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7.3 Simulations

7.3.3 Effet des transmissions verticale et p´ erinatale

Simulons le mod`ele avec transmission verticale, en faisant varier simultan´ement les

coefficients de la transmission p´erinatale et la probabilit´e de transmission verticale afin

de mesurer l’incidence des transmissions verticale et p´erinatale.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

taux de prevalence des infectes et de chroniques

/mois

taux de prevalence

Infectes Chroniques

Figure 7.8 – Pr´evalence des infect´es et des chroniques du mod`ele avec transmission

verticale (p

vert

= 0.1) et une petite perturbation positive sur la transmission p´erinatale.

• Une transmission verticale avec une valeur de p

vert

`a 10%, associ´ee `a une l´eg`ere

aug-mentation des coefficients de la matrice B correspondant `a la transmission p´erinatale, fait

passer `a l’´etat d’´equilibre end´emique d´efinie dans la section (7.3.2) de la pr´evalence des

malades (infectes et chroniques) de 19% `a 31% de la population.

A la lumi`ere de ces r´esultats, on d´eduit que le contrˆole de l’´epid´emie de l’h´epatite B passe

par une diminution, voire une ´eradication de la transmission verticale et de la transmission

p´erinatale.

7.4 Conclusion

Dans cette partie, nous avons fait varier les diff´erents param`etres des transmissions

verticale et/ou p´erinatale pour voir leurs incidences sur le pronostic de l’´evolution de

l’´epid´emie de l’h´epatite B.

re-marque que lorsque p

vert

augmente, on a la proportion de chroniques de la population

g´en´erale qui augmente `a l’´equilibre end´emique, de mˆeme que la pr´evalence de malades

(infect´es et chroniques). Cela explique l’importance de la transmission verticale dans la

transmission du virus de l’h´epatite B.

Une variation des param`etres d’infection suivant l’ˆage des susceptibles montre que si

la transmission p´erinatale est faible, la proportion de chroniques diminue `a l’´equilibre

end´emique ; la pr´evalence de malades dans la population diminue aussi. La corr´elation

entre l’ˆage d’infection, la proportion de chroniques et le taux de pr´evalence montre que

la transmission p´erinatale est un facteur important dans le maintien de l’end´emicit´e de

l’´epid´emie de l’h´epatite B dans une zone donn´ee.

Nos simulations montrent que la transmission verticale, contrairement `a la

transmis-sion p´erinatale, ne change pas le temps au bout duquel l’´equilibre end´emique est atteint.

La combinaison des transmissions verticale et p´erinatale conduit `a une augmentation

significative (de 20% `a 31%) de la pr´evalence de malades. De ce fait, le contrˆole de

l’h´epatite B passe inexorablement par un contrˆole des transmissions verticale

Conclusion et perspectives

Les travaux expos´es dans cette th`ese ont pour objet la mod´elisation et l’analyse de la

transmission de l’h´epatite B dans une zone de haute end´emicit´e en l’occurrence l’Afrique

subsaharienne de fa¸con globale, le S´en´egal en particulier. Nous avons essay´e de cerner

l’incidence des transmissions verticale et p´erinatale de la maladie afin d’aider `a am´eliorer

les politiques de sant´e publique pour la lutte et la pr´evention de l’h´epatite B dans cette

zone. Nous avons eu `a faire une synth`ese des diff´erents travaux sur l’´epid´emiologie et sur

la mod´elisation de la transmission du virus de l’h´epatite B. C’est ainsi que nous avons pu

identifier, dans les publications [17,18,24,91,95,96,112] sur la transmission de l’h´epatite

B, deux ´el´ements d´eterminants que sont la susceptibilit´e diff´erentielle et les transmissions

verticale et p´erinatale, qui ne sont pas pris en compte dans les mod`eles pr´ec´edents.

Pour ce qui concerne les publications sur la mod´elisation du virus de l’h´epatite B,

les diff´erents auteurs ont n´eglig´e un facteur important, `a savoir l’´evolution de la maladie

suivant l’ˆage d’infection.

Notre effort de mod´elisation, nous a conduit `a ´etudier, des mod`eles `a susceptibilit´e

diff´erentielle et `a infectivit´e en progression de stades, mais aussi des mod`eles `a

susceptibi-lit´e et infectivit´e diff´erentielles. Ces mod`eles sont applicables aux maladies qui changent

d’infectivit´e suivant leurs p´eriodes infectieuses telle que le VIH Sida ou l’h´epatite B qui

sont des maladies avec des porteurs asymptomatiques. L’infectivit´e diff´erentielle vient du

fait que la population infect´ee est subdivis´ee en diff´erents sous groupes suivant leur taux

d’infectivit´e. La susceptibilit´e diff´erentielle est justifi´ee par le fait que la population de

susceptibles est divis´ee en tranches d’ˆages. Pour ces deux mod`eles, qui ont fait l’objet de

deux publications dans MMNP

1

et JMB

2

, nous avons pu montrer la stabilit´e globale

1. Mathematical Modelling of Natural Phenomena 2. Journal of Mathematical Biology, accepted

de l’´equilibre sans maladie (DFE) si le nombre de reproduction de baseR

0

est inf´erieur `a

1 et l’existence d’un point d’´equilibre end´emique siR

0

est sup´erieur `a 1.

Pour tenir compte de ces insuffisances not´ees dans les mod`eles du chapitre de l’´etat de

l’art et aussi de l’´epid´emiologie actuelle de la transmission du virus de l’h´epatite B, nous

avons formul´e deux mod`eles math´ematiques d´eterministes pour d´ecrire la dynamique de

transmission du virus de l’h´epatite B. Un premier mod`ele sans transmission verticale, qui

est justifi´e par la position de l’Organisation Mondiale de la Sant´e (OMS) qui pr´econise

que la transmission verticale du virus de l’h´epatite B n’a pas trop d’incidence au niveau de

la zone de haute end´emicit´e Afrique contrairement au continent Asiatique. Le deuxi`eme

mod`ele, avec transmission verticale est justifi´e par la position des professionnels de Sant´e

de la lutte contre transmission du virus de l’h´epatite B au S´en´egal. Avec ces mod`eles, nous

avons divis´e la population de susceptibles en cinq compartiments pour prendre compte

l’ˆage d’infection. Dans ces mod`eles, la population qui est en contact avec le virus est divis´ee

en quatre compartiments, deux compartiments de latents (E

I

, E

C

) et deux compartiments

d’infectieux (I, C).

L’´elaboration des ces mod`eles de transmission de l’h´epatite B, nous a conduit `a des

simulations, justifi´ees par le fait que dans nos mod`eles g´en´eraux, nous avons seulement

montr´e l’existence de l’´equilibre end´emique. Dans ces diff´erents cas ´etudi´es, la stabilit´e

de l’´equilibre end´emique n’a pu ˆetre ´etablie. Pour mettre en oeuvre les simulations num´

e-riques, une ´etape pr´eliminaires et n´ecessaire, nous a conduit `a faire une identification des

diff´erents param`etres de nos mod`eles. Nous avons rencontr´e pas mal de probl`emes dans

cette identification, d’une part en raison de la structure des donn´ees disponibles, mais

aussi en raison du manque d’information concernant certains param`etres.

Les r´esultats obtenus lors des simulations num´eriques des mod`eles avec ou sans

trans-mission verticale ou p´erinatale, nous montrent que la transmission verticale ou p´erinatale

joue un rˆole tr`es important dans le maintien de la haute end´emicit´e. Notamment, dans

les zones o`u il n’y pas de protocoles de lutte contre la transmission m`ere-enfant et aussi

de la transmission durant la petite enfance en milieu familial et scolaire. Effectivement,

ces observations sugg`erent que le contrˆole de l’´epid´emie du virus de l’h´epatite B, dans les

zones comme l’Afrique subsaharienne en g´en´eral, le S´en´egal en particulier, se fera avec

des protocoles de vaccination et de lutte contre deux modes de transmission.

c’est parfois ponctuel au niveau du S´en´egal, pour en ´evaluer leur impact pour le contrˆole

de la transmission de la maladie mais aussi la pr´evention et la surveillance. Il serait aussi

int´eressant de voir le comportement de nos mod`eles et faisant varier la population totale

car dans la r´ealit´e la d´emographie n’est pas constante.

Par ailleurs, avec une bonne collaboration avec les professionnels de sant´e, nous pensons

pouvoir concevoir, avec nos mod`eles des outils pour fournir des informations importantes

en mati`ere de sant´e publique pour le contrˆole de l’´epid´emie du virus de l’h´epatite B.

Enfin il reste `a ´etudier math´ematiquement les mod`eles g´en´eraux avec une transmission

verticale.

Quelques outils Math´ematiques

La mod´elisation ´epid´emiologique conduit `a l’analyse des syst`emes dynamiques. Ces

sys-t`emes pouvant ˆetre diff´erentiels, discrets ou `a d´eriv´ees partielles. Les syst`emes diff´erentiels

´etudi´es dans cette th`ese sont en g´en´eral non lin´eaires. La plupart des r´esultats que nous

allons ´enonc´es, sont des r´esultats classiques li´es au syst`emes dynamiques [10,11,71,103].

A.1 Notations et pr´e-requis

L’espace vectoriel ordonn´e R

n

De fa¸con standard si x∈R

n

est un vecteur, on d´esigne par x

i

sa i-`eme composante.

D´efinition 1 : On d´efinit un ordre sur R

n

par x≥y si pour tout indice ion a l’in´egalit´e

x

i

≥y

i

Il est facile de voir que cette relation est une relation d’ordre qui fait de R

n

est espace

vectoriel ordonn´e.

On note R

n

+

l’orthant positif. On a l’´equivalence x≥y etx−y∈R

n

+

, en particulier

x≥0 ⇐⇒ pour tout indice i, on a x

i

≥0

La notation x >0 signifie x≥0 et x6= 0

On notera x0 si x est dans l’int´erieur de R

n

+

soit

De mˆeme on ´etend ces notations aux matrices en assimilant l’espace vectoriel des matrices

M(n, n,R) avec R

n2

. On note A ≥B si pour tout coupe d’indices (i, j) on a a

i,j

≥b

i,j

et

l’on a l’analogue pour A > B etA B.

Pour cet ordre sur R

n

on d´efinit l’intervalle ferm´e

[a,b] ={x∈R

n

|a≤x≤b}= [a

1

,b

1

]× · · · ×[a

n

,b

n

]

Cette notation est utilis´ee pour ne pas confondre avec le segment

[a, b] ={ta+ (1−t)b | 0≤t ≤1}

On d´efinit de mˆeme l’intervalle ouvert

]]a,b[[={x∈R

n

|axb}=]a

1

,b

1

[× · · · ×]a

n

,b

n

[

Si E etF sont des sous-ensembles de R

n

, on d´efinit classiquement

R

+

E ={λ x | λ∈R

+

x∈E}

et

E+F ={x+y | x∈E y∈F}

On notera hx|yile produit scalaire de deux vecteurs. Si A est une matriceA

T

d´esignera

sa transpos´ee. Si l’on identifie les vecteurs de R

n

et les vecteurs colonnes n ×1, on a

l’expression du produit scalaire hx|yi=x

T

y

On notera par e

i

le i-`eme vecteur de la base canonique de R

n

.

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