Home >> Transmission de la tuberculose à de jeunes enfants dans une communauté sud-africaine: modélisation des risques d’infection des ménages et des communautés

Transmission de la tuberculose à de jeunes enfants dans une communauté sud-africaine: modélisation des risques d’infection des ménages et des communautés

Contexte La transmission de la tuberculose est déterminée par le contact entre individus infectieux et sensibles Une étude récente a rapporté un% de risque annuel d’infection tuberculeuse chez un enfant dans un township d’Afrique australe Un modèle a été utilisé pour explorer les interactions entre la prévalence de l’infection tuberculeuse adulte et adulte Méthodologie Le nombre de résidents par ménage et l’incidence de la tuberculose proviennent d’un recensement des ménages et des registres communautaires de la tuberculose. Utilisation de l’équation de Wells-Riley et des analyses de probabilité de contact entre adultes infectieux Chez les enfants tuberculeux et préscolaires, nous avons estimé le risque annuel d’infection tuberculeuse à l’intérieur et à l’extérieur de la maison. Résultats: un adulte moyen par ménage avec un taux annuel de notification de tuberculose à frottis positif chez l’adulte. %, whi Les probabilités de transmission étaient sensibles au temps d’exposition, à la ventilation et à la période d’infectiosité chez les adultes Les avantages de l’augmentation de la ventilation étaient plus marqués lorsque la période d’infectivité était élevée. réduction Des réductions similaires dans la transmission des ménages pourraient être obtenues en augmentant la ventilation de l’air à l’heure ou en séparant les aires de repos des enfants et des adultes. Conclusions Le risque annuel d’infection tuberculeuse chez les enfants d’âge préscolaire résulte principalement des résidents infectieux à domicile. , une proportion substantielle des transmissions peuvent survenir chez des adultes non résidents. Les avantages d’une ventilation accrue sont maximisés lorsque la période d’infectivité est réduite par un traitement rapide des cas sources.

L’Afrique du Sud est actuellement le cinquième pays le plus touché par la tuberculose, avec des taux élevés d’adultes et d’enfants – notifications de tuberculose Le nombre total de notifications de tuberculose dans la ville sud-africaine de Cape Town, avec un million de personnes, atteint, en Cependant, la distribution des cas de tuberculose dans la ville est très inégale, avec des fardeaux sans précédent dans les townships africains surpeuplés et socialement défavorisés. Dans ces townships, le logement se compose essentiellement de logements informels, où les taux annuels de notification dépassent par personne Alors que la tuberculose adulte est causée par une réactivation de l’infection à distance et une progression rapide de la transmission adulte-adulte récente , la maladie infantile reflète une progression rapide de la transmission adulte-enfant récente Les taux de notification de la tuberculose chez les enfants âgés de plus de 10 ans ont été rapportés comme étant le Les récentes études sur les taux d’infection de la tuberculose chez les enfants dans les townships d’Afrique australe ont rapporté des risques annuels d’infection tuberculeuse aussi élevés que% par an Ce risque annuel de tuberculose L’infection tuberculeuse infantile est liée quantitativement à l’exposition des enfants sensibles aux adultes qui ont une tuberculose à bacilloscopie positive La prévalence des adultes infectieux est déterminée par le taux d’incidence annuel de tuberculose à frottis positif chez l’adulte et la durée moyenne d’infectivité, période entre l’infection et l’instauration d’un traitement efficace ou le décès. La prévalence de la tuberculose non traitée est donc principalement déterminée par l’efficacité du programme de lutte antituberculeuse. , diagnostiquer et effe traiter le cas infectieux de la tuberculose Le risque d’un événement de transmission possible est lié au nombre de contacts qu’un enfant a avec des adultes infectieux L’efficacité de la transmission dépend à son tour de l’infectiosité de la source, de la durée du contact et du caractéristiques sur le site d’un contact La transmission de la tuberculose résulte ainsi de l’interaction entre interactions sociales, facteurs environnementaux et prévalence des adultes infectieux. La période d’infectiosité Δ des adultes est le seul paramètre modélisé affecté par les activités du programme de lutte antituberculeuse. La distribution des probabilités de transmission modélisées a été ajustée en fonction de la durée d ‘exposition et des caractéristiques variables de ventilation des foyers. Nous avons également étudié la distribution des adultes résidents par ménage et la prévalence de la tuberculose infectieuse chez les adultes. exploré diminution des périodes d’infectivité chez les adultes et augmentation de la ventilation des foyers, ce qui serait nécessaire pour réduire considérablement la transmission

Méthodes

Conception de l’étude L’objectif de l’étude était d’explorer les probabilités de transmission des adultes aux enfants d’âge préscolaire à l’intérieur et à l’extérieur des ménages d’un township sud-africain. L’équation de Wells-Riley est un modèle de transmission bien connu. chambre fermée ou espace avec ventilation définie L’équation de Wells-Riley, qui a été appliquée à un large éventail de scénarios de transmission , a été utilisée en combinaison avec la distribution des adultes par ménage et leur probabilité d’être contagieuse. probabilités de transmission de la tuberculose d’adulte à enfant Communauté d’étude Le site d’étude utilisé pour fournir des données à ces analyses de modélisation est un township périurbain situé près du Cap, en Afrique du Sud, qui a été établi et a grandi jusqu’à une population de gens. abrite une population presque exclusivement africaine, la prévalence du VIH du virus de l’immunodéficience humaine adulte était de%, et la majorité des Le canton a des limites clairement délimitées et constitue une population bien définie pour les études de recherche et les interventions de santé communautaire. Programme de lutte contre la tuberculose La communauté d’étude est desservie Le programme a adhéré aux directives du Programme national de lutte contre la tuberculose en Afrique du Sud et a inclus la stratégie DOTS de l’Organisation Mondiale de la Santé pour le traitement de brève durée sous surveillance directe. ] La couverture DOTS dans cette communauté était complète et les taux d’achèvement des traitements pour les maladies à bacilloscopie positive dépassaient% La tuberculose pulmonaire à expectoration positive a été diagnostiquée sur la base d’au moins une culture d’expectoration positive pour Mycobacterium tuberculosis ou des frottis d’expectoration cilli dans le contexte d’une maladie clinique compatible Le diagnostic de la tuberculose infantile a été fait avec un système de notation associant des caractéristiques cliniques et radiologiques Un score ≥ indiquait une forte probabilité de tuberculose, en utilisant les caractéristiques durée de la maladie, état nutritionnel, antécédents familiaux de maladie à frottis positif, réactivité cutanée à la tuberculine, hypertrophie des ganglions lymphatiques, masse abdominale, signes du système nerveux central, radiographie thoracique et angioplastie de la colonne vertébrale Tous les tests d’expectoration ont été effectués aux installations du National Health Laboratory Services au Cap. La tuberculose est une maladie à déclaration obligatoire en Afrique du Sud et chaque clinique de tuberculose est tenue de tenir et de déclarer des statistiques sur la tuberculose. Nombre de notifications de tuberculose, caractéristiques démographiques, antécédents de tuberculose, expectorations les résultats des tests microbiologiques, et le tube Les données du programme de tuberculose ont été recueillies pour les années -, afin de couvrir la période d’exposition potentielle à la tuberculose pour les enfants âgés de ≤ ans. Les données démographiques pour la communauté proviennent des recensements des ménages effectués dans,, et Dans le cadre d’un programme de recherche en santé en cours Cette recherche a été approuvée par le Comité d’éthique de la recherche de l’Université du CapModèle de transmission mathématique Le nombre d’infections tuberculeuses infantiles C au sein d’un ménage avec enfants sensibles S était supposé être fonction du nombre de adultes I, leur infectiosité q, le temps d’exposition t, le taux de respiration sensible p, et la ventilation sans germes Q donnée par l’équation de Wells-Riley: C = S – e-Iptq / Q Le nombre d’adultes infectieux à tout le temps est donné par le taux d’incidence à frottis positif M et la période d’infectivité Δ Le risque de contact avec un adulte infectieux t est donné par la distribution de Poisson λI / I!e-λ, où λ = M * A est le nombre attendu d’adultes infectieux dans un ménage avec A adultes Prévalence a été définie comme M // Δ Entrées modélisées La ventilation sans germes Q a été calculée comme changements d’air par heure ACH pour une habitation standard avec un volume de m Trois valeurs de ACH ont été modélisées: ACH ventilation insuffisante, ACH ventilation modérée, et ACH, qui est recommandé par l’Organisation mondiale de la santé pour une salle de précaution aéroportée Les cabanes avec portes et fenêtres fermées auraient un ACH de ≤ Les cabanes avec une fenêtre ouverte, M face au vent dominant et une porte ouverte du côté sous le vent atteindraient ACH avec des vitesses de vent faibles de – km / h et ACH avec des vents de – km / h Le taux de production de La quanta de tuberculose q a été modélisée à une valeur du quantum infectieux par heure, qui est la valeur mesurée moyenne des patients à bacilloscopie positive dans un service de tuberculose Des analyses de sensibilité ont été effectuées pour des valeurs de q entre et des quanta infectieuses. Le taux de spirométrie chez les enfants d ‘âge préscolaire âgés de 1 an a été estimé à L / h, ce qui équivaut à un volume respiratoire de – mL / kg / min La période de retard diagnostique durant laquelle un adulte peut être infectieux a été évaluée. être très variable, mais est fréquemment signalé comme – jours Comme Δ peut dépasser la période de retard diagnostique et est le paramètre modélisé primaire influencé par le fonctionnement du programme de lutte antituberculeuse, il a été autorisé à prendre des valeurs de,, et jours Dans le modèle, à des fins de modélisation, l’allocation horaire des enfants dans une période h était h dans la maison pour permettre l’interaction avec les adultes résidents le soir et la nuit, y compris h pour dormir et h pour d’autres activités familiales. adultes visitant la maison principale ou de l’enfant visitant d’autres ménages À des fins de modélisation, h de jour a été attribué à h à l’extérieur, au cours de laquelle la transmission de la tuberculose a été supposée être négligeable et h répartie équitablement entre – les ménages supplémentaires ayant un nombre de résidents similaire à celui de la résidence principale

Résultats

Sondage de foyer

La population totale de la communauté étudiée en décembre était composée de jeunes et d’adultes âgés de moins de 18 ans. années et étaient des enfants âgés de & lt; ans, y compris les enfants âgés de & lt; ans Le nombre total de ménages était, dont contenait les enfants âgés de & lt; ans et contenait des enfants âgés de & lt; ans La répartition selon l’âge des résidents des ménages avec adultes seulement et avec adultes et enfants est indiquée dans le tableau. Le surpeuplement dans les ménages contenant des enfants était deux fois plus élevé que dans les ménages composés uniquement d’adultes Parmi les ménages ayant des enfants âgés de & lt; années, contenait un seul enfant, contenait des enfants, et contenait des enfants âgés de & lt; Le nombre médian d’adultes dans ces ménages était par ménage, et seulement% de ces ménages avaient ≥ adultes résidents.

Notifications de tuberculose

Depuis lors, les cas de tuberculose ont été notifiés au programme national de lutte contre la tuberculose, dont% sont survenus chez les adultes et% chez les enfants âgés de ≤ ans. Parmi les cas de tuberculose infantile,% sont survenus chez des enfants âgés de La croissance de la population a été limitée aux adultes, parce que la population des enfants âgés de moins de 18 ans et plus a augmenté. les années sont restées relativement constantes, avec des enfants et des enfants dans une moyenne de% de la population adulte ont été identifiés comme ayant une tuberculose à bacilloscopie positive chaque année.

Transmission par les adultes résidents

Ventilation L’impact modélisé de l’augmentation de la ventilation de la cabane sur la probabilité d’un enfant d’être infecté par la tuberculose est indiqué pour les périodes d’infectivité adulte Δ =,,, et jours de la figure A Le risque maximal de transmission de la tuberculose. Cette condition maximale a été principalement déterminée par le nombre moyen d’adultes résidant dans le ménage et leur taux d’incidence de la tuberculose. La transmission pourrait être réduite par une combinaison de ventilation élevée et de réduction de la période d’infectiosité. Les analyses de sensibilité avec des valeurs faibles de quanta infectieux q = ont été incapables d’atteindre des probabilités de transmission significatives, et des valeurs élevées de risque infectieux. quanta q = atteint les probabilités & gt;% à toutes les valeurs réalisables de Δ et A CHInfectif Période L’impact modélisé de l’augmentation des périodes d’infectiosité chez l’adulte Δ sur la probabilité d’un enfant âgé de & lt; Les avantages d’une ventilation accrue sont plus importants lorsque Δ est faible. L’augmentation de la ventilation de l’ACH réduit la transmission à% -%, à% -%,% -%, et % -% pour Δ valeurs de,, et jours, respectivement Des réductions identiques de la transmission pourraient être obtenues en réduisant le temps d’exposition des enfants de h par jour. Une réduction du temps d’exposition pourrait être obtenue en séparant les aires de couchage des adultes. pour une période de sommeil -h Lorsque le nombre infectieux modélisé de quanta infectieux était faible q =, les probabilités de transmission de transmission n’atteignaient pas%, et quand le nombre de quanta était élevé q =, les probabilités de transmission de la tuberculose devenaient rapidement maximales à sensibilité minimale à une ventilation accrue ou à une période d’infectivité raccourcie Les proportions modélisées du risque annuel d’infection tuberculeuse dues à la transmission de résidus Par conséquent, nous avons continué à explorer la transmission supplémentaire% -% qui pourrait se produire en raison du contact avec d’autres adultes potentiellement infectieux, en plus des résidents de la maison.

Transmission d’adultes non-résidents

La probabilité de contracter la tuberculose à la suite du passage de% de la journée à l’intérieur et de la visite – les ménages autres que le domicile de l’enfant est montrée pour les ménages visités avec une mauvaise ventilation. Figure A Augmenter le nombre de ménages visités augmente l’exposition à un adulte potentiellement infectieux Par suite de la visite de plusieurs ménages mal ventilés, les risques annuels d’infection tuberculeuse dépassant%,% et% pourraient être atteints lorsque Δ était, et les jours, respectivement. faibles quanta infectieux q = ont entraîné des risques de transmission & lt;%, et des quanta infectieux élevés q = ont abouti à des taux de transmission directement liés au nombre de ménages visités pour toutes les valeurs modélisées de ΔIn contraste, les risques correspondants d’infection lors de la visite des ménages avec ACH a montré une augmentation minime du risque de transmission avec de plus en plus num Dans ces conditions de ventilation modérée, Δ est devenu le déterminant majeur du risque de transmission de la tuberculose. Les analyses de sensibilité des quanta faiblement infectieux q = ont entraîné des risques de transmission de & lt;%, et des quanta infectieux élevés q = des taux de transmission de % directement liés au nombre de ménages visités pour toutes les valeurs de Δ

Discussion

Chez les enfants d’âge préscolaire, notre modèle a montré que le potentiel du programme de lutte antituberculeuse en clinique pour réduire la transmission aux enfants est quelque peu limité. Même des réductions de Δ la période d’infectiosité aux jours par la recherche active de cas et le diagnostic rapide de tuberculose Cependant, des taux de ventilation élevés pour les logements informels pendant les hivers froids du Cap pourraient être difficiles à atteindre tout au long de l’année. Des réductions similaires de la transmission de la tuberculose pourraient être obtenues en séparant les enfants Une autre conclusion majeure de notre étude était qu’un maximum de% du risque annuel total d’infection pouvait éventuellement s’expliquer par l’interaction entre un enfant et le nombre limité d’adultes résidant dans un foyer primaire. les enfants d’âge préscolaire tuberculose principalement à cause de l’exposition à des adultes infectieux ; Par conséquent, le principal déterminant du risque maximal de transmission dans les deux cas était le nombre d’adultes auxquels un enfant était exposé. Notre modèle indiquait également qu’au moins% du risque d’infection résultait d’une exposition à des adultes non résidents. En comparaison avec les risques de transmission des résidents adultes, la transmission des adultes non résidents peut être fortement influencée par la capacité du programme de lutte antituberculeuse à diminuer Δ par la recherche active de cas. Dans les milieux non ventilés et mal ventilés, les risques de transmission Ces analyses indiquent que lorsque les enfants deviennent plus mobiles socialement, le potentiel de transmission dans des environnements non domestiques mal ventilés pourrait devenir le facteur le plus important du risque total de transmission. En effet, nous avons signalé des taux croissants d’infection tuberculeuse pendant toute l’enfance. commu La force de cette étude était la disponibilité d’informations précises spécifiques à cette communauté, y compris le risque annuel d’infection tuberculeuse, le nombre d’adultes et d’enfants par ménage et la tuberculose à bacilloscopie positive. taux de notification Une mise en garde est que certains paramètres importants, tels que Δ et le nombre de quanta infectieux produits par les adultes atteints de tuberculose, sont difficiles à mesurer directement, et les estimations proviennent de données publiées. En effet, D peut ne pas être identique à la Le modèle a utilisé l’hypothèse épidémiologique que l’épidémie de tuberculose était généralisée, avec un mélange égal d’infectivité et de risques de contact. Cependant, les événements de transmission stochastique, tels que le contact non résidentiel proche avec des individus hautement infectieux, ne sont pas capturés dans ce modèle ces limites, les résultats du modèle étaient robustes et compatibles avec le risque annuel d’infection tuberculeuse observé auparavant dans cette communauté et dans d’autres similaires Nos résultats peuvent donner un aperçu des taux de transmission de la tuberculose en Afrique du Sud Amélioration de la gestion de cas par le programme de lutte antituberculeuse Les conditions dans les townships africains surpeuplés avec des taux de chômage élevés peuvent avoir beaucoup en commun avec les conditions présentes pendant la révolution industrielle du Xe et du XXe siècles, lorsque les fardeaux tuberculeux étaient également et travaillé côte à côte avec des adultes , mais des lois successives au Royaume-Uni et aux États-Unis ont réduit l’exposition des adultes aux lieux de travail L’amélioration du logement et de la scolarisation a également réduit les expositions rapprochées entre enfants et adultes. Le mouvement crèche a encore limité la fréquence des contacts entre jeunes chi La réduction de la transmission de la tuberculose dans les logements informels pauvres sera difficile à réaliser. Cependant, l’amélioration du parc de logements devrait être axée sur l’amélioration de la ventilation et la séparation des enfants de moins de 10 ans. Ces modèles d’analyse ont identifié des facteurs sociaux et environnementaux qui contribuent aux taux élevés de transmission de la tuberculose dans cette communauté. Les schémas de mélange social des enfants d’âge préscolaire entraînent une transmission de la tuberculose dans la famille élargie plutôt que dans la famille nucléaire. la transmission de la tuberculose dans la communauté nécessite un traitement rapide des cas de référence La lutte antituberculeuse nécessitera donc une attention accrue à la recherche active de cas et une réduction des délais de diagnostic

Remerciements

Soutien financier Les Instituts nationaux de la santé CIPRA octroient une subvention de l’UAI et de l’OR A-A à RW et L-GB; Wellcome Trust, Londres, Royaume-Uni à des conflits d’intérêts SDLPotential Tous les auteurs: no conflicts