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Éditorial
Barbara Dufour

 

L'aide de l'épidémiologie aux décisions de santé
L. Blajan

 

 

Plutôt qu'une introduction à la modélisation, j'ai cherché à donner un bref mode d'emploi de la modélisation (et des modélisateurs) pour l'épidémiologie. En particulier, j'insiste sur l'importance de décider vraiment ce que l'on cherche : compréhension ou prédiction ? Car les outils ne sont en général pas les mêmes.

 

Le premier travail de modélisation en épidémiologie a été réalisé, à la fin du dix-huitième siècle, pour évaluer l'efficacité de la variolisation : nombre de morts évités et gain d'espérance de vie [Bernoulli, 1760]. En dépit des progrès remarquables de la biologie des maladies transmissibles, qui ont apporté de nombreux outils permettant de quantifier la diffusion des agents infectieux au sein des populations, le milieu vétérinaire (et médical en général) est resté longtemps réticent à l'utilisation de modèles mathématiques. Aujourd'hui, l'émergence et la persistance de nombreuses maladies infectieuses, posent des questions théoriques et pratiques qui ne peuvent être abordées sans une étude mathématique des dynamiques naturelles, et/ou contrôlées, des infections au sein des populations concernées. En prenant l'exemple de l'émergence de la fièvre de la vallée du Rift en Afrique sub-sahélienne, nous montrons que la modélisation de la transmission-diffusion d'une maladie permet de concevoir des outils de prévision épidémiologique et d'alerte précoce conformes aux préconisations de l'OIE, de la FAO et de l'OMS [S2E4, 2001].

 

Les maladies vectorielles présentent des cycles épidémiologiques complexes liés à leur mode de transmission indirecte, faisant intervenir un arthropode désigné sous le terme de vecteur. Ces maladies figurent parmi les plus importantes en santé humaine et animale, tant par la morbidité que par la mortalité qu'elles entraînent. Afin d'améliorer la compréhension et le contrôle de ces maladies vectorielles, différents modèles peuvent être développés. Nous présentons ici les deux principaux types de modèles réalisés sur les maladies vectorielles : les modèles géographiques, pouvant être utilisés pour décrire la distribution des vecteurs en fonction de conditions environnementales, et les modèles épidémiologiques liés au calcul de la capacité vectorielle et du taux de reproduction de base (R0) de la maladie. Pour chacune de ces deux catégories de modélisation, un exemple d'application est donné avec le cas de la fièvre catarrhale ovine. Les objectifs, les données utilisées, les résultats, les limites ainsi que la complémentarité des deux approches sont discutés.

 

Cet article présente une revue de modèles épidémiologiques publiés depuis 1973. Il concerne le contrôle de la rage vulpine en Europe. L'article suggère que les modèles peuvent aider à comprendre les interactions complexes entre l'écologie du réservoir et la transmission de l'infection. Ce type de modèles devrait permettre d'analyser les résultats de la prophylaxie et de prévoir ceux de nouveaux programmes.

 

Au delà des grands facteurs d'émergence des infections, il faut comprendre les mécanismes de la relation hôte-parasite qui mènent à l'épidémie. Le système campagnol roussâtre-Hantavirus Puumala est étudié par la modélisation mathématique. Ce virus cause une néphropathie représentative de nombreuses zoonoses émergentes. Deux patrons démographiques existent pour le réservoir : saisonnier ou pluriannuel. Les cas humains n'ont lieu que dans les aires du patron pluriannuel. Les modèles montrent que la transmission via le sol contaminé est décisive dans la propagation et la persistance du virus. Les aires d'endémie de la néphropathie et la simultanéité des épidémies dans les deux espèces reposent sur la synergie, susceptible de s'étendre géographiquement sous l'effet des modifications environnementales, des dynamiques du réservoir et du virus.

 

A la demande de l'Association pour la certification en santé animale (ACERSA), une analyse coût/bénéfice de la certification paratuberculose a été conduite en France Cette analyse a nécessité la construction de deux modèles : Un modèle de la dynamique de l'infection en élevage qui a été exploité de manière déterministe et de manière stochastique et un modèle économique. Les paramètres utilisés pour le modèle dynamique ont été pris dans la littérature ou, à défaut, auprès d'experts. Le modèle stochastique a été utilisé comme aide à l'expertise et le modèle déterministe a servi pour l'analyse économique. Les hypothèses et les résultats de ces modèles sont présentés. Cet exemple illustre l'utilisation de modèles simples pour répondre concrètement à des questions du terrain.

 

Des cas sporadiques de rage canine sont fréquemment observés en Europe dans des pays encore indemnes des autres formes « terrestres » de la maladie. L'étude des cas montre que la plupart d'entre eux proviennent d'introductions illégales de chiens en phase d'incubation. Nous avons employé une analyse fondée sur la théorie des processus épidémiques et les simulations stochastiques pour estimer la probabilité d'occurrence d'une épizootie canine dans un territoire suite à une introduction d'un cas initial en phase d'incubation. Les coûts associés aux traitements d'une population humaine affectée après exposition sont estimés et les mesures de contrôle de l'épizootie sont évaluées. Il ressort de cette première analyse qu'un dépistage clinique précoce suivi d'un abattage semble plus efficace pour diminuer la probabilité d'apparition d'une épizootie qu'une quarantaine.

 

La transmission horizontale d'un agent pathogène constitue un processus essentiel dans la propagation de cet agent dans un troupeau et joue un rôle important dans la dynamique des modèles épidémiologiques. Cet article vise à tester l'influence de différentes formulations mathématiques de la fonction de transmission, rencontrées dans la littérature, sur les résultats d'un modèle classique de type SIR. Les simulations mettent en évidence de fortes différences de comportement dans des modèles, utilisant chacun une fonction différente, lorsque la taille de la population varie. Elles montrent également que deux grands types de fonction de transmission peuvent être distingués : densité- et fréquence-dépendance. Le choix de la fonction de transmission doit s'appuyer sur des connaissances de la biologie du couple agent-hôte modélisé et/ou sur des données expérimentales.

 

Le taux de prévalence apparente moyenne de l'encéphalopathie spongiforme bovine en Belgique en 2002 et 2003 était de 6,29 10-5. Depuis 2001, le système de dépistage de cette zoonose repose principalement sur l'utilisation d'un test « rapide ». Le seul test rapide utilisé en Belgique à cette époque était le test Platelia® commercialisé par la firme Bio-Rad. Lors de la mise au point de ce test, sa sensibilité et sa spécificité ont été estimées respectivement à 100% [intervalle de confiance 95 % (IC 95 %) : 99 - 100%] et 100% [IC 95 % : 99,7 - 100%]. Pour ce faire, la sensibilité a été définie comme la capacité du test à identifier correctement un animal cliniquement atteint d'ESB, et la spécificité comme la capacité à identifier correctement un animal non-infecté. Ce test a pourtant été utilisé à grande échelle comme moyen de dépistage au sein d'une population d'animaux ne présentant pas de manifestations cliniques d'ESB. Dans ces conditions, la sensibilité et la spécificité du test pourraient donc s'éloigner des valeurs initiales et la prévalence réelle de l'ESB pourrait diverger de la prévalence apparente. Les sensibilité et spécificité du test rapide utilisé, ainsi que la prévalence réelle de l'ESB en Belgique ont été estimées par méthode bayésienne pour les années 2002 et 2003. Les données a priori ont été obtenues par avis d'experts et la vraisemblance a été déterminée grâce aux données concernant les animaux testés. Une distribution a posteriori de la prévalence de l'ESB a été déterminée par des méthodes Markov Chain Monte Carlo avec échantillonneur de Gibbs. Le taux de prévalence réelle de l'ESB en Belgique en 2002 et 2003 se situe dans un intervalle de crédibilité (IC) allant d'un ordre de grandeur de 10-7 à 10-5. La spécificité et la sensibilité du test rapide ont été estimées respectivement à 99,99% [IC : 99,99 ­ 100 %] et 91,23% [IC : 81,69 - 91,64 %]. Cette étude montre l'importance d'une analyse critique de la sensibilité et de la spécificité des tests de diagnostic de l'ESB et de la prévalence apparente de cette zoonose, vu leurs conséquences importantes pour l'épidémiosurveillance active et passive.

 

En Belgique, 118 cas d'ESB ont été recensés avant le 1er janvier 2004. L'évolution de l'âge moyen lors de la détection des bovins atteints d'ESB a été analysée. Ce paramètre a été utilisé en tant qu'outil de prédiction du stade épidémique de l'ESB dans un pays. Les variables indicatrices suivantes ont été considérées : la date de naissance, la race, la date de détection, le mode de détection, le nombre mensuel et l'âge des bovins abattus et destinés au clos d'équarrissage. L'évolution de l'âge des bovins au moment de la détection en fonction de la date de naissance de ceux-ci est un très pauvre indicateur épidémiologique. L'augmentation de l'âge moyen lors de la détection des bovins atteints d'ESB est due à la diminution du nombre de cas d'ESB qui sont plus âgés. Il s'agit d'un indicateur épidémiologique qui signe le début du déclin de la courbe épidémique en Belgique. A l'aide de simulations réalisées sur des jeux de données fictives puis sur un jeu de données réelles issu de la Grande-Bretagne, une relation entre l'évolution de l'âge moyen lors de la détection des bovins atteints d'ESB et le stade de la courbe épidémique a été mise en évidence. L'évolution de l'âge moyen lors de la détection peut être utilisée dans des situations où le nombre absolu de cas d'ESB ne peut pas être déterminé avec exactitude ; c'est ce qui constitue l'originalité de cet indicateur épidémiologique.

 

L'hypothèse principale de la transmission de l'ESB est l'alimentation des vaches avec des farines d'origine animale (MBM). En 1994, les MBM on été interdites en Espagne. Dans ce travail, nous décrivons la distribution spatiale de l'ESB en Galice (NO d'Espagne) pour les animaux nés après l'interdiction. Dans cette région, 183 cas ont été diagnostiqués, 173 d'eux nés après 1994. Nous avons appliqué un modèle hiérarchique bayésien pour estimer le risque d'infection dans chaque commune ; dans la zone du Centre et du Sud-est, le risque d'infection était entre deux et quatre fois plus élevé que sur le reste du territoire galicien. Le SatScan a détecté un agrégat de cas dans la zone centrale de Galice, dans une zone à haute densité porcine ; ces résultats pourraient indiquer une possible contamination croisée avec des aliments destinés aux porcs.

 

F. Moutou