La surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles : une étude de cas de la maladie de Lyme au Canada Sentinel surveillance for vector-borne disease : a case study of Lyme disease in Canada

Les maladies vectorielles sont en processus d’émergence à travers le monde. Au Canada, la maladie de Lyme (ML) a été identifiée comme une maladie infectieuse émergente prioritaire. La surveillance, si elle est efficace, peut suivre le portrait d’une maladie en évolution afin d'informer les autorités de santé publique; toutefois, en raison de ressources limitées, elle doit être optimisée. La surveillance sentinelle permet de réduire les coûts, car un nombre limité d'unités statistiques sont mesurées de manière répétée dans le temps. Néanmoins, ces unités sentinelles doivent être représentatives du portrait épidémiologique de la maladie pour assurer l'efficacité du système de surveillance. Le premier objectif de cette thèse était d'évaluer la représentativité de la surveillance sentinelle pour décrire le risque de ML au Québec, Canada. Deux types de systèmes de surveillance active acarologique sont déjà en place au Québec : 1) un système sentinelle, où les sites de terrain sentinelles sont maintenus constants et visités à chaque saison de terrain, et 2) un système de surveillance basé sur le risque où les sites accessoires sont priorisés en fonction de leur profil de risque. Des mesures de danger acarologique, en termes d'estimations de la densité de nymphes, ont été dérivées des sites sentinelles entre 2015 et 2019 et comparées à celles obtenues dans les sites accessoires. Les mesures de danger acarologique dérivées des sites sentinelles ont également été corrélées avec le nombre de cas humains rapportés à l'échelle municipale pour déterminer si elles étaient représentatives du risque de ML pour la population humaine. Il a été démontré que le système de surveillance sentinelle était capable de suivre les tendances spatio-temporelles d’incidence de ML dans les populations humaines de la zone d'étude et fournissait un meilleur indicateur de l’incidence de ML par rapport au système de surveillance basé sur le risque. Cependant, bien que les modèles aient pu prédire le risque de maladie de Lyme, les sites sentinelles n'ayant pas été choisis selon une approche validée, on peut émettre l’hypothèse que l’utilisation d'une approche holistique standardisée pour la sélection de sites sentinelles pourrait optimiser le design spatial du système de surveillance. Le deuxième objectif de cette thèse était de développer une telle approche et de l'appliquer à une étude de cas : la surveillance acarologique sentinelle pour le risque de ML à travers le Canada. Une revue de la portée a été utilisée pour inventorier les initiatives précédentes de surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles, et pour cataloguer les critères qui ont été utilisés pour sélectionner les emplacements des unités sentinelles dans la zone d'étude. Les articles pertinents ont ensuite été analysés à l'aide d'une revue du type réaliste afin de créer un outil décisionnel permettant de sélectionner des critères pertinents pour la planification du design spatial d'un système de surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles. Enfin, l'outil a été utilisé lors de la création d'un nouveau réseau de surveillance sentinelle pour le risque de ML au Canada; les critères retenus ont été incorporés dans une analyse multi-critères spatiale afin de sélectionner les régions sentinelles pour le réseau de surveillance acarologique active. Dans l'ensemble, cette thèse a exploré la surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles, et a développé et testé une approche pour optimiser et standardiser la planification du design spatial des systèmes de surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles. Dans de futurs travaux, cette approche devrait être mise en œuvre, évaluée et validée pour d’autres maladies et contextes épidémiologiques.

Vector-borne diseases are emerging all over the globe. In Canada, Lyme disease (LD) has been identified as a priority emerging infectious disease. Public health surveillance, if effective, can track disease risk to inform public health authorities; however, due to finite resources, it must be optimized. Sentinel surveillance can cut costs, since a limited number of statistical units are measured repeatedly through time. Nonetheless, these sentinel units must be representative of the risk landscape to ensure an effective surveillance system. The first objective of this thesis was to evaluate the representativeness of sentinel tick surveillance for the risk of LD in Québec, Canada. Two types of tick-based active surveillance systems are already in place in Québec: 1) a sentinel system, where sentinel field sites are kept constant and visited every field season, and 2) a risk-based surveillance system where accessory sites are prioritized according to their risk profile. Acarological hazard measures, in the form of nymph density estimates, were derived from sentinel sites between 2015 and 2019 and compared with those obtained from accessory sites. Hazard measures derived from sentinel sites were also correlated with LD incidence at the municipal scale to see if they were representative of LD risk to human populations. It was shown that the sentinel tick-based surveillance system was able to follow spatiotemporal LD incidence trends in human populations across the study zone and provided a better indicator of LD incidence in comparison with the risk-based surveillance system. However, as sentinel sites were not chosen using a validated approach, it can be hypothesized that the spatial design for the system could be optimized through the development of a standardized, holistic approach for sentinel site selection. The second objective of this thesis was therefore to develop such an approach and apply it to a case example: sentinel surveillance of LD across Canada. A scoping review was used to inventory previous sentinel surveillance initiatives for vector-borne diseases, and catalogue criteria which had been used to select sentinel unit locations across the study zone. Relevant papers were subsequently analyzed using a realist-type review to create a decision tool to select relevant criteria for planning the spatial design of a sentinel surveillance system for vector-borne diseases. Finally, the tool was applied to guide the creation of a new sentinel tick-based surveillance network for LD risk in Canada; the retained criteria were incorporated into a spatial multi-criteria decision analysis to select sentinel regions for the active surveillance network. Overall, this thesis has explored sentinel surveillance for vector-borne disease and has developed and applied an approach to optimize and standardize spatial design planning for vector-borne sentinel surveillance systems. In future work, this approach should be implemented, evaluated, and validated for other types of diseases and epidemiological contexts.