Gouvernement du Québec

GÉOInfo - Chroniques du Québec géographique

Mars 2012

De nouveaux outils pour contrer la propagation de maladies

Par Bernard Moulin,
Université Laval

Les maladies contagieuses constituent de graves menaces pour la santé publique et l’économie. Les services de santé publique de partout au Canada mettent au point des protocoles et des systèmes d’information pour surveiller la propagation des nouvelles maladies. Les fonctions clés de ces systèmes comprennent notamment des statistiques de base, de la cartographie ainsi que de la surveillance des maladies. Le besoin d’outils efficaces, qui permettent de répondre à diverses questions cruciales sur la propagation des maladies, reste toujours criant. Ainsi, il faut évaluer ces outils selon :

  • leur pertinence en fonction des systèmes modernes de transport (transports en commun urbains, trains, avions, navires de croisière) et de la perturbation des services et des activités économiques;
  • leur effet sur la vulnérabilité des différentes populations; et
  • leur utilité pour développer des aides à la décision en matière de santé publique, par exemple sur des questions comme les vaccins prioritaires ou l’application des mesures d’isolation et de quarantaine.

La clé de ces questions, ce sont les outils de géosimulation de la propagation des maladies (GSTDS, de l’anglais « geo-simulation tools for disease spread »). Ces derniers modélisent et prévoient de façon plausible la dynamique de la propagation d’une maladie sur un grand territoire en tenant compte des caractéristiques des interactions agent-hôte-environnement.

Une équipe de chercheurs du Réseau GEOIDE (http://www.geoide.ulaval.ca/)s’affaire actuellement à proposer de solides protocoles de propagation de maladies. Pour ce faire, elle combine des modèles mathématiques, environnementaux, de réseaux vectoriels et d’agents multi-niveaux (humain, animal, éléments du climat) pour simuler le mécanisme de transmission et les conséquences de la propagation d’une maladie. À terme, le système développé dans ce projet de recherche aidera les organismes gouvernementaux et les entreprises privées à élaborer de meilleures stratégies et politiques visant à prévenir et à gérer l’éclosion potentielle de maladies contagieuses.

Voici quelques-unes des réalisations effectuées dans ce projet à ce jour.

Prendre en compte la dynamique spatio-temporelle des zoonoses sur de grands territoires


Modèle illustratif de la dynamique des tiques sur deux ans et demi

Un des objectifs du projet est de développer un système, appelé ZoonosisMAGS. Il s’agit d’un géosimulateur générique applicable à toutes les zoonoses (http://fr.wikipedia.org/wiki/Zoonose). Un autre objectif est d’utiliser ZoonosisMAGS pour simuler la propagation et l’établissement de colonies de tiques dans les régions du sud du Québec ainsi que la diffusion potentielle de la maladie de Lyme (http://www.msss.gouv.qc.ca/sujets/santepub/maladie-lyme.php)par l’intermédiaire de tiques infectées. Il faut savoir que la maladie de Lyme est une zoonose complexe, mettant en relation les tiques passant par trois stades différents (larves, nymphes et adultes – mâles et femelles) et différentes espèces animales (rongeurs, oiseaux, chevreuils), qui sont piquées par les tiques pour passer aux stades suivants dans leur cycle biologique. Ce processus couvre une période d’environ deux ans et demi.

Pour cette partie des travaux, une approche de modélisation générique applicable à toutes sortes de zoonoses a pu être développée, car les phénomènes sous-jacents liés à la biologie et à la dynamique spatiale des espèces étudiées présentent de nombreuses similarités.

Ce nouveau formalisme générique tient compte des aspects biologiques, tels que l’évolution des diverses espèces et leurs interactions, et des aspects géographiques. Ce dernier aspect présente un caractère particulièrement innovateur, car il n’est généralement pas considéré par les modèles standards de zoonoses basés sur une approche mathématique (modèle « à base de compartiments » constitué d’équations différentielles).

Ces travaux prennent aussi en considération que les degrés de maturation et de mortalité des tiques aux divers stades de vie sont très fortement dépendants de certaines conditions. Parmi celles-ci, notons la température et les conditions de la couverture du sol. De plus, l’aspect géographique (favorabilité des diverses zones du territoire) est déterminant, car il conditionne la survie des tiques ainsi que les chances qu’elles puissent piquer un hôte (rongeurs, oiseaux, chevreuils, mais aussi chiens et humains). Finalement, il est fondamental de prendre en considération la mobilité des espèces (oiseaux et chevreuils) en tenant compte de la saison. Aucun modèle ou système n’avait fait une telle intégration de ces divers aspects de la dynamique des zoonoses jusqu’à présent.

L’architecture supportant cette nouvelle approche de géosimulation de zoonoses pour de larges territoires inclut :

  • des modules pour créer et manipuler les données géographiques dans un environnement virtuel hiérarchisé, dans lequel les cellules de chaque niveau sont de forme vectorielle et peuvent être générées à partir de n’importe quel type de découpage (p. ex., découpage administratif, utilisation du sol, etc.);
  • des outils qui permettent d’associer les données des diverses populations (p. ex., tiques, oiseaux, chevreuils) aux cellules en tenant compte de leur stade d’évolution (larve, nymphe, juvénile, adulte) ou d’infection par la bactérie ou le virus (susceptible, infecté, rescapé).

Le système ZoonosisMAGS est en cours de développement et une démonstration préliminaire devrait en être faite en mai 2012, lors du Congrès géospatial international qui se tiendra à Québec. Elle montrera la complexité de ces simulations et aussi leur intérêt pour la prise de décision.

Un système de géosimulation du virus du Nil occidental pour la région d’Ottawa

Cette partie, qui était préalable au projet, a été développée au cours des cinq dernières années. Elle a permis de mettre au point un système de géosimulation pour étudier les interactions entre des oiseaux (corvidae) et des moustiques (Culex Pipiens) qui transmettent le virus du Nil occidental. Une simulation a été faite pour toute la partie sud du Québec à l’échelle des municipalités. Une autre simulation l’a été pour les secteurs de recensement de la région d’Ottawa. Dans ce cas, les effets de divers scénarios climatiques (températures, précipitations) ou d’interventions humaines (épandage de larvicides) peuvent être analysés, tout comme les aspects géographiques de la région choisie (différences entre municipalités, par exemple).

Les données, un élément clé du projet

Diverses données sont nécessaires pour mener à bien un tel projet. Dans le cas de la modélisation de l’expansion des colonies de tiques au Québec, une grande quantité d’information a dû être rassemblée :

  • données de migration printanière des oiseaux porteurs de tiques;
  • données liées à la favorabilité des diverses zones du territoire pour les différentes espèces;
  • données d’échantillon de collecte de tiques au cours des dernières années;
  • données de positionnement des ravages de chevreuils en hiver et de leurs couloirs migratoires du printemps;
  • données météorologiques.

Des recherches prometteuses

Les travaux entrepris dans le cadre de ce projet ont pour but de mieux comprendre les phénomènes de propagation d’une grande variété de zoonoses. À terme, ils permettront aux gouvernements et aux organisations d’adopter de meilleures stratégies pour contrer l’éclosion de maladies contagieuses transmises par les animaux et les insectes et pouvant affecter les humains. Il faut noter que ces travaux sont rendus possibles grâce au Réseau GEOIDE et à l’appui et la collaboration de plusieurs partenaires, dont :

  • l’Institut national de santé publique du Québec;
  • le ministère des Ressources naturelles;
  • l’Agence de la santé publique du Canada de Saint-Hyacinthe.

 



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