Dengue modeling in rural Cambodia: statistical performance versus epidemiological relevance

Autor: Bernard Cazelles, Richard Paul, Clara Champagne, Rithea Leang, Sowath Ly, Veasna Duong
Přispěvatelé: Centre de Recherche en Économie et Statistique (CREST), Ecole Nationale de la Statistique et de l'Analyse de l'Information [Bruz] (ENSAI)-École polytechnique (X)-École Nationale de la Statistique et de l'Administration Économique (ENSAE Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique fonctionnelle des maladies infectieuses - Functional Genetics of Infectious Diseases, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génomique évolutive, modélisation et santé (GEMS), Unité d'Épidémiologie et de Santé Publique [Phnom Penh], Institut Pasteur du Cambodge, Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP), Unité de Virologie / Virology Unit [Phnom Penh], National Dengue Control Program, Ministry of Health of Cambodgia, Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes [Bondy] (UMMISCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), All the authors have been supported by a grant from Agence Nationale de la Recherche for the PANIC project (Targeting PAthogen's NIChe: a new approach for infectious diseases control in low-income countries: ANR-14-CE02-0015-01). The research leading to these results has also received funding from the European Commission Seventh Framework Program FP7 for the DENFREE project under Grant Agreement 282 378. CC and BC are partially supported by the 'Pépiniere interdisciplinaire Eco-Evo-Devo' from the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). CC is supported by the PhD studentship of the Groupe des Ecoles Nationales d’Economie et Statistique (GENES), We thank the members of the Epidemiology and Public Health unit and the Virology unit in Institut Pasteur in Cambodia for their work during the DENFREE project., ANR-14-CE02-0015,PANIC,Cibler la niche des pathogènes : Une nouvelle approche pour le contrôle des maladies infectieuses dans les pays aux ressources économiques limitées(2014), European Project: 282378,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2011-single-stage,DENFREE(2012), Paul, Richard, Appel à projets générique - Cibler la niche des pathogènes : Une nouvelle approche pour le contrôle des maladies infectieuses dans les pays aux ressources économiques limitées - - PANIC2014 - ANR-14-CE02-0015 - Appel à projets générique - VALID, Dengue research Framework for Resisting Epidemics in Europe - DENFREE - - EC:FP7:HEALTH2012-01-01 - 2016-12-31 - 282378 - VALID, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris], Génomique évolutive, modélisation et santé (CNRS-UMR2000), Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Yaoundé I-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA)-Université de Yaoundé I-Université Gaston Bergé (Saint-Louis, Sénégal)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Institut de la francophonie pour l'informatique-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Rural Population
Disease Vectors
Model selection
MESH: Dengue Virus
law.invention
Dengue fever
Dengue
Mathematical model
0302 clinical medicine
MESH: Rural Population
law
Statistics
MESH: Animals
MESH: Incidence
[SDV.MHEP.ME] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases
[SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases
0303 health sciences
Incidence
Coherence (statistics)
Markov Chains
3. Good health
Transmission (mechanics)
symbols
Seasons
Cambodia
Monte Carlo Method
MESH: Bayes Theorem
030231 tropical medicine
Information Criteria
MESH: Monte Carlo Method
MESH: Disease Vectors
Biology
Bayesian inference
Disease cluster
lcsh:Infectious and parasitic diseases
03 medical and health sciences
symbols.namesake
MESH: Markov Chains
medicine
Animals
Humans
lcsh:RC109-216
030304 developmental biology
Models
Statistical
MESH: Humans
Bayes Theorem
Markov chain Monte Carlo
Dengue Virus
medicine.disease
Virology
Vector borne disease
MESH: Seasons
MESH: Models
Statistical
Zdroj: Epidemics
Epidemics, 2019, 26, pp.43-57. ⟨10.1016/j.epidem.2018.08.004⟩
Epidemics, Elsevier, 2019, 26, pp.43-57. ⟨10.1016/j.epidem.2018.08.004⟩
Epidemics, Vol 26, Iss, Pp 43-57 (2019)
ISSN: 1755-4365
1878-0067
DOI: 10.1101/208876
Popis: Dengue dynamics are shaped by the complex interplay between several factors, including vector seasonality, interaction between four virus serotypes, and inapparent infections. However, paucity or quality of data do not allow for all of these to be taken into account in mathematical models. In order to explore separately the importance of these factors in models, we combined surveillance data with a local-scale cluster study in the rural province of Kampong Cham (Cambodia), in which serotypes and asymptomatic infections were documented. We formulate several mechanistic models, each one relying on a different set of hypotheses, such as explicit vector dynamics, transmission via asymptomatic infections and coexistence of several virus serotypes. Models are confronted with the observed time series using Bayesian inference, through Markov chain Monte Carlo. Model selection is then performed using statistical information criteria, and the coherence of epidemiological characteristics (reproduction numbers, incidence proportion, dynamics of the susceptible classes) is assessed in each model. Our analyses on transmission dynamics in a rural endemic setting highlight that two-strain models with interacting effects better reproduce the long term data, but they are difficult to parameterize when relying on incidence cases only. On the other hand, considering the available data, incorporating vector and asymptomatic components seems of limited added-value when seasonality and underreporting are already accounted for. Keywords: Model selection, Dengue, Vector borne disease, Mathematical model, Cambodia
Databáze: OpenAIRE
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