Данни от напречното сечение на хематологичните и паразитологичните училищни проучвания за периода 2008–2010 г. в Кения.

относителния

Пространствено изрични, многостепенни модели на Байес, количествено определящи въздействието на инфекцията, храненето и социалните рискови фактори върху концентрацията на детски хемоглобин (Hb) и коригирани фракции на приписване на популация за анемия по провинции.

Последици от пространствената хетерогенност в основния Hb статус и рискови фактори за икономически ефективно географско насочване на училищни антианемични интервенции, включително обезпаразитяване, контрол на маларията и хранене в училище.

Ключови съобщения

За деца в училищна възраст, живеещи в Кения:

Plasmodium falciparum, анкилостома и шистозоми са значително свързани с по-нисък среден Hb, като най-голямото въздействие се наблюдава при коинфекция с анкилостома и P falciparum, подчертавайки значението на паразитните инфекции в етиологията на анемията в популациите от африканска училищна възраст.

Лошият прием на храна се препоръчва да бъде важен фактор за анемията при децата в училищна възраст.

Налице е изразена географска хетерогенност в тежестта на анемията, дължаща се на тези идентифицирани рискови фактори, подчертавайки значението на подходящото насочване на интервенциите.

Силни страни и ограничения на това проучване

Голям и уникално подробен набор от данни, съчетан с нова байесова рамка за моделиране, която позволява едновременно количествено определяне на средната промяна в Hb, свързана с всеки рисков фактор, и субнационален риск от анемия при деца в училищна възраст, приписван на рискови фактори.

Зависимостта от дизайна на напречното сечение и екологичните данни ограничава извода за причинно-следствената връзка; включването на индивидуални, свързани с храненето фактори и показатели за състоянието на желязото би подобрило количественото определяне на тяхното участие.

Заден план

Децата в училищна възраст (5–14 години) съставляват една четвърт от населението на Африка на юг от Сахара1, а делът на тези деца, посещаващи училище, никога не е бил по-висок, до голяма степен поради неотдавнашните глобални и национални ангажименти към всеобщо записване в начално образование.2 И все пак много деца, записани в училище, страдат от лошо здраве и недохранване и в резултат на това е по-малко вероятно да посещават и завършат училище или да постигнат пълния си образователен потенциал.3 Например, до 40% от 5 –14-годишните са оценени като анемични, 4, 5, което може да повлияе на познанието и ученето.6, 7 Анемията засяга и здравето на по-възрастните момичета при достигане на пубертета, което може да повлияе върху бъдещото майчинство и храненето на следващото поколение на учащите. 8, 9 За щастие има редица прости и рентабилни интервенции за предотвратяване на тежестта на анемията, включително контрол на маларията, 10, 11 обезпаразитяване, 12 добавки на желязо13, 14 и хранене в училище15 - интервенции те се предоставят все по-често като част от интегриран здравен пакет в училище

Методи

Данни от училищно проучване

Хранителни прокси данни

Определение на включените антропометрични показатели и базирани на популацията гранични стойности за тежестта на недохранването, както е определено от СЗО

Два допълнителни показателя бяха използвани за описване на общата наличност на храна във всяко училище: преобладаващ източник на поминък (въз основа на зоните за препитание на ФАО от 2010 г. 26, 27); и условията на продоволствена сигурност по време на проучването (въз основа на скалата на FAO за несигурност на храните 27, 28). И двата показателя са получени от мрежата за система за ранно предупреждение за глад (FEWS NET; http://www.fews.net). Информацията за планираното предоставяне на официални, държавни програми за хранене на училищата е извлечена от Програмата за домашно хранене в училище (HGSMP) и регистрите за извънредни ситуации HGSMP 2010, предоставени от Министерството на образованието на Кения (лична комуникация).

Анализ

Схема, обобщаваща основните стъпки в нашата стратегия за анализ, е представена на фигура 1. Нивата на Hb са коригирани спрямо надморската височина и индивидите са класифицирани като анемични, като се използват специфични за възрастта и пола гранични стойности.29 Децата са класифицирани като средно/високо- интензивност на зараза с анкилостоми, ако интензивността на инфекцията надвиши 100 epg, и инфекция с хематобиум със средна/висока интензивност, ако интензивността на инфекцията надвиши 500 epg (и двете представляват горния 10-ти процентил). Отчетената информация за собствеността върху активите на домакинствата и строителството на домакинствата е използвана за генериране на индекси на богатство, като се използва анализ на основните компоненти, 30 и получените резултати са разделени на квинтили.

Схема на приетата стратегия за анализ. Двойната цел на тази стратегия за анализ беше (1) да моделира въздействието на рисковите фактори върху нивата на детския хемоглобин (Hb) и (2) да оцени коригираната присвояваща се част от риска на населението (PAF), свързана с важни, модифицируеми рискови фактори. Този процес се повтаря при всяка реализация на байесовия йерархичен модел, за да се осигурят задни средни оценки и надеждни интервали за всички параметри на значимост.

Първоначалният набор от предикторски променливи за едновариатен анализ включваше възраст, пол, относително социално-икономическо състояние, ниво на образование на главата на домакинството, защитно поведение (използване на спално бельо и обезпаразитяване) и статус на инфекция с анкилостома, шистозома и P falciparum, в допълнение към училище- ниво на екологични ковариации, включително градско/селско местоположение, прогнозирано разпространение на антропометрични показатели при по-малки деца и жени в репродуктивна възраст, зона на поминък и статус на продоволствена сигурност и предвидено осигуряване на хранене в училище. За да се изберат променливи-кандидати за пространствен мултивариативен анализ, е направен едномерният анализ, използвайки логистична регресия (критерии: тест на Уолд р 0,05) в минималния модел, за да се потвърди липсата на асоциация. Бяха изследвани и основните термини за взаимодействие между възрастта и пола, но нямаше достатъчно доказателства, че те подобриха цялостното прилягане на модела.

Задържаните ковариати бяха включени в пространствен многовариативен модел на байесов смесен ефект на линейна регресия, използвайки WinBUGs 14.1. Този модел включва индивидуални и училищни екологични фиксирани ефекти и геостатистически случаен ефект на ниво училище (използвайки изотропна, стационарна експоненциална функция на разпадане), 25 като по този начин включва степен на пространствено изглаждане. Несигурността в прогнозираното разпространение на антропометрични прокси индикатори е включена чрез моделиране на тези ковариати като случайни променливи с β-разпределение, дефинирано с помощта на предсказаното задно разпределение. При всяка реализация на модела недохранването е категоризирано като ниско, средно/високо или тежко за всяко училищно място, съгласно таблица 1.

Като се имат предвид големите наблюдавани разлики в средния Hb и разпространението на предиктори по региони и демографска група, коригираните фракции на приписване на населението (PAF) за анемия бяха оценени за две индикаторни демографски групи (момчета на възраст 7 години и момичета на възраст 14 години) за всяка провинция в Кения. Накратко, при всяка реализация на модела, ние оценихме разпространението на анемията във всяка от рисковите групи въз основа на задната средна стойност и SD на разпределението на Hb във всяко училище. Те бяха използвани за оценка на (1) относителния риск от анемия за всяка рискова група в сравнение с базовия риск и (2) свързания коригиран PAF, както е описано от Rockhill et al. 32 Оценките впоследствие са обобщени по провинции. Пълните статистически обозначения на байесовото геостатистическо моделиране, PAF и процедурите за валидиране на модела са представени в техническото приложение. Валидирането на модела с използване на набори от данни, представени подробно в придружаващото техническо приложение, предполага много висока степен на корелация на ниво училище между наблюдаваните и очакваните средни нива на Hb (R 2> 0,98) и разпространението на анемията (R 2> 0,95), което предполага, че подходът, който използваме за оценка на разпространението на анемията (и свързаните с това приписващи се фракции) е подходящ.

Резултати

Налични са данни за Hb, маларийна паразитемия и хелминтна инфекция за 16 941 деца (на възраст 5-16 години) в 167 училища (фигура 2). Средната концентрация на Hb, коригирана на височина, е 122,1 g/l, като 35,3% от децата са оценени като анемични. Пространственото разпределение на некоригираните данни за Hb е представено на фигура 2, обобщено по училище. Имаше значителна географска хетерогенност в средния Hb в цялата страна (Моран I p 2) е показан за справка.

Пространствено разпределение на средното разпределение на хемоглобина в Кения, по училище. Hb се регулира за надморска височина; гъстотата на населението (лица/км 2) е показана за справка.

Средна концентрация на Hb според състоянието на инфекция, хранителните прокси и други характеристики при 16941 деца на възраст 5-16 години (еднофамилен анализ)

Байесов йерархичен модел на Hb

Таблица 3 представя многовариатен анализ на фактори, свързани с нивата на Hb. Средно момчетата имат по-нисък среден Hb в сравнение с момичетата с 1,53 g/l (95% BCI 1,13 до 1,94 g /), а по-големите деца имат тенденция да имат по-високи нива на Hb, увеличавайки се с 1,08 g/l (95% BCI 0,99 до 1,17 g/l) с всеки годишен възрастов интервал. Има сериозни доказателства за мултипликативно отрицателно взаимодействие между състоянието на инфекция и нивата на Hb, подчертавайки въздействието на паразитните инфекции върху здравето при деца в училищна възраст. Деца със инфекция със анкилостоми от червеи със средна/висока интензивност имат нива на Hb 1,03 g/l (95% BCI 0,02 до 2,00 g/l) по-ниски от неинфектираните деца, тези с P falciparum 3,00 g/l (95% BCI 1,68 до 4,29 g/l ) по-ниска и S хематобиева инфекция 1,75 g/l (95% BCI 0,60 до 2,92 g/l); деца, коинфектирани както с P falciparum, така и със средна/високоинтензивна инфекция с анкилостоми, имат нива на Hb 5,56 g/l (95% BCI 2,67 до 8,64 g/l) по-ниски от незаразените деца.

Байесов йерархичен модел на многовариантна регресия за нивата на хемоглобина

Прокси мерките за хранителен статус също са силно свързани с нивата на Hb. Учениците, живеещи в райони, за които се предполага, че имат силно разпространение на загуба, са имали нива на Hb, които са били средно с 9,74 g/l (95% BCI 7,45 до 12,16 g/l) по-ниски от тези, живеещи в райони с нисък риск. Програмите за хранене в училищата също са насочени към райони с повишен риск от анемия, въпреки че изследването на 95% надеждните интервали не предполага статистическа разлика в целевите области между средните нива на Hb в училищата със и без предвидено осигуряване на официално хранене в училище програми. Може би изненадващо, продоволствената сигурност по време на проучването (качествена мярка, която позволява приспособяване към остри състояния и въздействието на сезонността) не е свързана с нивата на Hb при многофакторния анализ. По същия начин, след отчитането на всички други фактори в модела, относителният социално-икономически статус не е бил значително свързан с нивата на Hb.

Компонентите на вариация на случайните ефекти от този модел показват, че по-голямата част от остатъчната вариация остава между децата в училищата: от общата необяснима вариабилност в Hb, 13,8% са настъпили на училищно ниво, докато 86,2% са възникнали между деца в училищата. По-внимателното изследване на случайния ефект на ниво пространствено училище предполага, че след отчитане на включените предиктори, повечето училища (81%) имат сходни нива на Hb, които не могат да бъдат разграничени статистически (показано на зелено на фигура 3). Имаше обаче някакво остатъчно пространствено групиране на училища с по-високи/по-ниски от очакваните нива на Hb (радиуси на фокуси от 90190 км, таблица 3) със значително по-ниски средни нива на Hb, наблюдавани в училищата в крайния юг на провинция Coast и в Nyanza и Западни провинции (фигура 3). Интересното е, че сравнението на наблюдаваното разпространение на P falciparum и анкилостома със средна/висока интензивност предполага, че разпространението на двете инфекции е било по-високо за тези училища, отколкото за други училища в тези провинции (P falciparum Kruskal-Wallis p = 0,02; средно/високо -интензивен анкилостома Kruskal-Wallis p 0,01). За разлика от тях, средните нива на Hb са значително по-високи за училищата в долината Рифт, централните и източните провинции.

Графика на пространствен случаен ефект (остатък на ниво училище) от многомерния, байесов йерархичен модел за Hb. Всяка точка представлява едно училище; задната средна стойност е показана с точката, а 95% BCI са представени от лентите за грешки. Хоризонталната права линия в средата на графиката представлява общата средна стойност на остатъците, които са нулево центрирани. Inset показва местоположенията на училищата, засенчени от стойността на остатъка на ниво училище.

Коригирани фракции на риска, приписвани на популацията

Използвайки окончателния йерархичен модел на Байес, ние оценихме за две демографски групи (момичета на възраст 14 години и момчета на възраст 7 години) PAF на анемия, дължаща се на P falciparum, инфекция със средна/висока интензивност на анкилостома, средна/висока интензивност на хематобиева инфекция и остро недохранване (преобладаване на похабяване под 5s над 15%) за всяка провинция в Кения, като се коригира за всички останали включени предиктори (таблица 4). Нашите резултати показват, че относителният принос на всеки рисков фактор варира значително в зависимост от провинцията. Например в провинция Coast 13% (95% BCI 4% до 23%) анемия при 14-годишни момичета, посещаващи училище, може да се дължи на анкилостома среден/висок интензитет, в сравнение с 6% (95% BCI 2 до 10%) до P falciparum инфекция и 3,1% (95% BCI 0% до 8%) до шистозомоза. Междувременно резултатите предполагат, че намаляването на острото недохранване в крайбрежната провинция (за да видите тази таблица:

  • Преглед на линия
  • Преглед на изскачащия прозорец

Прогнозирани коригирани фракции, свързани с популацията, за ключови предиктори в Кения

Дискусия

С нарастването на глобалния ангажимент и ресурси за училищни инициативи за здраве и хранене, 16 има спешна нужда да засилим разбирането си за вероятното въздействие на интервенциите, насочени към справяне с важни резултати за здравето и развитието като анемия. Това изисква подробно разбиране на относителния принос на етиологичните фактори в релевантни за политиката мащаби. Тук представяме уникално подробен национален анализ на рисковите фактори за анемия сред ученици в 167 училища в Кения. Въвеждаме нов подход, използващ многостепенно линейно моделиране, за да предоставим подробно описание на променливия принос на рисковите фактори по административна единица (провинция), като същевременно напълно отчитаме пространствените вариации в основния среден Hb. Резултатите предоставят жизненоважен инструмент за вземане на решения за рентабилно насочване на доставката на интегрирани пакети от интервенции, пригодени за всяка провинция, с цел намаляване на анемията при учениците. Например, програмите за хранене в училищата в провинциите Coast, Eastern и Rift Valley могат да помислят за включване на богати на желязо храни, докато програмите в провинциите Nyanza и Western, пропускащи инициативи за контрол на маларията, може да не видят желаните подобрения в детската анемия.

Трето, въпреки че признаваме, че разчитаме на прокси индикатори, резултатите ни показват, че лошият прием на храна е важен фактор за анемията при учениците: окончателният модел показва, че в общностите, където острото недохранване е сериозен проблем за общественото здраве (т.е. под 5s надвишава 15%), средните нива на Hb при деца в училищна възраст са средно с 9,7 g/l по-ниски от тези в добре хранени общности и като такива елиминирането на острото недохранване като проблем на общественото здраве може да предотврати близо 20% от случаите на анемия при 14-годишни момичета. Това е в съответствие с ограничените данни от по-малки проучвания на индивидуално ниво, които предполагат връзка между недостатъчното хранене и анемията при популациите в училищна възраст. 4, 1, 4, 2

Нашият пространствено явен йерархичен подход се стреми да увеличи максимално полезността на тези наблюдения, данни от напречното сечение и резултатите показват, че докато голяма част от вариациите между училищата могат да бъдат обяснени с включени рискови фактори, все още има голяма степен на вариация в училищата. Това предполага, че има фактори на индивидуално ниво извън измерените, които все още трябва да бъдат взети под внимание. В допълнение към индивидуалното състояние на желязо или приема на храна, има редица кандидати. ХИВ инфекцията е потенциално вероятно да допринесе, тъй като дори при асимптоматични лица, заразени с ХИВ, анемията е често срещана проява.4, 3, 4, 4 Също така не успяхме да отчетем генетични признаци като сърповидни клетки и други хемоглобинопатии, 4, 5 или за потенциалния ефект на менархе при юноши

Допълнителен фактор, който би повлиял на вариацията на индивидуално ниво, е появата на менархе при момичетата: не са събрани конкретни данни, за да се запише това, и включването на основен термин за взаимодействие между възрастта и пола не подобри пригодността на модела, което предполага, че има по-подробна информация задължително. И накрая, този анализ не може да отчете влиянието на наскоро изчистените инфекции върху текущия статус на Hb. Представените резултати представляват моментна снимка на периода 2008–2010 г. и може да се предположи, че сезонността и факторите, свързани с интервенцията, може да са объркали резултатите. Включването на използване на мрежи против комари, скорошно обезпаразитяване или хранителна сигурност (сезонен ковариатор) в многовариантни модели не подобри пригодността на моделите, което предполага, че времевите и контролните фактори са относително маловажни.

Заключения

Благодарности

Много сме благодарни на всички учители, родители и особено на децата, които участваха в това проучване, както и на множеството фасилитатори и членове на екипите за проучване, които събраха данните, и на Дон Бънди за коментари. Проучването беше подкрепено от Wellcome Trust UK като част от стипендията за подкрепа на SJB (# 81673) и от Отдела за контрол на маларията, Министерство на общественото здраве и санитария чрез безвъзмездна помощ от Департамента за международно развитие (DfID) чрез Служба на СЗО в Кения към д-р AM Noor и д-р E Juma.