What explains the geographic distribution of pathogens? Better understanding and characterising disease patterns will help scientists to identify areas likely to host future epidemics and epizootics and to prioritise surveillance and intervention. However, the use of disease surveillance data to assess the risk of transmission and generate risk maps raises conceptual and methodological issues. Indeed, pathogens and more particularly viruses aren't ”species” like others that live in the open environment and must be studied with methods and concepts of their own. Avian influenza (AI), a disease caused by a virus infecting bird populations, has been selected to study these issues. AI has a major economic impact on the poultry industry in many countries, raises concerns of livelihood in low and middle-income countries, and represents a major concern for human health. The aim of this PhD thesis was to improve the knowledge on the spatial epidemiology of AI in different settings and conditions (i). For this, recent epizootics caused by the subtypes A (H5N1) and A (H7N9) were selected as case studies. First, highly pathogenic subtypes of the A (H5N1) virus have been studied in poultry farms (ducks and chickens) at different spatial scales: at the continental scale and the regional scale in the Mekong (Cambodia, Laos, Vietnam, Thailand) and the Nile Delta in Egypt. All these cases occurred between 2003, the date on which the virus starts to spread outside China, and 2015; the HPAI A (H5N1) subtypes are still reported today in many countries. Human infections caused by the A (H7N9) virus in China from March 2013 to 2017 were also studied. Studied different AI subtypes at different spatial scales within different host species also allowed to develop a conceptual model of AI transmission and to discuss the issue of the transferability of results in epidemiology (ii). Lastly, this PhD thesis leads to a discussion about the transfer of methods and concepts from ecology to spatial epidemiology, with a particular emphasis on their possible limitations (iii). / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’ostréiculture, dominée par l’élevage de l’huître creuse Crassostrea gigas, représente plus de 70% du chiffre d’affaire réalisé par l’aquaculture française. Au sein des écosystèmes aquatiques, les bactéries appartenant au genre Vibrio forment l’un des groupes bactériens les plus abondamment représentés. Deux espèces, Vibrio splendidus et Vibrio aestuarianus, sont fréquemment associées et de façon récurrente, à des mortalités sévissant dans les élevages d’huître creuse Crassostrea gigas, le plus souvent en période estivale. Ce travail de thèse avait pour objectifs d’étudier des interactions Vibrio-huître et leurs modulations en fonction de la virulence des pathogènes et des paramètres génétiques et physiologiques de l’hôte. Le développement d’outils de détection et de quantification sensibles et spécifiques et la maîtrise de protocoles d’infection expérimentale à Vibrio ont permis d’explorer des mécanismes de virulence, d’étudier la variabilité de la sensibilité des huîtres à ces Vibrio et de caractériser la pathogenèse. L’étude de la diversité spécifique des souches bactériennes isolées dans un contexte de mortalité estivale sur une large échelle de temps et d’espace a permis de montrer la prédominance épidémiologique du groupe V. splendidus et de l’espèce V. aestuarianus associée aux épisodes de mortalité estivale de C. gigas en France. Une corrélation ayant été observée entre pouvoir pathogène et activité métalloprotéasique, un test phénotypique prédictif de la virulence des souches a été proposé. L’exploration du phénomène de synergie dans la pathogénicité des deux souches observé en co-injection expérimentale a conduit à la mise en évidence de l’existence d’un système de quorum sensing régulant aux niveaux intraspécifique (V. splendidus) et interspécifique (V. splendidus/V. aestuarianus) la production et l’expression au niveau transcriptionnel des gènes codant les métalloprotéases Vsm et Vam des deux souches étudiées. L’analyse statistique des cinétiques de mortalité obtenues chez des familles de demi-frères diploïdes et triploïdes soumises à un protocole de co-infection standardisée révèle une sensibilité accrue des huîtres à cette vibriose expérimentale, en période de gamétogenèse active. Les huîtres triploïdes soumises à cette même infection expérimentale n’ont présenté aucun avantage significatif. L’existence d’une base génétique de la sensibilité des huîtres aux vibrioses expérimentales a été illustrée par l’évaluation des sensibilités de quatorze familles de la cinquième génération (G5) issue du programme de sélection divergente réalisée dans le cadre de MOREST. Cette étude a également permis la description de co-infections à herpès virus OsHV-1 et V. aestuarianus suggérant une multi-étiologie des phénomènes de mortalité estivale. Une étude de pathogenèse à V. splendidus et V. aestuarianus réalisée par cohabitation a visé l’exploration des interactions liant l’huître creuse C. gigas et les Vibrio virulents, V. splendidus et V. aestuarianus, ou non virulents présents naturellement dans la flore endogène de l’hémolymphe ou dans l’eau des aquariums. Cette nouvelle approche a permis de mettre en évidence la rapidité de transmission des Vibrio virulents des huîtres infectées aux huîtres sentinelles en moins de deux heures, accompagnée d’une perturbation significative, précoce et transitoire de la réponse immunitaire de l’hôte au niveau transcriptionnel au cours des six premières heures de cohabitation. La prise en charge différentielle des Vibrio pathogènes et des Vibrio commensaux par l’huître suggère l’existence de mécanismes conduisant à une spécificité des réponses de l’huître visant l’élimination des Vibrio pathogènes et le maintien d’une flore vibrionacée endogène probablement bénéfique pour C. gigas. / Oyster production is the main aquaculture activity in France and is dominated by the rearing of Crassostrea gigas. In the aquatic ecosystems where the species is grown, bacteria of the genus Vibrio are found to be dominant. Two Vibrio species, V. splendidus and V. aestuarianus, are frequently associated with Crassostrea gigas summer mortality episodes. The aims of this work were to study Vibrio-oyster interactions and their modulations according to virulence mechanisms and to genetic and physiological parameters of the host. Using specific, sensitive and quantifying diagnostic tools developed in this study, as well as standardized experimental infection trials, some components of the virulence of Vibrio strains and host susceptibility were delineated and the dynamics of Vibrio infection characterized through pathogenesis studies.The study of the specific diversity of bacterial strains isolated during summer mortality events, on broad temporal and spatial scales, revealed an epidemiological association of the group V. splendidus and the species V. aestuarianus. Because a correlation has been observed between pathogenicity and metalloprotease activity, a predictive phenotypic test of virulence was developed. Exploration of the synergy phenomenon between the pathogenicity of the two strains observed in experimental co-injection led to the characterisation of a system of quorum sensing controlling the production and transcriptional expression of the gene encoding metalloprotease Vsm and Vam at the intraspecific (V. splendidus) and interspecific level (V. splendidus/V. aestuarianus).The statistical analysis of mortality kinetics in half-sib diploid and triploid families subjected to experimental vibriosis by co-infection revealed an increased susceptibility of oysters during the period of active gametogenesis. The triploid oysters subjected to this same experimental infection did not show any significant advantage. The existence of a genetic basis for oyster susceptibility to experimental vibriosis was illustrated by the evaluation of the susceptibilities of fourteen families of the fifth generation (G5) from a program of divergent selection carried out within the MOREST oyster summer mortality research project. This study also allowed the description of co-infections involving the herpes OsHV-1 virus and V. aestuarianus, suggesting multi-etiologic summer mortalities. A pathogenesis study on V. splendidus and V. aestuarianus, performed by cohabitation, was used to explore interactions between C. gigas and pathogenic Vibrio (V. splendidus and V. aestuarianus), or non pathogenic Vibrio found naturally in the endogenous flora of the oyster hemolymph or in the water of the aquaria. This new approach demonstrated a fast transmission of pathogenic Vibrio between infected oysters and sentinels, in less than two hours. Moreover, a significant early and transient disturbance of the defence response of the host was revealed at the transcriptional level during the first six hours of cohabitation. The differential loads of pathogenic and commensal Vibrio in oysters suggest the existence of discriminatory mechanisms, leading to a specificity of the response aiming to eliminate pathogenic Vibrio and maintain a potentially beneficial endogenous bacterial flora in C. gigas.

Le degré de spécialisation d'hôte des parasites peut considérablement modifier la nature des interactions interspécifiques. Lorsque les parasites sont également vecteurs, leur capacité d'adaptation et leur réponse aux changements dans la communauté d'hôtes aura des conséquences importantes sur la dynamique de leurs populations, mais aussi sur les microparasites qu'ils transmettent. Une première étape pour mieux appréhender l'importance de ce phénomène sur l'écologie et l'évolution des systèmes vectoriels est d'étudier la divergence génétique associée à l'hôte. Nous avons utilisé cette approche dans le système hôte-vecteur-pathogène impliquant la tique européenne Ixodes ricinus, ses différents hôtes vertébrés et les bactéries responsables de la maladie de Lyme (Borrelia burgdorferi sl). Ce travail a notamment consisté à tester si les communautés les plus anciennes montraient des divergences associées à l'hôte plus importantes que celles récemment colonisées. Nous avons combiné des échantillonnages de terrain sur un transect européen (comprenant la distribution historique d'I. ricinus et des zones nouvellement colonisées) et, des analyses moléculaires basés sur 14 marqueurs microsatellites (dont 9 nouvellement développés). Comme un obstacle majeur pour aborder la question de la spécificité d'hôte dans le système I. ricinus, ainsi que chez d'autres vecteurs, est de déterminer l'utilisation des hôtes, nous avons également testé expérimentalement les biais rencontrés lors de la détection moléculaire de l'hôte. Nos résultats révèlent un schéma complexe de l'adaptation des tiques à travers l'Europe ; la spécialisation d'hôte peut évoluer, mais l'âge de la communauté ne semble pas être un facteur décisif. Plus généralement, les résultats de cette thèse soulignent que l'écologie des vecteurs en eux-mêmes (et pas seulement les interactions hôtes-pathogènes) doit être considérée avec attention si on veut améliorer notre compréhension de ces systèmes. / The degree of host specialization in parasites can greatly modify the nature of interspecific interactions. When parasites are also vectors, their ability to adapt to new hosts and their response to changes in the host community will have important consequences for both their population dynamics and evolution, but may also cascade down to the microparasites they transmit. A first step to better apprehend the importance of this phenomenon for the evolution and ecology of vector-borne disease systems is to study patterns of host-associated genetic divergence across diverse vector populations. We used this approach in the host-vector-pathogen system involving the European tick Ixodes ricinus, its various vertebrate hosts and the bacteria responsible for Lyme disease Borrelia burgdorferi sl. We predicted that longer established interactions would show stronger patterns of host-associated divergence than more recently established ones. We tested this prediction by combining field samples from a European-wide transect (including both historical and newly colonized zones) and molecular analyses based on 14 microsatellite markers (9 newly developed). As a major obstacle for tackling the question of host associations in the I. ricinus system is determining local host use, we also experimentally tested for biases in molecular host detection. Our results reveal a complex pattern of tick adaptation across the European landscape; host specialization does evolve, but not in a predictable way in relation to the evolutionary age of the interaction. More generally, the results of this thesis highlight that vector ecology (and not just host-pathogen interactions) require careful consideration, if we are to improve our understanding of these systems.

Contexte. La chloration est le traitement le plus utilisé pour désinfecter l’eau distribuée à la population. Lors du traitement, des sous-produits de chloration (SPCs) se forment par réaction de la matière organique naturelle présente dans l’eau avec le chlore. Les produits les plus présents sont les trihalométhanes (THMs), les acides haloacétiques (HAAs). Des études toxicologiques (animales et in vitro) ont montré la génotoxicité et/ou carcinogénicité et la reprotoxicité de certains SPCs. Nous avons mené deux études évaluant les effets sur la santé humaine de l’exposition aux SPCs, dans le domaine du cancer et de la reproduction. Association entre exposition aux THMs et risque de cancer de la vessie : une analyse poolée de 3 études cas-témoins européennes. Cette analyse a inclus 2381 cas et 3086 témoins issus de 3 études cas-témoins (France, Espagne, Finlande). L’exposition environnementale aux SPCs a été mesurée par la concentration en THMs estimée rétrospectivement dans les réseaux de distribution d’eau au cours des 40 années de la fenêtre d’exposition. Les usages de l’eau connus sont l’ingestion, les douches et les bains, la fréquentation de piscine (étude espagnole seulement). Une relation croissante a été observée entre le niveau environnemental de THMs, la durée d’exposition à une eau de surface chlorée et le risque de cancer de la vessie, chez les hommes uniquement. Aucune association n’a été observée avec l’exposition via l’ingestion d’eau du robinet. L’exposition via les douches, les bains et la piscine est apparue liée au risque de cancer de la vessie. Trois études cas-témoins nord-américaines ont été intégrées dans une méta-régression. Aucune spécificité européenne de la relation dose-réponse n’a été mise en évidence. Une relation dose-réponse globale incluant 4351 cas et 7055 témoins a été estimée. Association entre exposition aux SPCs et risque de prématurité et de retard de croissance intra-utérin (RCIU). Cette étude est issue de la cohorte bretonne Pélagie (3400 femmes enceintes recrutées en début de grossesse entre 2002 et 2006). L’exposition pendant la grossesse a été mesurée à l’aide de 2 indicateurs : la concentration en THMs de l’eau distribuée dans les réseaux et le dosage d’un biomarqueur urinaire (acide trichloroacétique) pour un sous-échantillon de femmes (étude cas-témoins nichée). Les niveaux dans les réseaux proviennent de la base de données réglementaire SISE-Eaux. Les usages de l’eau du robinet par les femmes pendant la grossesse ont été collectés par questionnaire (quantité d’eau du robinet bue, fréquentation de la piscine, fréquence et durée des douches et des bains). Notre étude suggère une association entre l’exposition prénatale aux SPCs et le risque de RCIU. Aucune association n’est observée avec le risque de prématurité. / Background. Chlorine is the most widely used disinfectant for drinking water treatment. During treatment process, the natural organic matter present in water reacts with chlorine to form disinfection by-products (DBPs), such as trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs), the most occurring ones. Several identified DBPs were recognized carcinogens or fetotoxic in animals. We conducted two epidemiological studies to assess the health effects of human exposure to DBPs regarding cancer and reproduction. Association between THM exposure and the risk of bladder cancer: a pooled analysis of 3 European case-control studies. The study included 2381 cases and 3086 controls from 3 case-control studies (France, Finland, Spain). Environmental exposure to SPCs was measured by THM concentrations in water distribution systems, retrospectively estimated through the 40-year exposure window. Information about water uses (tap water ingestion, showers and baths, swimming-pool attendance) was available. An increased risk of bladder cancer was observed, in men only, with increasing THM concentrations in water systems and duration of exposure to chlorinated surface water. No association was observed with exposure through tap water ingestion. Exposure through showers, baths and swimming in pools (available in Spanish study only) was associated with an increased risk of bladder cancer. Three North-American case-control studies were joined to the three European ones into a meta-regression. No specific dose-response relationship was identified for European studies. A global dose-response relationship was consequently estimated, including 4351 cases and 7055 controls. Association between DBP exposure and the risk of preterm birth and Intra-Uterine Growth Retardation (IUGR). This study was conducted within the PELAGIE cohort (3400 pregnant women included in early pregnancy, in Brittany, France, between 2002 and 2006). Exposure during pregnancy was measured by 2 indicators: THM concentrations in water distribution systems and a biomarker of HAA ingestion, the level of trichloroacetic acid in maternal urine at inclusion (in a nested case-control study). The regulatory database SISE-Eaux was used to estimate THMs concentrations in the water distribution systems. Water uses during pregnancy (ingested tap water, swimming-pool attendance, showers and bath frequencies and duration) were collected with questionnaires. Our results suggest an association between prenatal exposure to DBPs (THMs and HAAs) and the risk of IUGR. No association was found with the risk of preterm birth.

La relation entre exposition sonore environnementale et performance scolaire a été étudiée auprès des 900 élèves scolarisés en CE2 en 2006-2007 dans les écoles publiques de la ville de Besançon (120 000 habitants). Un questionnaire, complété par les familles de 724 élèves a permis de localiser les habitations et recueillir les facteurs associés à leur réussite ou échec scolaire.L'exposition sonore de cette population a été évaluée par deux approches complémentaires : une campagne de mesure, conduite au domicile de 44 enfants pendant 8 jours consécutifs (niveaux sonores intra- et extra-domiciliaires) ; une carte stratégique de bruit, à l'échelle de la ville (niveaux sonores en façade des écoles et du domicile de chacun des élèves). Ces niveaux sonores ont été confrontés aux résultats obtenus lors des évaluations diagnostiques de l'Education nationale, organisées à l'entrée en CE2, à l'aide de modèles de régressions linéaires multi-niveaux. Un lien significatif entre niveau d'exposition sonore en façade de l'école et baisse des scores obtenus en français et mathématiques a été mis en évidence, y compris après ajustement sur les facteurs de confusion. La tendance est similaire entre niveau sonore en façade du domicile et score en français, bien qu'en limite de signification après ajustement sur les cofacteurs.Ce travail s'inscrit dans une démarche pluridisciplinaire d'évaluation du risque environnemental, avec un accent particulier porté sur l'évaluation de l'exposition. L'évaluation de l'impact des nuisances sonores sur la santé est d'autant plus importante que l'exposition sonore environnementale concerne une large part de la population, en Europe et dans le monde / The aim of this thesis was to quantify children's exposure to environmental ambient noise at home and at school and to assess the relation between noise exposure and school performance of 8-9 year-old-schoolchildren. This study was conducted among the 900 children living in a 120, 000 inhabitants city and attending one of the 35 public primary schools in key stage 2, year 4 in 2006-2007. Questionnaires were distributed to the families to locate the children's home and collect data on potential confounding factors associated with school achievement or failure. These questionnaires were completed by 724 families living in the city.A noise measurement campaign was performed at the residence of 44 randomly sampled schoolchildren (outdoor and indoor noise levels during one week) and a strategic noise map was built at the city scale to calculate the outdoor environmental ambient noise levels at home and at school. These noise levels were compared with the children's school performance at the national standardised assessment test in French and mathematics. A linear exposure-effect relation between noise exposure at school and impaired Mathematics score was found after adjustment for confounding factors. Furthermore, both the ambient noise exposure at school and at home individually considered were found to be associated with an impaired children French performance.This study mainly focused on the assessment of the noise exposure in an urban area. The magnitude of the effect we observed on school performance may seem to be modest, but, when considering the number of people potentially chronically exposed to similar environmental noise levels, this effect may be of importance.

La peste des petits ruminants (PPR) et la Pleuropneumonie Contagieuse Caprine (PPCC) causées respectivement par un Morbillivirus (Virus de la Peste des Petits Ruminants) et un mycoplasme (Mycoplasma capricolum subsp. Capripneumoniae) sont deux maladies respiratoires très contagieuses des petits ruminants. La PPR est présente en Afrique, en Asie, au Moyen Orient, et depuis peu en Europe. Sur le continent africain, notamment en Afrique de l’Ouest, elle est en expansion et représente un facteur majeur d’insécurité alimentaire pour la population agricole. La PPCC identifiée au Niger en 1995 n’est que suspectée au Mali sur la base de résultats sérologiques.La PPR est un modèle pour l’étude des maladies transfrontalières car sa diffusion est très étroitement liée aux mouvements régionaux d’animaux vivants. La compréhension de cette diffusion est une condition essentielle à la mise en place de mesures de contrôle efficaces (vaccination, contrôle aux frontières etc.).La thèse a pour ambition de clarifier la situation épidémiologique de la PPR et de la PPCC au Mali, notamment pour savoir si ces deux maladies coexistent, afin d’en évaluer le risque pour les filières de production de caprins et de proposer des stratégies de contrôle adaptées. Nous n’avons pas réussi à mettre en évidence la présence de la PPCC au Mali. Pour la PPR, l’objectif de la thèse est de caractériser la diversité génétique de souches collectées en Afrique de l’Ouest et plus particulièrement au Mali en utilisant en première instance le gène partiel de la nucléoprotéine du virus. Nous avons ensuite estimé la diversité et le taux d’évolution du PPRV dans la région à partir de séquences génomiques complètes. Notre étude a montré qu’au Mali ainsi que dans les autres pays de l’Afrique de l’Ouest, trois lignées génétiques du PPRV circulent dont l’une d’elles, la lignée II est dominante dans la région et est caractérisée par une grande diversité génétique transfrontalière. Cette étude démontre également une progression de la lignée IV dans l’Afrique de l’Ouest et la persistance au Mali et au Niger de la lignée I (au moins jusqu’en 2001). Ces résultats reflètent par rapport aux données précédentes connues de la répartition des lignées de PPRV, une intensification des mouvements du bétail dus à l’échange et au commerce de ces animaux, flux qui n’est pas contrôlé entre tous les pays de l’ouest africain. Au Mali, il n’existe aucun moyen de contrôle, de traçabilité et d’identification animale. L’utilisation de la diversité génétique comme marqueur épidémiologique serait un moyen d’améliorer notre connaissance de la diffusion de la PPR et de là son contrôle, plus particulièrement dans les pays d’Afrique de l’Ouest. / Peste des petits ruminants (PPR) and Contagious caprine pleuropneumonia (CCPP) caused respectively by a Morbillivirus and a mycoplasma (Mycoplasma capricolum subsp. Capripneumoniae) are two highly contagious respiratory diseases of small ruminants. PPR is present in Africa, Asia, Middle East, and has just entered Europe. On the African continent, particularly in West Africa, it is emerging and is a major factor of food insecurity for low-income farmers. CCPP, identified in Niger in 1995, is only suspected in Mali on the basis of serological results.PPR is a model for the study of transboundary diseases because its diffusion is closely linked to regional movements of livestock. Understanding this diffusion is an essential condition for the implementation of effective control measures (vaccination, border control, etc.).The aims of our study is to clarify the epidemiological situation of PPR and the CCPP in Mali, including whether these two diseases coexist in order to assess the risk for goat production chains and propose appropriate control strategies.We did not succeed in confirming the presence of the CCPP in Mali. PPR has already been identified in Mali. The aim of our study for PPR is to characterize the genetic diversity and therefore the different lineages that circulate in Mali and, more generally, in the West African sub region by using at first the partial gene of Nucleoprotein of PPRV. We then estimated more accurately the diversity and rate of evolution of the virus in the region from PPRV genomic sequences. Our studies showed that three lineages of PPRV are circulating in Mali and West Africa. The lineage II is dominating and is characterized with a wide genetic diversity and extensive transboundary circulation. We also demonstrate the progression of lineage IV in West Africa and the persistence of lineage I in Mali and Niger (at least until 2001). These results reflect the large flow of uncontrolled livestock trade between all West African countries. In Mali, there is no means of control, traceability and animal identification. The use of genetic diversity as an epidemiological marker is an effective means of controlling the spread of PPR in these West African countries.

Death from hunger and starvation can be avoided with appropriate diagnosis and treatment if the necessary knowledge and resources are available. The current definitions of acute malnutrition are based either upon a weight-for-height Z-score (WHZ) below -2 standard deviations of the international reference population (World Health Organization 2006 Growth Standards) or a mid-upper arm circumference (MUAC) lower than 125 mm. These indicators are used independently to define the sum of moderate and severe acute malnutrition, commonly referred to as global acute malnutrition (GAM). Severe acute malnutrition (SAM) is defined as the children with WHZ < -3 SD or MUAC <115 mm. These cut-off points are used both to estimate the prevalence of malnutrition and also to identify those children who should be admitted for individual treatment of their acute malnutrition.However, the ramifications of the new WHO standards and the introduction of the absolute MUAC as an additional criterion have not been sufficiently explored. There appears to have been little detailed analysis of the variation of MUAC in children using these new standards. Thus, there is insufficient information available for predicting changes in patient load due to the addition of an absolute MUAC cut-off, the degree of overlap between the criteria and the factors that affect the selection of malnourished children using the two criteria, WHZ and MUACNevertheless, because of the ease of use of MUAC and strong advocacy based mainly the relative sensitivity and specificity of WHZ and MUAC in predicting long-term all-cause mortality in the community, many organizations and some governments are now moving from using MUAC to screen children in the community and elsewhere to MUAC-only programs with abandonment of using WHZ altogether.A better understanding of the relationship between these measures is important as differences can have significant implications on the decision to intervene in a nutritional crises, assessment of potential program size, resource requirements and outcome, selection of children admitted for treatment and the strategy which will have the greatest influence upon mortality and the other poor outcomes of being malnourished. To this end my thesis included the following studies which explored the variation of MUAC and WHZ in children for the assessment of malnutrition.In my first study, I examined the direction and degree of discrepancy between MUAC and WHZ of children aged 6-59 months in 1,832 anthropometric surveys from 47 countries, mainly in Africa. The results show that using MUAC or WHZ, 16.3% of children were identified with GAM and 3.5% with SAM. The proportion of overlap between the two indicators was 28.2% for GAM (15-38.5%) and 16.5 % for SAM (6.1-29.8%). Overlap for individual countries was especially low for SAM. The numbers of children diagnosed by either criterion varied dramatically by country: the difference between the relative case-load using WHZ and MUAC for GAM varied from minus 57% to plus 72%. For SAM, in four of the 38 countries, less than 25% of severely malnourished children would be identified and admitted for treatment if a MUAC-only admission policy were being used. For all countries examined, the discrepancies were not adequately explained by any single hypothesis. My second study was in three parts. Each part examined the veracity of the assertion that MUAC is a better indicator of mortality than WHZ. 1) I analysed individual data from 76,887 children admitted to a range of treatment programmes to determine the mortality rates associated with SAM. 2) I conducted an exhaustive search of the literature to identify reports of children diagnosed by WHZ or MUAC with their respective mortality rates.3) I analysed the effect of case load using the prevalence data published in the first study with Case Fatality Rates (CFRs) derived from the empirical data, the literature data and theoretical simulations. We found that mathematical coupling caused a reversal of significance generating Simpson’s paradox so that the interpretation of the relative mortality rates of WHZ and MUAC is unsafe when children with both criteria are included in each group being compared. The analysis suggests that children with SAM identified by WHZ <-3 and admitted for treatment are at as least as high a risk of death as children in treatment with MUAC<115cm and probably at higher risk. Review of 21 datasets that compared WHZ and MUAC mortality rates show problems with interpretation of the reported CFRs in each of the studies; inconsistencies greatly limit analysis, comparability and interpretation. Caseload is a more important determinant of the number of SAM related child deaths than the relative CFR to give the number of SAM attributable deaths. Where most of the children are identified as SAM using WHZ, rather than MUAC, it is estimated that fewer than half of all SAM related deaths will be identified using a MUAC-only programme.In my third study, I have conducted a Monte Carlo simulation of anthropometric surveys and imposed random errors of measurement on the data in order to examine the effect of measurement error. The results show that there is an increase in the standard deviation with each of the errors, that the spread becomes exponentially greater with the magnitude of the sort of error that occur in real life situations and that the effect of an increase in standard deviation (SD) that appears to be fairly trivial has a major effect upon the reported prevalence of the condition. I show that even within quite a narrow range of SDs (from 0.8 to 1.2) the proportion of children <-2 WHZ can increase from 6% to 15% - which would move the population from one of “acceptable” prevalence to an acute emergency situation. The corresponding SAM would increase from about 1% to nearly 5%. If one was to use such a survey to estimate the current case-load of SAM children the difference would be five-fold. However, this range of SDs is generally thought to represent a “good survey”. When larger and more complex surveys are considered, for example those included in the WHO database or the DHS surveys, the SD is frequently greater than 1.2 leading to give a higher reported prevalence of malnutrition than may be the actual prevalence. In my fourth study, I performed a secondary analysis of the surveys collected in my first study in order to examine the change in reliability of such surveys over time. I analysed the statistical distributions of the derived anthropometric parameters from 1,843 surveys conducted by 19 agencies between 1986 and 2015. The results show that with the introduction of standardised guidelines and software by 2003 and their more general application from 2007 the mean standard deviation, kurtosis and skewness of the parameters used to assess nutritional status have each moved to now approximate the distribution of the WHO standards when the exclusion of outliers from analysis is based upon the SMART flagging procedure. Where WHO flags, that only exclude data incompatible with life, are used the quality of anthropometric surveys has improved and the results now approach those seen with SMART flags and the WHO standards distribution. Agencies vary in their uptake and adherence to standard guidelines. Those agencies that fully implement the guidelines achieve the most consistently reliable results.In conclusion, well-defined and internationally accepted criteria to assess anthropometric survey quality should be universally applied and reported if the surveys are to be reliable, credible and form the basis for appropriate intervention. Using WHZ-only or MUAC-only estimates of prevalence will underestimate the burden of acute malnutrition. Such a program policy would result in between 300,000 and 600,000 SAM deaths occurring in children each year who have no possibility of being treated. WHZ and MUAC are complementary indicators, it is only by using both criteria to identify SAM and admit children for treatment that we will move towards reducing avoidable SAM- related mortality in most countries. This will only be realised when we can conveniently identify children with a low WHZ in community screening programs. / Doctorat en Sciences de la santé Publique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’hémochromatose HFE est une maladie du métabolisme du fer liée au gène HFE dont la principale mutation est C282Y. L’objectif général de ce travail était d’étudier l’influence de facteurs génétiques et non génétiques sur l’expression phénotypique de patients atteints d’hémochromatose HFE. Cette étude prospective incluait les patients C282Y/C282Y etC282Y/H63D inclus en protocole de saignées entre janvier 2004 et décembre 2011 au centre de santé brestois de l’EFS-Bretagne. Dans un premier temps, nous avons étudié l’influence du génotype C282Y/H63D sur la survenue d’une surcharge en fer. Nous avons confirmé que le variant H63D doit être considéré comme un facteur de susceptibilité dont l’expression est liée à la présence de co-facteurs responsables d’une hyper ferritinémie. Ensuite, nous avons étudié le rôle des grossesses et de l’alimentation sur l’expression phénotypique du génotype C282Yhomozygote. Nous avons montré qu’il existe bien une différence d’expressivité clinique liée au sexe chez les patients C282Y/C282Y. Cependant, nos données n’ont pas confirmé l’effet protecteur typiquement attribué aux grossesses pour expliquer la plus lente accumulation de fer chez les femmes. Cette étude a également mis en évidence une association modérée entre la consommation d’aliments riches en fer et le degré de surcharge en fer des patients C282Yhomozygotes traités par phlébotomies. Ce travail contribue à mieux comprendre l’hétérogénéité phénotypique observée dans l’hémochromatose HFE. La finalité est de pouvoir repérer précocement les sujets les plus à risque de développer les surcharges en fer les plus sévères et par conséquent des complications cliniques. / HFE hemochromatosis is a disorder of iron metabolism related to the HFE gene whose mainmutation is C282Y. The overall aim of this study was to investigate the influence of genetic and non genetic factors on phenotypic expression of patients with HFE hemochromatosis. This prospective study included the C282Y/C282Y and C282Y/H63D patients enrolled in a phlebotomy program between 2004 and 2011 in a blood centre of western Brittany (Brest, France). First, weassessed the weight of the C282Y/H63D genotype in the occurrence of iron overload. We confirmed that H63D is a discrete genetic susceptibility factor whose expression is most visible in association with other co-factors responsible for hyper ferritinemia. Then we investigated the effect of pregnancies and iron-rich diet on phenotypic expressivity of the C282Y/C282Y genotype. We have shown that there is a difference in clinical expression related to gender in C282Y/C282Ypatients. However our findings did not confirm that pregnancies protect against iron accumulationin women. This study established a moderate link between dietary iron intake and the degree of iron overload in HFE hemochromatosis patients who come to medical attention. This work contributes to a better understanding of the phenotypic heterogeneity observed in HFE hemochromatosis. The purpose is to identify precociously subjects the most at risk of developing iron overload and therefore clinical complications.

Au travers des données cognitives de la cohorte stéphanoise PROOF, l’objectif de ce travail de thèse a été de déterminer quelle pouvait être la valeur pronostique de plusieurs facteurs, entre autres psychosociaux et physiologiques, d’un maintien optimal du fonctionnement cognitif avec l’âge.Le premier axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que 70% des 632 participants âgés de 67 ans à la première évaluation cognitive de l’étude PROOF, présentaient une stabilité de leur fonctionnement cognitif après 8 ans de suivi. Le principal facteur mis en cause dans le vieillissement cognitif de cette population, que nous avons qualifié de « réussi », était, pour ces participants, d’avoir un haut niveau d’implication dans des activités sociales.Le second axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que la dégradation de la régulation autonomique, et non la présence de facteurs de risque cardiovasculaires classiques, avait un impact négatif sur le fonctionnement mnésique des participants. Confortant ces résultats, nous avons montré que les pathologies respiratoires liées au sommeil avaient un impact négatif sur le vieillissement cognitif normal, avec un impact délétère de la fragmentation autonomique nocturne sur l’évolution des capacités mnésiques. Une préservation de l’activité du Système Nerveux Autonome (SNA) pourrait donc être une clé d’un maintien optimal des capacités mnésiques au cours du vieillissement normal.Le troisième axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que les plaintes, qu’elles soient cognitives ou liées à la qualité de sommeil, étaient stables au décours du vieillissement normal. Nous avons pu démontrer que ce n’est pas l’âge qui génère la plainte, mais la qualité de vie et l’état anxiodépressif des personnes qui les expriment. Ceci n’est pas sans nous rappeler que le sujet, son symptôme et son histoire sont autant de déterminants du vieillissement cognitif « réussi ». Le quatrième axe de recherche de ce travail, a enfin mis en exergue que la prise en compte de la richesse des interactions sociales menées tout au long de la vie était un élément déterminant du niveau de performances dans des tâches de cognition sociale de personnes agées de 78 ans, et ce, indépendamment de la nature du fonctionnement exécutif et du niveau socioculturel. En conclusion, le vieillissement cognitif « réussi » n’est pas uniquement une vision optimiste du bien vieillir, allant contre des stéréotypes négatifs sur une perte systématique des fonctions cognitives liée à l’âge. Il s’agit d’un concept multidimensionnel qu’il convient de bien cerner si l’on veut mettre en place des stratégies efficaces susceptibles d’intervenir sur le maintien des capacités cognitives avec l’âge. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l’identification de quatre facteurs déterminant du vieillissement cognitif « réussi » (et pour lesquels une intervention est possible !) qui sont : 1) le maintien des activités sociales tout au long de sa vie ; 2) la préservation d’un bon équilibre du système sympathique-parasympathique ; 3) l’absence de pathologies respiratoires liés au sommeil ; 4) la stabilité des plaintes (sommeil, cognition) exprimées avec l’âge. / The aim of this thesis was to examine cognitive performances of a large French cohort study of elderlies, i.e. the Saint Etienne PROOF-Siempre cohort, in order to assess among several factors which of them could play a prognostic role on a successful cognitive aging including physiological and psychosocial factors. In order to assess these key factors we developped several research axes frequently examining the long-term changes.The first axis of the research consider the overtime evolution of cognitive function in this population. We found that 70% of the 632 participants 67 yrs old at their inclusion in the study with or without sleep related breathing disorders had stable cognitive data 8-yr later. In this sample that we defined as having a successful cognitive aging, the predictive factor was the "high level of social activities" without any contribution of the demographic data, the hypoxemic load or classical vascular and metabolic factors.The second axis of the research we examined the influence of the autonomic nervous system activity of cognitive performances. In a sample of 916 older people, we found that a parameter reflecting the parasympathetic arm of the ANS, the baroreceptor sensitivity, affect when it was found altered the memory function without interference of other cardiovascular risk factor. These results were confirmed in a 8-yr assessment on 425 subjects of the previous sample in whom again a alteration of baroreceptor sensitity affect the long-term changes on memory function with contribution of the other examined factors. This would suggest that autonomic nervous system may also influence the memory changes with aging and assuring a more successful cognitive aging.The third axis of the research was to define how subjective cognitive and sleep complaints remain stable across time and whether subjective estimation of sleep quality may affect the changes on the subjective cognitive complaints. We found again a stability of the subjective cognitive complaint without any interference of sleep quality and aging itself, the quality of life and the presence of anxiety and depression being the most important factors. The four axis of the research examined the possible effect of the degree of social interaction developed along lifetime on the social cognition. We found in group of 100 elderly aged 78 yrs that quality of social interactions in the life-span was the key factor implicated in late social cognitive skills in the elderly without any effect of the executive function status nor the educational and intellectual level.In conclusion, we have demonstrated that in contrast to the most common recognized of a systematic loss of cognitive functions related to age healthy elderlies may have a successful cognitive aging. The "successful" cognitive aging is a multidimensional concept that should clearly identify if one wants to adopt effective strategies to maintain cognitive abilities with age. The different aspects examined in this thesis have highlighted the identification of four determinants of a "successful" cognitive aging: 1) the maintenance of social activities throughout the life; 2) the preservation of a sympathetic-parasympathetic balance of the autonomic nervous system; 3) the lack of sleep-disordered breathing; and 4) the stability of sleep and cognitive complaints generally reported in older population. The application of those strategies may help to prevent the cognitive decline in older populations.

La fièvre de la Vallée du Rift (FVR) est une arbovirose zoonotique décrite pour la première fois en 1930 au Kenya. Transmise principalement entre ruminants par des moustiques des genres Aedes, Culex et Anopheles, elle peut aussi se transmettre à l'homme par contact direct avec des produits d'avortement ou des fluides corporels d'animaux virémiques. Cette maladie a été décrite dans de nombreux pays d'Afrique ainsi que sur la péninsule arabique et dans l'Océan Indien. La circulation du virus de la FVR (VFVR) a été décrite dans 3 écosystèmes distincts : (i) les zones semi-arides sud- et est-africaines, (ii) les mares temporaires des zones arides, (iii) les zones irriguées adjacentes à de grands fleuves. Au sein de chacun de ces écosystèmes, le rôle des mouvements d'animaux dans l'introduction du VFVR et des moustiques vecteurs dans sa transmission ont fortement été mis en avant. Malgré l'existence de modèles statistiques pouvant prédire l'émergence du VFVR en Afrique de l'est notamment grâce au niveau de pluviométrie, les mécanismes de transmissions en jeu dans les autres régions sont encore incertains. L'apparition de foyers dans un écosystème tempéré et montagneux de Madagascar, où les espèces et abondances vectorielles ne sont pas favorable à la persistance du VFVR, suscite des interrogations quant à ces mécanismes. L'objectif de cette thèse est d'identifier les facteurs et les processus épidémiologiques permettant la circulation récurrente du VFVR dans un écosystème tempéré de Madagascar. L'étude a pris en considération les pratiques socio-économiques ainsi que les principaux moustiques vecteurs du virus de la zone tempérée des hautes terres malgaches. Les principaux modes de diffusion du virus entre bovins ont été étudiés au cours de 3 années de suivi sérologique. Un modèle mathématique calibré sur la base de nombreuses données empiriques collectées dans cette zone est proposé. Deux pratiques commerciales ont pu être distinguées : le commerce classique et une pratique traditionnelle de troc. Les résultats de l'analyse suggèrent une implication différente de ces deux pratiques dans la circulation du VFVR. Alors que le commerce pourrait permettre l'introduction du virus, la pratique du troc serait quant à elle le support de la circulation au sein de la zone. Un modèle déterministe est construit afin de comparer quatre scénarios pouvant expliquer la circulation virale dans cet écosystème peu favorable. Les résultats suggèrent que, si la transmission vectorielle reste la principale voie de transmission dans cet écosystème inhabituel, la transmission directe lors du vêlage de vaches virémiques pourrait également jouer un rôle. La circulation du VFVR est de plus favorisée par les pratiques socio-économiques de la zone qui permettent, malgré la saison sèche, l'exposition des bovins introduits et potentiellement virémiques aux moustiques vecteurs. / Rift Valley fever (RVF) is a zoonotic disease first described in 1930 in Kenya. Primarily transmitted between ruminant by mosquitoes of Aedes, Culex and Anopheles genus, it can also be transmitted to humans by direct contact with abortion products or body fluids of viraemic animals. This disease has been described in many African countries, in the Arabian Peninsula and the Indian Ocean. The circulation of RVF virus (RVFV) has been reported in three ecosystems: (i) semi-arid areas of South and East Africa, (ii) temporary ponds in arid areas, (iii) irrigated areas near large rivers. Within each of these ecosystems, the role of animal movements in the introduction of RVFV and that of mosquitoes in virus transmission has been strongly emphasized. Despite the existence of statistical models that predict the emergence of RVFV in East Africa based on rainfall level, the transmission mechanisms involved in other areas are still uncertain. The occurrence of an outbreak in a temperate and mountainous ecosystem of Madagascar, where the species and vector abundances are unfavorable to the persistence of RVFV, raises questions about these mechanisms.The objective of this thesis is to identify the factors and the epidemiological processes that support the RVFV recurrent circulation in a temperate ecosystem of Madagascar. The study took into account the socio-economic practices as well as major mosquito vectors of the area. The main modes of virus spread between cattle were studied during a three years serological follow-up. A mathematical model was elaborated and calibrated using empirical and field data collected in the area. Two cattle exchange practices could be distinguished: the usual trade and a traditional practice of barter. The results of the analysis suggest a different impact of these two practices in RVFV circulation. While trade may allow virus introduction, the barter practice would support its spread within the area. A deterministic model was built to compare four scenarios that could explain the recurrent virus circulation in this unfavorable ecosystem. Results suggest that, if the vector-based transmission remains the main transmission mode, direct transmission from viremic cows at calving could also play a role. RVFV circulation is favored by socio-economic practices of the area that led, despite the dry season, to the exposure of introduced, and potentially viremic, cattle to vectors.