Modélisation des méningites bactériennes dans la ceinture africaine des méningites pour l’évaluation de la vaccination préventive

Modelling bacterial meningitis in the African meningitis belt for the evaluation of preventive vaccination

• Auteur / Autrice : Thibaut Koutangni
• Direction : Judith Mueller, Pascal Crépey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Épidémiologie
• Date : Soutenance le 16/07/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Pierre Louis de santé publique : épidémiologie et sciences de l'information biomédicale (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Epidémiologie des Maladies Emergentes (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Yves Boëlle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Agnès Dechartres
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laura Temime, Lulla Opatowski-Mezrahi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Veille sanitaire

Méningocoque

Afrique

Méningite à pneumocoque

Mots clés libres

Méningite

Endémie

Saisonnalité

Épidémie

Modèles mathématiques

Ceinture africaine des méningites

Meningitis

Endemic

Seasonality

Epidemic

Mathematical models

African meningitis belt

Résumé

Une dynamique saisonnière régulière (hyperendémie) et épidémique est observée pour les méningites à méningocoques et pneumocoques dans la ceinture africaine des méningites. Comprendre cette dynamique est essentiel pour une meilleure prévention et modélisation. Les hyperendémies serait liées à un risque accru de méningite chez les porteurs sains du méningocoque et du pneumocoque ; ou une transmission accrue de ces bactéries par les porteurs sains et les personnes malades en saison sèche. Nous avons développé trois modèles mathématiques des méningites, incluant l’une ou la combinaison des deux hypothèses. Les modèles étaient paramétrés sur base des connaissances actuelles de la biologie et la physiopathologie des méningocoques et des pneumocoques. Nous avons comparé les performances des modèles à prédire les cas de méningites bactérienne aiguë notifiés par des formations sanitaires au Burkina Faso entre 2004-2010, dans le cadre de la surveillance des méningites. Les prédictions des modèles étaient satisfaisantes (R2, 0.72, 0.86, 0.87). Forcer la saisonnalité de la transmission seule ou et du risque de méningite permettent de mieux prédire l'amplitude des hyperendémies saisonnières. Cependant, le modèle incluant la saisonnalité de la transmission seule nécessitait un taux d'invasion constant plus élevé. Ces résultats suggèrent que des variations saisonnières du risque de méningite et de transmission des bactéries contribuent aux hyperendémies saisonnières. En conséquence, des interventions réduisant le risque de transmission et d’invasion bactériennes, pendant la saison sèche, seraient nécessaires pour limiter la saisonnalité de la méningite bactérienne en Afrique.

Pathophysiological mechanisms underlying the seasonal dynamic and epidemic occurrence of bacterial meningitis in the African meningitis belt remain unknown. Regular seasonality (hyperendemicity) is observed for meningococcal and pneumococcal meningitis. Understanding this is critical for better prevention and modelling. The two main hypotheses for hyperendemicity during the dry season imply an increased risk of invasive disease given asymptomatic carriage of meningococci and pneumococci; or an increased transmission of these bacteria from carriers and ill individuals. We developed three mathematical models of seasonal hyperendemicity, featuring one or a combination of the two hypotheses. Models were parameterized based on current knowledge on meningococcal and pneumococcal biology and pathophysiology. We compared the models’ performance in reproducing weekly incidences cases of acute bacterial meningitis reported by health centres in Burkina Faso during 2004–2010, through meningitis surveillance. All models performed well (R2, 0.72, 0.86, 0.87). Seasonal forcing transmission only or and risk of meningitis better captured amplitude of seasonal incidence. However, seasonal forcing transmission alone required a higher constant invasion rate. These results suggest a combination of seasonal changes of the risk of invasive disease and carriage transmission is involved in hyperendemic bacterial meningitis in the African meningitis belt. Consequently, interventions reducing the risk of nasopharyngeal invasion and the bacteria transmission, especially during the dry season are believed to be needed to limit the recurrent seasonality of bacterial meningitis in the meningitis belt.