SURVEILLANCE DES INSECTES VECTEURS

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Piège à lumière

Piège à lumière
Crédits : Bernard Dupont/ Flickr ; CC-BY-SA

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Piège à aspiration

Piège à aspiration
Crédits : CDC

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Types de pièges à moustiques

Types de pièges à moustiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Télédétection de l’habitat favorable au vecteur du paludisme

Télédétection de l’habitat favorable au vecteur du paludisme
Crédits : Adde et al/ Archive ouverte HAL, hal-01382408 ; CC BY

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L’extension géographique des maladies à transmission vectorielle comme le paludisme ou le chikungunya, à travers tous les continents, représente un problème majeur de santé publique. Elle résulte principalement de l’intensification de la mondialisation des échanges de biens et des mouvements de personnes, notamment via l’augmentation du trafic aérien. Les interactions accrues et inhabituelles de l’homme avec son environnement, les migrations de faunes sauvages, aviaires en particulier, ainsi que les changements climatiques, qui peuvent modifier la distribution des vecteurs, représentent également des facteurs essentiels de l’expansion de ces maladies.

Les vecteurs impliqués dans ces maladies sont surtout des arthropodes hématophages qui assurent une transmission active d’un agent infectieux d’un vertébré vers un autre vertébré. Parmi ces vecteurs figurent des moustiques, des poux, des punaises, ou encore des tiques, mais aussi des Culicoides ou des phlébotomes (espèces de moucherons piqueurs). Parmi les pathogènes impliqués, on trouve certains des plus délétères pour l’homme, en particulier dans les régions tropicales, où la population humaine et le nombre de vecteurs sont abondants. Ce sont ceux à l’origine de maladies parasitaires – comme le paludisme, la maladie de Chagas –, bactériennes – comme la borréliose de Lyme ou la peste – ou virales. Les virus transmis par ces arthropodes sont appelés « arbovirus » (pour arthropod-borne viruses). Les régions tempérées sont également de plus en plus exposées aux maladies vectorielles et subissent notamment des introductions de nouveaux pathogènes. Par exemple, en Europe, les introductions répétées du virus West Nile (WNV) – ou virus du Nil occidental –, transmis par les moustiques du genre Culex pipiens, ont été associées à la migration des oiseaux en provenance d'Afrique, tandis que la transmission autochtone des virus du chikungunya, Zika et de la dengue a été provoquée par la combinaison de la présence de moustiques vecteurs et de déplacements transcontinentaux rapides des personnes infectées. C’est également le cas du virus TBEV (tick borne encephalitis), à l’origine de l’encéphalite à tiques, qui se propage principalement en Europe centrale et de l’Est.

Une épidémiologie à plusieurs facettes

Le nombre d’individus exposés à ces différentes maladies vectorielles est ainsi en constante augmentation. Ces maladies peuvent être strictement à tropisme humain (par exemple, le paludisme) ou animal, mais beaucoup sont des zoonoses (maladies transmissibles de l’animal à l’homme et inversement), comme la borréliose de Lyme ou l’infection à virus West Nile.

L’épidémiologie des maladies à transmission vectorielle dépend ainsi des vecteurs, de leur répartition et de leur capacité à passer à un hôte donné ; des agents pathogènes, de leur pouvoir infectieux et de leur spécificité d’hôte ; des activités humaines, de l’environnement et des conditions qui déterminent la répartition et l’activité des vecteurs et influencent les interactions entre ceux-ci, les réservoirs animaux et les humains. 

De nombreux réseaux de surveillance

Afin de répondre à cette problématique de propagation de maladies à transmission vectorielle, des systèmes de surveillance adaptés ont été mis en place dans différentes régions du monde. Ils peuvent être spécifiques d’un vecteur ou d’un pathogène donné ou concerner une surveillance plus vaste. Ces systèmes peuvent être divisés en trois catégories selon la surveillance à réaliser : l'hôte, les vecteurs et le suivi symptomatique des maladies. Les systèmes de surveillance vectorielle incluent la surveillance des vecteurs présents et de la densité de leurs populations, mais aussi la présence éventuelle d’un portage d’agents pathogènes. Ces systèmes participent à l’identification des vecteurs qui propagent les infections parmi les différents hôtes possibles (humains, faune domestique, faune sauvage) afin de déterminer les meilleures stratégies d'intervention et de réduire le risque de propagation.

Dans les zones indemnes, la surveillance consiste à déceler l’implantation éventuelle d’un nouveau vecteur pour, le cas échéant, mettre en place des mesures de lutte afin de la ralentir. C’est le cas, par exemple, dans le sud de l’Europe, pour celle du moustique Aedes albopictus, un moustique d'origine tropicale, également appelé « moustique tigre » en raison des zébrures qui parcourent son corps. Étant donné la capacité de ce moustique à être vecteur de différentes maladies virales – dengue, chikungunya, Zika –, son aire de répartition est surveillée de très près par les autorités compétentes de chaque pays.

Différentes agences, majoritairement publiques, opèrent un suivi des vecteurs circulant sur un territoire donné. Aux États-Unis, par exemple, en 2017, le CDC (Center for Disease Control and Prevention) basé à Atlanta, a créé cinq centres d’excellence régionaux spécialisés dans la lutte et la surveillance des maladies à transmission vectorielle. Ces centres forment notamment des entomologistes à l'identification des diverses espèces de moustiques, et plus généralement de diptères, et des tiques. En Europe, de nombreuses structures ont également été mises en place, qui font appel à des acteurs travaillant en étroite collaboration ; agences vétérinaires, structures de surveillance vectorielle et de santé publique sont ainsi associées à cette surveillance. En Italie, par exemple, où les études se focalisent notamment sur la circulation du WNV au sein des moustiques Culex pipiens, les structures impliquées bénéficient d’une coordination de l’Institut supérieur de la santé. En France, cette surveillance, qui nécessite des compétences multiples (épidémiologiques, vétérinaires, vectorielles, diagnostiques…), est conduite par différents acteurs de santé publique – Santé publique France (SPF), l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) et les laboratoires nationaux de référence (LNR) –, de santé animale – en collaboration avec le ministère de l’Agriculture –, des structures de surveillance spécifiques des vecteurs impliquant des organismes de recherche – Institut de recherche pour le développement (IRD), Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad) – et des opérateurs, tels que les EID (Ententes interdépartementales pour la démoustication), chargés de la surveillance et la lutte contre les moustiques nuisibles, et mandatés par les différents départements exposés. Le système de surveillance évolue notamment en fonction de l’apparition éventuelle d’un pathogène à tropisme humain au sein de ses vecteurs. Si des cas cliniques sont rapportés, SPF gère la coordination des actions de surveillance des vecteurs en lien avec les EID concernées.

Une surveillance au plus près du terrain

En Europe, une des principales maladies vectorielles humaines est liée aux tiques : il s’agit de la maladie de Lyme (dont l’agent responsable est la bactérie Borrelia burgdorferi). En France l’Anses, via son laboratoire de santé animale de Maisons-Alfort, étudie à la fois les tiques et les agents pathogènes qu’elles transmettent, afin de les identifier, de les caractériser et d’élaborer des stratégies de lutte efficaces. Des collectes de tiques sont régulièrement organisées dans différentes régions françaises et les agents pathogènes éventuellement présents sont identifiés par PCR spécifique ou par séquençage haut débit.

Les Culicoides (parfois aussi nommées « mouches des sables ») sont des petits diptères hématophages, vecteurs potentiels notamment de la fièvre catarrhale ovine, également appelée maladie de la langue bleue (blue tongue), une maladie virale touchant les ruminants domestiques (ovins, bovins, caprins) et sauvages. Le réseau de surveillance de l’activité des Culicoides a été mis en place en 2009. Des piégeages sont effectués dans le cadre d’un réseau de surveillance entomologique, étendu à la métropole et géré par l’EID Méditerranée en partenariat avec le Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad). Il a pour objectif de déterminer la dynamique de population des Culicoides et d’évaluer les dates de début et de fin de leur activité, fortement dépendantes des variations de température, avec une forte réduction des populations en période hivernale.

Les Phlebotominae, ou phlébotomes, sont une sous-famille d'insectes de l’ordre des diptères ; ce sont de tout petits insectes hématophages, qui peuvent être vecteurs de différents pathogènes – Bartonella, Leishmania, virus Toscana (émergent et localisé sur le pourtour du bassin méditerranéen et responsable d’encéphalites chez l’homme)… Les protozoaires du genre Leishmania sont à l’origine de leishmanioses, pathologies qui peuvent se chroniciser, à manifestation cutanée (« bouton d’Alep d’autrefois ») et (ou) viscérale, chez l’homme et l’animal, le chien en particulier. Les phlébotomes en sont l’espèce vectrice principale dans la partie occidentale du sud de l’Europe. Leur aire d’extension déborde largement la région de bioclimat méditerranéen, rendant possible une extension de l’endémie en cas de réchauffement climatique. La récolte des phlébotomes repose sur l’utilisation de trois types de pièges : lumineux (UV), colorés et adhésifs (à base d’huile de ricin permettant une capture efficace suivant les sites de suivi).

Piège à lumière

photographie : Piège à lumière

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Les insectes  sont attirés par la lumière, et sont souvent sensibles à des longueurs d'onde différentes. Le piège à lumière le plus simple, comme celui utilisé ici sur la piste de Bélizon en Guyane, consiste en un tissu blanc illuminé par une lampe (ici en lumière blanche). Les insectes... 

Crédits : Bernard Dupont/ Flickr ; CC-BY-SA

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Dans les zones où le vecteur est implanté, la surveillance consiste à estimer la densité vectorielle, à suivre son évolution et à évaluer la prévalence éventuelle d’un pathogène donné dans une population de vecteurs donnée. Par ailleurs, elle consiste également à évaluer l’efficacité des actions de contrôle de la prolifération à la suite de campagnes de lutte antivectorielle. Autant pour les réseaux de surveillance entomologique que pour la lutte contre des espèces nuisibles et (ou) vectrices, un des principaux impératifs consiste à réaliser des estimations fiables de densité des populations. L’objectif est notamment de déterminer si une situation est à risque en termes de transmission vectorielle. À cet effet, il est nécessaire de proposer les éléments épidémiologiques permettant d’apprécier la possibilité d’un contact entre un vecteur, un pathogène et un hôte. Il faut pour cela évaluer le risque d’introduction et de propagation de nouveaux vecteurs dans un territoire donné ainsi que le risque de transmission locale à partir des vecteurs locaux et des agents pathogènes importés. Un des éléments clés réside dans la mise au point d’un échantillonnage correctement réparti dans l’espace et le temps, pour pouvoir estimer les densités de l'espèce étudiée à l’aide de différents outils ou techniques. Les données récoltées peuvent être qualitatives (présence ou absence), semi-quantitatives, ou encore quantitatives (avec une estimation plus ou moins précise de l'abondance). L'échantillonnage réalisé selon ces méthodes de surveillance peut en outre être actif (nécessitant une action de l’opérateur) ou passif (utilisation d’un piège).

Piège à aspiration

photographie : Piège à aspiration

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Ce cliché a été pris en juillet 2014, pendant l'épidémie de chikungunya dans  les Antilles, précisément dans l'île de Sainte-Croix, dans les îles Vierges. L'opérateur (ici un membre des CDC) aspire les populations d'insectes à l'aide d'un aspirateur à large ouverture. Les insectes... 

Crédits : CDC

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Types de pièges à moustiques

dessin : Types de pièges à moustiques

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En a : piège pondoir. Ce piège est un leurre. Il est installé dans une zone correspondant à un écosystème favorable à la ponte. La partie inférieure est emplie d'eau croupie qui attire les moustiques femelles cherchant où pondre. Les moustiques pénètrent dans le piège, mais  le filet... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Prenons un exemple de surveillance des populations de moustiques : l’expansion mondiale d’Aedes albopictus s’accélérant, des mesures ont été mises en place, notamment en France, en raison du risque de dissémination de différents virus par ce moustique. Les moyens de surveillance utilisés sont les suivants :

– surveillance par pièges pondoirs. Le but du piège pondoir est de fournir un site de ponte attractif pour l’espèce cible localisée dans un environnement lui-même attractif (végétation dense, proximité d’hôtes…) ;

– prospection des gîtes larvaires et capture de stades immatures afin d’identifier la présence de larves dans des sites sélectionnés (associées ou non à la mise en place d’opération de contrôle en fonction de la définition de seuils sur un territoire donné). La recherche de larves est nécessairement réalisée manuellement lors de prospections entomologiques à l’aide, par exemple, suivant la taille du site, d’une louche, d’un filet ou d’une pipette. Cette approche nécessite l’identification et la cartographie des gîtes larvaires naturels et artificiels avérés ou potentiels ;

– échantillonnage d’adultes, plus ou moins complet suivant l’espèce recherchée, utilisant plusieurs types de pièges.

L’identification morphologique des espèces vectrices peut être associée, si nécessaire, à une identification moléculaire des pathogènes éventuellement présents pouvant conduire à une étude de leur circulation. Suivant les résultats obtenus, des mesures complémentaires de renforcement de surveillance ou de contrôle peuvent être mises en œuvre, notamment si l’on observe l’introduction ponctuelle d’une espèce non endémique ou une densité particulièrement élevée d’espèces autochtones.

Des nouveaux outils de détection

Au-delà des techniques classiques de surveillance vectorielle, d’autres stratégies ont été mises en place. C’est notamment le cas avec le développement de systèmes de veille citoyenne où chacun peut apporter sa contribution à la surveillance des vecteurs circulants, en particulier pour les espèces considérées comme étant les plus à risque. En France, il existe notamment des applications permettant de transmettre des photographies de moustiques via son smartphone, notamment pour signaler la présence d’Aedes albopictus sur un territoire donné. Ce système a notamment été mis en place par l’EID Atlantique via l’application IMoustique® qui permet, en plus de signaler la présence de moustiques, de s’initier à la reconnaissance des principales espèces de moustiques présentes sur le territoire. Ce type d’application ne se limite pas à la surveillance des moustiques. Par exemple, en 2020, le ministère des Solidarités et de la Santé, l'Institut national de la recherche agronomique (INRA) et d’autres partenaires ont lancé l’application Signalement Tique, qui permet de signaler une piqûre de tiques, voire par la suite d’envoyer le spécimen à un laboratoire de référence. L’application vise également à renforcer la prévention et l’information des citoyens sur les maladies transmises par les tiques. Cette surveillance des tiques est renforcée par le réseau Sentinelle, système de surveillance épidémiologique en temps réel impliquant des médecins référents équitablement répartis sur le territoire. Ce réseau répertorie notamment l’incidence de la maladie de Lyme qui, corrélée à une surveillance des tiques, permet un suivi actualisé de la localisation et de la propagation du couple vecteur-pathogène.

La télédétection appliquée à la surveillance des vecteurs se développe également en complément, voire en remplacement des techniques plus classiques. Plus rapide à mettre en place que ces dernières et réalisable à large échelle, elle nécessite néanmoins des outils technologiques performants. Elle se définit par la mesure de grandeurs physiques caractéristiques des objets ou des phénomènes étudiés, par l'intermédiaire d'instruments de mesure n'ayant pas de contact avec l'objet étudié (mesure à distance) tels que lasers, radars, satellites... La télédétection moderne intègre généralement des traitements numériques des informations récoltées. La mise en relation des données télédétectées avec des observations entomologiques peut contribuer à améliorer les connaissances sur l’écologie des vecteurs et permettre de développer des modèles prédictifs de la dynamique de leurs populations. Les exemples d’outils de télédétection dans le cadre de la surveillance vectorielle sont nombreux. Il existe, par exemple, des méthodes optiques innovantes fondées sur la spectroscopie ainsi que des stratégies d’analyse associées pour identifier des espèces volantes grâce à leur signature spectrale (mesure de l’émission électromagnétique caractéristique d'un objet en fonction de la longueur d'onde) et par la fréquence de vibration de leurs ailes, en utilisant un télescope et une lunette astronomique, couplés à une caméra CCD. D’autres travaux visent à modéliser la dynamique spatiale et temporelle d'une maladie à transmission vectorielle comme la dengue, à partir de données environnementales extraites d'images de télédétection. Un modèle de diffusion, établi sur des données entomologiques et sur des paramètres environnementaux – favorables ou non à la propagation du vecteur – issus d'une image satellite, est proposé pour décrire la dynamique des moustiques vecteurs de la maladie. L’analyse des données permet ensuite de décrire les processus de transmission entre les hôtes et les vecteurs.

Télédétection de l’habitat favorable au vecteur du paludisme

carte : Télédétection de l’habitat favorable au vecteur du paludisme

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Le suivi par satellite des caractéristiques au sol de cette région de Guyane – humidité, type de végétation – permet de déterminer la probabilité de présence de l'anophèle vecteur Anopheles aquasalis, et donc la probabilité de transmission du paludisme. En saison des pluies, la zone... 

Crédits : Adde et al/ Archive ouverte HAL, hal-01382408 ; CC BY

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Télédétection du passage d’un insecte volant

graphique : Télédétection du passage d’un insecte volant

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Le spectre de vibration des ailes d'un insecte est une sorte de signature de l'espèce. Il peut être visualisé par télédétection et utilisé pour son identification. La détection s'effectue grâce à un montage comprenant un télescope et une lunette astronomique connectés à un détecteur... 

Crédits : Benoît K. KOUAKOU et al./ Afrique SCIENCE 12(5), 2016

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D’autres approches consistent à utiliser des drones équipés de caméras afin d’obtenir des images en ultrahaute définition d’une parcelle de terrain déterminée. Une fois les images collectées, un algorithme de détection permet d’analyser les résultats à partir de la structure de l’insecte recherché. Il existe également des approches couplant télédétection et modélisation spatiale. Ces modèles sont notamment utilisés pour prédire la dynamique de moustiques vecteurs et des maladies associées en développant des outils de modélisation du risque spatio-temporel d’un vecteur donné intégrant, par exemple, les variables météorologiques des températures et des précipitations.

Tous ces aspects et méthodes de la surveillance vectorielle ont, dans leur ensemble, pour objectif de fournir aux autorités publiques un outil pertinent et évolutif d’aide à la décision et à la gestion intégrée du risque vectoriel. Il s’agit, en effet, de permettre notamment d’élaborer des stratégies pertinentes de lutte contre les vecteurs, dont la prolifération peut entraîner des conséquences socioéconomiques, sanitaires et environnementales considérables. Dans ce domaine, la « science citoyenne » ou science participative, peut jouer un rôle de plus en plus important à l’avenir en permettant aux individus de participer à l’étude de l’apparition et de la propagation de différents vecteurs considérés comme potentiellement à risque. Néanmoins, les acteurs clés de cette surveillance demeurent les entomologistes. En plus d’un financement très fluctuant, l'entomologie médicale et vétérinaire souffre depuis plusieurs années d’une baisse draconienne du nombre de ses professionnels, notamment en taxonomie morphologique. Trop peu d’universités dans le monde proposent en effet de former ces experts, maillons essentiels, pourtant, de la lutte vectorielle, ce qui conduit à une érosion des compétences au niveau international. Inéluctablement, ce phénomène se répercute sur la qualité et l’efficacité des réseaux de surveillance mis en place. Ainsi, l’un des enjeux majeurs de ces prochaines années résidera dans la formation de nouvelles générations d’entomologistes pouvant participer au développement de nouveaux réseaux.

—  Yannick SIMONIN

Bibliographie

L. Barzon, « Ongoing and emerging arbovirus threats in Europe », in Journal of Clinical Virology, vol. 107, pp. 38-47, (doi: 10.1016/j.jcv.2018.08.007)

R. Connelly, « Highlights of medical entomology 2018: The importance of sustainable surveillance of vectors and vector-borne pathogens », in Journal of Medical Entomology, vol. 56, no 5, pp. 1183-1187, 2019, (doi: 10.1093/jme/tjz134)

N. Johnson, M. Fernández de Marco, A. Giovannini et al., « Emerging mosquito-borne threats and the response from european and eastern mediterranean countries », in International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 15, no 12, 2018 (doi: 10.3390/ijerph15122775).

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Pour citer l’article

Yannick SIMONIN, « SURVEILLANCE DES INSECTES VECTEURS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/surveillance-des-insectes-vecteurs/