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Edition 2013 et antérieures

Changements Environnementaux Planétaires & Sociétés (CEP&S)
Edition 2010


AEDESS


Analyse de l’Emergence de la Dengue et Simulation Spatiale

Modèles multi-agents pour mieux comprendre et lutter contre la dengue
Appréhender la complexité du système infectieux et plus précisément les interactions entres les différents facteurs de risques (biologiques, vectorielles, climatiques, environnementaux et humains).

Mieux comprendre les facteurs de risque de la dengue, un enjeu sanitaire mondial, à travers la modélisation
Apparue dans les années 1945-50, la dengue intègre de manière significative le panel de maladies « mondiales émergentes» dans les années 1970-1980. La maladie reste un enjeu sanitaire mondial majeur puisque la fièvre de dengue, forme simple de la maladie, affecterait selon le « Pediatric Dengue Vaccine Initiative », entre 100 et 150 millions de personnes chaque année. L’extension endémique de la maladie observée ces 30 dernières années est le reflet d’une convergence dans la trajectoire des espaces urbains tropicaux et intertropicaux : des taux d’ouvertures et de densification de plus en plus importants corrélés à des conditions environnementales qui se précarisent. Par ailleurs, la hausse des températures et les changements climatiques pourraient conduire à l’extension de l’aire de prédilection du moustique mais aussi à l’augmentation de la période de reproduction et à l’accroissement de la capacité vectorielle du vecteur sur les espaces aujourd'hui endémiques. Bien que la plupart des facteurs de risques soit connu, la manière dont ils interagissent n’est pas encore bien définie, et de multiples lacunes demeurent sur les rétroactions entre ces différents facteurs. Plusieurs études récentes ont soulignées l’importance de l’échelle micro et en particulier de la nature hyper localisée du contact homme moustique dans la construction du risque. Peu de modèles ont incorporés l’impact de l’hétérogénéité spatiale et aucun n’a abordé l’individualisation tant du moustique que de l’homme. Une synergie entre les différentes disciplines doit être soutenue afin de comprendre la dynamique de transmission des épidémies et l’épidémiologie du virus de la dengue. Nous développerons dans ce projet des modèles multi-agents utilisant les paramètres relatifs aux moustiques, à l’homme et à l’environnement mesurés sur deux sites endémiques, Delhi, Inde et Bangkok, Thaïlande.

Modélisation multi-agents associée aux enquêtes épidémiologiques.
Nous développerons dans ce projet des modèles multi-agents utilisant les paramètres relatifs aux moustiques, à l’homme et à l’environnement mesurés sur deux sites endémiques, Delhi, Inde et Bangkok, Thaïlande. L’étude bénéficiera de travaux réalisés pendant plus de 5 ans sur les deux sites, notamment à travers l’utilisation de SIG et de bases de données préalablement élaborées. En utilisant des données hospitalières, nous détaillerons l’épidémiologie de la dengue et rassemblerons des données empiriques afin de les incorporer dans les modèles « individu » centrés. De plus, après avoir défini les facteurs de risques à l’échelle locale, notre but sera d’identifier, par la simulation, les possibilités d’actions afin de maîtriser les épidémies, qu’ils s’agissent d’agir sur le moustique, «l’homme« ou l’environnement (voir les 3 à la fois). A plus large échelle, le fait que les deux sites soient endémiquement, infrastructurellement, historiquement et socialement différents permettra de développer des moyens de luttes robustes et « réalisables » afin de désamorcer le potentiel épidémique local. Ainsi à l’échelle locale la modélisation de la dynamique de la dengue peut permettre de comprendre les influences respectives des différents paramètres et à plus large échelle, les mécanismes d’émergences de la maladie. Une approche pluridisciplinaire est nécessaire afin de gérer les impacts des changements environnementaux sur la santé, et la complémentarité des deux groupes de recherches, travaillant respectivement dans le domaine.

Résultats

A Delhi, (Inde) l’environnement est caractérisé à l’aide d’un SIG. Une série de données, telles que la densité du bâtit, l’utilisation du sol (surface industrielle, commerciale, résidentielle) et la taxe foncière (calculée en fonction de l’accès aux infrastructures urbaines, du revenus du ménages etc.) a été géo-référencée et traitée, conduisant à élaborer une typologie des quartiers en 6 classes. Les indices larvaires intégrés à l’analyse (100 quartiers échantillonnés par la municipalité) révèlent une relation forte entre la qualité estimée de l’environnement selon cette typologie et le nombre de maisons contrôlées positives à l’Aedes aegypti. Pourtant, la localisation des clusters de la maladie n’est pas forcément dépendante de ces indices vectoriels. En 2009 par exemple, les cas de dengue ne sont que très peu dépendant de la géographie des disparités socio-économiques puisque les quartiers aisés du sud de Delhi, concentrant les quartiers de la ville les moins assujettit au vecteur, recensent la majorité des cas de dengue. Ce phénomène est vraisemblablement dû a la centralité de ces espaces privilégiés qui, supportant les migrations périphériques de la ville, peuvent être affectés par les migrations convergentes d’individus contaminés.
Nous avons pu élargir nos implications dans des projets concernants la spatialité de la dengue, l’identification des facteurs de risques et la modélisation multi-agent avec des collaborations avec l’Institut Pasteur du Cambodge.

Perspectives

A mi parcours du projet, actuellement nous entamons les études prospectives épidémiologiques qui visent à identifier la dissémination très locale des infections au virus de la dengue à partir d’un cas index, la caractérisation de l’environnement locale, le ratio des infections apparent (symptomatique) versus inapparent (avec peu ou sans symptômes) et la dynamique des vecteurs moustiques. Ces études vont à la fois fournir des données supplémentaires pour paramétriser les modèles multi-agent, et mettre en évidence l’importance de la variabilité humaine dans l’épidémiologie de la dengue. Au terme, ces modèles vont nous permettre d’identifier les maillons faibles qui peuvent être les cibles d’intervention.

Productions scientifiques et brevets

Deux articles qui décrivent la spatialité des cas de dengue et la densité des vecteurs moustiques au Delhi de 2008-10 par rapport l’environnement caractérisé à l’aide d’un SIG sont en cours de rédaction.
Legende. Distribution spatiale des cas de la dengue au Delhi en 2009 (1037 cas), par analyse Kernel. Calibration du pas pour le calcul Kernel=400 mètres.

PARTENAIRES

IP INSTITUT PASTEUR

UR UNIVERSITE DE ROUEN [HAUTE-NORMANDIE]

Aide de l'ANR : 509 159 euros
Début et durée : janvier 2011 - 36 mois

Résumé de soumission

Apparue dans les années 1945-50, la dengue intègre de manière significative le panel de maladies « mondiales émergentes» dans les années 1970-1980 : en 1950 seul 9 pays observent officiellement des cas de dengue contre plus d’une centaine aujourd’hui. La maladie reste un enjeu sanitaire mondial majeur puisque la fièvre de dengue, forme simple de la maladie, affecterait selon le « Pediatric Dengue Vaccine Initiative », entre 100 et 150 millions de personnes chaque année. L’extension endémique de la maladie observée ces 30 dernières années est le reflet d’une convergence dans la trajectoire des espaces urbains tropicaux et intertropicaux : des taux d’ouvertures et de densification de plus en plus importants corrélés à des conditions environnementales qui se précarisent. Par ailleurs, la hausse des températures et les changements climatiques pourraient conduire à l’extension de l’aire de prédilection du moustique mais aussi à l’augmentation de la période de reproduction et à l’accroissement de la capacité vectorielle du vecteur sur les espaces aujourd'hui endémiques.
Bien que la plupart des facteurs de risques soit connu, la manière dont ils interagissent n’est pas encore bien définie, et de multiples lacunes demeurent sur les rétroactions entre ces différents facteurs. La majorité des infections DENV sont par exemple subcliniques, mais leur contribution à la dynamique infectieuse n’a jamais été étudiée. De plus, plusieurs études récentes ont soulignées l’importance de l’échelle micro et en particulier de la nature hyper localisée du contact homme moustique dans la construction du risque. Peu de modèles ont incorporés l’impact de l’hétérogénéité spatiale et aucun n’a abordé l’individualisation tant du moustique (infectieux, non infectieux) que de l’homme (période de virémie, comportement spatial etc…). Une synergie entre les différentes disciplines doit être soutenue afin de comprendre la dynamique de transmission des épidémies et l’épidémiologie du virus de la dengue.
Nous développerons dans ce projet des modèles multi-agents utilisant les paramètres relatifs aux moustiques, à l’homme et à l’environnement mesurés sur deux sites endémiques, Delhi, Inde et Chachoensao, Thaïlande. L’étude bénéficiera de travaux réalisés pendant plus de 5 ans sur les deux sites, notamment à travers l’utilisation de SIG et de bases de données préalablement élaborées. En utilisant des données hospitalières, nous détaillerons l’épidémiologie de la dengue et rassemblerons des données empiriques afin de les incorporer dans les modèles « individu » centrés. De plus, après avoir défini les facteurs de risques à l’échelle locale, notre but sera d’identifier, par la simulation, les possibilités d’actions afin de maîtriser les épidémies, qu’ils s’agissent d’agir sur le moustique, «l’homme« ou l’environnement (voir les 3 à la fois). A plus large échelle, le fait que les deux sites soient endémiquement, infrastructurellement, historiquement et socialement différents permettra de développer des moyens de luttes robustes et « réalisables » afin de désamorcer le potentiel épidémique local. Ainsi à l’échelle locale la modélisation de la dynamique de la dengue peut permettre de comprendre les influences respectives des différents paramètres et à plus large échelle, les mécanismes d’émergences de la maladie. Une approche pluridisciplinaire est nécessaire afin de gérer les impacts des changements environnementaux sur la santé, et la complémentarité des deux groupes de recherches, travaillant respectivement dans le domaine de la géographie de la santé et de la génétique épidémiologique de la dengue permettra de réaliser cet objectif.

 

Programme ANR : Changements Environnementaux Planétaires & Sociétés (CEP&S) 2010

Référence projet : ANR-10-CEPL-0004

Coordinateur du projet :
Monsieur Richard Paul (INSTITUT PASTEUR)
rpaul@nullpasteur.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

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