Page 1 de couverture obligatoire - VetAgro Sup M. BUFF Samuel UP Biotechnologies et pathologie de la reproduction Maître de conférences M. BURONFOSSE Thierry UP Biologie fonctionnelle

VETAGRO SUP CAMPUS VETERINAIRE DE LYON

Année 2016 - Thèse n° 043

ETUDE DE FACTEURS INFLUENÇANT LA CIRCULATION DE

L’ENCEPHALITE JAPONAISE AU CAMBODGE ET AU NORD

DU VIETNAM

THESE

Présentée à l’UNIVERSITE CLAUDE-BERNARD - LYON I

(Médecine - Pharmacie)

et soutenue publiquement le 10 octobre 2016

pour obtenir le grade de Docteur Vétérinaire

par

RUGET Anne-Sophie Née le 25 juillet 1990

à Paris, 14e

VETAGRO SUP CAMPUS VETERINAIRE DE LYON

Année 2016 - Thèse n° 043

ETUDE DE FACTEURS INFLUENÇANT LA CIRCULATION DE

L’ENCEPHALITE JAPONAISE AU CAMBODGE ET AU NORD

DU VIETNAM

THESE

Présentée à l’UNIVERSITE CLAUDE-BERNARD - LYON I

(Médecine - Pharmacie)

et soutenue publiquement le 10 octobre 2016

pour obtenir le grade de Docteur Vétérinaire

par

RUGET Anne-Sophie Née le 25 juillet 1990

à Paris, 14e

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3

LISTE DES ENSEIGNANTS DU CAMPUS VÉTÉRINAIRE DE LYON Mise à jour le 09 juin 2015

Civilité Nom Prénom Unités pédagogiques Grade

M. ALOGNINOUWA Théodore UP Pathologie du bétail Professeur

M. ALVES-DE-OLIVEIRA Laurent UP Gestion des élevages Maître de conférences

Mme ARCANGIOLI Marie-Anne UP Pathologie du bétail Maître de conférences

M. ARTOIS Marc UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

M. BARTHELEMY Anthony UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences Contractuel

Mme BECKER Claire UP Pathologie du bétail Maître de conférences

Mme BELLUCO Sara UP Pathologie morphologique et clinique des animaux de compagnie Maître de conférences

Mme BENAMOU-SMITH Agnès UP Equine Maître de conférences

M. BENOIT Etienne UP Biologie fonctionnelle Professeur

M. BERNY Philippe UP Biologie fonctionnelle Professeur

Mme BERTHELET Marie-Anne UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

Mme BONNET-GARIN Jeanne-Marie UP Biologie fonctionnelle Professeur

Mme BOULOCHER Caroline UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

M. BOURDOISEAU Gilles UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

M. BOURGOIN Gilles UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

M. BRUYERE Pierre UP Biotechnologies et pathologie de la reproduction Maître de conférences

M. BUFF Samuel UP Biotechnologies et pathologie de la reproduction Maître de conférences

M. BURONFOSSE Thierry UP Biologie fonctionnelle Professeur

M. CACHON Thibaut UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

M. CADORE Jean-Luc UP Pathologie médicale des animaux de compagnie Professeur

Mme CALLAIT-CARDINAL Marie-Pierre UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

M. CAROZZO Claude UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

M. CHABANNE Luc UP Pathologie médicale des animaux de compagnie Professeur

Mme CHALVET-MONFRAY Karine UP Biologie fonctionnelle Professeur

M. COMMUN Loic UP Gestion des élevages Maître de conférences

Mme DE BOYER DES ROCHES Alice UP Gestion des élevages Maître de conférences

Mme DELIGNETTE-MULLER Marie-Laure UP Biologie fonctionnelle Professeur

M. DEMONT Pierre UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

Mme DESJARDINS PESSON Isabelle UP Equine Maître de conférences Contractuel

Mme DJELOUADJI Zorée UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

Mme ESCRIOU Catherine UP Pathologie médicale des animaux de compagnie Maître de conférences

M. FAU Didier UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Professeur

Mme FOURNEL Corinne UP Pathologie morphologique et clinique des animaux de compagnie Professeur

M. FREYBURGER Ludovic UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

M. FRIKHA Mohamed-Ridha UP Pathologie du bétail Maître de conférences

Mme GILOT-FROMONT Emmanuelle UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

M. GONTHIER Alain UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

Mme GRAIN Françoise UP Gestion des élevages Professeur

M. GRANCHER Denis UP Gestion des élevages Maître de conférences

Mme GREZEL Delphine UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

M. GUERIN Pierre UP Biotechnologies et pathologie de la reproduction Professeur

Mme HUGONNARD Marine UP Pathologie médicale des animaux de compagnie Maître de conférences

M. JUNOT Stéphane UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

M. KECK Gérard UP Biologie fonctionnelle Professeur

M. KODJO Angeli UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

Mme LAABERKI Maria-Halima UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

M. LACHERETZ Antoine UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

Mme LAMBERT Véronique UP Gestion des élevages Maître de conférences

Mme LATTARD Virginie UP Biologie fonctionnelle Maître de conférences

Mme LE GRAND Dominique UP Pathologie du bétail Professeur

Mme LEBLOND Agnès UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

Mme LEFRANC-POHL Anne-Cécile UP Equine Maître de conférences

M. LEPAGE Olivier UP Equine Professeur

Mme LOUZIER Vanessa UP Biologie fonctionnelle Maître de conférences

M. MARCHAL Thierry UP Pathologie morphologique et clinique des animaux de compagnie Professeur

M. MOUNIER Luc UP Gestion des élevages Maître de conférences

M. PEPIN Michel UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

M. PIN Didier UP Pathologie morphologique et clinique des animaux de compagnie Maître de conférences

Mme PONCE Frédérique UP Pathologie médicale des animaux de compagnie Maître de conférences

Mme PORTIER Karine UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

Mme POUZOT-NEVORET Céline UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

Mme PROUILLAC Caroline UP Biologie fonctionnelle Maître de conférences

Mme REMY Denise UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Professeur

Mme RENE MARTELLET Magalie UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences stagiaire

M. ROGER Thierry UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Professeur

M. SABATIER Philippe UP Biologie fonctionnelle Professeur

M. SAWAYA Serge UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences

M. SCHRAMME Serge UP Equine Professeur associé

Mme SEGARD Emilie UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences Contractuel

Mme SERGENTET Delphine UP Santé Publique et Vétérinaire Maître de conférences

Mme SONET Juliette UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Maître de conférences Contractuel

M. THIEBAULT Jean-Jacques UP Biologie fonctionnelle Maître de conférences

M. TORTEREAU Antonin UP Pathologie morphologique et clinique des animaux de compagnie Maître de conférences stagiaire

M. VIGUIER Eric UP Anatomie Chirurgie (ACSAI) Professeur

Mme VIRIEUX-WATRELOT Dorothée UP Pathologie morphologique et clinique des animaux de compagnie Maître de conférences Contractuel

M. ZENNER Lionel UP Santé Publique et Vétérinaire Professeur

4

5

REMERCIEMENTS

À Monsieur le Professeur Philippe Vanhems,

De la faculté de Médecine de Lyon,

Pour nous avoir fait l’honneur d’accepter la présidence de ce jury de thèse, Pour votre disponibilité et votre amabilité, Mes hommages respectueux.

À Monsieur le Professeur Marc Artois,

De Vetagro Sup, Campus vétérinaire de Lyon

Pour sa disponibilité, ses précieux conseils, et son exigence.

Qu’il trouve ici l’expression de mon admiration et de mon plus profond respect.

À Monsieur le Professeur Michel Pepin,

De Vetagro Sup, Campus vétérinaire de Lyon,

Qui a aimablement accepté de faire partie de mon jury de thèse, Sincères remerciements.

À Monsieur le Docteur Julien Cappelle,

Du CIRAD,

Pour m’avoir encadrée et épaulée tout au long de ce projet,

Pour m’avoir formée, tout en me rendant autonome, aussi bien dans l’analyse que sur le terrain, Pour sa patience et ses conseils tout au long de ce travail, Qu’il trouve ici

l’expression de ma sincère gratitude.

6

7

Table des matières

LISTE DES FIGURES ................................................................................................................... 11

LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................ 13

LISTE DES ABREVIATIONS ......................................................................................................... 15

I. INTRODUCTION ................................................................................................................. 17

A. Encéphalite Japonaise : généralités et situation actuelle ........................................................ 18

B. Cycle épidémiologique et conséquences pour l’étude ............................................................ 20

II. MATERIELS ET METHODES ................................................................................................ 27

A. Description de la prévalence de l’exposition au VEJ des volailles domestiques au Cambodge,

dans deux types de paysages ............................................................................................................ 27

1. Présentation des zones de prélèvements ............................................................................ 27

2. Déroulement de la campagne de prélèvements ................................................................. 28

3. Analyses ............................................................................................................................... 29

a) Analyses sérologiques des échantillons ........................................................... 29

b) Analyses statistiques ........................................................................................ 29

B. Estimation de forces d’infection au VEJ des porcs, en zone endémique, le Cambodge, et en

zone épidémique, le Nord Vietnam .................................................................................................. 33

1. Estimation de l’âge de perte des Anticorps maternels chez les porcelets .......................... 33

2. Estimation de la force d’infection au VEJ des porcs, en zone endémique, le Cambodge ... 33

3. Estimation de forces d’infection au VEJ des porcs, en zone épidémique, le Nord du Vietnam

35

a) Campagne de prélèvements ............................................................................ 35

b) Méthodes d’analyse des données : estimation de forces d’infection ............. 36

i. Détermination de différentes périodes ........................................................... 36

ii. Comparaison des séroprévalences des sous-cohortes A et B .......................... 37

iii. Caractérisation de la période de faible circulation du virus de l’EJ ................. 38

iv. Caractérisation de la période de forte circulation du virus de l’EJ .................. 38

4. Méthode de comparaison des résultats obtenus ................................................................ 39

C. Modélisation de la prévalence des porcs en fonction de données météorologiques au Nord

Vietnam ............................................................................................................................................. 39

1. Ajustement du modèle ........................................................................................................ 39

2. Utilisation du modèle prédictif ............................................................................................ 40

8

III. RESULTATS .................................................................................................................... 43

A. Description de la prévalence de l’exposition au VEJ des volailles domestiques au Cambodge,

dans deux types de paysages ............................................................................................................ 43

1. Résultats de la campagne de prélèvements ........................................................................ 43

2. Analyses univariées .............................................................................................................. 44

a) Variable classe d’âge ........................................................................................ 44

b) Variable espèce ................................................................................................ 45

c) Variable province ............................................................................................. 45

d) Variable pourcentage de rizières ..................................................................... 46

3. Analyse multivariée.............................................................................................................. 46

4. Résumé de l’analyse et conclusions partielles ..................................................................... 48


zone épidémique, le Nord Vietnam .................................................................................................. 49

1. Résultats de l’estimation de l’âge moyen de perte d’anticorps maternels chez les porcelets

49

2. Résultats des estimations de forces d’infection au Cambodge et au Nord du Vietnam ..... 49

a) Estimation d’une force d’infection en zone endémique, le Cambodge .......... 49

b) Estimation de forces d’infection en zone épidémique, le Nord Vietnam ........ 50

i. Résultats de détermination de différentes périodes ....................................... 50

ii. Comparaison des séroprévalences des deux cohortes selon leur période

d’exposition .............................................................................................................. 51

iii. Estimation de la force d’infection pour la période de faible à moyenne

circulation du virus ................................................................................................... 52

iv. Estimation de la force d’infection pour la période de forte circulation du virus

53

3. Comparaison des résultats obtenus et conclusions partielles ............................................. 55

C. Modélisation de la prévalence de l’exposition au VEJ des porcs en fonction de données

météorologiques au Nord Vietnam ................................................................................................... 56

1. Ajustement du modèle ........................................................................................................ 56

2. Utilisation du modèle ........................................................................................................... 57

3. Conclusion partielle ............................................................................................................. 58

IV. DISCUSSION .................................................................................................................. 59

CONCLUSION ............................................................................................................................ 65

9

BIBLIOGRAPHIE ......................................................................................................................... 67

10

11

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Localisation des zones de transmission de l’EJ à l’homme, (Santé Publique France,

2009) ......................................................................................................................................... 19

Figure 2 : Cycle épidémiologique simplifié du virus de l'Encéphalite Japonaise (VEJ) ............ 21

Figure 3 : Carte de localisation des fermes et des foyers de prélèvements de sang d’oiseaux

domestiques au Cambodge ...................................................................................................... 28

Figure 4 : Construction de la variable pourcentage de rizière dans un périmètre d'un kilomètre

autour de la ferme ................................................................................................................... 31

Figure 5 : Carte des zones de prélèvements au Cambodge, et pourcentage de porcs séropositifs

par province, d’après Duong et al. 2011 .................................................................................. 34

Figure 6 : Carte des provinces de prélèvements au Nord du Vietnam, les provinces figurées en

jaune correspondent aux provinces visitées lors de la campagne .......................................... 36

Figure 7: Carte des résultats de la campagne de prélèvements, montrant la proportion

d’oiseaux domestiques séropositifs et séronégatifs par ferme ............................................... 44

Figure 8 : Graphique récapitulatif de l'analyse univariée ........................................................ 48

Figure 9 : Modélisation (courbe) de l’évolution de la séroprévalence en fonction de classes

d’âge, à partir de données de séroprévalence (points) de porcs prélevés au Cambodge, ..... 49

Figure 10 : Taux de porcs séropositifs, réceptifs pendant la quinzaine considérée, en fonction

des quinzaines de l’année, entre juillet 2009, et août 2010 .................................................... 50

Figure 11 : Modélisation (courbe) de la séroprévalence des porcs ayant été réceptifs

uniquement pendant la période de faible à moyenne circulation du virus en fonction de leur

classe d’âge, à partir de données de séroprévalence (points) de porcs prélevés au Nord du

Vietnam .................................................................................................................................... 53

Figure 12 : Modélisation (courbe) de la séroprévalence des porcs, ayant été réceptifs au moins

un jour pendant la période de forte circulation du virus, en fonction de leur durée d’exposition,

à partir de données de séroprévalence (points) de porcs prélevés au Nord du Vietnam ....... 54

Figure 13 : Courbe représentant l’effet appliqué au degré-jour par le modèle en fonction du

nombre de degrés-jours ........................................................................................................... 56

Figure 14 : Prédiction de la probabilité pour un porc d’être infecté par l’EJ au Nord du Vietnam

en fonction de sa date de naissance et de sa durée de vie ..................................................... 57

12

13

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I : Résultats de la campagne de prélèvements, séroprévalence globale ................ 43

Tableau II : Séroprévalence des jeunes et des adultes .......................................................... 44

Tableau III : Séroprévalence des poulets et des canards ....................................................... 45

Tableau IV : Séroprévalence des poulets et des canards par province ................................. 45

Tableau V : Statut sérologique des poulets et des canards en fonction du pourcentage de

rizière dans un rayon d’un kilomètre ...................................................................................... 46

Tableau VI : Paramètres du GLMM ......................................................................................... 47

Tableau VII : Séroprévalence des porcs des sous-cohortes A et B ........................................ 51

Tableau VIII : Récapitulatif des forces d'infection estimées .................................................. 55

14

15

LISTE DES ABREVIATIONS

AUC : « Area Under Curve »

EJ : Encéphalite Japonaise

GAM : Modèle Additif Généralisé (« Generalized Additive Model »)

GLM : Modèle Linéaire Généralisé (« Generalized Linear Model »)

GLMM : Modèle Linéaire Mixte Généralisé (« Generalized Linear Mixed Model »)

IC : Intervalle de Confiance

IHA : Inhibition d’Hémagglutination

VEJ : Virus de l’Encéphalite Japonaise

16

17

I. INTRODUCTION

Les maladies infectieuses émergentes ont un impact non négligeable sur la santé publique

dans le monde. Une revue bibliographique publiée en 2001 a permis d’identifier 1415 espèces

d’organismes infectieux connus pour être pathogène chez l’homme. Parmi ces organismes,

868, soit 61%, sont zoonotiques, ils peuvent être transmis de l’animal à l’homme (Taylor et al.,

2001). La majorité de ces infections zoonotiques (71,8%) émergent de la faune sauvage (virus

d'Ebola, virus de Nipah, influenza aviaire) (Jones et al., 2008).

L'émergence et la réémergence d'infections zoonotiques doivent être reliée à l'augmentation

des contacts homme-animal, l'augmentation de la mobilité internationale, l'intensification de

l'agriculture, et le commerce mondial d'animaux (Gubler, 1998). Une grande diversité

d'espèces animales, domestiques ou sauvages, peut jouer un rôle de réservoir pour les agents

pathogènes en question. C'est pourquoi la surveillance, la prévention et le contrôle de ces

infections zoonotiques représentent un réel défi de santé publique.

Toutes ces maladies infectieuses mettent en jeu le concept « one health », visant à renforcer

les liens entre santé humaine, santé animale, et gestion de l'environnement (Kahn et al.,

2009).

L’Encéphalite Japonaise (EJ), arbovirose due à un Flavivirus de la famille des Flaviviridae, est

transmise par des moustiques des animaux aux hommes en Asie. Chez l’homme, l’EJ est la

première cause mondiale d’épidémies d’encéphalites, c'est un problème de santé publique

majeur en Asie du Sud-Est (Weaver, Barrett, 2004).

Pour atteindre les objectifs détaillés p. 25, les trois parties de l’étude sont :

A. Description de la prévalence de l’exposition au VEJ des volailles domestiques au

Cambodge


zone épidémique, le Nord Vietnam

C. Modélisation de la prévalence des porcs en fonction de données météorologiques au Nord

Vietnam

18

A. Encéphalite Japonaise : généralités et situation actuelle

Les premiers cas de méningo-encéphalite ont été décrits au Japon en 1870. Des épidémies

majeures étaient rapportées tous les dix ans environ, avec par exemple plus de 6000 cas

rapportés en 1924 (Zimmerman, 1946). Le virus a été isolé pour la première fois en 1935 à

partir du cerveau d’une personne atteinte d’une encéphalite fatale (Solomon et al., 2000). Au

Cambodge, le virus a été isolé pour la première fois en 1965 à partir d'un moustique (Chastel

et al., 1966). L’incidence globale de l’EJ reste inconnue, car la qualité, voire l’existence, de

systèmes de surveillance et la disponibilité de tests diagnostiques sont très variables à travers

les pays concernés. On estime cependant le nombre de cas annuels à 68 000, causant 15 000

décès chaque année, soit 1.8 cas pour 100 000 personnes (Campbell et al., 2011). Ces chiffres

sont probablement largement sous-estimés ; en effet selon ces estimations 81% des cas

surviendraient en zone où une campagne de vaccination est bien établie (principalement en

Inde et en Chine). Ceci peut refléter d’une part la distribution épidémiologique de l’EJ, les

campagnes de vaccination étant mise en place dans des pays où le risque est important, et

d’autre part le fait que les systèmes de surveillance soient plus efficaces dans ces zones. Il

reste cependant des pays endémiques sans campagne de vaccination contre l’EJ où très peu

de cas sont déclarés (Campbell et al., 2011).

Le virus de l’EJ est endémique au Sud et à l’Est de l’Asie, en Indonésie (Van den Hurk et al.,

2009), et a été isolé au Nord de l’Australie (Hanna et al., 1999). La carte ci-après (fig. 1)

représente l’exposition au VEJ de l’homme, en tenant compte du niveau de couverture

vaccinale de la zone, elle ne reflète donc pas le niveau de circulation de l’EJ.

19

Figure 1 : Localisation des zones de transmission de l’EJ à l’homme, (Santé Publique France, 2009)

L'infection par le virus de l'EJ est très souvent asymptomatique chez l’homme, elle conduirait

à une encéphalite clinique dans 1/50 cas à 1/1000 (Vaughn, Hoke, 1992). Une infection

symptomatique par le virus de l’EJ se caractérise durant la première phase par un syndrome

fébrile. Cette phase peut être suivie d’une phase de diminution de l’état de conscience

associée à des nausées, des migraines et une photophobie (Ghosh, Basu, 2009). Les

symptômes tardifs sont neurologiques : paralysie musculaire, augmentation du tonus, clonus,

dyskinésie, troubles de la parole, de la compréhension, du comportement… (Huy et al., 1994).

Le taux de létalité peut atteindre 30% si le patient développe la maladie et 30 à 50% de ceux

qui survivent gardent des séquelles neurologiques ou psychiatriques définitives. Il n'y a pas de

traitement curatif de l'infection, la prise en charge des malades est symptomatique (Ghosh,

Basu, 2009). L’infection touche majoritairement les enfants de moins de 15 ans dans les zones

endémiques, car les adultes ont généralement déjà été infectés (Umenai et al., 1985).

Suite à la découverte de l’agent responsable de l’infection, des vaccins ont pu être développés.

Dans un premier temps un vaccin inactivé était obtenu à partir de cerveau de souris infectées.

Il existe aujourd’hui différents vaccins (inactivés ou atténués) qui sont sûrs et efficaces

20

(McArthur, Holbrook, 2011). Néanmoins, des cas continuent d’être décrits dans les pays où

une campagne de vaccination nationale a été mise en place, c’est le cas de la Chine par

exemple (Campbell et al., 2011). Il n’y avait pas de programme de vaccination contre l’EJ au

Cambodge jusqu’en 2016. Au 1er mars 2016, une campagne de vaccination a été lancée,

ciblant les enfants de 9 mois à 14 ans, suite à cette campagne, le vaccin contre l’EJ doit être

intégré au programme de vaccination usuel.

Malgré l’existence de vaccins efficaces, l'EJ reste actuellement la première cause d'encéphalite

en Asie du Sud-Est, et la première cause mondiale d’épidémies d’encéphalites (Weaver,

Barrett, 2004). Entre 2006 et 2008, une étude de deux ans dans six hôpitaux du Cambodge a

montré que sur 586 patients présentés pour méningo-encéphalite, 110 (19%) avaient une

sérologie positive en IgM contre le Virus de l’Encéphalite Japonaise (VEJ) (Touch et al., 2009).

L’EJ est actuellement endémique dans 24 pays d’Asie. Il est important de noter que la

répartition géographique du virus continue de s’étendre au Sud, à l’Ouest de l’Asie, et en

Australasie (Van den Hurk et al., 2009). La propagation et la persistance du virus de l’EJ

impliquent des interactions complexes entre vecteurs, hôtes, environnement, climat ce qui

rend son contrôle difficile.

B. Cycle épidémiologique et conséquences pour l’étude

L'EJ est une arbovirose, classiquement sa transmission est décrite comme assurée par des

moustiques de la famille des Culicidae. Plus de 30 espèces appartenant aux genres Aedes,

Anopheles, Armigeres, Culex, et Mansonia, pourraient être impliquées dans la transmission de

l’EJ, cependant elles ne jouent pas toutes des rôles d’importance équivalente (Mackenzie et

al., 2006). Culex tritaeniorhynchus est le plus abondant en Asie, il est compétent pour l’EJ, (la

compétence d’un vecteur est son aptitude à s’infecter sur un hôte vertébré, à assurer le

développement d’un agent infectieux et à transmettre cet agent à un autre hôte (Hardy et al.,

1983)), les sites de développement larvaire sont à proximité des hôtes réservoirs. C’est le

vecteur principal de l’EJ (Wada, 1995).

21

Le cycle épidémiologique de la maladie implique, en plus des moustiques, divers vertébrés

(fig. 2) :

Figure 2 : Cycle épidémiologique simplifié du virus de l'Encéphalite Japonaise (VEJ)

Par opposition à la population cible, qui est la population d’intérêt, ici l’homme, la population

source constitue le réservoir de l’infection. Il est défini comme une ou plusieurs populations

ou environnements dans lesquels l’agent pathogène peut persister en permanence et à partir

desquels l’agent pathogène peut être transmis à la population cible (Haydon et al., 2002).

Selon cette définition le réservoir de l’EJ est constitué par les moustiques, les porcs et les

oiseaux aquatiques. Nous allons nous intéresser au rôle de différents hôtes vertébrés dans le

cycle épidémiologique du virus :

Les oiseaux aquatiques sont considérés comme la population source d’infection pour

l’homme. Le grand héron (Nycticorax nycticorax) et l'égrette (Egretta intermdeia)

seraient les principaux hôtes de persistance de l'EJ (Buescher et al., 1959), (W. F.

Scherer et al., 1959). De plus leur virémie est compatible avec l'infection de

moustiques, ils doivent aussi jouer un rôle dans la dissémination de la maladie.

Cependant peu d’études de terrain justifient du rôle des oiseaux aquatiques en tant

qu’hôtes de persistance pour l’EJ, deux études ont été réalisées en 1959 (Buescher et

al., 1959), (W. F. Scherer et al., 1959), et une en 1981 en Inde (Rodrigues et al., 1981).

De plus, il paraitrait cohérent que ces oiseaux aquatiques ne soient pas les seuls hôtes

de persistance de l’EJ, au vu de la répartition géographique de la maladie.

HÔTES AMPLIFICATEURS

CUL DE SAC

HÔTES DE PERSISTANCE

TRANSMISSION TRANSOVARIENNE

22

Les porcs jouent un rôle majeur dans l'épidémiologie de la maladie. Ils représentent

les hôtes amplificateurs de la maladie pour les raisons suivantes (Weaver, Barrett,

2004) :

-ils sont attractifs pour les vecteurs de l’EJ

-ils peuvent avoir une virémie importante dès 24h après infection, celle-ci peut durer

quatre jours ou plus

-le renouvellement de la population est fréquent, les porcs sont généralement abattus

à l'âge de 6-8 mois en élevage porcin. Le remplacement de cette population immunisée

par une population jeune et naïve chaque année, rend la population réceptive à la

maladie.

Les porcs constituent un réel facteur de risque pour les humains : ils attirent les

vecteurs puis permettent une amplification (William F. Scherer et al., 1959a) locale du

virus au niveau des habitations humaines. La vaccination des porcs pourraient par

conséquent représenter une stratégie de lutte intéressante contre la transmission de

l'EJ à l’homme. Mais celle-ci est peu répandue pour deux raisons : (1) le

renouvellement rapide de la population de porcs imposerait la vaccination des

nouveau-nés chaque année ; les coûts engendrés seraient importants, (2) chez les

porcelets, l'efficacité du vaccin peut être diminuée, car la persistance d’anticorps

maternels peut interférer dans la réponse vaccinale (Wada, 1988). En effet, les truies

mises à la reproduction ont généralement été précédemment infectées par l’EJ.

L’infection par le virus de l’EJ chez les porcs, leur confère une immunité longue, grâce

à la persistance d’anticorps. Ces anticorps persistent 3 ans après l’infection

(Geevarghese et al., 1994). Après la mise-bas, les porcelets bénéficient dans ces

conditions d’une protection contre l’EJ durant leurs premières semaines de vie, grâce

à l’acquisition d’anticorps maternels, probablement par prise colostrale (William F.

Scherer et al., 1959b).

Cependant la vaccination des porcs peut s’avérer utile d’un point de vue de

performance d’élevage, puisque l'infection par l’EJ chez des porcs à maturité sexuelle

induit des avortements chez la truie, une mortinatalité, et de l'aspermie chez les

verrats ; en revanche l’infection est asymptomatique chez les porcs avant maturité

23

sexuelle. La question de l’utilité de la vaccination des porcs reproducteurs sera

abordée dans la partie C. de l’étude.

Enfin les porcs peuvent être utilisés comme animaux sentinelles de l’homme pour la

maladie, en effet (1) leur taux d’infection est élevé (Duong et al., 2011), (2) la

séroconversion chez les porcs précède généralement de 2 à 4 semaines les épidémies

d’EJ chez les humains, (3) l’interprétation des inhibitions d’hémagglutination (IHA) est

plus facile que chez les humains dans les régions où plusieurs flavivirus co-circulent,

(4) leurs anticorps restent plus longtemps détectable par IHA que chez l’homme (trois

ans) (Geevarghese et al., 1994). Les niveaux de prévalence mesurés chez ces animaux

sont le reflet de l’impact que peut avoir la maladie chez l’homme.

Les poules et les canards domestiques présentent des niveaux de virémie variables

selon leur âge, le titre maximum diminue quand l’âge d’infection augmente (Cleton et

al., 2014). Les jeunes volailles domestiques pourraient être des hôtes amplificateurs

d’importance dans les régions endémiques (Van den Hurk et al., 2009). Les oiseaux

domestiques étant étroitement liés aux hommes, ils peuvent jouer un rôle dans le

cycle de l'EJ, bien que cela n'ait pas encore clairement été mis en évidence (Van den

Hurk et al., 2009). Leur rôle potentiel en tant qu’hôte pour le virus de l’EJ est négligé.

Une meilleure compréhension et prédiction de la transmission du virus de l'EJ à

l'homme, nécessite une meilleure connaissance du rôle des oiseaux domestiques dans

cette transmission.

L'homme s'infecte en résidant ou voyageant dans des zones endémiques ou

épidémiques. Les individus s'infectent généralement pendant et après la saison de

moussons, lorsque la population de moustiques prolifère avec un important taux

d'infection (Campbell et al., 2011). L’homme ne développe pas une virémie

suffisamment élevée pour infecter un moustique qui le piquerait durant cette virémie.

De plus sa virémie est brève. Il ne joue donc pas de rôle épidémiologique, c’est un cul

de sac épidémiologique.

En revanche l'homme peut jouer un rôle dans l'épidémiologie de la maladie via ses activités :

déforestation, agriculture, construction, système de gestion de l'eau, changement climatique.

24

En effet la circulation1 de l’EJ est à mettre en étroite relation avec des facteurs

environnementaux, tels que climat et paysage (Reisen et al., 1976). Sa répartition dépend

directement de celle des vecteurs compétents et des hôtes de persistance. Or les conditions

météorologiques ont un rôle décisif sur l’écologie et la distribution du vecteur (Miller et al.,

2012). En effet, des températures élevées favorisent un développement larvaire rapide, et

une période d'incubation extrinsèque courte (Van den Hurk et al., 2009). Les précipitations

augmentent dans un premier temps les sites favorables à la reproduction des moustiques ;

tandis que dans un second temps lorsque celles-ci deviennent trop importantes, provoquant

des inondations et une augmentation des courants dans les cours d’eau, elles sont

défavorables au développement des moustiques par augmentation de la mortalité des stades

aquatiques (Reisen et al., 1976). L’importante influence des conditions environnementales sur

la circulation de l’EJ induit l’existence de deux modèles épidémiologiques : en région tropicale

la circulation est endémique (Burke et al., 1985), tandis qu’en région subtropicale ou

tempérée, la circulation est à caractère épidémique (Kono, Kim, 1969). En zone subtropicale

ou tempérée, la saison hivernale s’accompagne d’une forte baisse de l’incidence de l’EJ chez

l’homme, tandis que l’incidence maximale est atteinte pendant et à la suite de la période

estivale (Bi et al., 2003). Les différents modes de circulation de l’EJ peuvent avoir un impact

sur la gestion de l’EJ dans les élevages porcins, ceci a fait l’objet du premier axe d’étude.

En termes de paysages, l'EJ est aujourd'hui considérée comme une maladie des zones rurales,

particulièrement répandue en zone de culture de riz. La proximité de rizières, dans lesquelles

se développent le moustique de l’espèce Culex tritaeniorhynchus a été identifiée comme

facteurs de risque de l’EJ chez l’homme (Surtees, 1970). Les champs irrigués constituent un

milieu très favorable au développement des moustiques. Néanmoins une étude menée

récemment au Vietnam a montré que le virus circule en zone urbaine chez les porcs, et que

les vecteurs y sont présents et infectés (Lindahl et al., 2013). Il existe cependant peu de

données concernant la circulation de l’EJ dans des zones où la riziculture est limitée, comme

en zone forestière par exemple. Mieux connaître les différences qu’il peut exister dans la

circulation du virus de l’EJ en fonction du type de paysage (rizicole, urbain, forestier),

permettra de mieux comprendre l’aire de répartition géographique de l’EJ, et de mieux

prédire son accroissement géographique. Ceci constituera le second axe de l’étude.

1 Le terme « circulation » correspond au niveau de transmission du virus entre les différents acteurs du cycle épidémiologique de l’EJ, la circulation peut être caractérisée par différent régime (épidémique, endémique…) elle fait référence à un processus répondant à une forme de régularité. Elle diffère du terme « propagation » pour lequel il y a une notion « de se répandre ».

25

Cette étude s’est intéressée à l’influence de différents facteurs sur la circulation de l’EJ au

Cambodge et au Nord du Vietnam : le régime épidémiologique (endémique ou épidémique)

et la diversité des hôtes et des paysages.

La première partie de l’étude (A) était descriptive, elle avait pour objectif, d’une part, de

décrire l’exposition des volailles domestiques au VEJ au Cambodge, et d’autre part, de

comparer la prévalence du VEJ dans différents paysages. Pour ce faire une campagne de

prélèvements de sang chez des poulets et des canards a été organisée au Cambodge dans trois

provinces, caractérisées par des paysages différents.

La deuxième partie de l’étude (B) était analytique. L’objectif était d’évaluer la variabilité de la

prévalence du virus de l’EJ chez les porcs en zone tropicale, le Cambodge, et subtropicale, le

Nord du Vietnam. Dans cette deuxième partie, des données antérieurement collectées chez

des porcs au Cambodge et au Nord du Vietnam, ont été utilisées. Pour chaque zone et/ou

pendant différentes périodes de l’année, une force d’infection a été estimée (taux auquel les

individus réceptifs s’infectent), reflet de l’incidence. Ce paramètre a permis de caractériser

chaque situation, c’est un paramètre clé qui est nécessaire à l’évaluation de l’évolution d’une

épidémie.

Enfin dans une dernière partie synthétique (C), un modèle prédictif a été construit. Il permet

de prédire le taux de séroconversion des porcs en fonction de données météorologiques au

Nord du Vietnam. Les simulations réalisées grâce à ce modèle ont permis d’en déduire

certaines recommandations prophylactiques pour l’élevage porcin.

Pour interpréter les titres en anticorps des porcs, une étape préliminaire a consisté en la

mesure de l’âge moyen de pertes des anticorps maternels chez le porcelet. Le titre en

anticorps mesuré chez les porcelets peut révéler la persistance des anticorps maternels. Le

calcul de l’âge moyen de perte des anticorps maternels chez les porcelets permet de ne tenir

compte que des titres révélant une exposition au VEJ après disparition des anticorps

maternels. L’estimation de cet âge de perte des anticorps maternels a permis de s’affranchir

de ces interférences, en retirant de l’étude les porcelets susceptibles d’avoir des anticorps

maternels.

26

27

II. MATERIELS ET METHODES


Cambodge, dans deux types de paysages

Cette partie de l’étude a été réalisée sur des oiseaux domestiques, des poules (Gallus gallus

domesticus) et des canards (Anas platyrhynchos domesticus). Ces poules sont élevées pour la

chair, tandis que ces canards sont élevés pour la production d’œufs. L’objectif était d’une part

d’évaluer le niveau de circulation du virus de l’EJ au sein de ces espèces souvent négligées en

tant qu’hôtes potentiels de l’EJ, et d’autre part d’étudier les différences de circulation du virus

liées au paysage.

1. Présentation des zones de prélèvements

Les zones de prélèvements ont été sélectionnées en amont, sur plusieurs critères :

-paysage caractéristique, pouvant représenter des situations épidémiologiques particulières

-nombre de fermes et d’animaux d’élevage permettant d’obtenir des effectifs suffisants

-accessibilité de la zone depuis Phnom-Penh

Ce travail a été réalisé en collaboration avec nos partenaires, le NaVRI (National Veterinary

Research Institute), et les services vétérinaires locaux.

Trois provinces, dans lesquelles la campagne de prélèvements a eu lieu, ont ainsi été

sélectionnées :

-Kandal, une zone rurale au paysage dominé par les rizières (Coordonnée Nord : 11,223738°,

coordonnée Est : 105,125895°, altitude : 10 m)

- Kratie, une zone où la culture de riz est modérée (Coordonnée Nord : 12,837953°,

coordonnée Est : 105,965557°, altitude : 40 m)

-Mondolkiri, une zone où la culture de riz est limitée, voire absente (Coordonnée Nord :

12,837953°, coordonnée Est : 107,101193°, altitude : 230 m)

Initialement les zones de Phnom-Penh, représentant un paysage urbain, et de Ta Khmau,

représentant un paysage péri-urbain, devaient être intégrées dans l’étude. Le NaVRI n’ayant

pas été en mesure de faire réaliser des prélèvements de volailles dans ces zones, fautes

d’élevages selon eux, ces zones n’ont pas pu être intégrées.

28

2. Déroulement de la campagne de prélèvements

La campagne de prélèvements sanguins s’est déroulée au cours du mois de mars 2016. Le

travail a été fait en collaboration avec un membre du NaVRI, et deux représentants des

services vétérinaires locaux. Au total, 41 fermes ont été visitées, permettant la collecte de 617

échantillons sanguins de poulets et de canards. L’objectif était de prélever au moins dix

animaux par ferme, et des animaux appartenant à différentes classes d’âge (jeune < 12 mois,

adulte ≥ 12 mois), l’âge était donné par l’éleveur s’il était connu. Dans chaque ferme, les

coordonnées GPS ont été relevées, et un questionnaire, permettant de connaître les espèces

présentes sur l’exploitation, l’effectif d’animaux d’élevage, l’activité de l’exploitation, a été

réalisé.

La carte (fig. 3) représente la répartition géographique des fermes qui ont été visitées lors de

la campagne de prélèvements de sang au Cambodge.

Figure 3 : Carte de localisation des fermes et des foyers de prélèvements de sang d’oiseaux domestiques au Cambodge

carte réalisée avec QGIS

Kandal

Kratie Mondolkiri

29

Les cartes ont été réalisées avec le logiciel QGIS, disponible en libre accès à l’adresse :

http://www.qgis.org/en/site/forusers/download

3. Analyses

a) Analyses sérologiques des échantillons

Les sérums ont été analysés par l’unité de virologie de l’Institut Pasteur du Cambodge. Un test

d’inhibition d’hémagglutination (IHA) a été utilisé pour détecter la présence d’anticorps

contre le VEJ, mais aussi contre d’autres Flavivirus : le virus de la Dengue sérotypes 2 et 3, le

virus Zika et le virus Langat.

Le principe de l’IHA est de mettre le sérum prélevé en présence du virus d’intérêt et

d’érythrocytes d’une espèce choisie (pas nécessairement les érythrocytes de l’espèce

prélevée). Si une réaction d’hémagglutination a lieu entre les virus et les érythrocytes (i.e. que

le résultat du test est négatif), cela signifie que les anticorps dirigés contre le virus considéré

ne sont pas présents dans le sérum testé ; si la réaction d’hémagglutination est inhibée (i.e.

que le résultat du test d’IHA est positif), cela signifie que les anticorps spécifiques du virus

considéré sont présents dans le sérum testé, puisqu’ils sont responsables de l’inhibition

(Clarke et al., 1958). L’avantage de cette technique est qu’elle ne nécessite pas d’acquérir de

matériels biologiques spécifiques, les érythrocytes utilisés n’ont pas besoin d’être ceux de

l’espèce étudiée (contrairement à des tests sérologiques tels que ELISA (pour « Enzyme-Linked

Immunosorbent Assay » en anglais) qui nécessite d’avoir des anticorps spécifiques de

l’espèce). L’IHA est un test sensible, mais peu spécifique, il peut y avoir de nombreuses

réactions croisées entre virus de la même famille (Shu, Huang, 2004). C’est pour cette raison

que les tests ont été réalisés pour cinq virus de la famille des Flaviviridae et du genre Flavivirus.

Le résultat final était considéré positif pour l’EJ si le résultat d’IHA était positif et supérieur

pour le test réalisé avec le VEJ qu’avec les autres virus testés.

b) Analyses statistiques

Toute l’analyse statistique a été réalisée avec le logiciel R, version 3.2.3, disponible en accès

libre à l’adresse : https://www.r-project.org/

Différents facteurs pouvant influencer la probabilité d’infection des animaux par l’EJ ont été

étudiés, tels que :

http://www.qgis.org/en/site/forusers/download

https://www.r-project.org/

30

-l’espèce : les deux espèces étudiées (poulet ou canard) pourraient jouer des rôles

d’importance différente dans le cycle de transmission de la maladie

-l’âge

-l’abondance de rizières : les rizières sont considérées comme un facteur de risque pour l’EJ,

en tant que milieu propice au développement des moustiques (Surtees, 1970)

-la présence de porcs : les porcs sont les hôtes amplificateurs du virus, leur présence est

considérée comme un facteur de risque pour l’EJ (Simpson et al., 1970)

-la ferme : les individus prélevés dans une même ferme pouvaient avoir tendance à se

ressembler, car ils sont soumis aux mêmes conditions environnementales, la variable ferme

sera intégrée dans l’analyse multivariée afin de tenir compte de cette corrélation.

Pour évaluer l’influence du paysage et notamment la proximité et l’abondance de rizières sur

la circulation du virus de l’EJ, une variable quantitative a été créée : celle-ci correspond au

pourcentage de surface recouverte par des rizières dans un rayon d’un kilomètre autour de la

ferme. Cette variable est calculée à l’aide de QGIS, le recouvrement de zones tampons d’un

rayon d’un kilomètre autour des fermes et d’une couche rizière préexistante au Cambodge

est calculé grâce à l’outil « statistiques de zone ». Le rapport de la « somme » des pixels de la

couche matrice des rizières situés dans le polygone tampon (surface de rizières), et du

« compte » des pixels situés dans le polygone « tampon » (surface de la zone tampon) donne

le pourcentage de surface recouverte par des rizières dans un rayon d’un kilomètre autour de

la ferme (fig. 4).

31

Figure 4 : Construction de la variable pourcentage de rizière dans un périmètre d'un kilomètre autour de la ferme

réalisé avec QGIS

Sur la figure 4 : %𝑟𝑖𝑧𝑖è𝑟𝑒𝑠 =33 𝑝𝑖𝑥𝑒𝑙𝑠 𝑟𝑖𝑧𝑖è𝑟𝑒𝑠

35 𝑝𝑖𝑥𝑒𝑙𝑠 𝑑𝑎𝑛𝑠 𝑧𝑜𝑛𝑒 𝑡𝑎𝑚𝑝𝑜𝑛= 94%

Des tests du χ2 sont utilisés pour réaliser les analyses statistiques univariées pour chaque

variable explicative dans un premier temps. La fonction « Chisq.test » de R 3.2.3 est utilisée

pour l’analyse univariée.

L’influence des variables est étudiée en utilisant un modèle linéaire mixte généralisé (GLMM

pour « Generalized Linear Mixed Model »), qui permet d’intégrer toutes les variables. La

variable à expliquer correspond à la séroprévalence des volailles, sa distribution est binomiale.

La fonction de lien utilisée est la fonction logit. Les variables explicatives sont des variables

propres à l’individu (classe d’âge, espèce), et des variables propres à la ferme (effet ferme,

pourcentage de rizières, présence de porcs). Un GLMM est utilisé car il permet d’attribuer un

effet aléatoire à la variable ferme. Les individus appartenant à une même ferme pourraient

avoir tendance à se ressembler en termes de statut sérologique. La conséquence en serait une

1 km 1 km

32

non-indépendance des observations faites dans une même ferme. L’attribution d’un effet

aléatoire à la variable ferme permet de tenir compte de cette structure de corrélation. La

fonction « glmer » du package lme4 est utilisée pour l’analyse multivariée.

33

B. Estimation de forces d’infection au VEJ des porcs, en zone endémique, le Cambodge,

et en zone épidémique, le Nord Vietnam

1. Estimation de l’âge de perte des Anticorps maternels chez les porcelets

Afin de mesurer l’âge moyen de perte des anticorps maternels chez le porcelet, 4 cohortes de

15 porcelets ont été suivies au cours de 2014 et 2015. Des prélèvements sanguins ont été

réalisés tous les 8 à 11 jours, à partir de l’âge de 60 jours. Des tests ELISA indirects ont été

réalisés afin de détecter la présence d’IgG dans le sérum. La densité optique de chaque

échantillon a été mesurée en utilisant « l’Ultramark Microplate Imaging System (Bio-Rad,

Hercules, CA, USA) ». La vitesse de perte des Anticorps maternels, et l’âge de début de

sensibilité ont pu être estimés par réalisation de régression linéaire.

Le résultat de cette étude préliminaire est présenté dans la partie III.B.1., et utilisé dans la

suite de l’étude.

2. Estimation de la force d’infection au VEJ des porcs, en zone endémique, le

Cambodge

La force d'infection correspond à la probabilité par unité de temps de transition de l’état

réceptif à infecté, ou encore le taux auquel les individus réceptifs s’infectent. La force

d’infection est un paramètre clé de la transmission, elle rend compte du processus de

contamination, et permet de caractériser l'impact de la maladie dans le contexte étudié.

Pour estimer une force d'infection au Cambodge, les données issues d'une campagne de

prélèvements de sang de porcs menée dans huit provinces du Cambodge, visant à estimer la

circulation de l’EJ chez les porcs, ont été utilisées (Duong et al., 2011). Au total 505 sérums

de porcs ont été testés par inhibition d’hémagglutination et par test ELISA indirect.

L’objectif était de modéliser l’évolution de la séroprévalence en fonction de la durée

d’exposition pour estimer la force d’infection relative au contexte de l’étude. Ceci était

réalisable en utilisant le modèle catalytique2 décrit par Muench en 1934 (Muench, 1934),

(Hens et al., 2010). Celui-ci s'écrit de la manière suivante :

Π(t) = 1 – exp(-λ*t) (1)

Π : proportion d'individus précédemment infectés (et immunisés)

t : durée de l'exposition

λ : force d'infection

2 Le modèle catalytique tient son nom de l’analogie qui est faite avec une réaction chimique

34

Π correspond à la proportion d’individus testés positivement par inhibition

d’hémagglutination. La durée d'exposition t, correspond au temps écoulé depuis la perte des

anticorps maternels ; soit à l'âge lors du prélèvement soustrait de la durée de persistance des

anticorps maternels.

L’utilisation de ce modèle nécessite de faire certaines hypothèses :

-la force d’infection est supposée constante au cours du temps, et ne dépend pas de l’âge des

porcs : même si la force d’infection relative à l’EJ n’est pas constante sur l’année au

Cambodge, c’est une zone endémique (Erlanger et al., 2009). L’objectif de cette partie était

de comparer la force d’infection estimée en zone endémique avec celles estimées en zone

épidémique. Les variations saisonnières de la force d’infection en zone endémique sont

négligeables par rapport à celles observées en zone épidémique. Pour cette raison, il parait

raisonnable de considérer la force d’infection constante au Cambodge.

-les variations de la force d’infection entre les différentes zones de prélèvements est

négligeables par rapport aux variations étudiées. Cette hypothèse paraît raisonnable, car les

huit provinces de prélèvements correspondent à des zones comparables en termes de

paysage (fig. 5).

Ainsi l’équation (1) peut aussi s'écrire de la manière suivante :

Figure 5 : Carte des zones de prélèvements au Cambodge, et pourcentage de porcs séropositifs par province, d’après Duong et al. 2011

35

1 – Π(t) = exp(-λ*t)

cloglog(Π(t))= ln(λ) + ln(t) (2)

(avec cloglog : « complementary log log » défini tel que cloglog(p)=ln(-ln(1-p)) )

L'expression (2) peut être modélisée dans R grâce à un modèle linéaire généralisé (GLM pour

« Generalized Linear Model » en anglais, fonction « glm » dans R 3.2.3). La variable à expliquer

est la séroprévalence des porcs, c’est une variable binaire, elle prend pour valeur 0 ou 1, a une

distribution binomiale. La variable explicative est la durée d’exposition t d’un porc. Dans R, les

données en entrée pour le GLM sont la séroprévalence Π donnée en fonction de ln(t). La

fonction de lien est le cloglog, et la loi, binomiale. De plus la pente du GLM est forcée à 1, de

manière à ce que le coefficient devant ln(t) soit 1, comme dans la relation (2). Le paramètre

estimé par le GLM permet d’obtenir ln(λ), l’ordonnée à l’origine. Les paramètres sont estimés

par la méthode du maximum de vraisemblance (McCullagh, Nelder, 1989).

3. Estimation de forces d’infection au VEJ des porcs, en zone épidémique, le Nord

du Vietnam

a) Campagne de prélèvements

Dans cette partie, des données préexistantes ont été utilisées. Celles-ci avaient été collectées

lors d’une campagne de prélèvements de sang réalisée sur des porcs entre 2009 et 2010 dans

le Nord du Vietnam. Les porcs avaient été prélevés dans des abattoirs de treize provinces du

Nord du Vietnam. Le sérum a été utilisé pour réaliser des tests ELISA afin de détecter les

anticorps contre l’EJ présents. 643 sérums de porcs ont été testés.

36

La carte ci-dessus (fig. 6) montre la répartition géographique des provinces (en jaune) dans

lesquelles les prélèvements ont été réalisés au Nord du Vietnam.

b) Méthodes d’analyse des données : estimation de forces d’infection

i. Détermination de différentes périodes

L’objectif était de mettre en évidence des différences de circulation du virus de l’EJ en fonction

de la période de l’année, et de quantifier ces différences à l’aide du calcul d’un paramètre, tel

que la force d’infection. De manière à identifier les périodes durant lesquelles le niveau de

circulation du virus diffère, la période d’étude a été découpée en séquences de 15 jours. On

considère chaque quinzaine comprise dans la période pendant laquelle les porcs de la cohorte

Figure 6 : Carte des provinces de prélèvements au Nord du Vietnam, les provinces figurées en jaune correspondent aux provinces visitées lors de la campagne


37

étudiés étaient réceptifs, i.e. entre le 1ier juillet 2009, et le 30 septembre 2010. Des quinzaines

chevauchantes ont été considérées, une quinzaine se distinguant de la suivante par décalage

d’un pas de un jour dans le temps.

Pour chaque porc, on s’intéresse à la période au cours de laquelle il a pu acquérir une infection

due au VEJ, c’est-à-dire de la perte des anticorps maternels (à l’âge de 80 jours, d’après les

résultats de la partie I.A.1.) à la date de prélèvement. Cette période est considérée comme

étant la période de sensibilité du porc. Pour chaque quinzaine, le nombre de porcs réceptifs

pendant l’intégralité de la quinzaine a été comptabilisé, puis, le pourcentage de porcs testés

positifs de cet effectif a été calculé. L’objectif était de mettre en évidence des variations de

taux de séropositifs en fonction des quinzaines de l’année. Les porcs ayant rarement été

exposés uniquement pendant la quinzaine considérée, un « poids » leur est attribué, cela

permet de prendre en compte le fait qu’un porc ayant vécu plus vieux a plus de chance de

s’être infecté lors d’une autre quinzaine. Le poids correspond au rapport entre « temps passé

dans la quinzaine = 15 jours » et « temps total de la période de sensibilité ». Le calcul du taux

de séropositifs pour une quinzaine est réalisé en tenant compte du poids de chaque porc.

Le travail réalisé dans cette partie est exploratoire, cette méthode est une première approche.

Elle a permis de distinguer deux périodes de l’année, durant lesquelles les taux de séropositifs

observés étaient significativement différentes. Ceci traduit des niveaux de circulation

variables du virus de l’EJ, imputable à la saison. La suite de l’étude a caractérisé plus

précisément les niveaux de circulation du virus en fonction des périodes déterminées. Pour ce

faire les porcs ont été séparés en deux sous-cohortes :

-cohorte A : porcs ayant vécu au moins un jour à l’état réceptif pendant la période de forte

circulation du virus

-cohorte B : porcs n’ayant vécu à l’état réceptif que pendant la période de faible à moyenne


ii. Comparaison des séroprévalences des sous-cohortes A et B

Pour comparer les séroprévalences de ces deux sous-cohortes, on considère les variables :

-appartenance à la sous-cohorte A/B

-statut sérologique

Pour tester l’indépendance de ces deux variables un test du χ2 a été utilisé. Dans le cas où les

deux variables sont significativement associées, le calcul d’un Odds Ratio permettrait de

38

quantifier l’augmentation de risque d’avoir été infecté en fonction de l’appartenance à une

sous-cohorte.

iii. Caractérisation de la période de faible circulation du virus de l’EJ

L’objectif était de considérer les porcs qui ont été réceptifs au virus uniquement pendant la

période où le virus a très peu circulé, pour estimer une force d’infection au moment où la

circulation du virus est la plus basse. De manière à avoir un effectif suffisant, la cohorte des

porcs qui a été réceptif au virus pendant la période où la circulation du virus était faible à

moyenne a été considérée (cohorte B).

En agrégeant les porcs concernés par classe d’âge en mois, la séroprévalence des porcs a pu

être exprimée en fonction de classes d’âge. Un modèle catalytique de Muench (Muench, 1934)

a ainsi été ajusté sur ces données, et a permis d’estimer une force d’infection relative à cette

période, de la même manière que dans la partie précédente (I.B.2.).

iv. Caractérisation de la période de forte circulation du virus de l’EJ

Pour avoir une estimation précise de la force d’infection relative à cette période, il faudrait

considérer les porcs ayant été réceptifs que pendant cette période. Or les périodes de forte

circulation du virus étant courtes, il n’y a pas de porc dans la cohorte qui remplisse ce critère.

Pour étudier cette période, tous les porcs ayant été réceptifs au virus au moins un jour

pendant la période de forte circulation de l’EJ ont été considérés (cohorte A).

Dans cette partie les hypothèses suivantes ont été faites : la force d’infection relative à la

période de forte circulation du virus est considérée constante durant cette période (hypothèse

1) ; la force d’infection en dehors de cette période est supposée négligeable par rapport à la

force d’infection de cette période (hypothèse 2).

Selon l’hypothèse 2, la durée d’exposition d’un porc de la cohorte A correspond au nombre

de jours passés dans la période de forte circulation du virus et non à sa durée de vie totale (i.e.

son âge). Ceci est une simplification de la réalité qui est nécessaire ici pour l’estimation de la

force d’infection.

Dans le cadre des hypothèses considérées (hypothèses 1 et 2), une force d’infection relative

à cette période a été estimée, en modélisant la séroprévalence en fonction de la durée

d’exposition par le modèle catalytique de Muench (Muench, 1934) comme précédemment.

39

4. Méthode de comparaison des résultats obtenus

Les forces d’infection estimées par le modèle correspondent à la valeur qui permet au mieux

au GLM de s’ajuster aux données. Comme nous n’avons pas trouvé de test paramétrique

permettant de comparer ces valeurs, nous avons comparé les recouvrements des intervalles

de confiance, et si deux intervalles de confiance étaient distincts, alors les forces d’infection

concernées étaient significativement différentes.

C. Modélisation de la prévalence des porcs en fonction de données météorologiques

au Nord Vietnam

1. Ajustement du modèle

Les données climatiques utilisées sont celles collectées par la station 488200 VVNB située à

Hanoi, Vietnam (coordonnée géographique : Nord 21.01°, Est 105.48°, altitude 6 m).

Pour caractériser l’association entre le statut sérologique des porcs et la température pendant

leurs jours de vie au statut réceptif, une variable degré jour a été construite. Le degré jour est

une mesure empirique utilisée pour calculer l'accumulation de chaleur qui sert à estimer la

durée d'un développement biologique, il est couramment utilisé en entomologie par exemple

(Pruess, 1983), (Bonhomme, 2000).

Le calcul de cette variable a nécessité de déterminer une température de base, en dessous de

laquelle il n’y a pas de développement. Ici nous considérerons la température de base des

moustiques du genre Culex, qui sont les principaux vecteurs de l’EJ, cette température est

estimée à 15 degrés Celsius (Kunkel et al., 2006). Pour un jour donné, le degré jour DJ a pour

valeur : 𝐷𝐽 =𝑇𝑚𝑎𝑥 + 𝑇𝑚𝑖𝑛

2− 𝑇𝑏𝑎𝑠𝑒 (3)

Tmax : température maximale de la journée

Tmin : température minimale de la journée

Tbase : température de base

La variable degré jour pour une période correspond à la somme du degré jour de tous les jours

considérés. Pour un porc donné, la variable degré-jour correspond à la somme des degrés-

jours pendant sa vie à l’état réceptif, c’est-à-dire après la perte des anticorps maternels à l’âge

de 80 jours et jusqu’au prélèvement. Cette variable permet à la fois de prendre en compte

l’âge du porc, et la température au cours de sa vie.

40

Un modèle ajusté sur les données a été construit, liant la séroprévalence des porcs à leur

variable degré-jour respective. Le modèle utilisé était un modèle additif généralisé (GAM, pour

« Generalized Additive Model » en anglais), qui permet de modéliser les corrélations non

linéaires (Liu, 2008). En effet l’évolution de la séroprévalence en fonction du nombre de

degrés-jours n’est pas linéaire, car la séroprévalence est bornée entre 0 et 1, tandis que les

degrés-jours sont théoriquement compris entre 0 et +∞, la borne supérieure dépendant de

l’âge des porcs et de la température journalière au cours de leur vie. Il y a donc saturation

lorsque la séroprévalence approche de 1. Cette évolution ne pouvait pas être modélisée

directement par un modèle linéaire, c’est pourquoi nous avons utilisé un GAM pour modéliser

cette évolution. La variable à expliquer est la séroprévalence des porcs, c’est une variable

binaire, elle a une distribution binomiale. La variable explicative est le degré-jour. Une

fonction logit est utilisée en tant que fonction de lien.

Le modèle a été validé par validation croisée pour éviter le « sur-ajustement » au jeu de

données : la cohorte a été séparée aléatoirement en deux sous cohortes, l’une permettant

d’estimer les paramètres du modèle, l’autre servant à prédire la probabilité de séropositivité

en fonction des degrés-jours. Cette simulation a été réalisée 100 fois. Pour chaque simulation

la courbe ROC (« Receiver Operating Characteristic »), correspondant à la sensibilité du

modèle (c’est-à-dire la capacité à prédire la séropositivité d’un individu, s’il est vraiment

séropositif) en fonction de 1-spécificité (la spécificité du modèle correspondant la capacité à

prédire la séronégativité d’un individu, s’il est vraiment séronégatif), a été tracée, et l’aire sous

cette courbe (AUC) est calculée. L’AUC permet de donner une indication sur la performance

du modèle, elle correspond à la probabilité qu’un individu séropositif soit plus probablement

classé séropositif par le modèle qu’un individu quelconque (Hanley, McNeil, 1982).

2. Utilisation du modèle prédictif

Une fois le modèle validé, il a été utilisé pour prédire la probabilité pour un porc d’être

séropositif en fonction de sa date de naissance et de son âge au prélèvement. Pour réaliser

cette simulation des données de degrés-jours moyennés sur 10 ans (de 2006 à 2015) ont été

utilisées. La simulation a été réalisée pour des porcs qui seraient nés au début de chaque mois

de l’année (de janvier à décembre), et pour différentes classes d’âge : 4, 5, 6, 7 et 8 mois. On

a réalisé une simulation par date de naissance et par âge au prélèvement. Chaque courbe

41

correspond à une classe d’âge différente. Par exemple, pour les porcs qui ont 4 mois au

prélèvement, douze simulations sont réalisées, une par mois de naissance considéré. Ces

douze points permettent d’obtenir une courbe, décrivant l’évolution de la probabilité pour un

porc d’avoir été précédemment infecté en fonction de sa date de naissance sachant qu’il a été

prélevé à l’âge de 4 mois.

42

43

III. RESULTATS


Cambodge, dans deux types de paysages

1. Résultats de la campagne de prélèvements

Au total 617 prises de sang ont été réalisées dans 41 fermes différentes. Les échantillons ont

été analysés par IHA. Sur les 616 individus analysés (car un échantillon ne présentait pas de

sérum) 54 ont été testés positifs en anticorps contre le VEJ, la séroprévalence globale est de

0.088 et l’intervalle de confiance (IC) à 95% : [0.066 ; 0.11], soit 88 animaux pour 1000 qui

avaient été précédemment infectés.

Tableau I : Résultats de la campagne de prélèvements, séroprévalence globale

Nombre de fermes visitées

Nombre total de

prélèvements analysés

Nombre moyen de prélèvements par ferme

Nombre d’individus séropositifs

Séroprévalence Intervalle de confiance(a)

41 616 15,05 (min : 6, max : 43) 54 0,088 +/- 0,022

(a) Intervalle de confiance à 95%

Sur l’ensemble des animaux prélevés, pour 8 individus l’âge est inconnu et pour 75 adultes

l’âge n’est pas précisément connu. Pour les 535 autres, l’âge moyen est de 228 jours (7,6

mois). La normalité des données est vérifiée.

La carte (fig. 7) résume les résultats de la campagne de prélèvements de volailles domestiques.

Un diagramme par ferme est représenté, le diagramme a une taille proportionnelle au nombre

de prélèvements réalisés dans la ferme : le nombre minimal de prélèvements était 6, le

maximum 43. Pour préserver la clarté de l’information représentée, les poules et les canards

ne sont pas différenciés sur les diagrammes. Pour chaque diagramme sont donc représentés

en rouge la proportion d’animaux séropositifs, et en marron la proportion d’animaux

séronégatifs dans l’échantillon prélevé dans la ferme.

44

2. Analyses univariées

Pour l’analyse univariée, un test du χ2 a été utilisé pour tester l’association entre la variable

statut sérologique et les variables d’intérêt. Le test « chisq.test » du logiciel R a été utilisée.

Pour chaque variable, le test du χ2 est réalisé en considérant l’hypothèse nulle : « il n’existe

pas d’association statistique entre la variable considérée et la variable statut sérologique ».

En fonction de la valeur de χ2 obtenue, l’hypothèse nulle est rejetée ou non.

a) Variable classe d’âge

Les animaux ont été classés en deux catégories, les jeunes ont moins de douze mois, les

adultes ont douze mois et plus.

Tableau II : Séroprévalence des jeunes et des adultes

Espèces Effectifs Nombre de positifs Séroprévalence Intervalle de confiance(a)

jeunes 417 28 0,067 +/- 0,024

adultes 192 26 0,13 +/- 0,048


Kandal

Kratie

Mondolkiri

Figure 7: Carte des résultats de la campagne de prélèvements, montrant la proportion d’oiseaux domestiques séropositifs et séronégatifs par ferme


45

Le tableau II montre les séroprévalences par classe d’âge. Le χ2 obtenu a pour valeur 6,76, le

nombre de degrés de liberté est 1, l’hypothèse nulle peut être rejetée au seuil de 0,01, les

données récoltées montrent une association statistique entre la classe d’âge et le statut

sérologique.

b) Variable espèce

Des poulets et des canards ont été prélevées au cours de la campagne de prélèvements.

Tableau III : Séroprévalence des poulets et des canards

Espèces Effectifs Nombre de

positifs Séroprévalence

Intervalle de confiance(a)

Poulets 413 34 0,082 +/- 0,026

Canards 203 20 0,098 +/- 0,040


Le tableau III montre les séroprévalences par espèce. Le χ2 obtenu a pour valeur 0,27, le

nombre de degrés de liberté est 1, l’hypothèse nulle ne peut pas être rejetée. Les résultats de

l’étude ne permettent pas de mettre en évidence de différence significative de statut

sérologique pour le virus de l’EJ entre les poulets et les canards.

c) Variable province

Les prélèvements ont été réalisés dans trois provinces. Pour rappel, Kandal est une province

représentative d’une zone au paysage dominé par les rizières. Tandis que Mondolkiri est une

zone au paysage dominé par la forêt, Kratie étant une zone intermédiaire.

Tableau IV : Séroprévalence des poulets et des canards par province

Provinces Nombre

d’animaux Nombre de

positifs Séroprévalence

Intervalle de confiance(a)

Kandal (rizières) 296 24 0,081 +/- 0,031

Mondolkiri (forêts) 41 5 0,12 +/- 0,10

Kratie (intermédiaire) 279 25 0,090 +/- 0,033 (a) Intervalle de confiance à 95%

46

Le tableau IV détaille les séroprévalences des animaux par province. Le χ2 obtenu a pour valeur

0,78, le nombre de degrés de liberté est 2. L’hypothèse nulle ne peut pas être rejetée au seuil

0,05. Les résultats de l’étude ne permettent pas de mettre en évidence de différence

significative de statut sérologique entre les trois provinces de prélèvements.

d) Variable pourcentage de rizières

La variable pourcentage de rizières correspond au pourcentage de surface recouverte par des

rizières dans un rayon d’un kilomètre autour de la ferme. Pour réaliser un test

d’indépendance, la variable pourcentage de rizières est discrétisée. Dans la première

catégorie sont inclus les individus situés dans des fermes dont moins de 50% de la surface

dans un rayon d’un kilomètre correspond à des rizières. Dans la deuxième catégorie sont inclus

les individus situés dans des fermes dont plus de 50% de la surface dans un rayon d’un

kilomètre correspond à des rizières.

Tableau V : Statut sérologique des poulets et des canards en fonction du pourcentage de rizière dans un rayon d’un kilomètre

Pourcentage de rizière

Nombre de

fermes

Nombre d’animaux

Nombre de séropositifs


<50% 16 186 12 0.064 +/- 0.043

>50% 25 430 42 0.098 +/- 0.023 (a) Intervalle de confiance à 95%

Le degré de liberté est 1, la valeur du χ2 est 1,39. L’hypothèse nulle ne peut pas être rejetée,

le jeu de données ne permet pas de mettre en évidence de différence statistiquement

significative.

3. Analyse multivariée

Un modèle linéaire mixte généralisé (GLMM pour « Generalized Linear Mixed Model » en

anglais) est ajusté sur les données de la cohorte de 616 individus. La variable à expliquer est

la séroprévalence des poulets et des canards, sa distribution est binomiale. Les variables

explicatives intégrées dans le modèle sont : la classe d’âge, l’espèce, la ferme, le pourcentage

de rizières autour de la ferme, la présence de porcs dans la ferme. A la variable ferme, un effet

aléatoire et fixe est attribué. La fonction de lien est une fonction logit.

47

Tableau VI : Paramètres du GLMM

Variable Estimation Ecart type P-value

Ordonnée à l’origine

-3,28 1,35 0,016

Classe d’âge (réf =jeune)

-0,80 0,45 0,077

Espèce (ref=canard)

-0,046 0,55 0,93

Rizière 0,72 1,52 0,63 Porc -0,29 0,85 0,73

Le tableau VI répertorie les estimations des paramètres attribués à chaque variable. Aucune

corrélation significative n’est mise en évidence par le GLMM entre le statut sérologique des

individus et les variables explicatives.

48

4. Résumé de l’analyse et conclusions partielles

Ce qu’il faut retenir sur l’exposition au VEJ des volailles domestiques :

Figure 8 : Graphique récapitulatif de l'analyse univariée

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

Séroprévalences en EJ des groupes d'individus

Cette partie a eu pour objectif de décrire la prévalence de l’exposition au VEJ des volailles

domestiques, et de déterminer les facteurs de risque lié à l’exposition au VEJ.

La séroprévalence des oiseaux domestiques prélevés était de 8,8%. Le graphique (fig. 8)

résume les résultats obtenus suite à l’analyse univariée. On observe une association

statistique significative uniquement entre la variable statut sérologique et la variable âge.

Le cas contraire témoignerait d’un problème d’échantillonnage des données.

Bien qu’il n’y ait pas d’association significative entre la variable province (vert foncé sur la

figure 8) et la séroprévalence des animaux, il est remarquable que la plus forte

séroprévalence soit décrite en zone forestière, là où on s’attendrait à trouver peu ou pas

d’EJ. Ce résultat va à l’encontre du dogme de l’EJ, considérant l’EJ comme maladie des

rizières, l’irrigation des champs de riz constituant un facteur de risque majeur (Surtees,

1970). Le résultat obtenu bien que non significatif justifierait la mise en place d’une étude

de la circulation du VEJ en zone forestière.

Les canards montrent une séroprévalence plus élevée que les poulets, sans différence

significative. Dans la zone de prélèvements, les canards sont élevés pour la ponte, tandis

que les poulets sont élevés pour la viande. A part les poulets reproducteurs, les poulets

de chair ont une durée de vie plus courte que les canards. Ceci pourrait être un premier

argument en faveur d’une séroprévalence plus élevée chez les canards. Enfin, les canards

avaient généralement un accès à l’extérieur contrairement aux poulets. Ils étaient parfois

en liberté dans les rizières alentours. Lorsqu’ils étaient en enclos, des eaux stagnantes

étaient présentes dans leur enclos. On peut supposer qu’avec des échantillons plus

importants, une différence significative pourrait être mise en évidence.

49

B. Estimation de forces d’infection au VEJ des porcs, en zone endémique, le Cambodge,

et en zone épidémique, le Nord Vietnam

1. Résultats de l’estimation de l’âge moyen de perte d’anticorps maternels chez

les porcelets

En moyenne les porcelets deviennent séronégatifs à l’âge de 81,90 jours, avec une variabilité

importante entre tous les porcs (Écart type : 17,15 jours) et entre les porcs d’une même

cohorte (Écart type : 11,65 jours). La variabilité étant forte sur l’échantillon étudié, pour

simplifier nous avons considéré pour le reste de l’étude, l’âge de début de sensibilité des

porcelets au VEJ à 80 jours.

2. Résultats des estimations de forces d’infection au Cambodge et au Nord du

Vietnam

a) Estimation d’une force d’infection en zone endémique, le Cambodge

L’âge moyen des porcs de la cohorte était de 129 jours (4,3 mois), écart type : 3,3, intervalle :

de 20 jours à 12 mois). Parmi les 505 porcs prélevés, ceux âgés de moins de 80 jours sont

exclus de l’étude ; des anticorps maternels pourraient avoir persisté dans leur sérum, ils ne

seraient pas réceptifs au virus. Les 308 porcs inclus ont été agrégés par classe d’âge (en mois).

Les données ont été modélisées par le modèle catalytique de Muench.

Figure 9 : Modélisation (courbe) de l’évolution de la séroprévalence en fonction de classes d’âge, à partir de données de séroprévalence (points) de porcs prélevés au Cambodge,

graphique réalisé avec R

50

La modélisation via l’ajustement du modèle linéaire généralisé est représentée sur la figure 9.

Les résultats du modèle linéaire généralisé montrent une association significative entre la

séroprévalence des porcs, et la durée d’exposition (p<2,10-16).

L’ordonnée à l’origine estimée par le modèle permet de déduire une force d'infection au

Cambodge :

λ = 0,023 jour-1 avec l'intervalle de confiance suivant : [0,021 ; 0,025] soit une probabilité

d’infection quotidienne des porcs de 2,3%.

b) Estimation de forces d’infection en zone épidémique, le Nord Vietnam

i. Résultats de détermination de différentes périodes

Le résultat du calcul des taux de séropositifs par quinzaine de l’année tenant compte du poids

attribué aux porcs est présenté dans la figure 10.

Période de faible à moyenne circulation du virus Période de forte circulation du virus

Figure 10 : Taux de porcs séropositifs, réceptifs pendant la quinzaine considérée, en fonction des

quinzaines de l’année, entre juillet 2009, et août 2010


51

Pour rappel, cette méthode est une première approche, elle a permis de distinguer deux types

de période par observation de la figure 10 :

-les périodes où les taux de séropositifs sont élevés

-la période où les taux de séropositifs sont moyens à faibles

Pour déterminer les périodes on considère les intervalles de confiance des taux de séropositifs

par quinzaine. Deux périodes distinctes, durant lesquelles les taux de séropositifs des porcs

considérés sont supérieurs à 0,8, sont identifiables (en rouge sur la figure 10). Ces périodes

correspondent à des périodes de forte circulation du virus. La période où le taux de séropositifs

par quinzaine est inférieur à 0,7 est considérée comme la période de moyenne à faible

circulation du virus (en vert sur la figure 10). Pour caractériser la période de faible circulation

du virus, il faudrait prendre une valeur seuil plus basse que celle choisit, mais 0,7 est la valeur

la plus basse qui permet de conserver un effectif de porcs suffisant pour réaliser les

modélisations à suivre.

ii. Comparaison des séroprévalences des deux cohortes selon leur période

d’exposition

Dans cette partie, on a considéré les deux sous-cohortes A et B : la cohorte A comprend les

porcs qui ont vécu au moins un jour à l’état réceptif pendant la période de forte circulation du

virus ; la cohorte B correspond aux porcs qui ont vécu à l’état réceptif uniquement pendant la

période de faible à moyenne circulation du virus. Les effectifs de chaque cohorte et les

séroprévalences sont récapitulés dans le tableau VII.

Tableau VII : Séroprévalence des porcs des sous-cohortes A et B

Cohortes Effectifs Nombre de séropositifs


A 397 326 0.82 +/- 0,038

B 181 50 0.28 +/- 0,065


Un test du χ2 a été utilisé pour tester l’indépendance des variables : appartenance à la cohorte

A/B, et statut sérologique. C’est-à-dire que la probabilité d’être séropositif est

significativement différente entre les individus de la cohorte A et ceux de la cohorte B. Le

52

nombre de degré de liberté est 1. Le χ2 obtenu a pour valeur 159.99 (p<2,2*10-16), l’hypothèse

nulle peut être rejetée au seuil 0,01.

Les deux variables sont associées. Le calcul d’un Odds Ratio (OR) permet de quantifier cette

association. La cohorte B constitue le groupe de référence, on estime l’augmentation de

risque pour la cohorte A par rapport à la cohorte B.

On obtient : OR = 12, ce qui signifie que le risque d’avoir été infecté par l’EJ est 12 fois plus

élevé pour les porcs ayant été réceptifs pendant la période de forte circulation du virus, par

rapport à ceux n’ayant été réceptifs que pendant la période de faible à moyenne circulation

du virus.

iii. Estimation de la force d’infection pour la période de faible à moyenne


On considère tous les porcs n’ayant été réceptifs au virus de l’EJ que pendant une période de

faible circulation du virus (période pendant laquelle le taux de séropositifs est inférieur à 0,7).

Ces porcs sont agrégés par classe d’âge d’un mois. L’évolution de la séroprévalence est

modélisée en fonction des classes d’âge des porcs grâce au modèle catalytique de Muench

(équation (1)).

Les 181 porcs de cette catégorie étaient en moyenne âgés de 148,50 jours (4,9 mois), écart

type : 23,08 jours.

53

Le modèle linéaire généralisé ajusté sur ces données (fig. 11) montre une association

significative entre la séroprévalence et l’âge des porcs (p<2*10-16). La force d’infection estimée

dans ce contexte a pour valeur 0,0047 jour-1 et pour intervalle de confiance [0,0041 ; 0,0054],

soit une probabilité d’infection quotidienne des porcs de 0,47%.

iv. Estimation de la force d’infection pour la période de forte circulation du

virus

L’étude de cette période est réalisée en prenant en compte tous les porcs ayant été réceptifs

au moins un jour pendant la période de forte circulation du virus. 397 porcs de la cohorte

remplissent ce critère, ils ont en moyenne 166 jours (5,5 mois), écart type : 29,49 jours.

La séroprévalence des porcs ayant été réceptifs au moins un jour pendant la période de forte

circulation est maintenant représentée en fonction du temps d’exposition. On considère dans

cette partie que les hypothèses 1 et 2 sont vérifiées [la force d’infection relative à la période

de forte circulation du virus est considérée constante (hypothèse 1). La force d’infection en

dehors de cette période est supposée négligeable par rapport à la force d’infection de cette

Figure 11 : Modélisation (courbe) de la séroprévalence des porcs ayant été réceptifs uniquement pendant la période de faible à moyenne circulation du virus en fonction de leur classe d’âge, à

partir de données de séroprévalence (points) de porcs prélevés au Nord du Vietnam


54

période (hypothèse 2)]. Le temps d’exposition correspond ainsi au temps passé par un porc

dans la période de forte circulation alors qu’il était réceptif.

Les données sont agrégées en classes, chaque classe correspond à un intervalle de dix jours

d’exposition.

Le modèle linéaire généralisé ajusté sur ces données (fig. 12) montre une association

significative entre la séroprévalence et la durée d’exposition des porcs (p<2*10-16). La force

d’infection estimée dans ce contexte a pour valeur 0.036 jour-1 et pour intervalle de confiance

[0,034 ; 0,039], soit une probabilité d’infection quotidienne des porcs de 3,64%.

Figure 12 : Modélisation (courbe) de la séroprévalence des porcs, ayant été réceptifs au moins un jour pendant la période de forte circulation du virus, en fonction de leur durée d’exposition, à

partir de données de séroprévalence (points) de porcs prélevés au Nord du Vietnam


55

3. Comparaison des résultats obtenus et conclusions partielles

Tableau VIII : Récapitulatif des forces d'infection estimées

Localisation Période Effectif de porcs Force d’infection

estimée Intervalle de confiance(a)

Cambodge (tropicale)

- 308 0,023 jour-1 [0,021 ; 0,025]

Nord du Vietnam (subtropicale)

Forte circulation 397 0,036 jour-1 [0,034 ; 0,039]

Nord du Vietnam (subtropicale)

Faible/moyenne circulation

181 0,0047 jour-1 [0,0041 ; 0,0054]


Ce qu’il faut retenir de l’estimation de forces d’infection des porcs au VEJ au Cambodge et au

Nord Vietnam :

Cette partie a eu pour objectif d’estimer des forces d’infection au VEJ des porcs, en zone

tropicale, le Cambodge, et en zone subtropicale le Nord Vietnam. Les résultats obtenus en

zone subtropicale montrent des forces d’infection significativement différentes entre la

période de forte circulation et de faible circulation du VEJ au Nord Vietnam (intervalles de

confiance distincts). De plus la force d’infection estimée en période de forte circulation

est environ 8 fois supérieure à celle estimée en période de faible circulation.

Enfin la force d’infection estimée en zone tropicale a une valeur intermédiaire par rapport

aux deux précédentes, et est significativement différente de celles-ci.

Ceci est en cohérence avec ce qui était attendu. Le travail réalisé dans cette partie

constitue une étape préliminaire, la suite de ce travail correspondra à la construction d’un

modèle dynamique, du type SIR.

56

C. Modélisation de la prévalence de l’exposition au VEJ des porcs en fonction de

données météorologiques au Nord Vietnam

1. Ajustement du modèle

La figure 13 montre l’évolution de l’effet appliqué à la variable degré-jour en fonction des

degrés-jours. Cette figure met en évidence le caractère non linéaire (courbe noire comparée

à la droite rouge) de la relation entre la séroprévalence et les degrés-jours. Ceci justifie de

l’utilisation d’un modèle additif généralisé.

Le modèle a été validé par validation croisée pour éviter le « sur-ajustement » au jeu de

données. Le modèle sélectionné présente un AUC moyen de 0,76, ce qui signifie que dans 76%

des cas le modèle attribuera une plus forte probabilité d’être séropositif à un individu

séropositif qu’à un individu séronégatif.

Figure 13 : Courbe représentant l’effet appliqué au degré-jour par le modèle en fonction du nombre de degrés-jours


57

2. Utilisation du modèle

À l’aide du modèle ajusté, une simulation est réalisée permettant d’estimer la probabilité pour

un porc de s’infecter au cours de sa vie en fonction de sa date de naissance et de sa durée de

vie.

On observe que plus les porcs vivent longtemps (courbe violette par rapport à courbe rouge

par exemple), plus la probabilité de s’infecter au cours de leur vie est élevée, quelle que soit

la période de l’année où ils naissent. Cependant l’écart des probabilités se resserrent pour les

porcs qui naissent à la fin de l’hiver (février, mars, avril), par rapport à ceux qui naissent

pendant la deuxième partie de l’année (après juillet). Les porcs qui naissent à la fin de l’hiver,

deviendront réceptifs environ 80 jours après leur naissance, soit lors de la période de forte

circulation du virus, ces porcs auront de forte probabilité de s’infecter, quelle que soit leur

durée de vie. Tandis que les porcs qui naissent pendant l’été et après, sont sous protection de

leurs anticorps maternels pendant la période de forte circulation du virus, la probabilité qu’ils

s’infectent au cours de leur vie est donc très dépendante de l’âge.

Figure 14 : Prédiction de la probabilité pour un porc d’être infecté par l’EJ au Nord du Vietnam en fonction de sa date de naissance et de sa durée de vie


58

3. Conclusion partielle

Ce qu’il faut retenir de la modélisation de la séroprévalence des porcs en VEJ au Nord

Vietnam :

Cette partie a eu pour objectif de construire un modèle permettant de prédire la

séroprévalence des porcs, en fonction de données météorologiques au Nord Vietnam.

On observe que parmi les porcs de 8 mois nés entre juillet et septembre, moins de 80%

auront déjà été exposés au VEJ (fig. 14). Cela signifie que plus de 20% d’entre eux n’ont

pas encore été infectés par l’EJ, et restent réceptifs à l’infection. Les porcs étant mis à la

reproduction à l’âge de 8 mois, 20% d’entre eux pourront présenter des troubles de la

reproduction dus à l’infection par le VEJ.

59

IV. DISCUSSION

A. Les résultats de l’étude au Cambodge montrent que le virus de l’EJ circule chez les poulets

et les canards. Les niveaux de séroprévalence sont globalement plus faibles que ceux observés

chez les porcs, 8,8% des oiseaux prélevés avaient été précédemment infectés. Cependant,

contrairement au porc, la durée de persistance des anticorps contre l’EJ chez les poulets et les

canards n’est pas connue, on peut imaginer que chez ces espèces, les individus s’infectent, les

anticorps persistent pendant une durée indéterminée, puis les individus redeviennent

réceptifs jusqu’à l’infection suivante. Ceci pourrait être responsable de variation dans les

niveaux de séroprévalences détectés. Bien qu’aucune différence significative n’ait pu être

mise en évidence entre les différents paysages, nos résultats ont mis en évidence une

circulation du virus dans des zones où la riziculture est absente. Ces résultats s’ajoutent à ceux

mettant en évidence la circulation du virus en zone urbaine et périurbaine (Lindahl et al., 2013)

et suggèrent que le virus de l’EJ pourrait circuler dans des zones sans rizière, où les hôtes

considérés comme réservoirs de l’EJ (le grand héron, Nycticorax nycticorax et l'égrette Egretta

intermdeia) sont absents. Le dogme existant sur l’EJ, consistant à considérer que le réservoir

de la maladie est constitué par ces deux oiseaux aquatiques, et ne reposant que sur très peu

de publications ((BUESCHER et al., 1959) dernières études de terrain, 1959), semblerait

largement simplifier la réalité. Il doit donc, non seulement, y avoir d’autres hôtes de

persistance, et notamment des espèces domestiques, pour le VEJ, mais en plus des conditions

environnementales moins restrictives qu’on ne le pense. La circulation de l’EJ ne se limite donc

pas aux zones rurales de riziculture. Ces résultats sont en faveur de la grande diversité d’hôtes

intervenant dans la propagation et la persistance du virus. Le contrôle de l’EJ semble par

conséquent très difficile à envisager, puisque nous ne sommes pas en mesure de maîtriser

tous les paramètres influençant et permettant la propagation du virus. La vaccination des

personnes à protéger reste la mesure de lutte la plus efficace pour diminuer l’incidence de la

maladie chez l’homme.

L’adaptation du virus de l’EJ a de nombreux paysages et l’implication de nombreux hôtes dans

le cycle de transmission du virus, permettent en partie d’expliquer l’accroissement de l’aire

de répartition géographique du virus, avec par exemple une circulation s’étant étendue au

Nord de l’Australie (Hurk et al., 2009). On ne s’attend pas à ce que ce phénomène s’atténue,

au contraire. Les arbovirus ont fait l’objet de réémergence ces dernières années, en

60

accroissant leur aire de répartition géographique. L’introduction et l’établissement de ces

virus dans de nouvelles zones a plusieurs causes (Gould, Higgs, 2009) :

1/ les déplacements mondiaux qu’ils aient pour objet, le commerce ou des voyages, peuvent

être responsables de l’introduction de virus dans des zones géographiques indemnes

2/ le changement climatique a un impact direct sur la répartition des vecteurs (Epstein, 2001)

3/ les déplacements migratoires des oiseaux contribuent à propager certains virus à grandes

distances.

Dans certains cas, de simples mutations du génome, peuvent faciliter l’adaptation du virus à

de nouveaux vecteurs, c’est le cas du virus Chikungunya.

Pour toutes ces raisons, on peut s’interroger, à plus long terme, sur le risque d’émergence de

l’EJ en Europe, où les vecteurs, les hôtes réservoirs et amplificateurs sont présents. La

présence d’un grand nombre de moustiques de l’espèce Culex tritaeniorhynchus a été

enregistrée entre 2008 et 2013 dans des rizières en Grèce (Lytra et al., 2014). De l’ARN du

virus de l’EJ a été détectée dans des moustiques de l’espèce Culex pipiens collectés en Italie

en 2010 et 2011 (Ravanini et al., 2012).

C. Les différences de circulation saisonnière du VEJ dans la zone d’étude peuvent avoir des

conséquences pour l’élevage porcin. En effet le modèle prédictif a mis entre autre en évidence

le fait que les porcs naissant aux mois de juillet, août et septembre ont une probabilité

inférieure à 0.8 d’avoir été infectés par le virus à l’âge de 8 mois (fig. 14). Or l’âge de 8 mois

correspond en moyenne à l’âge de maturité sexuelle (entre 5 mois et demi et 9 mois (Hurnik,

1987)), et de mise à la reproduction. Cela signifie que plus de 20% des porcs naissant entre

juillet et septembre seront susceptibles de s’infecter après l’âge de 8 mois. Leur infection par

le VEJ pourra s’accompagner de troubles de la reproduction : les truies pourront avorter et/ou

donner naissance à des mort-nés, et les verrats pourront présenter une aspermie. Du point

de vue de l’éleveur ces arguments peuvent justifier la vaccination des porcs qu’il met à la

reproduction et qui sont nés entre juillet et septembre en zone subtropicale comme au Nord

du Vietnam. Ce qui n’est pas le cas au Cambodge, puisque tous les individus devraient avoir

été infectés avant l’âge de six mois.

61

B. La comparaison des dynamiques circulatoires du VEJ en zone tropicale et subtropicale a

permis de caractériser l’incidence du virus dans les différentes zones, ou à différentes

périodes, à l’aide de calcul de force d’infection chez les porcs. L’incidence de l’EJ est

significativement plus faible en zone subtropicale pendant la saison défavorable à la

circulation du virus qu’en zone endémique. Malgré la complexité du cycle de transmission de

l’EJ, et les nombreux hôtes impliqués, la voie de transmission majoritaire est vectorielle ; or le

développement et la vitesse de développement des vecteurs dépendent de la température et

de la disponibilité en eau. D’autre part la force d’infection estimée en zone subtropicale

pendant la saison favorable à la circulation du virus est significativement plus élevée que celle

estimée en zone endémique. En zone subtropicale, le virus circulant peu pendant la saison

défavorable, peu d’individus s’infectent, donc peu sont immunisés. Lorsque les conditions

météorologiques deviennent plus favorables au développement des vecteurs et donc à la

circulation de la maladie, on observe une circulation épidémique de la maladie caractérisée

par une force d’infection très élevée, car une grande partie de la population est réceptive et

peut s’infecter rapidement. Alors qu’en zone endémique les conditions sont toujours

favorables à la circulation du virus, la population réceptive s’infecte de manière continue, tout

au long de l’année, la force d’infection y est donc relativement plus faible. Ces résultats sont

en cohérence avec nos hypothèses de départ.

Enfin, au-delà des réponses apportées dans notre étude, les données obtenues ici serviront à

l’ajustement d’un modèle de circulation de l’EJ au Cambodge, réalisé par un doctorant en

modélisation, dans le cadre des projets SEAe (Southeast Asia encephalitis) et ComAcross

(Companion Approach for Cross-sectoral collaboration in health risks management in SEA).

Généralement le facteur limitant dans la construction d’un SIR en épidémiologie est les

données de terrain. Ces données permettent l’estimation de paramètres tels que la force

d’infection, indispensable au modèle pour que les prédictions soient le plus proche de la

réalité possible.

Le modèle qui sera construit permettra d’estimer l’impact que pourront avoir les différentes

mesures de prévention qui peuvent être mises en place, sur l’incidence de l’EJ chez l’homme.

De plus comme l’EJ est une pathologie peu connue de la population au Cambodge, des

mesures de sensibilisation et de prévention devraient avoir un impact, et permettre une prise

de conscience. C’est dans ce contexte qu’un jeu de rôle sur l’EJ est en train d’être construit

par ces modélisateurs dans le but d’informer la population sur les risques liés à la maladie, et

sur les principaux facteurs de risque.

62

Finalement le modèle général permettra de mieux comprendre les mécanismes

épidémiologiques et tester des stratégies de surveillance et de contrôle. Ce modèle sera

appliqué pour l’EJ mais pourra aussi de manière plus générale être utilisés pour des maladies

vectorielles qui posent des problèmes croissants, comme le virus Zika, qui est aussi un

Flavivirus.

Les résultats de cette étude ont été contraints par certaines limites :

A. Concernant l’étude réalisée au Cambodge, l’objectif initial était de réaliser une campagne

de prélèvements de sang sur des porcs et des oiseaux domestiques, dans trois types de

paysages : zone urbaine/péri-urbaine, zone rurale rizicole, zone rurale forestière. La

réalisation de cette campagne de prélèvements chez les porcs aurait permis d’estimer des

forces d’infection par zone grâce au modèle catalytique et de les comparer. Cette campagne

n’a pas pu être réalisée sur les porcs, car le NaVRI n’a pas été en mesure d’obtenir l’accord

des agriculteurs pour pénétrer dans les fermes porcines. Le travail de terrain a dû être

simplifié, et s’est concentré sur le prélèvement de sang de volailles domestiques, afin

d’évaluer leur exposition au VEJ, et comparer différents paysages.

Les prélèvements de sang réalisés au cours de cette campagne ont été testés pour plusieurs

Flavivirus : les sérotypes 2 et 3 du virus de la Dengue, le virus Zika, le virus Langat, et le virus

de l’EJ. Le résultat du test d’IHA a été considéré positif pour l’EJ, lorsque la réaction d’IHA était

plus importante pour le VEJ que pour les autres virus testés. Le test d’IHA étant peu sensible

pour différencier des virus du même genre Flavivirus, les résultats obtenus ont très

probablement conduit à une sous-estimation de la séroprévalence en EJ chez les oiseaux

domestiques au Cambodge. En effet 29% des animaux prélevés étaient séropositifs pour au

moins un des Flavivirus testés. C’est pourquoi il peut être difficile d’interpréter les résultats

dans ces conditions. Pour obtenir des résultats plus sûrs quant à la détection d’anticorps anti-

JE, il faudra analyser les échantillons par séroneutralisation, mais ceci implique un coût

financier supplémentaire.

B. Il est également important de noter que les données utilisées pour l’étude au Vietnam sont

issues d’une campagne de prélèvements réalisée dans le cadre de l’étude de l’épidémie due

au virus influenza H1N1 chez les porcs de 2009-2010. Le protocole d’échantillonnage suivi ne

permet pas d’obtenir un jeu de données optimal pour notre étude. En effet, pour ajuster un

63

modèle catalytique de Muench, il faudrait dans chaque sous-groupe étudié, un nombre

suffisant de classes d’âge et un nombre suffisant de porcs par classe d’âge. Dans le cas de la

période de faible à moyenne circulation du virus, le jeu de données a permis d’obtenir quatre

classes d’âge. Bien que les données de la littérature nous permettent d’utiliser avec certitude

un modèle catalytique pour modéliser ces données, et que les estimations de force d’infection

soient cohérentes, ajuster un modèle catalytique sur ces données n’est pas satisfaisant, la

force d’infection estimée pour cette période est, par conséquent, peu précise. De plus la

cohorte de porcs étudiée correspond à des porcs prélevés à l’abattoir, dont l’âge est estimé

en mois. La date de naissance est déduite de la date de prélèvements et de l’âge estimé. Ceci

introduit une incertitude au niveau de la période de sensibilité considérée pour chaque porc.

A cela s’ajoute l’incertitude liée à l’âge de perte des anticorps par les porcelets, qui a aussi un

impact sur la période de susceptibilité considérée. Il existe une forte variabilité de l’âge de

perte des anticorps maternels, comme l’a montré l’étude préliminaire sur 4 cohortes de

porcelets. L’âge de perte des anticorps maternels dépendrait très probablement de la prise

colostrale par les porcelets, de la qualité du colostrum, et du délai entre l’infection de la truie

par le virus de l’EJ et la mise bas (William F. Scherer et al., 1959a).

Enfin une récente publication met en évidence la potentielle transmission directe du virus

entre individus chez les porcs, sans passage par un vecteur (Ricklin et al., 2016). Il est

important de souligner que les forces d’infection estimées dans cette partie de notre étude

ne sont pas spécifiques d’un mode de transmission, car elles ne permettent pas de différencier

les infections par éventuelle transmission directe, des infections via un vecteur.

L’utilisation du modèle catalytique suppose que la force d’infection par unité de temps,

s’applique à toute la population et soit constante à tout instant (Hens et al., 2010). Pour notre

étude la force d’infection a été supposée constante pendant la période considérée. Il est peu

probable que dans la réalité, la variation de la force d’infection sur l’année soit modélisable

par une fonction discontinue, constante par palier. Cette méthode permet de mettre en

évidence et d’illustrer des tendances dans la variation de la force d’infection, mais doit sous-

estimer les valeurs extrêmes réelles. En réalité, la force d’infection doit varier progressivement

au cours du temps, pour atteindre des valeurs maximales et minimales pendant certaines

périodes. La construction et l’ajustement d’un modèle dynamique tel qu’un modèle SIR (SIR

pour « Suscpetible », « Infectious », « Removed ») permettra d’obtenir une meilleure

64

modélisation des phénomènes observés. La force d’infection serait modélisée par une

fonction dépendant du temps t, et de la température T.

67

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RUGET Anne-Sophie

Etude de facteurs influençant la circulation de l’Encéphalite Japonaise au Cambodge et

au Nord du Vietnam

Thèse d’Etat de Doctorat Vétérinaire : Lyon, 10 octobre 2016

RESUME :

L’Encéphalite Japonaise (EJ) est la première cause d’épidémies d’encéphalites chez l’Homme en Asie.

Le cycle épidémiologique de cette maladie, considérée comme maladie des rizières, implique des

moustiques, des oiseaux aquatiques et des porcs. Le rôle d’autres hôtes tels que les oiseaux domestiques

reste mal connu ; l’influence de facteurs environnementaux et météorologiques est connue mais peu

ou pas quantifiée.

L’objectif de cette étude était d’une part de décrire la prévalence de l’exposition au VEJ des oiseaux

domestiques dans différents paysages du Cambodge, et d’autre part de caractériser les différences de

circulation du virus de l’EJ en zone endémique (Cambodge) et épidémique (Nord du Vietnam) et les

conséquences en termes de recommandations pour les éleveurs de porcs.

Une campagne de prélèvements de sang chez des poules et des canards a été organisée dans

trois provinces du Cambodge, pour mesurer la séroprévalence en EJ chez ces espèces, et les différences

entre paysages (modèle linéaire mixte généralisé). Les résultats de campagne de prélèvements de sang

sur des porcs au Cambodge (505 sérums) et au nord-Vietnam (643 sérums) ont permis d’estimer des

forces d’infection en zones endémique et épidémique (modèle linéaire généralisé). En zone épidémique,

des données météorologiques ont été utilisées pour ajuster un modèle prédictif de la séroprévalence des

porcs (modèle additif généralisé).

La séroprévalence moyenne des 617 poules et canards prélevés au Cambodge était de 8.8%, de plus

nous avons observé que le virus circule en zone où la riziculture est absente. Les forces d’infection des

porcs estimées ont pour valeur 0.023 jour-1 au Cambodge, 0.036 jour-1 et 0.0047 jour-1 au Nord Vietnam

en période respectivement de forte et de faible circulation du virus. Au nord Vietnam, notre modèle

prévoit que plus de 20% des porcs naissant entre juillet et septembre soient encore réceptifs à

l’EJ à l’âge de la maturité sexuelle.

Notre étude montre que les oiseaux domestiques sont exposés au VEJ. De plus, les porcs naissant entre

juillet et septembre en zone épidémique devraient être vaccinés avant d’être mis à la reproduction

pour éviter tout trouble de la reproduction dû à l’EJ.

MOTS CLES : - Encéphalite Japonaise - Climat

- Porc - Paysage

- Volailles

JURY :

Président : Monsieur le Professeur Philippe Vanhems

1er Assesseur : Monsieur le Professeur Marc Artois

2ème Assesseur : Monsieur le Professeur Michel Pepin

Membre invité : Docteur Julien Cappelle

DATE DE SOUTENANCE : 10 octobre 2016

ADRESSE DE L’AUTEUR : 8 rue du Châtaignier des Dames 78210 St Cyr

Documents

Page 1 de couverture obligatoire - VetAgro Sup M. BUFF Samuel UP Biotechnologies et pathologie de la reproduction Maître de conférences M. BURONFOSSE Thierry UP Biologie fonctionnelle