EPIdémie - Recherche 1 (Eclairages scientifiques)

Eclairage : Prouver une relation causale – L’histoire de Semmelweis

Le travail du médecin hongrois Ignaz Semmelweis (1818 – 1865) sur la fièvre puerpérale permet d’illustrer des aspects importants du raisonnement scientifique et de la recherche d’explications causales. Les recherches de Semmelweis sur les causes de la fièvre puerpérale ont aussi une retombée fondamentale sur la pratique de l’asepsie en milieu hospitalier. Semmelweis est parmi les premiers médecins à encourager la pratique de la désinfection des mains pour prévenir la transmission de maladies nosocomiales, et probablement le premier à en avoir prouvé l’effet positif sur la réduction du taux de mortalité.

 

La fièvre puerpérale constitue à l’époque de Semmelweis, et jusqu’à la découverte des antibiotiques, la principale cause de mort pour les femmes qui accouchent. Semmelweis remarque que plus de 600 femmes sur environ 3000 qui accouchent dans son hôpital chaque année meurent de fièvre puerpérale. La fièvre puerpérale est provoquée par une infection bactérienne, mais le rôle des micro-organismes dans ce genre de maladie est ignoré à l’époque. Semmelweis arrive cependant à isoler la cause probable des décès grâce à la combinaison d’observations et d’expérimentations diverses, qui lui permettent de réfuter plusieurs explications étiologiques courantes et finalement d’appuyer par différentes formes de preuves l’hypothèse que des « particules » présentes sur les mains des médecins sont la cause ultime de la maladie.

 

Il peut notamment prouver que la désinfection des mains des médecins, avant de visiter leurs patientes, produit une réduction drastique de la mortalité.

Il se heurte cependant à des oppositions directes de la part de collègues non convaincus par ses preuves, ou offensés par ses accusations, et aussi à une résistance passive qui perdure encore aujourd’hui.

 

Le constat d’une corrélation

Entre les années 1844 et 1848, Semmelweis travaille dans l’unité de maternité de l’Hôpital Général de Vienne. L’unité de maternité est alors composée de deux services, chacun ayant son directeur et son personnel. Dans le premier service, dirigé par le professeur Klin, les accouchements sont pratiqués par des étudiants obstétriciens de sexe masculins, dans le deuxième, sous la direction du professeur Bartch, les accouchements sont effectués par des étudiantes sage-femme de sexe féminin (Décret Impérial 10-10-1840). L’admission dans le premier ou dans le deuxième service se fait sur la seule base du calendrier, chaque clinique ayant ses jours d’admission.

Semmelweis remarque qu’un pourcentage important des femmes ayant accouché dans le Service 1 contracte une maladie grave, souvent mortelle : la fièvre puerpérale.

Il constate aussi que le taux de mortalité dans le Service 1 est significativement supérieur à celui du Service 2 : dans la période comprise entre 1841 et 1846, en moyenne, on a 3 fois de plus de chances de mourir de cette affection dans le Service 1 que dans le Service 2. L’énigme le tourmente : « Je me posais mille questions ; rien ne me paraissait explicable ; je doutais de tout. Seul le nombre de morts était d’une réalité certaine. » (Semmelweis 2008).

Un autre constat vient à l’appui de ses préoccupations : des femmes admises au Service 1 accouchent en fait dans la rue, puisqu’elles habitent loin de l’hôpital; le taux de mortalité de ces accouchements est inférieur à celui des femmes ayant accouché dans ce service. Le taux de mortalité élevé du Service 1 est donc anormal non seulement comparé à celui du Service 2, mais aussi comparé à d’autres conditions, en principe plus risquées, d’accouchement.

L’enquête de Semmelweis démarre donc suite à une série de corrélations entre taux de mortalité et contexte d’accouchement.

 

Les données

(Semmelweis 2008)

 

La recherche des causes

Semmelweis prend en considération des explications étiologiques courantes à l’époque, mais aucune ne le convainc. Certaines évoquent par exemple des influences épidémiques, de prétendus changements atmosphériques-cosmiques-telluriques, qui de plus sont décrits de manière vague.

Mais ces causes ne sont pas spécifiques à l’un des deux services, et l’analogie avec d’autres maladies épidémiques, telles que le choléra, permet d’exclure cette étiologie par le simple raisonnement, sans besoin d’effectuer des observations ou expérimentations. 

Semmelweis est convaincu, pour ces raisons et en vertu des constats concernant la mortalité des femmes du Service 1, qu’il doit y avoir une cause endémique au Service 1, mais celle-ci lui échappe. 

 

Il exclut pourtant un ensemble d’hypothèses concernant des causes endémiques au Service 1. Ceci, sur la base du raisonnement, de simples observations (absence de corrélation entre le facteur de l’hypothèse et le taux de mortalité ou le taux de mortalité supérieur dans le Service 1 par rapport au Service 2) et d’expérimentations involontaires et planifiées.

 

Semmelweis teste enfin directement, de façon expérimentale, deux hypothèses.

  • Selon une hypothèse, le passage du prêtre qui visite les mourantes est cause de frayeur (hypothèse intermédiaire) et la frayeur est la cause psychologique de la mortalité.

Cette hypothèse nait du constat suivant : les femmes du Service 1 voient le prêtre passer et entendent sa cloche pendant qu’il se dirige vers les mourantes ; au contraire, les femmes du Service 2 n’assistent pas à cette scène. Seul dans le Service 1 le prêtre doit traverser cinq chambres avant d’atteindre les mourantes, alors que dans le Service 2 l’accès est direct. Le facteur est donc présent dans le cas du Service 1 et absent du Service 2, ce qui constitue une corrélation positive avec le taux de mortalité majoré. Semmelweis fait changer de route au prêtre dans le Service 1 et lui demande de ne pas utiliser la cloche. Le facteur est donc maintenant absent. Mais aucun changement n’est enregistré au niveau de la mortalité.

  • Selon une autre hypothèse la cause de la différence de mortalité peut être identifiée avec différentes positions d’accouchement.

Cette hypothèse nait, elle aussi, d’un constat de corrélation positive entre position d’accouchement et services (sur le dos dans le Service 1 et de côté dans le Service 2). Semmelweis ne croit pas à cette explication, mais tente le test.  « Le lecteur pourra comprendre ma perplexité pendant ma première période de service si je dis que, comme quelqu’un en train de se noyer s’attache à un bâton, je choisis d’arrêter les accouchements sur le dos, typiques dans le Service 1, en faveur des accouchements sur le côté. Je n’avais d’autre raison de ce faire que d’imiter ce qui se passait dans le Service 2. Je ne croyais point que l’accouchement de dos était dangereux au point de produire plus de décès que l’autre position. Mais c’est comme ça qu’on faisait dans le Service 2 et les femmes s’y portaient mieux. Par conséquent, on se mit à faire accoucher sur le côté, pour que tout fusse pareil dans les deux services. » (Semmelweis 2008).

 

Hypothèses

Réfutation par observation (absence de corrélation)

Réfutation par raisonnement

Réfutation par expérimentation

Cause externe : Influences épidémiques

 

La cause n’est pas spécifique ; analogie avec d’autres causes épidémiques qui ne sont pas séléctives

 

Cause externe : Changements atmosphériques-cosmiques-telluriques

 

La cause n’est pas spécifique

 

Cause endémique : Rôle du surpeuplement

 

Le nombre de patientes est en réalité supérieur dans le Service 2

 

 

Cause endémique : Rôle du régime alimentaire

Ne diffère pas dans les deux services

 

 

Cause endémique : Rôle de la qualité des soins

Ne diffère pas dans les deux services

 

 

Cause physique : Rôle des examens médicaux (pratiqués de manière plus rude par les médecins du Service 1 par rapport aux manières plus délicates des sages-femmes du Service 2)

Il n’y a pas de différence entre les manières des obstétriciens et celles des sages-femmes 

Les blessures causées par l’accouchement sont de nécessité plus importantes que celles infligées pendant une visite médicale 

Réduction des visites médicales dans le Service 1.

La mortalité devrait baisser.

La mortalité ne baisse pas.

Cause physique : Position d’accouchement

 

 

Changement de position d’accouchement dans le Service 1 (position identique à Service 2 = élimination de la différence entre les deux services).

La mortalité devrait baisser.

La mortalité ne baisse pas.

Cause psychologique : le passage du prêtre qui visite les mourantes est cause de frayeur mortel

 

 

Changement de modalité de passage du prêtre.

La mortalité devrait baisser.

La mortalité ne baisse pas.

 

A ce point de son enquête, Semmelweis a donc établi que :

  • la cause doit être endémique au Service 1, mais plusieurs facteurs endémiques peuvent être éliminés ;
  • il reste une différence majeure entre les deux services, qui est constituée par le personnel, mais sages-femmes et obstétriciens ne diffèrent pas dans leurs gestes professionnels.
  • il faut donc chercher d’autres causes endémiques au Service 1.

 

L’hypothèse causale de Semmelweis et son test

C’est en mars 1847 qu’un événement fortuit et malheureux met Semmelweis, qui est alors âgé de 28 ans et en vacances à Venise,  sur la piste de l’hypothèse qui se révélera être correcte.

Un collègue de Semmelweis, Jacob Kolletschka, Professeur de Médecine Légale, est blessé par un scalpel utilisé par un étudiant pendant une autopsie. Une grave inflammation s’ensuit qui gagne plusieurs organes, puis entraîne la mort.

Semmelweis est frappé par l’analogie entre les symptômes de son collègue et ceux de la fièvre puerpérale et aussi entre les signes autoptiques de Kolletschka, des femmes mortes de fièvre puerpérale et des enfants de ces femmes morts suite à l'accouchement. Il découle de ce constat de similitude l’inférence suivante : que la même cause pourrait être à l’origine de la mort de Kolletschka, des enfants, des mères.

 

  1. Mais quelle serait cette cause ?

Semmelweis observe qu’il existe un autre facteur commun – outre les symptômes -  entre Kolletschka et les patients du Service 1 :

Kolletschka est entré en contact avec des « particules cadavériques », ces particules peuvent donc être la cause de sa mort.

Les patientes du Service 1 sont aussi entrées en contact avec ces particules, portées par les étudiants  obstétriciens qui : a. entrent en contact avec des cadavres et b. transportent ces particules sur leurs mains pendant les visites médicales et accouchements.

La présence des particules cadavériques sur les mains des étudiants n’est en réalité que supposée et indirectement observée : les mains des étudiants gardent l’odeur de cadavre, et ceci même après avoir été lavées. Si les particules cadavériques s’y sont attachées pendant l’autopsie, elles pourraient donc encore y être pendant les visites médicales.

Il est donc possible que le facteur « particules cadavériques » soit la cause des symptômes et du décès. 

 

  1. Comment tester cette hypothèse ?

Semmelweis passe par une voie indirecte :

Si les particules cadavériques sont la cause du décès des patientes (et de Kolletschka), éliminer la cause (se laver les mains de manière plus efficace, par exemple) devrait éliminer l’effet chez les patientes et donc réduire le nombre de décès. En utilisant cette hypothèse intermédiaire, il réalise un test expérimental pour son hypothèse : il ordonne aux étudiants obstétriciens de se laver les mains avec une solution de chlorine avant chaque visite médicale.

La pratique de la désinfection des mains entre en vigueur en mai 1847. Le taux de mortalité dans le Service 1 commence immédiatement à baisser et arrive à 1,27% pour l’année 1848, contre 1,33% dans le Service 2.  « Par conséquent, la mortalité dans le Service 1 vient à tomber au-dessous de celle du Service 2. Je pus ainsi conclure que la matière cadavérique qui adhère aux mains des médecins était, de fait, la cause du taux supérieur de mortalité dans le Service 1. »

Semmelweis obtient ainsi une preuve expérimentale, bien qu’indirecte, de son hypothèse.

 

  1. Un test, même expérimental, ne suffit pas

Semmelweis se sert en réalité d’autres formes de preuve pour appuyer son hypothèse concernant les « particules cadavériques » :

- une analogie qui rend plausible le mécanisme causal : on sait à l’époque que mettre de la matière organique en décomposition en contact avec un organisme vivant peut entrainer une décomposition dans ce dernier ;

- les constats, faits au début de son enquête, que le Service 1 est le seul dans lequel les accoucheurs entrent en contact avec des « particules cadavériques », car les étudiants sages-femmes ne pratiquent pas d’autopsies ; et qu’accoucher à l’extérieur, sans subir de visite médicale, est plus sûr qu’accoucher dans le Service 1. Ces deux corrélations servent à la fois à démarrer l’enquête et à appuyer l’hypothèse causale (même s’il ne s’agit pas de preuves expérimentales mais observationnelles). Semmelweis cite aussi le témoignage de collègues ayant travaillé dans le Service 2 avant le décret qui  imposait une séparation entre étudiants et étudiantes dans les deux services – donc avant 1840 ; selon ces témoignages les deux services ne présentaient pas de différence quant à leur taux de mortalité. Semmelweis se dit en possession de données limités, circonscrites à l’année 1839 et 1840 mais qui vont dans la direction de cette rupture de continuité.

- le constat que les nouveau-nés qui tombent malades de fièvre puerpérale sont tous nés de mères qui ont attrapé la maladie pendant leur accouchement, et qui ont pu donc la transmettre aux enfants par voie sanguine ;

- un test involontaire : en 1847, après que la pratique de Semmelweis a été adoptée, Semmelweis et collègues se désinfectent les mains avant de visiter une femme souffrant d’un cancer de l’utérus ; immédiatement après, les mêmes médecins visitent 12 patientes sans désinfecter les mains, mais juste en les lavant avec du savon (la pratique de l’époque). 11 des 12 patientes meurent de fièvre puerpérale.

Ce dernier test permet en plus à Semmelweis d’ajuster son hypothèse : la matière cadavérique n’est pas la seule responsable de la maladie qui peut être causée par n’importe quelle matière en putréfaction, même issue d’organismes vivants. « Donc, la fièvre puerpérale est causée non seulement par des particules cadavériques qui adhèrent aux mains, mais aussi par le pus d’organismes vivants » (Semmelweis 2008).

Il faut aussi souligner que d’autres mesures sont prises alternativement à celle concernant la désinfection des mains des médecins du Service 1. Ces mesures sont en relation avec d’autres facteurs endémiques. Cependant, aucune ne produit des résultats aussi significatifs que ceux obtenus par la mesure de Semmelweis. Et ceci renforce ultérieurement l’hypothèse causale de ce dernier.

 

Tableau des confirmations de l’hypothèse de Semmelweis : des particules cadavériques sont la cause des symptômes et du décès liés à la maladie puerpérale.

 

Confirmation par des corrélations positives

Confirmation par absence de corrélation (ou pas également importantes) entre autres facteurs et diminution du taux de mortalité

Confirmation par analogie avec d’autres situations

Confirmation par test expérimental involontaire

Confirmation par test expérimental planifié

Particules présentes sur les mains des médecins du Service 1 pas sur celles des sages-femmes du Service 2.

Le taux de mortalité est plus grand dans le Service 1 que dans le service 2.

Causes endémiques sont modifiées dans le Service 1.

On s’attend à une diminution significative de la mortalité.

La taille de la diminution n’est pas comparable à celle obtenue par la désinfection des mains.

Le contact avec la matière en décomposition induit une décomposition en organisme sain.

Des médecins avec les mains qui ont touché de la matière putrescente  visitent des patientes.

Les patientes devraient tomber malades.

Les patientes tombent malades.

 

(Les particules cadavériques peuvent être éliminées par désinfection.)

On lave les mains des accoucheurs à la chlorine.

On devrait voir baisser le taux de mortalité.

Le taux de mortalité baisse.

Particules présentes sur les mains des médecins du Service 1.

Le taux de mortalité est supérieur dans le Service 1 uniquement pour des accouchements dans la rue.

 

Les mères malades passent la maladie à leurs enfants par voie sanguine.

 

 

 

  • Les données

Le lavage des mains à la chlorine est institué autour de la moitié du mois de mai 1847

(Semmelweis 2008)

 

Remarques concernant la recherche de causes dans le « cas Semmelweis »

Dans sa recherche de causes de la fièvre puerpérale, Semmelweis a pris en considération une variété d’explications (hypothèses) possibles.

- Certaines ont pu être rapidement éliminées parce qu’elles sont en conflit avec des observations faciles à réaliser  – par exemple il suffit de compter le nombre de patients pour s’apercevoir qu’il n’y a pas de lien entre surpopulation et différence de taux de mortalité.  Le constat qui permet de réfuter l’hypothèse est celui de l’absence de corrélation positive, voire de l’existence d’une corrélation négative.

- D’autres demandent une manipulation expérimentale pour être évaluées – c’est le cas de l’hypothèse psychologique. Semmelweis raisonne de façon indirecte : il infère les effets observables qui devraient apparaître si l’hypothèse était vraie, en changeant le facteur présent dans l’hypothèse (il modifie le passage du prêtre), et il contrôle si les effets attendus sont observés (le taux de mortalité diminue). Puisque les résultats obtenus diffèrent de ceux attendus, il est possible de réfuter l’hypothèse.

- Dans sa recherche de causes, Semmelweis formule enfin une hypothèse causale : il est guidé par des corrélations positives entre personnel de service et taux de mortalité dans les deux services. Mais cette corrélation ne lui suffit pas. Une corrélation peut en effet cacher plusieurs causes. Dans ce cas spécifique, la cause de la mortalité accrue dans le Service 1 peut être due aux manières rudes des accoucheurs ou à ce qu’ils portent sur leurs mains – ou à d’autres causes cachées.

- Semmelweis cherche donc à préciser son hypothèse en éliminant les causes alternatives et en testant les effets d’un principe causal plus précis – les particules cadavériques.

 

  1. Un brin de logique pour comprendre pourquoi réfuter une hypothèse est plus facile que la prouver

L’argument logique derrière la manière de procéder de Semmelweis, lorsqu’il réfute les hypothèses alternatives à la sienne, est le suivant :

 

Si H est vrai, alors I doit avoir lieu

Mais I n’a pas lieu

Donc H n’est pas vrai

Ce type d’argumentation (appelée modus tollens) est toujours correct : si les deux prémisses sont vraies, la conclusion est inévitablement correcte.

Ceci n’est pas le cas pour un argument apparemment semblable mais qui se révèle être en réalité un argument fallacieux (argument fallacieux de l’argumentation du conséquent) :

 

Si H est vrai, alors I doit avoir lieu

I a lieu

Donc H est vrai

 

Pour prouver son hypothèse, Semmelweis ne peut donc pas se contenter de montrer que la prévision tirée de son hypothèse (à savoir que les particules cadavériques sont responsables de la maladie et donc que leur absence devrait entrainer une diminution de la mortalité) est vérifiée.

Bien que la preuve expérimentale soit plus forte que l’observation de corrélations positives – parce que le facteur considéré causal est artificiellement manipulé – l’acceptation d’une explication causale nécessite une accumulation de preuves.

 

Semmelweis : son influence

Semmelweis meurt en 1865, alors qu’il a 47 ans. Dans les années qui précèdent sa mort il a abandonné Vienne (son travail à l’Hôpital général de Vienne s’achève en 1849) et regagné la Hongrie. Il y occupe des postes analogues à ceux qu’il avait occupés à Vienne. Il souffre d’un trouble psychiatrique qui l’amène, au cours des derniers mois de sa vie,  à être renfermé dans un institut psychiatrique pendant qu’il se trouve à Vienne en voyage. Il y meurt suite aux blessures infligées par ses soignants, qui l’auraient battu alors qu’il était restreint en camisole.

Semmelweis a souffert du refus opposé par certains de ses collègues à ses vues sur la cause de la fièvre puerpérale et sur le rôle de l’asepsie. Une fois son contrat terminé à Vienne, les mesures qu’il avait introduites ont d’ailleurs cessé. Le taux de mortalité s'est remis à croitre, mais pas autant que par le passé – signe que ses enseignements n’ont pas disparu tout à fait.

On opposait à Semmelweis que l’infection locale qu’il avait identifiée n’était pas la seule cause de la fièvre puerpérale – en effet, plusieurs explications existaient à l’époque pour cette maladie. On avait aussi des réticences à accepter qu’un procédé aussi utile que l’autopsie puisse être à l’origine de plus de mal que de bien. Et, plus généralement, que la profession médicale fut à l’origine de la maladie.

Semmelweis avait aussi ses responsabilités dans la difficile acceptation de sa théorie. Il ne publia sa théorie que très tard, dans un livre, et en n’y rapportant qu’une sélection de ses données. Il refusa d’effectuer des tests sur des animaux. Enfin, il s’adonna à plusieurs reprises à des attaques personnelles contre ses collègues, accusés de prendre part à un massacre. A Budapest, où il avait repris sa pratique médicale après avoir quitté Vienne, il attendait ses collègues à côté de l’évier et les grondait s’ils ne se lavaient pas les mains de façon appropriée ; le résultat ne fut pas celui escompté et ses collègues tendaient plutôt à boycotter sa bonne pratique qu’à l’adopter avec enthousiasme.

D’autres facteurs ont probablement freiné l’acceptation de la théorie de Semmelweis : certains sont à rechercher dans le fait que la théorie microbienne n’était pas encore courante à l’époque où le médecin hongrois attribuait la cause de la fièvre puerpérale à des « particules » s’attachant aux mains et pouvant être transmises par cette voie.  De surcroît, la thèse de Semmelweis ne permettait pas d’expliquer les cas de mort dans le Service 2, et dans d’autres hôpitaux – en France, au Royaume-Uni – où les morgues n’étaient pas près des services de maternité.

Cependant, ces explications pourraient ne pas être suffisantes. Encore aujourd’hui, alors qu’aucun doute ne subsiste sur le rôle des bactéries, ou celui de la transmission des maladies à travers le contact, ou encore sur l’efficacité de la désinfection des mains en milieu hospitalier, la bonne pratique de Semmelweis n’est pas adoptée par 100% des médecins. Loin s’en faut. Selon le chirurgien Atul Gawande presque personne n’adhère à la procédure qui consiste à désinfecter soigneusement ses mains après chaque contact avec un patient avec un gel ou savon antibactérien (voir Chapitre 3).

 


Sources

 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte