Mouvements de bovins, structure de l'élevage en Equateur et risques de brucellose en santé humaine et animale

par Rommel Vinueza Sierra

Projet de thèse en Santé publique - épidémiologie

Sous la direction de Benoit Durand et de Gina Zanella.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Santé Publique (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-...) , en partenariat avec EPI - Epidémiologie des zoonoses virales, bactériennes et parasitaires (laboratoire) et de ANSES (equipe de recherche) depuis le 30-09-2018 .


  • Résumé

    La brucellose bovine, causée principalement par la bactérie Brucella abortus, est une zoonose qui cause des problèmes de santé publique. Chez les bovins la brucellose provoque des avortements au cours du dernier tiers de gestation ou un échec de la reproduction. Ils s'infectent principalement par contact avec les sécrétions d'autres animaux contaminés. La maladie est à l'origine de pertes économiques importantes liées aux avortements, pertes du lait et des produits laitiers ainsi qu'à la perte des marchés et aux coûts associés au contrôle de la maladie. Chez l'homme, l'infection se produit par la consommation de lait ou de fromages contaminés non pasteurisés, ou par le contact avec des animaux infectés ou leurs sécrétions. Les personnes infectées nécessitent des périodes prolongées de traitement et convalescence. En Équateur, où les bovins sont la principale espèce domestique exploitée, la brucellose bovine est répandue sur l'ensemble du territoire national. Deux des modes de transmission les plus importants de la brucellose sont le commerce des animaux et les contacts directs ou indirects entre animaux d'élevages différents sur les pâtures. Le premier axe de travail de la thèse sera d'étudier le mouvement d'animaux via des méthodes d'analyse des réseaux sociaux. L'analyse de réseaux d'échanges commerciaux a été utilisée dans le cadre de thèses et stages de master développés dans l'unité d'épidémiologie du Laboratoire de santé animale de l'Anses, Maisons-Alfort. Ces travaux ont permis de caractériser les relations entre établissements en France et d'estimer une vulnérabilité structurelle face à la diffusion de la fièvre aphteuse (Rautureau et al, 2012a, Rautureau et al, 2012b) ou d'établir que les contacts par le commerce étaient un facteur important de la transmission de la tuberculose bovine en France (Palisson et al, 2016; Palisson et al, 2017). Nous comptons utiliser les mêmes approches pour analyser les mouvements de bovins en Equateur. Pour ce faire nous disposons des informations sur l'origine et la destination des bovins de 2013 à 2018 collectées officiellement et enregistrés dans le Système d'information zoo-sanitaire de l'Equateur (SIZSE-SIFAE). Une fois que les réseaux auront été générés, ils seront analysés en utilisant les différents indicateurs utilisés pour décrire un réseau (analyse des composants, degrés, indicateurs de centralité, transitivité, assortativité, etc.). L'analyse des mouvements sur une série temporelle fournira des informations sur la stabilité du réseau de mouvements ainsi que sur la variation géographique des caractéristiques de ces réseaux. Différentes agrégations temporelles pourront être effectuées pour étudier leur impact sur les indicateurs. Cette analyse permettra d'établir s'il existe un patron de mouvements et d'étudier les effets de l'élimination sélective des nœuds dans le contrôle de la maladie. Elle permettra d'identifier les établissements qui doivent être surveillés ou contrôles prioritairement. Bien que cette analyse soit appliquée à la transmission de la brucellose bovine, elle reste néanmoins générique et pourra s'appliquer à d'autres maladies. Dans un deuxième temps les données disponibles sur des études de séroprévalence de la brucellose chez les bovins (Carbonero et al, 2018) seront utilisées pour mettre en place un modèle statistique permettant d'expliquer, pour l'année où les informations sont disponibles, la séroprévalence chez les bovins en fonction des informations sur la densité d'élevages, le type d'élevage, la surface de pâtures et des indicateurs de mouvement de bovins (obtenus suite à l'analyse des réseaux). A partir des résultats de ce modèle des cartes de prédiction du risque pourront être établis pour d'autres années et/ou pour des zones pour lesquelles des données de séroprévalence ne sont pas disponibles. Les fonds de carte et les couches thématiques seront fournis par l'Institut international Geocentro UNIGIS basé à l'Université San Francisco de Quito. Les données sur la population animale sont disponibles dans le Système d'information zoo-sanitaire de l'Equateur (SIZSE-SIFAE). Les élevages bovins de petite taille en Equateur qui ne commercialisent pas leurs animaux mais qui peuvent distribuer du lait ou des produits dérivés de manière informelle peuvent être à l'origine de cas humains de brucellose, sans compter les infections qui peuvent se produire localement par contact avec les animaux infectés, notamment des éleveurs ou du personnel de l'abattoir. Le deuxième axe de la thèse portera sur la caractérisation socio-épidémiologique de ce type d'élevages dans des zones de l'Equateur importantes pour la production laitière. Cet axe de la thèse se décline en deux volets : -1er volet : une analyse des facteurs de risque de la brucellose sera réalisée à partir des informations recueillies dans 170 exploitations du canton de Quinindé de la province d'Esmeraldas, considéré comme une zone de prévalence élevée. Des échantillons de lait de tank ont été prélevés dans chaque élevage et seront analysés et pris en charge par le laboratoire de référence Brucella de l'Anses Maison-Alfort pour déterminer la présence d'anticorps et/ou de la bactérie. Chaque élevage a été géolocalisé et un questionnaire a été rempli avec des informations sur les facteurs de risque connus sur la brucellose, sur les mouvements d'animaux, sur la distribution du lait et des produits laitiers et sur des variables de type sociologique. Les résultats de laboratoire et de l'enquête seront compilés et intégrés dans une base de données afin d'effectuer une analyse multivariée. La représentation spatiale permettra d'identifier des possibles « clusters ». -2ème volet : dans le cadre de l'épidémiologie sociale et en utilisant des techniques d'entretien (« groupes focalisés », focus group) qui permettent de collecter des informations sur un groupe ciblé, des entretiens seront menés avec des éleveurs dans deux zones de l'Equateur distinctes d'un point de vue sociologique et environnementale pour collecter des informations sur les perceptions, les pratiques et le comportement vis à vis de la brucellose et sur l'acceptabilité des mesures de contrôle. Dans ce but, deux groupes focalisés seront sélectionnés au nord du pays dans la région tropicale (Pedro Vicente Maldonado) et deux autres dans la zone de montagne (Cayambe). Les groupes focalisés seront composés de 8 à 12 éleveurs qui seront réunis suite à une invitation. Un questionnaire sera préalablement établi et les entretiens avec les groupes seront semi-dirigés en cherchant à collecter l'information nécessaire pour compléter le questionnaire. Ils seront ensuite enregistrés et transcrits pour analyse.

  • Titre traduit

    Cattle movements, husbandry structure in Ecuador and brucellosis risk for human and animal health


  • Résumé

    Bovine brucellosis, caused mainly by the bacterium Brucella abortus, is a zoonotic disease producing public health problems. In cattle, brucellosis leads to abortion during the last third of pregnancy or failure of reproduction. Cattle become infected mainly by contact with the secretions of other infected animals. The disease causes significant economic losses associated with abortions, losses of milk and dairy products, and the loss of markets and costs associated with the disease control. In humans, infection occurs through the consumption of unpasteurized contaminated milk or cheese, or through contact with infected animals or their secretions. Infected people require long periods of treatment and convalescence. In Ecuador, where cattle is the main domestic species raised, bovine brucellosis is widespread throughout the country. Two of the most important modes of transmission of brucellosis are animal trade and direct or indirect contacts between livestock on pastures. The first line of work will be to study the movement of cattle via social network analysis methods. The analysis of commercial exchange networks has been used in the framework of theses conducted in the Epidemiology Unit of Anses, Animal Health Laboratory, Maisons-Alfort. This work allowed to characterize the relations between establishments in France and to estimate a structural vulnerability to the spread of foot-and-mouth disease (Rautureau et al, 2012a, Rautureau et al, 2012b) or to establish that contacts through trade were an important factor in the transmission of bovine tuberculosis in France (Palisson et al, 2016; Palisson et al, 2017). We intend to use the same approach to analyze cattle movements in Ecuador. To do this, we have information on the origin and destination of cattle from 2013 to 2018 officially collected and recorded in the Animal Health Information System of Ecuador (SIZSE-SIFAE). Once the networks have been generated, they will be analyzed using the different indicators used to describe a network (component analysis, degrees, centrality indicators, transitivity, assortativity, etc.). The analysis of the movements over a time series will provide information on the stability of the movement network as well as on the geographical variation of the characteristics of these networks. Different temporal aggregations can be made to study their impact on the indicators. This analysis will help to determine if there is a pattern of movements and to study the effects of selective elimination of the nodes in the control of the disease. It will make it possible to identify the establishments that must be monitored or checked as a priority. Although this analysis is applied to the transmission of bovine brucellosis, it remains generic and may be applicable to other diseases. In a second step, data available on brucellosis seroprevalence studies in cattle in Ecuador (Carbonero et al, 2018) will be used to set up a statistical model to explain, for the year in which the information is available, the seroprevalence in cattle based on information on stocking density, rearing type, pasture area and cattle movement indicators (obtained from network analysis). From the results of this model, risk prediction maps could be established for other years and/or areas for which seroprevalence data are not available. The maps and thematic layers will be provided by the International Institute Geocentro UNIGIS based at the San Francisco University of Quito. Data on the animal population are available in Ecuador Animal Health Information System (SIZSE-SIFAE). Small cattle farms in Ecuador that do not exchange their animals but can distribute informally milk or by-products may cause human cases of brucellosis, not to mention infections that can occur locally through contact with infected animals, including farmers or slaughterhouse staff. The second line of work will focus on the socio-epidemiological characterization of small cattle farms in Ecuador areas important for milk production. It is divided into two parts: -1st part: an analysis of risk factors for brucellosis will be carried out on the basis of information collected in 170 farms in the canton of Quinindé in the province of Esmeraldas, considered as a high prevalence area. Samples of tank milk have been collected from each farm and will be analyzed by the Brucella Reference Laboratory of Anses, Maison-Alfort to determine the presence of antibodies and/or bacteria. Each farm was geolocated and a questionnaire was filled with information on known risk factors for brucellosis, animal movements, distribution of milk and milk products, and sociological variables. Laboratory and survey results will be compiled and integrated into a database for multivariate analysis. Spatial representation will identify possible clusters. -2nd part: in the context of social epidemiology and using interview techniques (focus groups) that collect information on a targeted group, interviews will be conducted with farmers in two areas different from a sociological and environmental point of view to collect information on perceptions, practices and behavior with respect to brucellosis and on the acceptability of control measures. For this purpose, two focus groups will be selected in the northern part of the country in the tropical region (Pedro Vicente Maldonado) and two others in the mountain area (Cayambe). The focus groups will be composed of 8 to 12 farmers who will be gathered following an invitation. A questionnaire will be established beforehand and the interviews with the groups will be semi-directed by seeking to collect the information necessary to complete the questionnaire. Interviews will be recorded and transcribed for analysis.