Une puissante simulation de la transmission H5N1 à travers 35 974 troupeaux américains montre que le virus est beaucoup plus répandu que ce qui a été signalé, ce qui augmente les appels urgents pour une meilleure surveillance agricole et un contrôle des maladies plus fort.
Étude: un modèle mathématique de transmission de la grippe H5N1 dans les bovins laitiers américains. Crédit d'image: Clara Bastian / Shutterstock
Dans une étude récente de la revue Communications de la natureles chercheurs ont développé et testé un nouveau modèle de transmission de métapopulation stochastique pour prédire l'échelle, les données épidémiologiques les plus importantes et les états les plus à risque dans l'épidémie de grippe aviaire H5N1 en cours dans les bovins laitiers américains. Le modèle simule la transmission H5N1 entre 35 974 troupeaux aux États-Unis, avec un mouvement de bétail informé par des sorties probabilistes du modèle de mouvement animal américain (USAMM) et vérifiée à l'aide de certificats interétatiques de données d'inspection vétérinaire.
Les résultats du modèle prédisent que les États de la côte ouest présentent la charge de maladie la plus élevée, l'Arizona et le Wisconsin au plus haut risque de futures épidémies. L'étude met en évidence les lacunes dans les systèmes de surveillance de la biosécurité actuels et suggère que les épidémies laitières sont dans la prévision de 2025, nécessitant des interventions urgentes portant sur ces lacunes.
Sommaire
Arrière-plan
L'industrie laitière des États-Unis (États-Unis) représente une partie importante du PIB du pays (3%). Pour son fonctionnement de routine, l'industrie nécessite un mouvement fréquent des 9 millions de vaches de lait. Malheureusement, cette pratique contribue souvent à transmettre des maladies transmissibles (comme la grippe aviaire) entre des troupeaux de bovins autrement isolés.
L'industrie laitière américaine est actuellement confrontée à une menace grave – la grippe aviaire hautement pathogène H5N1. L'épidémie a amené la maladie sous les projecteurs des fermes du Texas, du Kansas et du Nouveau-Mexique (février 2024). En décembre 2024, cette épidémie s'était renversée à 720 infections de troupeau de bétail et 35 infections humaines à travers les États-Unis. La recherche phylogénétique récente et les analyses structurelles sur la souche H5N1 responsable suggèrent qu'une mutation unique spécifique pourrait être suffisante pour permettre la liaison des récepteurs humains, des préoccupations suscitées concernant le réservoir viral laitier dans le pays et augmenter le risque d'adaptation virale aux humains.
Malheureusement, aucune estimation de recherche de la taille de l'épidémie H5N1 ou des prédictions de futurs points chauds.
«Dans les épidémies de maladies bovines précédentes, telles que l'encéphalopathie spongiforme bovine et les maladies du pied et de la bouche au Royaume-Uni, les réponses en santé publique ont été considérablement aidées par la modélisation d'études pour estimer les taux de sous-déclaration, estimant les mécanismes épidémiologiques clés et la quantification de l'impact des politiques de contrôle. De tels efforts n'ont pas encore été appliqués pour le Bovine H5n1 épidémique actuel.
À propos de l'étude
La présente étude comble ces lacunes de connaissances en concevant et en développant un modèle de transmission de métapopulation stochastique (SEIR) pour simuler la transmission H5N1 dans 9 308 707 vaches de lait (35 974 troupeaux) à travers le continent américain (48 États; 2022 données de recensement). Il utilise une approche de synthèse des preuves bayésien pour estimer les paramètres épidémiologiques correspondant aux épidémies signalées.
La simulation du modèle a été initiée en infectant cinq vaches au Texas sur la base d'analyses phylogénétiques suggérant un débordement initial en décembre 2023, avec un ensemble supplémentaire reflétant les épidémies signalées précoces. La migration des bovins entre les troupeaux a été estimée en utilisant une fonction de probabilité calculée à l'aide des données du modèle de mouvement animal américain (USAMM). Les paramètres du modèle ont été ajustés à l'aide de simulations de la chaîne de Markov Monte Carlo.
Les objectifs du modèle étaient d'évaluer la taille appropriée de l'épidémie H5N1, d'évaluer les impacts des mesures d'atténuation actuelles sur les futures épidémies, d'identifier les données épidémiologiques critiques nécessaires pour se préparer à de futures épidémies et de prédire les hotspots futurs d'épidémie.
Résultats de l'étude
Les modèles de dynamique d'infection (SEIR) (20 000 simulations stochastiques) ont révélé que la plupart des infections à H5N1 actuelles dans les bovins laitiers sont concentrés le long de la côte ouest du pays. Bien que le modèle ait été observé pour surestimer les densités de cas dans certaines épidémies prévues (Texas, Ohio et Nouveau-Mexique), le modèle a simulé avec succès des épidémies pour les États ayant des rapports fréquents comme la Californie, bien qu'il ait surestimé les épidémies signalées dans certains autres États (Texas, Ohio et Nouveau-Mexique), que les chercheurs interprètent comme sous-estimés potentiels dans ces États relatifs à la Californie de la Californie.
Alarmant, seulement 16 des 26 États où le modèle indiquait qu'une majorité de simulations verraient une épidémie de H5N1 d'ici le 2 décembre 2024, en avait en fait signalé une, suggérant un degré élevé de sous-déclaration. L'Arizona et le Wisconsin devraient devenir futurs points chauds des épidémies H5N1. L'Indiana et la Floride courent également un risque significatif de flambées de H5N1.
Les enquêtes sur les mesures d'atténuation actuelles révèlent qu'elles sont insuffisantes pour contrôler, beaucoup moins inverse, la prévalence de H5N1 dans le pays. Notamment, la seule mesure d'atténuation actuelle appliquée entre les États est le test des bovins exportés (dépistage jusqu'à 30 vaches / troupeau pour H5N1). Les prédictions du modèle ont révélé que l'augmentation de ce dépistage à 100 vaches / troupeau entraînerait une légère réduction des épidémies moyennes et ne modifierait pas fondamentalement la trajectoire de l'épidémie.
Notamment, le modèle d'infection SEIR ne tient pas compte des autres réservoirs viraux zoonotiques dans les prédictions du modèle. L'épidémie de grippe aviaire en cours et la possibilité que ces oiseaux infectaient des bovins peuvent exacerber les prédictions du modèle.
Conclusions
La présente étude et le modèle SEIR qu'elle présente suggèrent que les rapports actuels sur la prévalence des infections à la laiterie H5N1 sont une sous-représentation de la véritable concentration de la maladie aux États-Unis. Les interventions de transmission anti-H5N1 actuelles sont insuffisantes pour prévenir les épidémies supplémentaires tout au long de 2025. Au plus haut risque de futures épidémies, l'Arizona, le Wisconsin, la Floride et l'Indiana nécessitent des efforts de surveillance supplémentaires.
«Des augmentations significatives des tests sont urgentes pour réduire l'incertitude des projections du modèle et fournir aux décideurs une image plus précise de l'échelle réelle de l'épidémie nationale.»
