Changement climatique, orages et crises d'asthme pendant les saisons polliniques

La Lettre du Pneumologue •

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MISE AU POINT

Changement climatique, orages et crises d’asthme

pendant les saisons polliniques

Climate change, thunderstorms and asthma attacks during the pollen seasons

G. D’Amato*, C. Vitale**, M. D’Amato***, I. Annesi-Maesano****

* Division des maladies respiratoires et allergiques, département des maladies thoraciques, hôpital spécia- lisé A.-Cardarelli, Naples ; maladies respiratoires, faculté de médecine, université de Naples Federico-II, Italie.

** Département de médecine et chirurgie, université de Salerno, Italie.

*** Première division de pneumo- logie, hôpital spécialisé V.-Monaldi et université Federico-II, faculté de médecine de Naples, Italie.

**** EPidémiologie des maladies Allergiques et Respiratoires (EPAR), Institut Pierre-Louis d’épidémiologie et santé publique (IPLESP), Inserm et université Pierre-et-Marie-Curie, faculté de médecine Saint-Antoine, Paris.

D es observations ont montré que les orages survenant pendant les saisons polliniques pouvaient provoquer des crises d’asthme graves chez les patients souffrant de rhinites dues au pollen (1).

Selon les scénarios actuels relatifs au changement climatique, on peut s’attendre à une augmenta- tion de l’intensité et de la fréquence des épisodes

de fortes pluies, y compris des orages, au cours des prochaines décennies, ce qui sera vraisemblable- ment associé à une augmentation du nombre et de la sévérité des crises d’asthme chez les adultes et les enfants (2, 3).

Des liens entre les orages et les crises d’asthme ont été constatés dans de nombreuses régions à travers le monde (4), phénomène que l’on appelle

Tableau I. Exemples d’épidémies d’asthme associées aux orages (1, 4, 7).

Année Pays Observations

1983 Royaume-Uni 26 cas de crises d’asthme en lien avec des orages

1992 Australie Les orages de la fin du printemps à Melbourne ont pu déclencher une épidémie de crises d’asthme (multiplication des cas par 5 à 10)

1994 Royaume-Uni Consultations hospitalières pour des cas d’asthme ou d’autres affections des voies respiratoires.

640 cas pris en charge en juin 1994 pendant une période de 30 heures caractérisée par une forte activité orageuse, près de 10 fois plus que le nombre escompté

1992-2000 Canada 18 970 consultations aux urgences pour des cas d’asthme chez des enfants de 2 à 15 ans.

L’activité orageuse estivale a été associée à un odds-ratio* de 1,35 (IC

: 1,02-1,77) par rapport aux périodes estivales sans activité

1993-2004 États-Unis 215 832 consultations aux urgences ; 24 350 de ces consultations ont eu lieu les jours suivant un orage. Un lien significatif a été établi entre le décompte journalier de consultations aux urgences pour des cas d’asthme et la survenue des orages. Le taux de consultations pour asthme étaient plus élevé de 3 % les jours suivant les orages

2000 Australie Consultations pour des cas d’asthme par temps d’orage. L’historique du rhume des foins et de l’allergie au ray-grass est un facteur prédictif puissant de l’exacerbation de l’asthme pendant les orages de printemps

2001 Australie L’incidence d’une présence inhabituellement élevée à l’hôpital pour des problèmes d’asthme à la fin du printemps et en été était fortement liée à la survenue d’épisodes orageux

2002 Royaume-Uni Étude cas-témoins portant sur 26 patients se présentant à l’hôpital de l’université de Cambridge avec de l’asthme après l’orage. Une hypersensibilité à Alternaria alternata est un facteur prédictif irréfutable d’épidémie d’asthme parmi les patients souffrant d’asthme saisonnier et d’allergie au pollen de graminées herbacées, et il est fort probable qu’il s’agisse d’un facteur important dans l’asthme d’orage

2004 Italie 6 cas d’asthme d’orage en raison d’une allergie au pollen (Parietaria) 2010 Italie 20 cas d’asthme d’orage en raison d’une allergie au pollen (olivier)

2010 Australie Épidémies d’asthme d’orage survenues à Melbourne au printemps 2010. L’approche du printemps, associée à de fortes pluies hivernales à Melbourne et aux alentours, annonçant une saison pollinique intense, fait apparaître un risque accru de rhinite allergique et d’asthme chez les personnes sensibles au pollen

2016 Australie Épidémies d’asthme d’orage à Melbourne, entraînant 9 décès et 8 500 admissions aux urgences

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MISE AU POINT

Points forts

» Les orages survenant pendant les saisons polliniques peuvent provoquer des crises d’asthme graves chez les patients souffrant de rhinites dues au pollen.

» Le pire événement associé à l’asthme d’orage s’est produit à Melbourne le 21 septembre 2016, provoquant 9 décès et nécessitant le traitement médical de 8 500 patients aux urgences de l’hôpital de Melbourne.

» Les hypothèses les plus connues concernant l’asthme d’orage sont associées aux bioaérosols, et supposent que l’eau de pluie joue un rôle en contribuant à la libération de particules respirables. Les grains de pollen peuvent être transportés par l’orage au niveau du sol, où la rupture du pollen serait favorisée par la libé- ration d’aérosols biologiques allergisants de taille pauci-micronique dérivés du cytoplasme et pouvant pénétrer profondément dans les voies respiratoires inférieures.

» Les sujets affectés par l’allergie au pollen doivent être avertis du risque qui consiste à se trouver à l’extérieur lors d’un orage pendant la saison pollinique.

Mots-clés

Changement climatique Orages

Allergie au pollen Asthme

Prévention

Highlights

» Thunderstorms occurring during pollen seasons can induce severe asthma attacks in patients suffering from pollen rhinitis.

» On 21 november 2016 in Melbourne there was a dra- matic event with 9 deaths and 8,500 patients who needed medical treatments in Emer- gency departments of Mel- bourne Hospital for asthma attacks.

» The most prominent hypoth- eses for thunderstorm-related asthma are linked with bio- aerosols, and involve the role of rainwater in promoting the release of respirable particu- late matter. Pollen grains can be carried by thunderstorm at ground level, where pollen rupture would be increased with release of allergenic bio- logical aerosols of paucimi- cronic size, derived from the cytoplasm and which can pen- etrate deep into lower airways.

» Subjects affected by pollen allergy should be alerted to the danger of being outdoors during a thunderstorm in the pollen season.

Keywords

Climate change Thunderstorms Pollen allergy Asthma Prevention

“l’asthme d’orage” et se caractérisant par des crises d’asthme causées par la diffusion de particules aller- gènes plus facilement respirables dérivées de pollen et de spores (1, 5, 6).

Les orages ont été associés à des épidémies d’asthme, notamment pendant les saisons polliniques, et il existe des descriptions d’épidémies d’asthme asso- ciées à des orages survenus dans plusieurs villes, principalement en Europe (Birmingham et Londres, au Royaume-Uni, et Naples, en Italie) et en Australie (Melbourne et Wagga Wagga) [tableau I, p. 317]

(1, 4, 7).

Le pire événement associé à l’asthme d’orage s’est produit à Melbourne le 21 septembre 2016, provo- quant 9 décès et nécessitant le traitement médical de 8 500 patients aux urgences de l’hôpital de Melbourne.

L’une des premières observations concernant les orages et les crises d’asthme a été fournie par Packe et Ayres à l’East Birmingham Hospital (Birmingham, Royaume-Uni) les 6 et 7 juillet 1983. Ces auteurs décrivent une augmentation significative du nombre d’admissions aux services d’urgence pour des crises d’asthme pendant les orages. Dans un laps de temps de 36 heures, 26 cas d’asthme ont été traités aux urgences, par rapport à une moyenne quotidienne de 2 ou 3 cas dans les jours ayant précédé l’apparition de l’épidémie.

Une autre épidémie d’asthme s’est produite à Londres et dans le Sud-Ouest de l’Angleterre conco- mitamment à un orage puissant le 24 juin 1994, lors duquel une importante augmentation du nombre de consultations pour des problèmes d’asthme a été constatée dans les services d’urgence. Plu- sieurs patients parmi ceux qui ont été examinés n’étaient pas connus pour être asthmatiques ou souffraient uniquement de rhinite saisonnière et ont été victimes d’une crise d’asthme. Pendant un laps de temps de 30 heures, à partir de 18 heures le 24 juin1994, 640 patients se sont rendus dans différents services d’urgence en raison de problèmes d’asthme ou d’autres affections des voies respira- toires (dont 283 n’étaient pas connus pour être asth- matiques et 403 souffraient uniquement de rhinite saisonnière), c’est-à-dire 10 fois plus que le nombre escompté de 66 patients. Au total, 104 patients ont été admis (dont 5 en soins intensifs), le cas de 574 patients étant attribuable à l’orage.

D’autres épidémies d’asthme ayant eu lieu pendant des orages ont été rapportées en Aus- tralie. À Melbourne, en dehors de la crise dra- matique du 21 novembre 2016, 2 épidémies importantes (augmentation rapide du nombre de cas de consultation pour asthme constaté à l’hôpital ou chez le généraliste) ont coïncidé avec des orages. À Wagga Wagga, 215 sujets asthma- tiques se sont rendus aux urgences, dont 41 ont dû être hospitalisés.

En Australie du Sud-Est, G.B. Marks et al. (8) ont observé que l’augmentation inhabituelle de l’inci- dence des hospitalisations pour asthme à la fin du printemps et en été était largement liée à la sur- venue d’orages et ont démontré que l’arrivée d’un orage était accompagnée d’une forte augmentation de la concentration de grains de pollen rompus dans l’air ambiant.

Le lien entre l’asthme et les orages a été constaté à Naples, en Italie, le 3 juin 2004, lorsque 5 adultes et 1 enfant ont été soignés dans un service d’ur- gence. L’un des patients a été admis en soins inten- sifs pour une grave obstruction des bronches et une détresse respiratoire aiguë faisant suite à un orage.

Tous les individus étaient à l’extérieur lorsque l’orage a éclaté. Dans un cas grave, une femme uniquement sensible aux allergènes du pollen de Parietaria a rapidement montré des symptômes de dyspnée intense, qui ont progressivement empiré. Elle a été transportée à l’hôpital, où elle a été intubée et a reçu des injections de fortes doses de corticostéroïdes. Elle est sortie quelques jours plus tard. Cette patiente avait auparavant souf- fert d’asthme saisonnier, mais avait été exempte d’asthme les années précédentes, et son état ne nécessitait aucun traitement continu. Aucun des 5 autres sujets ne prenait de traitement contre l’allergie ni de médicaments contre l’asthme de manière régulière. Les 6 patients présentaient des symptômes d’allergie respiratoire lorsqu’ils étaient exposés au pollen de Parietaria mais n’étaient pas sensibles aux graminées herbacées. Parietaria est une urticacée largement répandue dans la région de Naples, en Italie, avec une saison pollinique au printemps et en été coïncidant partiellement avec celle des graminées herbacées. Pendant l’orage, la concentration de grains de pollen de

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MISE AU POINT

Parietaria dans l’atmosphère était particulièrement élevée, avec un pic de 144 grains/m

observé le 3 juin 2004. Les niveaux de pollution atmosphé- rique aux composants gazeux et aux particules, basés sur les mesures des concentrations horaires de dioxyde nitrique, d’ozone et de particules res- pirables, n’étaient pas parti culièrement élevés à Naples le 3 juin 2004. Les sujets sensibles au pollen de Parietaria qui séjournaient à l’intérieur avec les fenêtres fermées à Naples pendant la nuit du 3 au 4 juin 2004 n’ont pas eu de crise d’asthme. Aucune moisissure, aucun virus n’étaient impliqués dans les épidémies de Naples.

Tableau III. Les critères de Bradford Hill s’appliquent à l’asthme d’orage.

Critères de Bradford Hill Application à l’asthme d’orage Force

Plus la relation entre la variable indépendante et la variable dépendante est forte, moins il est vraisemblable que la relation soit due à une variable externe

Risque accru de crises d’asthme en relation avec les orages

Lien logique

L’observation, à de multiples reprises, d’une association portant sur différentes personnes, dans des circonstances différentes et avec des instruments de mesure différents augmente la crédibilité du résultat

Association entre orage et asthme identifiée dans le cadre de différentes études et parmi des populations différentes

Spécificité

Le lien de causalité est vraisemblable s’il porte sur une population très spécifique et concerne un site et une maladie spécifiques en l’absence d’autre explication plausible.

Plus l’association d’un facteur à un effet est spécifique, plus la probabilité d’un lien de causalité est importante [1]

Faiblement démontrée par des données expérimentales (également rares et hétérogènes)

Temporalité

L’effet doit se produire après la cause

Les orages précèdent toujours les crises d’asthme

Relation dose-effet

Il doit exister une relation directe entre le facteur de risque (variable indépendante) et le statut des personnes quant à la variable maladie (variable dépendante)

Une quantité accrue de pollen et de spores de moisissure au début d’un orage, associée à une probabilité accrue de crises d’asthme chez les patients allergiques au pollen ou chez les autres patients allergiques

Plausibilité

Il est plus facile d’accepter une association comme causale lorsqu’il existe une base rationnelle et une base théorique en faveur d’une telle conclusion

Preuves de la plausibilité biologique à la base de l’asthme d’orage et dû à une exposition au pollen (allergènes et grains d’amidon dans le cytoplasme ou autres composants cytoplasmiques pauci-microniques transportant

des allergènes). La preuve doit être apportée dans le cas des spores de moisissure

Cohérence

L’interprétation d’une association comme lien de cause à effet est d’autant plus évidente qu’elle ne contredit pas ce que l’on sait des variables à l’étude et qu’il n’existe pas de théories opposées plausibles ni d’hypothèses concurrentes. En d’autres termes, l’association doit être cohérente par rapport aux autres connaissances

Les théories et les connaissances existantes confortent la thèse de l’existence d’un asthme d’orage

Expérience

Toute recherche sur le sujet fondée sur des expériences rendra une inférence causale encore plus plausible

Les preuves indiquent que la prévention est possible en évitant l’exposition aux orages (au début du phénomène) chez les patients allergiques au pollen. Lorsque le taux d’humidité est plus élevé, les allergènes issus du pollen ou les particules plus fines sont plus nombreux dans l’air ambiant

Analogie

L’effet de facteurs similaire doit être éventuellement envisagé

L’hypothèse alternative qui consiste à impliquer la pollution chimique de l’air est moins convaincante que la relation entre l’orage et l’asthme

Tableau II. Caractéristiques des épidémies d’asthme d’orage mentionnées.

La survenue des épidémies est étroitement liée aux orages

Les épidémies liées aux orages sont circonscrites à la fin du printemps et à l’été, périodes où les niveaux de concentration de grains de pollen dans l’atmosphère sont élevés

Il existe une relation temporelle étroite entre l’arrivée d’un orage, l’augmentation importante de la concentration de grains de pollen et l’apparition d’une épidémie

Les patients souffrant d’allergie au pollen qui restent à l’intérieur, fenêtres fermées, pendant les orages ne sont pas concernés

On n’observe pas un niveau élevé de composants gazeux et de particules dans la pollution atmosphérique

Il existe un risque majeur pour les patients qui ne suivent pas un traitement antiasthmatique suffisant

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D’autres foyers et/ou cas ont été rapportés à Bar- letta, à Carthagène, à Atlanta.

Un phénomène similaire a été suggéré s’agissant de moisissures après l’observation d’un rôle clé possible dans la sensibilisation aux espèces d’Alternaria dans l’asthme d’orage.

Une vue d’ensemble des caractéristiques de l’épi- démie est présentée dans le tableau II, p. 319.

Bien que de nombreux aspects non élucidés concer- nant la relation entre l’augmentation du nombre de crises d’asthme et les orages subsistent, il existe des preuves raisonnables en faveur d’un lien de causalité entre ces éléments chez les patients souf- frant d’allergie au pollen sur la base des critères de Bradford Hill, les critères utilisés en épidémiologie pour évaluer le lien de causalité entre exposition et conséquences sur la santé (tableau III, p. 319).

Cependant, des données supplémentaires sont nécessaires.

Les hypothèses les plus connues concernant l’asthme d’orage sont associées aux bioaérosols, et supposent que l’eau de pluie joue un rôle en contri- buant à la libération de particules respirables (1).

Les grains de pollen peuvent être transportés par l’orage au niveau du sol, où la rupture du pollen serait favorisée par la libération d’aérosols bio- logiques allergisants de taille pauci-micronique dérivés du cytoplasme et pouvant pénétrer pro- fondément dans les voies respiratoires inférieures.

En d’autres termes, il existe des preuves que, dans des conditions d’humidité ou pendant les orages, les grains de pollen peuvent, après une rupture due à un choc osmotique, libérer une partie de leur contenu dans l’atmosphère, y compris des grains d’amidon cytoplasmique transportant des allergènes (0,5- 2,5 μm) ou d’autres composants pauci-microniques pouvant atteindre les voies respiratoires inférieures et provoquer des réactions asthmatiques chez les patients allergiques au pollen.

Ces allergènes peuvent probablement pénétrer profondément dans les poumons, provoquant des

symptômes sévères. Il a été suggéré que les grains d’amidon du pollen de graminées pouvaient être la cause la plus vraisemblable de l’existence d’une relation entre les orages et l’asthme (8). C. Suphi- oglu (9) a montré que les grains de pollen de ray- grass contiennent une grande quantité de grains d’amidon recouverts d’allergènes. Après s’être rompue dans l’eau pluviale par choc osmotique, chaque graine peut libérer 700 grains d’amidon suffisamment fins pour pénétrer dans les voies res- piratoires et déclencher des crises d’asthme chez les sujets déjà sensibles. P.E. Taylor et al. (10) ont, quant à eux, émis l’hypothèse que le front de turbulences qui accompagne la survenue d’un orage libèrerait plus de pollen d’herbes fleuries et de graminées herbacées ainsi que de grandes quantités de parti- cules allergisantes pauci-microniques, c’est-à-dire de grains d’amidon cytoplasmique contenant des allergènes de graminées herbacées après rupture par choc osmotique pendant les orages.

Même si les orages peuvent provoquer de graves crises d’asthme ou exacerbations, ils ne sont ni fré- quents ni responsables du nombre important de cas d’aggravation de la maladie. Cette aggravation constitue cependant une inquétude majeure : la survenue possible de crises d’asthme associées aux orages est en effet d’une actualité brûlante à cause de l’augmentation “hautement probable” de la fré- quence des épisodes de fortes précipations, y compris des orages, dans les scénarios relatifs au changement climatique pour les décennies à venir (2, 3).

En résumé, la survenue de ces épidémies est étroite- ment liée aux orages et limitée à la fin du printemps et à l’été, lorsque la concentration des grains de pollen dans l’atmosphère est élevée. Il existe un lien tem- porel étroit entre l’arrivée de l’orage, une élévation très forte de la concentration de grains de pollen et la survenue des épidémies. En conséquence, les sujets affectés par l’allergie au pollen doivent être avertis du risque qui consiste à se trouver à l’extérieur lors d’un orage pendant la saison pollinique. ■

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Références bibliographiques

Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts en rapport avec cet article.

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