Leptospirosis in the Seychelles : geographic, molecular and epidemiological investigations of a zoonotic disease in a tropical insular environment

par Leon Biscornet

Thèse de doctorat en Sciences du vivant

Sous la direction de Pablo Tortosa.

Le président du jury était Catherine Cêtre-Sossah.

Le jury était composé de Patrick Mavingui, Gauthier Dobigny.

Les rapporteurs étaient Mitermayer Reis, Carine Brouat.

  • Titre traduit

    La leptospirose aux Seychelles : investigation d'une maladie zoonotique en environnement insulaire tropical par des approches géographique, moléculaire et épidémiologique


  • Résumé

    La leptospirose est une maladie négligée émergente touchant plus particulièrement les régions tropicales, et plus encore les îles tropicales telles que les Seychelles, qui enregistrent des incidences humaines parmi les plus élevées au monde. Cette thèse a pour objectifs d’explorer l’éco épidémiologie de la leptospirose aux Seychelles (i) en utilisant les rats comme marqueurs d’exposition environnementale, (ii) en décrivant l’épidémiologie moléculaire de la maladie chez l’homme et l’animal à travers une approche “One Health”, et enfin (iii) en identifiant les comportements et professions à risque tout en en comparant la situation actuelle à celle décrite il y a 25 ans. La combinaison d’approches géographique, moléculaire et clinique vise à dresser un tableau complet de la situation épidémiologique de cette maladie aux Seychelles en intégrant les réservoirs animaux, l’homme et l’environnement qu’ils occupent.La fragmentation de l’habitat et la proximité de ressources alimentaires apparaissent comme de bons prédicteurs d’infection chez les rats. Les analyses géo-spatiales permettent de mettre en évidence d’autres variables corrélées négativement (altitude ou distance à un point d’eau douce) ou positivement (niveau d’urbanisation, pluviométrie) au statut d’infection chez les rats. Ces résultats pourraient être pris en compte dans les politiques d’aménagement du territoire mises en place dans des buts de conservation des habitats ou de contrôle des rongeurs, afin de réduire l’exposition de l’homme à des pathogènes maintenus dans l’environnement par les rats. Si le niveau d’urbanisation est positivement corrélé avec le statut d’infection, ce patron pourrait au moins en partie résulter de la distribution des deux espèces Rattus norvegicus et Rattus rattus. En effet la première espèce, retrouvée essentiellement en milieu urbain, est nettement plus infectée que la deuxième que l’on retrouve partout sur l’île. Néanmoins, la comparaison des leptospires retrouvés chez les rats et chez les cas humains graves indique que les rats ne sont impliqués que dans un tiers des transmissions à l’homme, la majorité des cas humains étant causée par des leptospires dont le(s) réservoir(s) reste(nt) à identifier. Une incidence annuelle de 54,6 (95% IC 40,7-71,8) pour 100 000 habitants confirme l’importance médicale majeure de cette maladie dans le pays. La maladie touche très majoritairement les hommes (96%) et présente un taux de mortalité élevé (11,2%), essentiellement associé à des formes sévères (dysfonctions rénales et hépatiques, hémorragie pulmonaire). Les activités agricoles et le jardinage, la proximité d’élevages et de chats, une thrombocytopénie, une leucocytose, un taux de bilirubine élevé et des valeurs élevées aux tests de fonction rénale sont de bons prédicteurs de leptospirose. La distribution géographique des cas humains ne correspond pas à celle des districts hébergeant des populations de rats aux prévalences d’infection élevées, en cohérence avec un rôle restreint des rats dans la leptospirose humaine.La comparaison des données présentées ici avec celles publiées il y a 25 ans révèle un changement dans les comportements et les expositions, et montre qu’une meilleure prise en charge hospitalière a vraisemblablement contribué à faire diminuer la mortalité liée à la leptospirose, même si celle-ci reste élevée. Un faible niveau de connaissance de la maladie en population générale souligne l’importance de mettre en place des campagnes de sensibilisation. Les données produites dans le cadre de cette thèse stimulent la mise en place d’études complémentaires visant à mettre en évidence le(s) réservoir(s) complémentaire(s) et adapter les mesures de prévention pour limiter le fardeau que représente cette maladie aux Seychelles, aujourd’hui encore reconnue comme la maladie infectieuse causant le plus de décès dans le pays.


  • Résumé

    Leptospirosis is an emerging neglected disease representing a heavy burden in the tropics, especially in tropical islands such as Seychelles, which record among the highest human incidence worldwide. This thesis aims at exploring the eco-epidemiology of leptospirosis in Seychelles by (i) using rats as markers of environmental exposure to Leptospira infection, (ii) describing the molecular epidemiology of the disease in humans and animals in a One Health framework, and (iii) identifying occupational and behavioural risk factors while comparing the current situation to that described 25 years ago. The combination of fine spatial distribution, molecular and clinical epidemiology complement each other in providing a comprehensive picture of the continuum involving reservoirs and human hosts within a shared environment.Habitat fragmentation and proximity to nutritional sources are found good predictors of Leptospira-laden Rattus spp. Geospatial analyses determined a selection of other important variable factors that are strongly correlated with Leptospira infection in Rattus spp., including altitude or distance to surface water (negative correlation), urbanization and heavy rainfall (positive correlation). Results of these analyses can guide policy makers and especially urban planners to best implement landscape structures for conservation or pest control goals leading to reduced exposure of humans to rat-borne diseases.Rattus norvegicus is found significantly more infected than Rattus rattus. Therefore, increased infection in urbanized/fragmented habitats may result at least in part from Rattus spp distribution, as R. norvegicus is mostly found in urban areas. Most importantly, genotyping of Leptospira in human acute cases and rats suggests that these rodents are involved in only a third of human acute infections, while most human cases originate from yet to be identified reservoir(s).An annual incidence of 54.6 (95% CI 40.7-71.8) per 100,000 confirms the major medical and public health importance of the disease in the country. The disease affects mainly men (96%) and displays a case fatality rate of 11.2%, mostly associated with severe forms (acute renal failure, hepatic failure and pulmonary haemorrhage). Farming and gardening related activities, proximity to cattle and cats, thrombocytopaenia, leukocytosis, elevated bilirubin and high values for renal function tests are predictors of leptospirosis. The geographical distribution of human cases poorly overlaps districts of high prevalence in rats in keeping with a restricted role of rats in human disease.The comparison of figures reported herein and in previous studies published 25 years ago reveals changes in behaviour and exposure, and shows that the development of health care has lowered the case fatality despite still high disease incidence in the country. A low level of knowledge on leptospirosis is reported, urging the need for implementing health education campaigns. Altogether, the data presented in this thesis strongly supports the implementation of a research program aiming at discovering alternative reservoir(s) to provide a full understanding of the epidemiological situation, which will allow fine tuning preventive measures for an efficient control of a disease that is still recognised as the infectious disease causing the highest mortality in the country.


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