Un modèle pour prédire les chemins de propagation d’une maladie

Une équipe internationale regroupant des chercheurs en France, Italie et Etats-Unis a développé un modèle mathématique de propagation d’épidémies à l’échelle mondiale, ainsi que des outils statistiques afin de prédire le parcours mondial d’une épidémie potentielle. Cette modélisation et ces outils, détaillés dans la revue BMC Medicine, pourraient aider au développement de stratégies de protection pour freiner une telle propagation.

La propagation du SRAS en 2002-2003 a démontré la vulnérabilité de notre société moderne à des maladies émergentes, qui peuvent se propager très rapidement le long des voies du transport aérien. Dans ce contexte, V. Colizza (Indiana University, USA et ISI, Turin, Italie), A. Barrat (CNRS et Université Paris-Sud), M. Barthélemy (CEA) et A. Vespignani (Indiana University, USA et CNRS) ont mis au point un modèle mathématique permettant de simuler la propagation d’une maladie émergente au niveau mondial, en incorporant la donnée des flux de passagers entre les différents aéroports de la planète (fournie par la IATA) et de la population des zones desservies (correspondant à plus de 3000 zones urbaines dans 220 pays, et à plus de 99% du trafic aérien total). L’analyse statistique du modèle permet, en fonction des conditions initiales, de définir un niveau de risque pour chaque pays ou région, en quantifiant la probabilité que l’épidémie l’atteigne. De plus, les chercheurs ont défini des outils statistiques qui mesurent, pour chaque région, avec quelle probabilité la propagation est arrivée de chaque autre région. Ces outils permettent donc de comprendre quels sont les chemins de propagation les plus probables à l’échelle mondiale.

Afin de valider leur modèle, les chercheurs ont considéré l’exemple du SRAS. Ils ont tout d’abord estimé les conditions initiales, lorsque seulement quelques cas de contamination étaient présents à Hong-Kong, puis simulé sur ordinateur la propagation de la maladie en utilisant leur modèle. La carte des pays à risque obtenue est alors en excellent accord avec la carte des pays effectivement touchés, et l’accord est même quantitatif pour l’estimation du nombre de cas de contamination observés dans chaque pays.

Ces résultats confirment que la propagation au niveau mondial des maladies émergentes est déterminée essentiellement par les schémas de déplacements à grande échelle, et que l’intégration de ces schémas dans les modèles mathématiques permet de rendre compte correctement de cette propagation, et d’arriver à un bon pouvoir prédictif. De plus, les simulations sur ordinateur permettent d’analyser les voies de propagation les plus probables, ce qui pourrait permettre d’optimiser le déploiement de ressources de santé publique, et fournissent donc un outil d’analyse et de prédiction à l’échelle globale de la propagation de maladies infectieuses émergentes.

© CxNets / Vittoria Colizza, 2007