Doctoral thesis (Dissertations and theses)
Development of epidemiological methodologies to improve the clinical detection of emerging diseases in veterinary medicine
Porter, Sarah
2011
 

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Keywords :
clinical detection; détection clinique; emerging; émergente; epidemiology; épidémiologie; methodologies; méthodologies
Abstract :
[fr] Introduction : Les maladies émergentes, zoonotiques dans 60 à 75% des cas (Taylor et al., 2001), sont actuellement un sujet de grand intérêt pour les scientifiques du monde entier. Les changements climatiques et socioéconomiques, le transport international, les modifications environnementales, le développement et la commercialisation de méthodes diagnostiques ont mené à la découverte de nouveaux pathogènes et de nouvelles maladies. L’épidémiologie clinique des maladies émergentes est définie comme l’application du raisonnement épidémiologique à l’étude des maladies nouvellement apparues dans une population ou qui ont existé précédemment mais qui augmentent en incidence ou s’étendent géographiquement de manière importante (Morse, 1995), en vue d’en améliorer le diagnostic, la prévention ou le traitement (Toma et al., 1991). La détection précoce des maladies émergentes est un point clé pour la prévention de conséquences désastreuses au niveau de la santé publique et animale. Les maladies émergentes sont souvent très peu connues dans les régions concernées, rendant le diagnostic clinique problématique. Dans ce contexte, la communication entre pays et la centralisation d’informations sont essentielles. Ce travail est basé sur l’étude de trois maladies différentes. La première consiste en une étude rétrospective de l’endocardite végétante équine, maladie considérée comme étant symptomatique dans tous les cas (tant que le cheval ne meurt pas d’une autre pathologie avant le développement des signes cliniques). L’endocardite végétante équine est une maladie rare, infectieuse, non contagieuse, non émergente mais connue (Patteson, 1996). Elle est utilisée comme « modèle » d’une maladie émergente qui est rare au début de son introduction dans un territoire donné. Développer des méthodes épidémiologiques sur l’endocardite végétante équine à partir de données rétrospectives permet, par la suite, de transférer ces méthodes aux maladies réellement émergentes. La deuxième étude porte sur la Fièvre de la vallée du Nil Occidental (FNO) chez les chevaux, maladie émergente et symptomatique dans 10% des cas (Petersen et Roehrig, 2001). Les méthodes épidémiologiques développées dans la première étude ont été adaptées dans ce nouveau contexte et ont permis l’identification de facteurs de risque significatifs. En outre, des arbres de classification et de régression ont été mis au point afin d’aider au diagnostic clinique de terrain (Lewis, 2000). Une étude comparative a été réalisée à partir de données françaises, italiennes et hongroises permettant la détection de différences fondamentales entre la présentation clinique et l’épidémio-vigilance dans les trois pays. La troisième étude investigue la prévalence de la fièvre Q chez les chevaux, chats, porcs et sangliers. La fièvre Q est une zoonose émergente en Europe de l’ouest. En l’absence de signes cliniques rapportés dans ces espèces, la séropositivité indiquerait une circulation du pathogène et un risque zoonotique. Face à une maladie d’allure asymptomatique, l’approche de l’épidémiologie clinique est limitée. Dès lors, des analyses de laboratoire ont été nécessaires pour évaluer la prévalence de la fièvre Q chez les 4 espèces. Ensuite, les facteurs de risque pour la séropositivité ont été déterminés. De même, une étude comparative des différentes analyses de laboratoire et la détermination d’une valeur seuil idéale pour un diagnostic par espèce a été réalisée. Résultats : Etude sur l’endocardite végétante équine. Cette étude a permis de déterminer les signes cliniques et paramètres sanguins modifiés qui doivent pousser le vétérinaire à une investigation cardiologique des équidés présentés en consultation. L’identification des facteurs de risque a pour avantage de faciliter le diagnostic menant ainsi à un traitement plus précoce. Appliquer la méthodologie développée dans cette étude aux maladies infectieuses permettrait un diagnostic plus précoce et une meilleure gestion de l’infection grâce à un contrôle rapide du foyer infectieux identifié. De plus, les méthodes épidémiologiques utilisées dans cette étude peuvent être appliquées au niveau individuel ou de troupeau. Des études à large échelle sur les facteurs de risque amélioreraient la surveillance ciblée d’une proportion spécifique de la population, à une période déterminée de l’année et/ou d’une zone géographique donnée, identifiée comme étant à haut risque d’émergence. Les résultats de l’analyse faisant usage d’une courbe ROC (Receiver Operating Characteristic) (Toma et al., 1991) mettent en évidence l’importance majeure de l’association de différents facteurs de risque, en proposant un seuil de score clinique (somme des signes cliniques présents) pour permettre un diagnostic clinique plus précoce. Etude sur la fièvre du Nil occidentale (FNO) chez les équidés La deuxième étude porte sur la FNO et est un développement plus sophistiqué de la méthodologie mise au point pour l’endocardite équine. Cette étude contribue à l’amélioration de la surveillance de la FNO en mettant en avant l’importance de la communication et de la centralisation de données standardisées. L’étude sur les facteurs de risque associés à la FNO a démontré l’importance de focaliser l’effort de surveillance sur des périodes et régions géographiques à haut risque d’émergence. L’étude comparative des cas cliniques de FNO de France, Italie et Hongrie a permis la mise en évidence d’un manque de communication au sujet de la maladie envers les vétérinaires et les propriétaires de chevaux. Les effets néfastes d’un manque de sensibilisation concernant le risque d’émergence de FNO sont rendus explicites dans cette étude. En effet, dans le pays le moins informé, le délai de diagnostic clinique était significativement prolongé. La communication doit être améliorée à l’avenir afin d’effectuer une meilleure surveillance. Le développement d’arbres de classification et de régression dans cette étude a permis de mettre en évidence l’importance des facteurs de risque géographique et saisonnier dans l’émergence de la FNO. Cette méthodologie novatrice peut être appliquée à une grande variété de situations et mérite davantage d’intérêt (Lewis, 2000). Etude sur la fièvre Q chez les chevaux, chats, porcs et sangliers La troisième étude est une contribution originale permettant une meilleure compréhension de l’épidémiologie de la fièvre Q en Europe de l’ouest. La fièvre Q peut avoir des conséquences désastreuses (par ex. aux Pays-Bas (Karagiannis et al., 2009 ; Enserink, 2010)) et est actuellement un sujet d’intérêt majeur. Améliorer sa surveillance est crucial. Cette étude explore des aspects négligés de la fièvre Q: réservoirs potentiels non explorés parmi les animaux domestiques, méthodes de diagnostic actuelles et leur application à ces espèces. Ce travail augmente de manière importante la connaissance du risque zoonotique associé aux animaux domestiques. De plus, cette étude propose un nouvel animal « sentinelle » (Toma et al., 1991), le chat, qui pourrait se montrer utile dans de futurs programmes de surveillance. Finalement, cette étude met en évidence le besoin d’amélioration des tests Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) et propose de nouvelles valeurs seuils par espèce en recourant à l’usage de courbes ROC. Conclusions et Perspectives : Ces trois études mettent en évidence des points clés pour améliorer la surveillance des maladies émergentes à l’avenir et propose une méthodologie pour augmenter son efficacité. Elles se basent sur l’utilisation de données animales pour une détection clinique plus précoce des zoonoses avant leur émergence dans la population humaine. Ce travail original met en évidence la nécessité d’une collaboration internationale, d’une approche interdisciplinaire et d’une standardisation des données. Les méthodes épidémiologiques développées dans les trois études sont des méthodes qui peuvent être appliquées à une grande variété de maladies, émergentes ou non. Leur application n’est pas limitée ni par l’espèce affectée ni par la nécessité d’avoir une connaissance approfondie de la maladie (ce qui ne sera pas toujours possible immédiatement face à une maladie nouvelle). De plus, l’épidémiologie clinique ne requière pas d’infrastructure spécialisée et est relativement facile et rapide à mettre en place. L’originalité de ce travail est la reconnaissance du fait que les zoonoses émergentes peuvent potentiellement être asymptomatiques chez les animaux réservoirs. Ce travail commence par une approche méthodologique d’une maladie rare (l’endocardite équine), utilisée comme « modèle » d’une maladie émergente (première étude), puis évolue vers des situations plus complexes où la zoonose est occasionnellement symptomatique (FNO chez les chevaux) ou considérée comme asymptomatique (fièvre Q chez les chevaux, chats, porcs, sangliers) (deuxième et troisième études). L’objectif dede ce travail était de développer des méthodes épidémiologiques pour faciliter le diagnostic précoce de maladies émergentes, peu comprises et/ou peu investiguées par les vétérinaires de terrain en Europe de l’ouest. Ce travail démontre que la surveillance des maladies humaines doit être associée à une surveillance vétérinaire accrue des animaux de production, domestiques et de la faune sauvage. En effet, le contrôle des zoonoses dans les hôtes réservoirs a été reconnu comme ayant un effet protecteur pour les humains (Cutler et al., 2010). Ce travail est une contribution significative à l’amélioration de la surveillance des maladies zoonotiques. Cette amélioration de la surveillance permettra une détection précoce de l’émergence. A l’avenir, une approche interdisciplinaire plus intense et une collaboration internationale doivent être davantage développées. Des réseaux de surveillance doivent être organisés impliquant des spécialistes de domaines variés (médecins, vétérinaires, épidémiologistes, entomologistes, etc.). Le rôle de chaque spécialiste doit être défini précisément pour une efficacité optimale du réseau. La priorisation des maladies émergentes et potentiellement émergentes doit être réalisée après une étude approfondie des risques et conséquences d’émergence. Les arbres de classification et de régression sont une aide pour la priorisation mais aussi pour la prise de décision rapide en cas d’émergence. La standardisation internationale de la récolte de données est fondamentale et doit être stigmatisée et rendue accessible par tous. Des études approfondies sur la faune de sauvage sont nécessaires pour identifier les hôtes potentiels, les réservoirs, vecteurs et animaux « sentinelles » (Rhyan and Spraker, 2010). Un suivi des migrations et mouvements de la faune sauvage est nécessaire puisqu’ils peuvent mener à l’infection de nouveaux territoires par excrétion asymptomatique de pathogènes, provoquant ainsi une épidémie dans des populations naïves. La surveillance spatio-temporelle des vecteurs et vecteurs potentiels est essentielle étant donné que leur distribution est en expansion et en évolution (Lambin et al., 2010). Des animaux « sentinelles » adéquats doivent être placés (animaux domestiques) ou sélectionnés (faune sauvage) dans les zones à risque (Toma et al., 1991). Ils doivent être choisis en fonction du contexte épidémiologique local pour permettre la détection précoce de l’émergence avant l’émergence de cas humains (Leblond et al., 2007; Nielsen et al., 2008). Une approche syndromique permettrait une détection rapide et peu coûteuse de la circulation de maladies et préviendrait des épidémies majeures dans les populations humaines (Leblond et al., 2007; Cutler et al., 2010). La détection précoce des facteurs de risques permettrait une focalisation de la surveillance et des contrôles sur des points ou endroits clés. L’importance de l’approche syndromique et des facteurs de risque ne doit donc pas être sous-estimée et doit être valorisée à l’avenir. Les arbres de classification et régression pourraient être utilisés pour standardiser l’approche diagnostique d’une grande variété de maladies. Les personnels médicaux et de laboratoire, le personnel impliqué dans la santé publique et la chaîne alimentaire, les agriculteurs, éleveurs et marchands d’animaux doivent recevoir des formations concernant les maladies émergentes. De même, la communication avec le public doit être développée pour augmenter la vigilance et sensibiliser à l’importance des mesures préventives. Les individus à risque (jeunes enfants, personnes âgées, femmes enceintes, immunodéprimés, malades chroniques) doivent être informés des risques associés aux voyages exotiques, aux contacts avec des animaux de rente et domestiques, aux fermes pédagogiques, aux activités extérieures et aux zoonoses alimentaires. Concernant le diagnostic des maladies émergentes, le développement des tests de laboratoire est nécessaire en médecine vétérinaire aussi bien qu’en médecine humaine. Les valeurs seuils des analyses doivent être adaptées en fonction de l’espèce concernée. L’analyse de courbes ROC est une méthode facile et rapide pour orienter le choix de la valeur seuil la plus appropriée (meilleur compromis entre sensibilité et spécificité) mais nécessite l’existence préalable d’un test de référence (Toma et al., 1991). Actuellement, la sensibilité des kits ELISA pour les zoonoses émergentes doit être améliorée. Utiliser un conjugué plus sensible (protéine A/G versus protéine G), prolonger la période d’incubation avec le conjugué/substrat, augmenter la température ou développer des nouvelles analyses plus sensibles permettraient une meilleure détection des animaux séropositifs. Les laboratoires doivent être conscients de la nécessité de collaboration et être prêts pour le diagnostic pour de nouveaux pathogènes. Ils doivent être équipés avec des tests diagnostiques pour les maladies à haut risque d’émergence dans leur secteur. La communication et leur capacité d’entre-aide en cas de crise sont importantes pour permettre un diagnostic précoce. Le développement d’analyses de laboratoire permettant la distinction entre différentes souches émergentes (par ex. pour FNO ou C. burnetti) pourrait être utile puisque la pathogénicité peut varier de manière importante en fonction des souches (Klaassen et al., 2009 ; Vazquez et al., 2010). La détection précoce d’une souche émergenteparticulièrement virulente préviendrait des conséquences désastreuses pour la santé publique et vétérinaire. Références : CUTLER S.J., FOOKS A.R., VAN DER POEL W.H.M. Public Health Threat of new reemerging, and neglected zoonoses in the industrialized world. Emerg. Infect. Dis., 2010, 16, 1-7. ENSERINK M. Questions abound in Q-fever explosion in the Netherlands. Science, 2010, 327, 266-267. KARAGIANNIS I., SCHIMMER B., VAN LIER A., TIMEN A., SCHNEEBERGER P., VAN ROTTERDAM B., DE BRUIN A., WIJKMANS C., RIETVELD A., VAN DUYNHOVEN Y. Investigation of a Q fever outbreak in a rural area of The Netherlands. Epidemiol. Infect., 2009, 137, 1283-1294. KLAASSEN C.H.W., NABUURS-FRANSEN M.H., TILBURG J.J.H.C., HAMANS M.A.W.M., HORREVORTS A.M. Multigenotype Q fever outbreak, The Netherlands. Emerg. Infect. Dis., 2009, 15, 613-614. LAMBIN E.F., TRAN A., VANWANBEKE S.O., LINARD C., SOTI V. Pathogenic landscapes: interactions between land, people, disease vectors, and their animal hosts. Int. J. Health Geogr., 2010, 9, 54. LEBLOND A., HENDRIKX P., SABATIER P. West Nile outbreak detection using syndromic monitoring in horses. Vector Borne Zoonotic Dis., 2007, 7, 403-410. LEWIS R.J. An introduction to classification and regression tree (CART) analysis.In : The 2000 Annual Meeting of the Society for Academic Emergency Medicine, San Francisco, California, USA, 25 May 2000, 2000, 1-14. MORSE S.S. Factors in the emergence of infectious diseases. Emerg. Infect. Dis., 1995, 1, 7−15. NIELSEN C.F., REISEN W.K., ARMIJOS M.V., MACLACHLAN N.J., SCOTT T.W. 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Dis., 2010, 16, 549-552.
Disciplines :
Veterinary medicine & animal health
Author, co-author :
Porter, Sarah ;  Université de Liège - ULiège > MVIP - FMV - Département des maladies infectieuses et parasitaires
Language :
English
Title :
Development of epidemiological methodologies to improve the clinical detection of emerging diseases in veterinary medicine
Defense date :
28 June 2011
Institution :
Université de Liège
Degree :
Doctorat en sciences vétérinaires
Promotor :
Jury member :
Thiry, Etienne
Deprez, Piet
Losson, Bertrand
Speybroeck, Niko
Cassart, Dominique
Farnir, Frédéric
Desmecht, Daniel
Rollin, Frédéric
Billen, Frédéric
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Available on ORBi :
since 27 March 2024

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