Modélisation des conséquences de l'introduction de l'encéphalite japonaise à l'île de La Réunion : Anticipation d'une crise sanitaire

par Héléna Ladreyt

Projet de thèse en Santé publique - épidémiologie

Sous la direction de Benoît Durand et de Véronique Chevalier.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Santé Publique (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-...) , en partenariat avec Epidémiologie des zoonoses virales, bactériennes et parasitaires (laboratoire) et de Université Paris-Saclay (2020-....) (référent) depuis le 06-09-2018 .


  • Résumé

    Malgré l'existence d'un vaccin, le virus de l'Encéphalite Japonaise (VEJ) est la cause la plus importante d'encéphalite virale chez l'homme en Asie. L'OMS estime près de 68000 cas cliniques et jusqu'à 20400 décès par an dans le monde. Le virus, proche de celui de la dengue, de la fièvre jaune et du West Nile est transmis par un moustique (principalement Culex tritaeniorhynchus). Le réservoir est constitué par les oiseaux sauvages et probablement domestiques1,2. Le porc est le principal hôte amplificateur. L'infection chez celui-ci peut provoquer des troubles de la reproduction (avortements, aspermie3) et représente donc un enjeu économique en plus d'un enjeu de santé humaine. La maladie, initialement limitée à l'Asie s'étend maintenant jusqu'à la Papouasie-Nouvelle-Guinée et à l'extrême Nord de l'Australie. Un cas a par ailleurs été détecté en Angola cette année. Le vecteur principal, ainsi que des espèces suspectées compétentes pour le VEJ, sont présents à la Réunion, où les conditions climatiques sont très proches de celles qui prévalent en Asie du Sud-Est4,5. Il n'est donc pas exclu, compte tenu des nombreux échanges commerciaux entre l'Asie et la Réunion, que le VEJ puisse y être introduit et provoquer une épidémie. L'objectif de cette thèse est d'adapter un modèle de circulation du VEJ développé au Cambodge pour simuler et analyser les conséquences d'une introduction à la Réunion en termes de cas cliniques humains, d'impact économique dans les élevages de porcs, d'endémisation et de propagation du VEJ ; et ainsi de fournir au gestionnaire un outil permettant la mise en place de mesures de prévention/gestion adéquates en cas de crise. 1ère étape : Modélisation de la transmission du VEJ intra troupeau au Cambodge Alpha Diallo, doctorant Cirad/Institut Pasteur Paris/Institut Pasteur du Cambodge (IPC)/Anses EPI, termine sa thèse sur la modélisation de la circulation du VEJ au Cambodge, grâce à un modèle mathématique déterministe. Le point de départ de ce projet FCPR serait de transformer ce modèle en modèle stochastique et de le compléter en y introduisant le réservoir oiseau domestique. Des nouvelles données récoltées pendant le premier trimestre de thèse ainsi que des données de sérologie disponibles récoltées sur poulets et canards au Vietnam et au Cambodge dans le cadre des projets GRIPAVI6, SEAe7 et ComAcross8 seront utilisées pour estimer les paramètres de transmission du modèle. Le modèle ainsi complété représentera donc la circulation du virus entre trois compartiments : porcs, Cx tritaeniorhynchus, et oiseaux domestiques. Cette première partie sera donc le point de départ de la thèse pour compléter et valider le modèle de circulation avant d'aller l'adapter avec les paramètres propres aux situations observées à la Réunion. 2ème étape : Adaptation du modèle au contexte de la Réunion et simulation des conséquences d'une introduction Cette partie consistera en l'adaptation du modèle développé au Cambodge au contexte réunionnais. Le modèle cambodgien sera paramétré en utilisant les caractéristiques des élevages porcins et aviaires réunionnais ainsi que des données de dynamique et d'abondance des populations de moustique du genre Culex propres à l'île. Des piégeages de moustiques sont programmés à partir de fin 2018 (suivi d'un an) pour compléter les données déjà disponibles, i.e. diversité d'espèces et dynamique des populations, préférences trophiques de vecteurs majeurs. 3ème étape : Exploitation du modèle : identification de différentes stratégies de prévention et de lutte réalistes : ressources disponibles et analyse coût-bénéfices Pour permettre d'anticiper au mieux les conséquences d'une introduction du VEJ, nous simulerons sa circulation face à différentes mesures de gestion, notamment vaccination des hommes, des truies et mesures de lutte anti-vectorielle. Nous analyserons les résultats en termes de cas cliniques humains, d'impact économique dans les élevages de porcs (via une analyse coût/bénéfice des mesures de gestion), d'endémisation et de propagation du VEJ.

  • Titre traduit

    Modelling the consequences of the introduction of Japanese encephalitis in the Reunion Island: forecasting a health crisis


  • Résumé

    Despite the existence of a vaccine, Japanese encephalitis virus (JEV) is the cause of the largest human viral encephalitis in Asia. The WHO estimates nearly 68,000 clinical cases and up to 20,000 deaths a year worldwide. The virus, which is close to dengue fever, yellow fever and West Nile viruses, is transmitted by a mosquito (mainly Culex tritaeniorhynchus). The reservoir consists of wild and probably domestic birds1,2. Pigs are the main amplifier hosts. Infection in these ones can cause disorders of the reproduction (abortions, aspermie3) and thus represents an economic stake in addition to the human health stake. The disease, confined to Asia, extends as far as Papua New Guinea and the far north of Australia. A case has also been detected in Angola this year. The main vector exists in the Reunion Island, where climatic conditions are very close to those prevailing in Southeast Asia4,5. It is not excluded, given the many trade exchanges between Asia and the Reunion Island, that the VEJ can be introduced and cause an epidemy. The aim of this thesis is to adapt a JEV circulation model developed in Cambodia to simulate and analyze the consequences of an introduction to the Reunion Island in terms of human clinical cases, economic impact in pig farms, endemicity and spread of JEV; and thus, to provide tools to the decision maker for the implementation of adequate prevention / management measures in case of crisis. 1st step: Modelling the JEV spread within-herd in Cambodia, completion of a model Alpha Diallo, PhD student at CIRAD / Pasteur Institute Paris / Pasteur Institute of Cambodia (PIC) / EPI Anses, is completing his thesis on the modeling of JEV circulation in Cambodia, thanks to a deterministic mathematical model. The starting point of this PhD project would be to transform this model into a stochastic model, and to complete it by introducing the domestic bird reservoir. Serology data will be collected on pigs and domestic birds during the first quarter of the thesis. This new data and available serology data collected on chickens and ducks in Vietnam and Cambodia as part of the GRIPAVI6, SEAe7 and ComAcross8 projects will be used to estimate the transmission parameters of the model. The model thus completed will represent the circulation of the virus between three compartments: pigs, Cx tritaeniorhynchus, and birds. This first part will therefore be the starting point of the thesis to complete and validate the circulation model before adapting it to the parameters specific to the situations observed in the Reunion Island. 2nd step: Model adaptation to the Reunion context, simulation of the consequences of an introduction This part will consist in adapting the model developed in Cambodia to the Reunion Island context. The Cambodian model will be parameterized using the characteristics of Reunion Island pig and poultry farms, as well as data on the dynamics and abundance of the island-specific Culex mosquito populations. Mosquito trapping is planned from the end of 2018 (followed by one year) to supplement the data already available, i.e. species diversity and population dynamics, trophic preferences of major vectors. 3rd step: Model exploitation: identification of different realistic prevention and control strategies: available resources and cost-benefit analysis To better anticipate the consequences of an introduction of JEV, we will simulate its circulation in front of various management measures, including vaccination of humans and sows and vector control measures. We will analyse the results in terms of human clinical cases, economic impact in pig farms (via a cost / benefit analysis of management measures), endemicity and spread of JEV.