Malaria Control Dynamics in Rural Tanzania: Evaluation\ud of implementation of Artemisinin based Anti-malarial\ud Combination Therapy

Malaria is the most important parasitic disease caused by protozoans of the genus plasmodia that are transmitted by female anophelene mosquitoes. Plasmodium falciparum is the most important species owing to its distribution, virulence and pathogenicity. World-wide some 500 million infections, 200-300 million episodes and about 1 million malaria-related deaths occur every year amounting to a burden of some 45 million DALYs (Disability Adjusted Life Years) [1]. At least 80% of this intolerable burden is concentrated in Sub-Saharan Africa with young children bearing the biggest share. In Tanzania, malaria accounts for not less than 30% of the country’s burden of disease [2]. Malaria can be cured if it is diagnosed and treated rapidly with effective drugs. Delay in diagnosis and treatment leads to the progression of disease and eventually death. Chloroquine and salfudoxine-pyremethamine (SP) had for a long time been the first-line treatment of choice for most endemic African countries but these drugs are no longer effective for treating patients in many parts owing to the development of resistance [3]. Artemisinin based Combination Therapy (ACT) is now widely recommended as the first-line treatment of choice owing to its efficacy, safety profile and the fact that no resistance has, so far, been described. Regarding prevention of malaria infections, Insecticide Treated Nets (ITNs) play the key role, while Indoor Residual Spraying (IRS) and elimination of mosquito breeding sites using larvicides are additional tools for integrated malaria control that can be applied dependant on local conditions. As a reaction to the growing resistance of malaria parasites to Chloroquine and SP, and when ACTs were being considered for first-line treatment, the Interdisciplinary Monitoring Project for Anti-malarial Combination Therapy for Tanzania (IMPACT-Tz) was designed to evaluate the effectiveness of ACT introduction and application in the Rufiji, Kilombero and Ulanga districts within the Coast and Morogoro Regions of Southern Tanzania. The present thesis was undertaken within the frame of IMPACT-Tz from 2001- 2006 with the following aims: (i) Describing patients’ adherence to ACT (ii) Following the dynamics of parasite prevalence during ACT promotion and use (iii) Analyzing the project’s impact on health facility use, and ITN coverage and its concomitant delivery strategies within the study areas of IMPACT-Tz . The present studies were based on the demographic surveillance systems which have been well established within the studied districts for many years. We conducted the study assessments using questionnaires to members of sampled households, key informant interviews and analyzed blood specimens that we concurrently collected during the interviews. Follow up visits to the homes of patients who had been treated with ACT at health facilities was the main method that we used to analyze patients’ adherence. Patients’ adherence to ACT showed very promising results with 75% reaching complete adherence as established by self-reporting and tablet counts. These results were substantially better than reported elsewhere and compared favorably with former intervention studies to optimize adherence to chloroquine. ITN coverage continuously increased through mixed delivery strategies involving free distribution during an immunization campaign combined with social marketing and a voucher system. All delivery mechanisms, especially sale of nets at full market price, tended to under-serve the poorest. Voucher-subsidized and freely distributed nets did not appear to create inequalities. In 2005, overall net use reached 62.7% and that among infants 87.2%. Thirty percent of all nets had been treated six months prior to the interview. The parasite prevalence declined over the study period and was clearly related to the interventions. In 2001, parasite prevalence was 26% in the general population of Rufiji and 18% in Ifakara. Following the deployment of ACT in 2003, there was a sharp decline of malaria prevalence from 29% in 2002 to 19% in 2004 in Rufiji. It remained the same in 2005 and decreased to 15% in 2006. The respective estimates for Ifakara were 22% in 2002, 25% in 2004, 11% in 2005 and 14% in 2006. The prevalence of anaemia (Hb<8g/dl) measured from 2004 to 2006 showed a drop from 23% in 2004 to 16% in 2005 and 2006 in Rufiji. Respective values for Ifakara were 12%, 18% and 10%. Use of any nets increased from 18% in 2001 to 63% in 2006 in Rufiji and from 69% to 86% in Ifakara. Treatment-seeking also changed with the introduction of AC. Starting with 31- 35% of febrile episodes seen at health facility level at the beginning of the study, an increase to up to 45% was observed as a consequence of ACT introduction. Treatment seeking in the comparison district where SP was still used as first-line treatment as stipulated in the national policy, treatment-seeking showed fluctuations but remained basically unchanged. Young children were those most seen with febrile episodes. The least poor showed higher health facility usage than the poorest segments of the population. Our study suggests that ACT first-line therapy is an accepted and feasible approach that can reduce both the burden of disease and transmission when ACT is offered at health facility level. ACT was effective as part of an integrated approach that also entailed the promotion of ITNs. The study further demonstrated that high levels of adherence to ACT can be reached provided treatment is preceded by sufficient health worker training together with innovative information, education and communication. Provision of ACT at health facilities improves the use of health facilities in a broad sense. Achieving and sustaining broad access to ACTs will require other strategies for ACT delivery that include all providers of services and may include home-based management in order to reach all segments of a population and, thus, to achieve equitable access. There are additional other important issues that need to be investigated further such as how ACTs can be effectively made available to all possible health service providers in a given area, also including possible home management strategies to achieve broad and equitable access to rapid diagnosis and treatment. Finally we need to understand to what extent synergies are created when different sets of malaria control interventions are implemented concomitantly and/or sequentially with different time-space dynamics of coverage. Such information is critical for tailoring strategies to different endemic settings and for moving from control towards elimination. References 1. Breman JG, Egan A, Keutsch GT: The intolerable burden of malaria: a new look at the numbers. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 2001, 64 (Supplement 1)(1,2):iv-vii. 2. De Savigny D, Kasale H: New weapons in the war on malaria. 2004. 3. Bloland PB: Making malaria treatment policy in the face of drug resistance. Annals of Tropical Medicine And Parasitology 1999, 93(1):5-23. Zusammenfassung Malaria ist die wichtigste parasitäre Erkrankung, welche durch die Protozoen der Gattung Plasmodia verursacht wird. Die Plasmodien werden durch die weiblichen Moskitos der Gattung Anopheles übertragen. Plasmodium falciparum ist die wichtigste Spezies aufgrund ihrer Verbreitung, Virulenz und Pathogenität. Weltweit gibt es geschätzte 500 Millionen Infizierte, wobei etwa 200-300 Millionen Episoden und 1 Million Tote jedes Jahr durch Malaria verursacht werden, was 45 Millionen DALYs (Disability Adjusted Life Years) entspricht. Mindestens 80% von dieser Krankheitslast konzentriert sich auf Afrika südlich der Sahara und dort wiederum insbesondere auf junge Kinder. In Tansania ist Malaria für nicht weniger als 30% der gesamten nationalen Krankheitslast verantwortlich. Malaria kann geheilt werden, wenn die Krankheit rechtzeitig diagnostiziert und mit wirksamen Medikamenten behandelt wird. Verzögerungen in der Diagnose oder Behandlung können zu einem Fortschreiten der Krankheit und letztlich zum Tod führen. Chloroquine und Salfudoxine-Pyremethamine (SP) waren lange Zeit in den meisten endemischen Ländern in Afrika als Erstbehandlung vorgesehen, sind aber heute aufgrund von zunehmenden Resistenzen vielerorts nicht mehr wirksam. Wegen ihrer Wirksamkeit, ihres Sicherheitsprofils und bisher noch nicht aufgetretenen Resistenzbildungen wird deshalb heutzutage die so genannte Artemisinin-based Combination Therapy (ACT) als Erstbehandlung empfohlen. In Bezug auf die Prävention spielen Insecticide Treated Nets (ITN) eine Schlüsselrolle. Indoor Residual Spraying (IRS) sowie das Eliminieren von Moskitobrutstätten mit Larviziden sind zusätzliche Massnahmen für eine lokal angepasste, integrierte Malariakontrolle. Als Reaktion auf die zunehmende Resistenz der Malaria-Erreger gegenüber Chloroquine und SP wurde der Einsatz von ACT als neue Methode der Erstbehandlung in Betracht gezogen. Um die Wirksamkeit von ACT im Rufiji, Kilombero und Ulanga Distrikt in der Küsten- und der Morogoro-Region im Süden von Tansania zu evaluieren, wurde das Interdisciplinary Monitoring Project for Anti-malarial Combination Therapy for Tanzania (IMPACT-Tz) konzipiert. Die vorliegende Doktorarbeit wurde im Rahmen von IMPACT-Tz zwischen 2001 und 2006 durchgeführt und beabsichtigte innerhalb des IMPACT-Tz Studiengebietes (i) die Befolgung der ACT durch die Patienten zu beschreiben, (ii) die Dynamik der Parasiten-Prävalenz während der ACT Förderung und Anwendung zu beschreiben, (iii) den Einfluss des Projekts auf die Nutzung von Gesundheitseinrichtungen und ITNs unter Berücksichtigung von deren Verfügbarkeit und Belieferungsstrategien zu analysieren. Die Studien stützten sich auf die seit einigen Jahren in den Studiengebieten etablierten Demographic Surveillance Systems (DSS). Zur Durchführung der Studien befragten wir Mitglieder von ausgewählten Haushalten mit Hilfe von Fragebogen, führten Interviews mit Key Informants und analysierten Blutproben, welche gleichzeitig mit den Interviews eingesammelt wurden. Hausbesuche bei Patienten, welche in den Gesundheitseinrichtungen mit ACT behandelt wurden, waren die grundlegende Methode um die Befolgung der Therapie durch die Patienten zu beschreiben. Die Resultate zur Befolgung der ACT-Therapie durch die Patienten waren viel versprechend. Gemessen an den Aussagen der Patienten und dem Auszählen der Tabletten befolgten 75% der Patienten die Therapie vollständig. Diese Resultate waren deutlich besser als anderswo und auch besser als Resultate von früheren Interventionsstudien zur Optimierung der Befolgung von Chloroquine- Behandlungen. Der Deckungsgrad mit ITNs stieg kontinuierlich dank einer gemischten Belieferungsstrategie, welche eine Gratis-Verteilung während Impfkampagnen mit Massnahmen des Social Marketing und einem Gutschein-System kombinierte. Alle Belieferungsmechanismen und insbesondere der Verkauf von ITNs zu Marktpreisen tendierten dazu die Ärmsten unterzuversorgen. Durch Gutscheine subventionierte und gratis verteilte Netze schienen am wenigsten Ungleichheiten zu erzeugen. Gesamthaft erreichte der Anteil von Netzbenutzer im Jahr 2005 62.7% und sogar 87.2% bei Kindern. Dreissig Prozent aller Netze wurde in den letzten sechs Monaten vor dem Interview mit Insektizid behandelt. Die Parasiten-Prävalenz war eindeutig mit den Interventionen verbunden und nahm im Verlauf der Studien ab. 2001 betrug die Prävalenz 26% in der allgemeinen Bevölkerung von Rufiji und 18% in Ifakara. Nach dem Start der ATC-Anwendung 2003 sank die Malaria-Prävalenz in Rufiji von 29% im Jahr 2002 auf 19% im Jahr 2004 deutlich, blieb im Jahr 2005 konstant und sank schliesslich noch einmal auf 15% im Jahr 2006. Dieselben Schätzungen für Ifakara sind 22% 2002, 25% 2004, 11% 2005 und 14% 2006. Die Anaemie- Prävalenz (Hb