Serosurveillance for vaccine-preventable diseases: A look inside the pertussis experience / Serovigilancia de enfermedades prevenibles por vacunación: una mirada desde la experiencia con la tosferina

Abstract Introduction: Serological surveillance (serosurveillance) provides the most direct measure of herd immunity of vaccine-preventable diseases. Little is known about the opportunities and challenges of serosurveillance experiences, particularly pertussis. Objective: To describe the process of serosurveillance for vaccine-preventable diseases with an emphasis on the experience of pertussis in the metropolitan area of Antioquia (Valle de Aburrá) in 2015 and 2016 and analyze the contributions and challenges for its sustainability. Materials and methods: We described the planning and conduction of serosurveillance of pertussis antibodies of mothers and in the umbilical cord at the time of delivery in eight hospitals based on random sampling and their capacity to advance the serosurveillance periodically. We compared the contributions and the challenges of this experience with other probabilistic and non-probabilistic programs. Results: We achieved the participation of hospitals and mothers respecting the delivery care process. We established a serum bank following ethical and technical guidelines. This program based on the random selection of hospitals and mothers has enabled the estimation of antibodies prevalence in mothers and in the umbilical cord, which has been possible given the high coverage of hospital care during childbirth at a lower cost and fewer risks than a population-based survey in conflictive areas. The main challenges for the sustainability of this program are the creation of stable jobs and access to funding and legal and methodological long-term frameworks. Conclusions: Hospital serosurveillance as described is an option to monitor the impact of vaccination on the population. Our experience could be reproduced in other regions under similar conditions if the above-mentioned challenges are solved.

Resumen Introducción. La vigilancia serológica es la forma más directa de medir la inmunidad de rebaño frente a las enfermedades prevenibles por vacunación. Poco se sabe acerca de las oportunidades y los desafíos de las experiencias de serovigilancia, en general y, específicamente, la de la tosferina. Objetivo. Describir el proceso de serovigilancia de enfermedades prevenibles por vacunación con énfasis en la experiencia en el caso de la tosferina en el área metropolitana de Antioquia (Valle de Aburrá) en el 2015 y el 2016 y analizar lo que dicha experiencia ha aportado y los desafíos que persisten para su sostenibilidad. Materiales y métodos. Se describió el proceso de planeación y el desarrollo de la serovigilancia de tosferina en el momento del parto en ocho hospitales seleccionados al azar, así como la capacidad para adelantar el programa de manera periódica. Se compararon los aportes y los desafíos en el curso de esta experiencia con los de otros programas poblacionales probabilistas e institucionales no probabilistas. Resultados. Se logró la participación de los hospitales y de las madres con pleno respeto del proceso de atención del parto, y se conformó un banco de sueros siguiendo lineamientos éticos y técnicos. El programa permitió estimar la prevalencia de anticuerpos en la madre y en el cordón umbilical, lo que se facilitó por la alta cobertura de atención hospitalaria del parto, a un menor costo y menos riesgos que los programas poblacionales en zonas conflictivas. Los principales desafíos para la sostenibilidad del programa son la estabilidad laboral del personal de salud, así como normas y una financiación de largo plazo. Conclusiones. La serovigilancia hospitalaria es una opción para monitorizar el impacto poblacional de la vacunación. Esta experiencia se podría extender a otras regiones en condiciones similares si se resuelven los retos mencionados.

Seroprevalencia de rubeola en Colombia: un analisis por cohorte de nacimiento / Soroprevalencia de rubeola em Colombia: analise por coorte de nascimento / Seroprevalence of rubella in Colombia: a birth-year cohort analysis

OBJETIVO : Estimar la seroprevalencia de rubéola y factores asociados. METODOS : Estudio de seroprevalencia poblacional con una muestra aleatoria de 2.124 individuos de seis a 64 años, representativa por edad, sexo y área en Medellín, Colombia, 2009. Se analizó la asociación de variables biológicas y socioeconómicas con la seroprotección para rubéola, según la cohorte del año de nacimiento antes (1954 a 1990) y después (1991 a 2003) del inicio de la vacunación universal. Se determinaron los títulos de IgG con pruebas de alta sensibilidad (AxSYM ® Rubella IgG – Laboratorio Abbott) y especificidad (VIDAS RUB IgG II ® – Laboratorio BioMerieux). Se estimaron proporciones y promedios ponderados derivados de un muestreo complejo incluyendo un factor de corrección por las diferencias en la participación por sexo. Se analizó la asociación de la protección por grupos de variables biológicas y sociales con un modelo de regresión logística, según la cohorte de nacimiento. RESULTADOS : Los títulos promedio de IgG fueron más altos en los nacidos antes del inicio de la vacunación (media 110 UI/ml; IC95% 100,5;120,2) que en los nacidos después (media 64 UI/ml; IC95% 54,4;72,8), p = 0,000. La proporción de protección fue creciente de 88,9% en los nacidos en 1990-1994, de 89,2% en 1995-1999 y de 92,1% en 2000 a 2003, posiblemente relacionado con la administración del refuerzo desde 1998. En los nacidos antes del inicio de la vacunación, la seroprotección estuvo asociada con el antecedente de contacto con casos (RD 2,6; IC95% 1,1;5,9), el estado de salud (RD 2,5; IC95% 1,05;6,0), el nivel de escolaridad (RD 0,2; IC95% 0,08;0,8) y los años de residencia del hogar en el barrio (RD 0,96; IC95% 0,98;1,0), luego de ajustar por todas las variables. En los nacidos después ...

OBJETIVO : Estimar a soroprevalência de rubéola e fatores associados. MÉTODOS : Estudo de soroprevalência em população a través de uma amostra aleatória de 2.124 indivíduos de seis a 64 anos, representativa por idade, sexo e área em Medellín, Colômbia, 2009. Foi analisada a associação de variáveis biológicas e socioeconômicas com a soroproteção para rubéola, de acordo com a coorte de nascimento antes (1954 a 1990) e depois (1991 a 2003) do inicio da vacinação universal. Foram determinados os títulos de IgG com testes de alta sensibilidade (AxSYM® Rubella IgG – Laboratório Abbott) e especificidade (VIDAS RUB IgG II® – Laboratório BioMerieux). Foram estimadas proporções e médias ponderadas derivadas de amostragem complexa incluindo um fator de correição pelas diferenças na participação por sexo. Foi analisada a associação da proteção por grupos de variáveis biológicas e sociais com um modelo de regressão logística, segundo a coorte de nascimento. RESULTADOS : As médias dos títulos de IgG foram maiores nos nascidos antes do inicio da vacinação (média 110UI/ml; IC95% 100,5;120,2) do que nos nascidos posteriormente (média 64 UI/ml; IC 95% 54,4;72,8), p = 0,000. A proporção de proteção foi crescente de 88,9% nos nascidos em 1990-1994, de 89,2% em 1995-1999 e de 92,1% em 2000 a 2003, provavelmente relacionado à administração do reforço desde 1998. A soroproteção esteve associada nos nascidos antes com o fato de ter contato com casos (RD 2,6; IC95% 1,1;5,9), o estado de saúde (RD 2,5; IC95% 1,05;6,0), o nível de escolaridade (RD 0,2; IC95% 0,08;0,8) e os anos morando no bairro (RD 0,96; IC95% 0,98;1,0), após ajuste por todas ...

OBJECTIVE : To estimate the seroprevalence of rubella and associated factors. METHODS : Population-based seroprevalence study in a random sample of 2,124 individuals, aged six to 64 years, representative by age, sex and area in Medellín, Colombia, 2009. Biological and socioeconomic variables were analyzed for their association with serum protection against rubella, according to birth-year cohort; those born before (1954-1990) and after (1991-2003) the introduction of universal immunization. Titer of IgG antibodies against the rubella virus was detected using a high sensitivity (AxSYM®Rubella IgG – Abbott Laboratories) and a high specificity test (VIDAS RUB IgG II®– BioMerieux Laboratories). Proportions and weighted averages derived from a complex sample, including a correction factor for differences in gender participation, were estimated. Association with protection for groups of biological and social variables according to birth cohort was analyzed using a logistic regression model. RESULTS : Titers of IgG antibodies were higher in those born before (mean 110 UI/ml, 95%CI 100.5;120.2) compared to those born after (mean 64 UI/ml; 95%CI 54.4;72.8; p = 0.000) the introduction of mass immunization. The proportion of protection increased from 88.9% in those born 1990-1994, to 89.2% in those born 1995-1999 and to 92.1% in those born between 2000 and 2003, possibly due to boosters being administered from 1998 onwards. In those born before the introduction of the immunization, seroprotection was associated with previous contact with cases (OR 2.6; 95%CI 1.1;5.9), self- perceived health status (OR 2.5; 95%CI 1.05;6.0), educational level (OR 0.2; 95%CI 0.08;0.8) and years of residence in the neighborhood (RD 0,96; 95%CI 0.98;1.0) after adjusting for all variables. In those born after, serum protection was associated with effective sleep time (OR 1,4; 95%CI 1.09;1.8) and self-perceived health status (OR 5.5; 95%CI ...

La dinámica de la transmisión de la enfermedad según la teoría de la complejidad / Disease transmission dynamics according to complexity theory

RESUMEN Objetivo Se ilustra el proceso de transmisión de una enfermedad, entendido como un sistema complejo a la luz de la teoría de la complejidad. Métodos Se simula el comportamiento de un modelo matemático SEIR que refleja el proceso de transmisión de una enfermedad a partir de la conexión de los estados de susceptibilidad, infección, enfermedad y recuperación y no linealidad en la interacción de susceptibles e infectados. Se asume una tasa de infección con oscilaciones en el tiempo, descrito por un mapeo logístico. Resultados La transmisión transcurre en el tiempo con la reducción de los susceptibles en la medida que estos se infectan y enferman y el aumento de la recuperación tras el diagnóstico y tratamiento. Con pequeños aumentos en el valor de la tasa de infección, se observan oscilaciones en el número de susceptibles y expuestos y aleatoriedad en la relación entre los susceptibles e infectados, hasta confluir a un patrón regular. Conclusión El modelo refleja la conexión entre los estados, la no linealidad y el comportamiento caótico tras pequeños aumentos del valor de la tasa de infección. Una perspectiva histórica y transdisciplinaria ayudaría a comprender la complejidad de la transmisión y a concertar opciones de control.

ABSTRACT Objective Illustrating disease transmission as a complex system according to complexity theory. Methods A SIR mathematical model (S=number susceptible, I=number infectious, and R=number recovered or immune) reflecting disease transmission from the connection between states of susceptibility, infection, disease, recovery and nonlinearity in the interaction between susceptible and infected was simulated. Infection rate temporal fluctuations were described by logistic mapping. Results Transmission occurs with the reduction of susceptible states as people become infected and sick, followed by an increase in individuals' recovery following diagnosis and treatment. Small increases in infection rate value led to fluctuations in the number of susceptible and exposed people and randomness in the relationship between being susceptible and infected, until converging towards a regular pattern. Conclusion The model reflected the connection between states of susceptibility, nonlinearity and chaotic behavior following small increases in infection rate. A historical and trans-disciplinary perspective could help in understanding transmission complexity and coordinating control options.

Simulación del nivel de eliminación de sarampión y rubéola según la estratificación e interacción social / Simulating measles and rubella elimination levels according to social stratification and interaction

Objetivo Comparar el nivel de eliminación de enfermedades como sarampión y rubéola en población homogénea y heterogénea según la existencia de estratos sociales con interacción entre individuos de estrato social alto y bajo y diversidad en el número promedio de contactos entre ellos. Métodos Simulaciones del ritmo reproductivo efectivo, derivado de un modelo matemático tipo SIR (Susceptibles Infectados Recuperados), según diferentes ritmos de inmunidad. Se utilizaron datos de incidencia de sarampión (1980 y 2005) y rubéola (1998 y 2005) de América Latina y el Caribe. Se analizó la interacción entre individuos del estrato social alto y bajo con diferente número promedio de contactos mediante análisis de red aleatoria bipartita. Las simulaciones se ejecutaron en MAPLE 12 (Maplesoft Inc, Ontario Canada). Resultados En la población socialmente homogénea se reprodujo el avance en la eliminación de ambas enfermedades entre los dos períodos de tiempo. En el estrato alto y bajo, se lograría la eliminación en sarampión (2005) pero en rubéola (2005) sólo se lograría si hay alto ritmo de inmunidad en el estrato bajo. Si varía el número promedio de contactos habituales, no se lograría la eliminación de rubéola ni con un ritmo de inmunidad de 95 por ciento. Conclusión El seguimiento del nivel de eliminación de enfermedades como sarampión y rubéola demanda la consideración de la situación socioeconómica y del patrón de interacción de la población. Especial atención se debe prestar a comunidades con diversidad en el número promedio de contactos en espacios confinados como comunidades desplazadas, carcelarias, educativas, hospitalarias, etc.

Objective The study was aimed at comparing measles and rubella disease elimination levels in a homogeneous and heterogeneous population according to socioeconomic status with interactions amongst low- and high-income individuals and diversity in the average number of contacts amongst them. Methods Effective reproductive rate simulations were deduced from a susceptibleinfected- recovered (SIR) mathematical model according to different immunisation rates using measles (1980 and 2005) and rubella (1998 and 2005) incidence data from Latin-America and the Caribbean. Low- and high-income individuals' social interaction and their average number of contacts were analysed by bipartite random network analysis. MAPLE 12 (Maplesoft Inc, Ontario Canada) software was used for making the simulations. Results The progress made in eliminating both diseases between both periods of time was reproduced in the socially-homogeneous population. Measles (2005) would be eliminated in high- and low-income groups; however, it would only be achieved in rubella (2005) if there were a high immunity rate amongst the low-income group. If the average number of contacts were varied, then rubella would not be eliminated, even with a 95 percent immunity rate. Conclusion Monitoring the elimination level in diseases like measles and rubella requires that socio-economic status be considered as well as the population's interaction pattern. Special attention should be paid to communities having diversity in their average number of contacts occurring in confined spaces such as displaced communities, prisons, educational establishments, or hospitals.

Aplicación del teorema del umbral estocástico de Whittle a un brote de varicela / Application of Whittle's stochastic threshold theorem to a chickenpox outbreak

OBJETIVO: Estimar el ritmo reproductivo básico en un brote de varicela, aplicar el teorema umbral estocástico para estimar la probabilidad de la ocurrencia del brote e identificar medidas preventivas. MÉTODOS: El estudio fue realizado en una guardería de 16 niños, con 13 susceptibles, un infectado inicial y dos niños inmunes por antecedente de enfermedad. Se partió de un modelo estocástico: susceptible - infectado - removido. Se estimó el ritmo de reproducción básico de la enfermedad R0, usando un método de máxima verosimilitud basado en el conocimiento de la distribución de probabilidades para el tamaño total de la epidemia y haciendo una aproximación de epidemia casi-completa. Con el R0 obtenido se aplicó el teorema de umbral estocástico para obtener algunas medidas preventivas que podrían impedir la irrupción del brote de varicela. RESULTADOS: Cada infectado inicial produjo tres casos nuevos de infección, requiriendo para impedir el brote, una cobertura mínima de vacunación del 62 por ciento, o disminuir en 62 por ciento el contacto entre miembros del grupo o aumentar en 170 por ciento la remoción de infectados. CONCLUSIONES: El teorema del umbral estocástico permite identificar medidas que se podrían implementar para prevenir y controlar brotes de varicela. Aunque la distribución del tamaño de la epidemia en forma bimodal con similar probabilidad de ocurrencia de brotes grandes y pequeños, señala la incertidumbre del proceso epidémico en grupos pequeños, requiriéndose un estrecho seguimiento de los brotes en tales grupos.

OBJECTIVE: To estimate the basic reproductive rate of a chickenpox outbreak, to apply the stochastic threshold theorem to estimate the probability of an outbreak occurrence and to identify preventive measures. METHODS: The study was carried out in a daycare center comprising 16 children, 13 susceptible, one infected and two children with acquired immunity by previous disease. A stochastic susceptible - infected - removed model was applied. The basic reproductive rate (R0) was estimated using the maximum likelihood method based on probability distribution for the total size of the epidemic and making an approach of almost complete epidemic. Based on R0, the theorem was applied to establish some preventive measures for preventing a chickenpox outbreak. RESULTS: Each initially infected subject produced three new cases of infection requiring minimum vaccination coverage of 62 percent to prevent the outbreak or to reduce in 62 percent the contact among members of the group or to increase in 170 percent removal of infected subjects. CONCLUSIONS: The stochastic threshold theorem allows to identifying measures that could be implemented to prevent and control chickenpox outbreaks. Although the distribution of the epidemic size showed similar probability of occurrence of large and small outbreaks in a typical bimodal pattern, it illustrates the uncertainty of epidemic process in small groups, requiring close detection of outbreaks in such groups.

Distribución de recursos del Plan de Atención Básico con criterio de equidad, Bogotá 2002 / Resource distribution for the Basic Care Plan with equity approach, Bogotá 2002

OBJETIVO: Aplicar una técnica que oriente la distribución de recursos financieros del Plan de Atención Básico para acciones colectivas, según las condiciones de salud diferenciales. MÉTODOS: Se parte de la estimación previa de un índice global de salud mediante análisis de componentes principales, que jerarquiza las localidades de Bogotá, Colombia, en grupos según su estado de salud: peor estado, intermedio y mejor que los anteriores. Se aplica una técnica de mínimos cuadrados que minimice la diferencia entre el índice global de salud observado y un índice esperado con la inversión de tales recursos. RESULTADOS: Se obtiene la distribución de los recursos del Plan de Atención Básico para las veinte Localidades, destinando una cifra superior a la mediana Distrital en las Localidades con peor estado de salud. Además, se identifican las Localidades con déficit para el cubrimiento universal de la población de acuerdo con la destinación per cápita de dichos recursos. CONCLUSION: La técnica utilizada pone en evidencia la diferencia en las condiciones de salud entre las localidades con peor estado de salud, con respecto a las localidades con mejor estado, a pesar de la incremento en la asignación del Plan de Atención Básico, indicando la necesidad de inversión social a nivel intersectorial en dichas localidades.