Methods to improve zoonotic disease surveillance in poor rural settings : the example of highly pathogenic avian influenza (A) H5N1 in Southeast Asia

The latest events such as the spread over Asia, Europe and Africa of the Highly Pathogenic Avian Influenza (HPAI) virus H5N1, the epidemic of A/H1N1pdm in 2009, the emergence of the Low Pathogenic Avian Influenza (LPAI) but zoonotic virus H7N9 in China in 2013 and the recent circulation of HPAI H5N8 in Europe, show that the permanent evolution of influenza virus in birds, humans and pigs is exposing the world to the risk of new strains with unpredictable consequences in public and animal health. In the last 10 years, a lot of efforts have been put in the improvement of capacity of animal and public health systems. However the disease is now endemic in several countries where the virus goes often undetected within the poultry population resulting in sporadic human cases and mortality. These countries are characterized by a large proportion of their population living in rural areas with poor incomes, a lack of primary care system and inefficient public or veterinary health sectors.Passive surveillance is often the only type of method feasible in poor rural settings in human and animal surveillance. With often incomplete, biased or delayed information this method will benefit from new methods of evaluation or new design concepts that could be implemented within a “One Health” framework to take into account the interfaces between human, animals and environment. We have in this thesis conceived and/or applied new methodologies for the evaluation, the design or the improvement of volunteer case-reporting of human or animal HPAI H5N1 in South-east Asia.We have first looked at different options of evaluation. We have applied stochastic scenario tree to model and assess the surveillance system of HPAI H5N1 in Thailand in backyard and free-range poultry production systems. We have estimated the sensitivity of the passive surveillance at 50% (CI95% 0.04-0.75) for a maximum detection of 3 infected farms, and showing the usefulness of this method to demonstrate freedom of disease in countries with limited resources. Thanks to participatory methods, we have involved Village Animal Health Workers (VAHWs) in their own evaluation and developed a new criteria grid, which includes local indicators of success developed and used by the VAHWs themselves.In a second part, we have considered methods to improve the design and the efficiency of passive surveillance. We have applied the grid conceived previously, to evaluate 251 VAHWs in three provinces of Cambodia. The grid allowed us to give a score to their level of activity and to analyse through logistic regression the factors influencing the most “good score”. Then we have implemented a pilot-study to test the use of SMS reporting from 112 participants from 68 villages, the objective was to detect peaks of mortality, to identify more rapidly outbreaks of infectious diseases. In a final section we have used multiple criteria decision analysis (MCDA) to map the risk of diffusion of HPAI H5N1 in poultry and in human, in order to adjust and reinforce the surveillance in the zones with greater risk of occurrence of the disease in Thailand and Cambodia.To conclude this work about tools and methods to improve surveillance systems in remote areas, we have done a comparative analysis of two challenging environments, Cambodia and Madagascar. We have done a cross analysis of the researches implemented by CIRAD (French Research Centre for International Development) in these countries during research projects implemented over the past decade. The objective was to show how new approaches for surveillance systems could be transferred between different countries with difficult socioeconomic environments and to propose new perspectives.; La propagation en Asie, Europe et Afrique du virus Influenza Aviaire hautement pathogène (IAHP) H5N1, l'épidémie de A/H1N1pdm en 2009, l'émergence de l'Influenza faiblement pathogène (IAFP), mais zoonotique, H7N9 en Chine en 2013 et la circulation récente de l'IAHP H5N8 en Europe, montrent que l'évolution permanente de ces virus chez les oiseaux, les humains et les porcs, pause un risque en santé humaine et animale au niveau mondial. Au cours des 10 dernières années, des efforts ont été fait pour renforcer les capacités en santé publique et vétérinaire. Malgré tout, le virus IAHP H5N1 reste endémique dans certains pays où il peut passer inaperçu dans les populations de volailles mais provoquent des cas humains. Ces pays sont caractérisés par une majorité de leur population vivant en zones rurales, une absence de systèmes de santé primaire et des secteurs de santé inefficaces.La surveillance passive (évènementielle) des maladies animales et humaines est souvent la seule méthode réalisable dans les milieux ruraux. Produisant une information incomplète, biaisée ou transmise avec des délais importants, elle a besoin d'être amélioré par des approches nouvelles mis en œuvre dans un cadre « One Health » prenant en compte les interfaces entre humains, animaux et environnement. Nous avons donc dans cette thèse conçu et/ou appliqué de nouvelles méthodes d'évaluation, de conception ou d'amélioration de la notification des cas d'IAHP H5N1 chez l'animal et chez l'homme en Asie du sud-est.Nous avons en premier examiné différentes alternatives d'évaluation. Nous avons appliqué des arbres de scénario (stochastique) pour modéliser et évaluer le système de surveillance de l'IAHP H5N1 en Thaïlande dans les systèmes traditionnels de productions avicoles. Nous avons estimé la sensibilité de la surveillance passive à 50 % (IC95 % 0,04-0,75) pour une détection maximale de 3 fermes infectées. Cela a montré l'utilité de cette méthode pour prouver l'absence de maladie dans les pays à ressources limitées. Par des méthodes participatives, nous avons impliqué les « agents communautaires de santé animale » dans leur propre évaluation et développé une nouvelle grille, qui comprend des indicateurs de succès utilisés par les agents eux-mêmes.Dans la seconde partie, nous avons examiné les méthodes pour améliorer la conception et l'efficacité de la surveillance passive. Nous avons appliqué la grille, pour évaluer 251 agents villageois dans trois provinces du Cambodge. La grille nous a permis de noter leur niveau d'activité et d'analyser, par régression logistique, les facteurs qui influencent l'obtention d'un score élevé. Puis, nous avons mis en place une étude pilote pour tester la déclaration par texto (SMS) auprès de 112 participants de 68 villages. L'objectif était de détecter des pics de mortalité et d'identifier plus rapidement les foyers de maladies infectieuses. Nous avons enfin utilisé l'analyse décisionnelle multicritère (MCDA) pour cartographier les risques de diffusion de l'IAHP H5N1 chez les volailles et les populations humaines en Thaïlande et au Cambodge, afin de renforcer la surveillance dans les zones à risque.En conclusion de ce travail, nous avons effectué une analyse comparative de deux environnements socio-économiques contraints : le Cambodge et Madagascar. Nous avons analysé les recherches mises en œuvre par le CIRAD (Centre Français de recherche pour le développement International) et ses partenaires dans ces 2 pays au cours de projets effectués ces 10 dernières années. L'objectif était de montrer comment de nouvelles approches pour les systèmes de surveillance peuvent être transférées entre différents pays aux contextes difficiles. A partir de cela, de nouvelles perspectives sont proposées.