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Détection « automatisée » de bouffées épidémiques à Salmonella : description du système du CNR, performances et perspectives. Philippe Bouvet CNR des Salmonella et Shigella , Unité BBPE. Salmonella / salmonelloses : contexte épidémiologique - PowerPoint PPT Presentation
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Séminaire CRC 05/12/01
Détection « automatisée » de bouffées
épidémiques à Salmonella : description du
système du CNR, performances et perspectives
Philippe BouvetCNR des Salmonella et Shigella,
Unité BBPE
Séminaire CRC 05/12/01
Salmonella / salmonelloses : contexte épidémiologique
- intérêt d ’une surveillance et d ’une alerte précoce
Analyse de séries chronologiques
Démonstration « statique » du système du CNR
Fil rouge : épidémie à Salmonella Infantis en cours
Performances
Perspectives
Démonstration avec les logiciels
Séminaire CRC 05/12/01
Samonelles / salmonelloses
Cause la plus fréquente de diarrhées aigües bactériennes
d ’origine alimentaire
incubation 12 à 36 heures - dose infectante - portage
Responsables de 80% des foyers de TIAC ( > 750 en 1995)
12.000 -15.000 cas recensés par le CNR chaque année MAIS
• toutes les souches ne sont pas envoyées au CNR
• tous les cas ne font pas l ’objet d ’une coproculture (5%)
25 % des cas hospitalisés
Coût estimé : France (1990) : 1,2 Milliards de F Etats-Unis (1987) : 1 Milliard de $ U.S.
Séminaire CRC 05/12/01
Transmission alimentaire :
Matières premières contaminées (œufs, viande
hâchée, fromages…)
Aliment contaminé par porteur sain (restauration
collective, familiale…)
Plus rarement Transmission inter-humaine (crèche, cas secondaires familiaux...)
Foyers de cas groupés (TIAC…)
Foyers communautaires diffus
Transmission des Salmonella
Animaux domestiques
VolaillesŒufs,
ovoproduits,pâtisserie
Viande hâchée
Reptiles
Produitslaitiers
Contamination inter-humaine secondaire
(par malades ou porteurssains)
Survenue d’une TIA à SalmonellaSI
Ingestion d’une quantité importantede bactéries viables (sauf chez lespersonnes dites « à risques »)
Origines de la multiplicationbactérienne : rupture de la chaînedu froid ou du chaud, contaminationscroisées…)
Circonstances de survenue chez l’homme des gastro-entérites provoquées par les Salmonella
Séminaire CRC 05/12/01
Surveillance des salmonelloses en France
Les objectifs: Documenter les tendances spatiales et
temporelles des sérotypes de Salmonella Détecter des épidémies locales, régionales,
nationales Suggérer des actions préventives Evaluer l’impact des mesures préventives Avoir connaissance d’une éventuelle
antibiorésistance.
Les moyens : CNR des Salmonella et Shigella (IP, Paris), InVS, DGS et ses services décentralisés (DDASS), DGAL et ses services décentralisés, DGCCRF et ses services décentralisés, AFSSA
SURVEILLANCEAnalyse des données de surveillance
Mois, semaineNational, régional, départemental
Notifications d ’épidémies
CENTRE NATIONAL DE REFERENCE
DES SALMONELLA ET DES SHIGELLA
Souches d’origine humaine
LABM
(1600)
Laboratoires hospitaliers (400)
INVENTAIRE ANNUEL (tendances)
EXPERTISE
RESEAU DE LABORATOIRES
Transmission journalière des informations
épidémiologiques des nouvelles souches sérotypées au CNR
InVS
DGSALERTE
Souches
(10 000 / an)
IDE
NT
IFIC
AT
ION Compte-rendus
( 6 000 / an )
Souches d’autres origines (aliments, animaux, environnement, eau)
AFSSA-LERHQA
Laboratoires de contrôle
alimentaire, vétérinaire, d’hydrologie,
RELEVES et souches
( 21 000 / an )
Séminaire CRC 05/12/01
Analyse de séries chronologiques (Time Series Analysis)
Analyse spectrale ou fréquentielle (Serfling)
Analyse temporelle (Box et Jenkins)
Techniques de régression de Poisson
MAIS Pré-requis (longueur de la série, nombre…) Chaque nouvelle donnée introduite influe sur le modèle et la prédiction (Serfling) Plusieurs hypothèses à tester Modélisation quelquefois impossible
Séminaire CRC 05/12/01
« Any one who tries to analyze a TS*, without plotting it first, is asking for
trouble » (Chatfield)
* TS = time series
Séminaire CRC 05/12/01
Le signal observé est la résultante de :
une tendance séculaire
un facteur cyclique (saisonnalité…)
un signal résiduel
Séminaire CRC 05/12/01
Série stationnaire + pics épidémiques
Salmonella Goldcoast
Série mensuelle 1978-2001
Séminaire CRC 05/12/01
Série avec tendance
Salmonella Saintpaul
Série mensuelle 1978-2001
grande diversité : 2500 sérotypes MAIS 15 sérotypes = 86%
saisonnalité très marquéeEx : tous sérotypes -
série mensuelle 1978-2001Echelle 0 à 2200 souches
« bruit de fond » élevé (niveau national)
Ex : sérotype Panama-série mensuelle 1991-2001
Echelle 0 à 30 souches
Caractéristiques épidémiologiques des infections à Salmonella
Séminaire CRC 05/12/01
Depuis 1994, système en évolution
Graphiques - tendances séculaires
Seuil d ’alerte mensuel / France
Seuil d ’alerte mensuel / département ou région
Seuil d ’alerte hebdomadaire / France
Séminaire CRC 05/12/01
InformerInformer : accéder aux données historiques du CNRSS et
disposer de représentations graphiques montrant les
évolutions séculaires
SurveillerSurveiller : améliorer le suivi spatio-temporel des principaux
sérotypes de Salmonella rencontrés chez l’homme ainsi que le
suivi de certaines caractéristiques des patients
AlerterAlerter : pouvoir comparer l’incidence mensuelle /
hebdomadaire d’un sérotype avec une valeur de référence
(valeur attendue)
OBJECTIFS DUOBJECTIFS DU SISALSISALCNRSSCNRSS
Séminaire CRC 05/12/01
• simplicité (pour l’actualisation et pour l’utilisation )• intervention humaine minimale • rapidité (absence de calculs statistiques lourds et complexes) • applicabilité à tous les sérotypes• lisibilité des sorties informatiques• autorisant :
un suivi régulier (hebdomadaire)
une surveillance temporelle, géographique
un suivi des caractéristiques des patients (tranches d’âge,
sexe)
CAHIER DES CHARGES DU CAHIER DES CHARGES DU SISALSISALCNRSSCNRSS
Séminaire CRC 05/12/01
Trois bases de données (80 sérotypes)
SURVEILLANCE MENSUELLE
niveau national ( > 13.000 valeurs - incidences et
répartition par tranche d’âge - début 1978)
niveaux départemental ou régional ( > 700.000 valeurs -
début 1992)
SURVEILLANCE HEBDOMADAIRE
niveau national ( > 30.000 valeurs - incidences et
répartitions par tranche d’âge et par sexe - début 1992).
OUTILS INFORMATIQUES POUR LA SURVEILLANCE (1)
Séminaire CRC 05/12/01
Adelaide Glostrup Muenster Te lelkebir Shigella boydiiAgona Goldcoast Napoli Tennessee Shigella dysenteriaeAlbany Hadar Newport Thompson Shigella flexneriAnatum Havana Ohio Typhi Shigella flexneri 1Berta Heidelberg Oranienburg Typhimurium Shigella flexneri 2Blockley Ibadan Panama Uganda Shigella flexneri 6Bochum Indiana Paratyphi A Urbana Shigella sonneiBovismorbificans Infantis Paratyphi B Veneziana Shigella sonnei aBradford Isangi Paratyphi B T+ Virchow Shigella sonnei gBraenderup Kedougou Paratyphi B T- Weltevreden Shigella (ts)Brandenburg Kentucky Poona WienBredeney Kottbus Reading WorthingtonCerro Litchfield Rubislaw Salmonella (ts)Coeln Livingstone SaintpaulCorvallis London SandiegoDerby Manhattan SandiegoDublin Mbandaka SchwarzengrundDuisburg Meleagridis SenftenbergEnteritidis Montevideo StanleyGive Muenchen Stanleyville
Sérotypes de Salmonella et Shigella sous surveillance
Séminaire CRC 05/12/01
OUTILS INFORMATIQUES POUR LA SURVEILLANCE (2)
Pour :
chaque sérotype
chaque niveau temporel (mois, semaine)
chaque niveau spatial (pays, région, département)
la valeur observée est comparée avec la valeur attendue (calculée d ’après les données des années précédentes, corrigées de la saisonnalité, des épidémies passées, des tendances à moyen / long terme)
Mois 12Année 2001
11/2000 12/2000 01/200111/1999 12/1999 01/200011/1998 12/1998 01/199911/1997 12/1997 01/199811/1996 12/1996 01/1997
Série de 15 valeurs : lissage de la série
• calcul de la moyenne
• détection des mois épidémiques
(> moyenne + 1.0 ET) puis
remplacement par une valeur normale
(= moyenne)
Test « régression »
Série lissée
Série originale : sérotype Y
POSITIF
NEGATIF
Valeur attendue = moyenne des 15 valeurs de la série
lissée
Valeur attendue = moyenne des 3
valeurs de l ’année précédente
ALGORITHME UTILISÉ AU CNR
Courbe des valeurs attendues
Série sans tendance apparente + pics épidémiques
Série avec tendance apparente + pics épidémiques
Courbe des valeurs attendues
Séminaire CRC 05/12/01
OUTILS INFORMATIQUES POUR LA SURVEILLANCE (3)
SORTIES RELEVES DE SURVEILLANCE
- par sérotype (mensuel)- par sérotype (hebdomadaire)- par sérotype et département ou région (mensuel).
GRAPHIQUES DE SURVEILLANCE INTERACTIFS = « tableaux de bord électroniques” CARTES GEOGRAPHIQUESGRAPHIQUES D’INFORMATION (préparation de transparents, de
diapositives...)
Seuls les sérotypes ou les départements dépassant un “seuil de sensibilisation” sont imprimés
Séminaire CRC 05/12/01
Présentation « statique » du système
Fil rouge : Salmonella Infantis (épidémie en cours)
Séminaire CRC 05/12/01
Surveillance mensuelle France
Relevé : seuls les sérotypes dépassant les valeurs attendues sont imprimés
Séminaire CRC 05/12/01
Extrait du relevé de surveillance mensuel pour le mois de
octobre 2001
Indicateurs visuels de dépassement
Sérotype N (%) Valeurs attendues
Sérotype Infantis en France en octobre 2001
Valeur observée : 47
Valeurs attendues : 20 - 23 souches
Courbe des valeurs attendues
Séminaire CRC 05/12/01
Surveillance mensuelle
Département / Région
Relevé : seuls les sérotypes / départements dépassant les valeurs attendues sont imprimés
Séminaire CRC 05/12/01
Extrait du relevé par département pour le mois 10/ 2001
Indicateurs visuels de dépassement
Sérotype Dép. N Valeurs attendues
Sérotype Infantis dans le dép. 77
Valeur observée : 14
Valeurs attendues : 0. souche
Séminaire CRC 05/12/01
Indicateurs visuels de dépassement
Sérotype région N Valeurs attendues
Extrait du relevé par région pour le mois de octobre 2001
Sérotype Infantis en Ile-de-France
Valeur observée : 24
Valeurs attendues : 4-5 souches
Séminaire CRC 05/12/01
Surveillance hebdomadaire France
Relevé : seuls les sérotypes dépassant les valeurs attendues sont imprimés
Séminaire CRC 05/12/01
Indicateur sérotype semaine n° N (%) valeurs
visuel attendues
Sérotype Infantis : dépassements des valeurs attendues les semaines 41, 42, 43, et 45
Extrait du relevé de surveillance du 03/12/2001
Grossissement sur les semaines 41 à 46 /2001
(%)7
241340133
Distribution habituelle
Répartition par Département
Séminaire CRC 05/12/01
Exemple : épidémie à Salmonella Coeln - Grand Sud-Ouest
Novembre-décembre 1998
Sérotype COELN : série hebdomadaire 1998-1999
SEMAINES 46 - 47NOVEMBRE 1998
Données épidémiologiques
Statistiques de base
(%)7
241340133
Distribution habituelle
Répartition par Département
Séminaire CRC 05/12/01
Salmonella Napoli
France 19- à 20-
Séminaire CRC 05/12/01
Sérotype Napoli
(série annuelle 1991-2000)
0
10
20
30
40
50
60
91 92 93 94 95 96 97 98 99 00
Années
N
Séminaire CRC 05/12/01
Répartitiongéographiquedes souches deSalmonellaNapolienvoyées auCNR poursérotypage en2000
Séminaire CRC 05/12/01
Autres utilisations
Séminaire CRC 05/12/01
Infantis en cours
Série mensuelle
Séminaire CRC 05/12/01
Série mensuelle
Séminaire CRC 05/12/01
Série mensuelle
Séminaire CRC 05/12/01
Performances
Semaine/moisEpidémique
Semaine/moisnon épidémique
Signal + VP FP VPPSignal - FN VN VPN
Se Sp
Se = VP / VP + FP
Sp = VN / VN + FP
VPP = VP / VP + FP
VPN = VN / VN + FN
Obtenir un signal quand épidémie +
Ne pas obtenir de signal quand épidémie -
Prob. pour que le signal + corresponde à
une vraie épidémie
Prob. pour que l ’absence de signal
corresponde à une absence d ’épidémie
sérotype Délaid’alerte
Seuil CNR Seuil Box & J SeuilSerfling
Se vpp Se vpp Se vppParatyphi B 1se 0,80 0,67 0,93 1,0 0,8 0,52
2se 0,67 0,77 0,87 1,0 0,73 0,58
Brandenburg 1se 0,89 0,42 / / 0,89 0,38
2se 0,78 0,64 / / 0,78 0,78
Goldcoast 1se 0,86 0,44 / / 0,71 0,53
2se 0,71 0,56 / / 0,57 0,89
Typhimurium 1se 0,38 0,11 0,25 0,25 0,38 0,20
2se 0,13 0,14 0,13 0,50 0,25 0,33
Groupés 1se 0,76 0,38 0,70 0,73 0,72 0,42
2se 0,61 0,57 0,61 0,93 0,61 0,65
Comparaison des performances des seuils CNR (ancien algorithme), Box & Jenkins et Serfling (d ’après C. Billy, DEA Univ. Bordeaux II/Univ. Pierre Rabelais
- Tours, 1998)
Système perfectible
• Biais de recrutement - volontariat
• Données brutes (doublons, souches de TIAC,
d ’épidémies, de cas sporadiques...)
• Sensibilité : moyenne (ancien algorithme)
à évaluer avec le nouvel algorithme
INSUFFISANTE pour 2 sérotypes Enteritidis
et Typhimurium (50% des cas signalés en
« information papier »)
• Spécificité : moyenne (ancien algorithme)
à évaluer avec le nouvel algorithme
Séminaire CRC 05/12/01
Mettre en place une surveillance hebdomadaire : OUI Prise en compte du délai d ’acheminement de 8 jours: OUI Définir plusieurs niveaux d ’alerte : EN COURS
Niveau 1 « surveillance passive » (pas de dépassement)
Niveau 2 « sensibilisation » : première semaine de
dépassement (analyses complémentaires géographiques
et par tranches d ’âge)
Niveau 3 « surv. passive/active » : seuil dépassé plus de
deux semaines - contact avec correspondants
départementaux DDASS, DSV
Niveau 4 « alerte avérée » = enquête épidémiologique
Critères pour un algorithme décisionnel (C. Billy, 1998)
Séminaire CRC 05/12/01
Perspectives
in• Regrouper tous les types de surveillance au sein d ’un
seul logiciel pour une utilisation plus facile
• Intégrer les « compte-rendus » de sérotypage dans le
système de surveillance (Enteritidis, Typhimurium)
• Augmenter la rapidité de signalements des cas au CNR
(Internet : Web, fichier e-mail)
• Modéliser certaines séries et prédire les valeurs
attendues sur des bases objectives
Séminaire CRC 05/12/01
Démonstration avec les logiciels