études sont disponibles sur PubMed, mais elles sont antérieures à la revue systématique de Vergadi et coll. et incluses dans cette dernière qui est la plus récente(13).   Notes 1 D’où la plus grande fréquence des infections et un déséquilibre Th1/Th2 en faveur de la production d’IgG au détriment des IgE (plus d’infections et moins d’allergies). 2 Ces « évictions curatives » chez des allergiques déclarés sont différentes des « évictions préventives ». A contrario, il est démontré que, pour un nouveau-né et un nourrisson, le fait d’avoir autour de lui, pendant ses premières années de vie, des chats et/ou des chiens diminue significativement le risque de développer une allergie à ces animaux. Voir : Nafstad P et al. Exposure to pets and atopy-related diseases in the first 4 years of life. Allergy 2001 ; 56 : 307-12. Il en est de même chez les enfants qui naissent à la ferme et y vivent pendant leurs premières années de vie. 3 La phénologie des plantes est l’étude de leurs phases de développements saisonniers : feuillaison, floraison, fructification, jaunissement automnal. Ces développements sont liés à certains paramètres climatiques. https://fr.wikipedia.org/ wiki/Phénologie (consulté le 21 juin 2023). 4 Il est logique de penser que l’augmentation de la population mondiale a été l’une des causes de cette évolution climatique. La population mondiale devrait augmenter de 2 milliards d’individus passant de 8 milliards actuellement à 9,7 milliards en 2050. Voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/Population_mondiale. 5 Pendant l’expédition d’Égypte, les troupes de Bonaparte, puis celles de ses successeurs, dont Kléber (1753-1800), eurent à souffrir de la peste, mais aussi d’atteintes oculaires provoquées par les tempêtes de sable, douloureuses et surinfectées : les ophtalmies d’Égypte qui n’épargnèrent que peu de personnes. In: Mémoire sur l’ophtamie régnant en Égypte. Par le Cen Larrey, Chirurgien en Chef de l’Armée d’Orient. Au Kaire, de l’Imprimerie Nationale, An IX de la République Française, 17 p.