Modelling Japanese encephalitis in Cambodia and predicting the consequences of its introduction to La Reunion Island
Modélisation de l'encéphalite japonaise au Cambodge et prédiction des conséquences de son introduction à l'Île de La Réunion
Résumé
Despite the existence of a vaccine, Japanese encephalitis virus (JEV) remains the leading cause of human encephalitis in Asia with a case fatality rate of up to 30%. The traditionally described epidemiological cycle of this vector-borne zoonosis is being challenged with increasing evidence of the involvement of more complex multi-host systems, in areas with low densities of pigs (the main amplifying host) or Ardeids (the commonly described reservoir). Pigs are central in JEV transmission, but secondary reservoirs such as poultry could exist and participate in virus circulation. In Cambodia, JEV could therefore be maintained in a multi-host system including pigs and poultry as competent hosts, but also dogs, cattle and humans as non-competent hosts (not able to infect back mosquitoes). We developed a dynamic model of JEV transmission in a traditional village in Kandal province, Cambodia. This model was calibrated with demographic and serological data from a survey we conducted in 2018 in pigs, chickens, and ducks, as well as dogs whose sera were collected during a previous survey. The model was used to analyze variations in the basic reproduction number (R0), the annual incidence rate of human infections, and associated clinical impact in humans as a function of the composition of the multi-host system. In the modeled village, endemic JEV circulation could be supported by a complex multi-host system where domestic pigs are essential for persistence but poultry could act as a secondary reservoir. Simulations indicated that increasing the proportion of competent hosts induced a concentration of infections in children. Finally, the model predicted that the annual probability of human exposure was linearly correlated with canine JEV seroprevalence, suggesting that in our study area, canine JEV seroprevalence may be a good proxy for the annual probability of human exposure to JEV. The extensive trade and human exchanges in the Indian Ocean raise concerns about the introduction of JEV to La Reunion Island, where potential vectors and hosts (competent and non-competent) of JEV are present and could constitute a multi-host system allowing the circulation of the virus should it be introduced. We adapted the previously developed model to the Reunion context in order to analyze the risk of circulation of JEV in case of introduction, by calculating R0 around the areas identified as the most at risk of emergence: pig farms and their surroundings. JEV could circulate at least around some pig farms, and the risk of introduction combined with the risk of JEV circulation, raise the question of JE surveillance in La Reunion.
Malgré l'existence d'un vaccin, le virus de l'encéphalite japonaise (VEJ) reste la principale cause d'encéphalite humaine en Asie avec un taux de létalité pouvant atteindre 30%. Le cycle épidémiologique traditionnellement décrit de cette zoonose à transmission vectorielle est remis en question avec des preuves croissantes de l'implication de systèmes multi-hôtes plus complexes, dans les régions où les densités de porcs (principaux hôtes amplificateurs) ou d'Ardéidés (réservoir généralement décrit) sont faibles. Les porcs jouent un rôle central dans la transmission du VEJ mais des réservoirs secondaires comme les volailles pourraient exister et participer à la circulation du virus. Au Cambodge, le VEJ pourrait se maintenir dans un système multi-hôtes comprenant des porcs et des volailles comme hôtes compétents, mais aussi des chiens, des bovins et des humains comme hôtes non compétents. Nous avons développé un modèle dynamique de la transmission du VEJ dans un village traditionnel de la province de Kandal au Cambodge. Ce modèle a été calibré avec des données démographiques et sérologiques issues d'une enquête que nous avons réalisée en 2018 sur des porcs, des poulets et des canards, ainsi que des chiens dont les sérums avaient été prélevés lors d'une enquête précédente. Le modèle a permis d'analyser les variations du nombre de reproduction de base (R0), du taux d'incidence annuel des infections humaines et de l'impact clinique associé chez l'homme en fonction de la composition du système multi-hôtes. Dans le village modélisé, la circulation endémique du JEV pourrait être assurée par un système multi-hôtes complexe où les porcs domestiques sont essentiels à la persistance mais où les volailles pourraient agir comme réservoir secondaire. D'après les simulations, l'augmentation de la proportion d'hôtes compétents induisait une concentration des infections chez les enfants. Enfin, selon les prédictions du modèle, la probabilité annuelle d'exposition humaine était linéairement corrélée à la séroprévalence anti-VEJ canine, suggérant que dans notre zone d'étude, la séroprévalence anti-VEJ canine pourrait être un bon proxy de la probabilité annuelle d'exposition des hommes au VEJ. Les nombreux échanges commerciaux et humains dans l'Océan Indien font craindre une introduction du VEJ à l'île de La Réunion, où les vecteurs potentiels et les hôtes (compétents et non compétents) du VEJ sont présents et pourraient constituer un système multi-hôtes permettant la circulation du virus s'il venait à y être introduit. Nous avons adapté le modèle précédemment développé au contexte réunionnais afin d'analyser le risque de circulation du VEJ à La Réunion en cas d'introduction, en calculant des R0 autour des zones identifiées comme les plus à risque d'émergence : les élevages de porcs et leurs alentours. Le VEJ pourrait circuler au moins autour de certains élevages de porcs, et le risque d'introduction couplé au risque de circulation du VEJ le cas échéant, pose le problème d'une surveillance de l'EJ à La Réunion.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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