Estimating the Disease Burden of Influenza from Global Surveillance Data : A Meta-Analysis and Case Study from Indonesia

Abstract

Influenssavirukset ovat tärkeitä hengitystiepatogeenejä, jotka aiheuttavat sekä vuosittaisia kausiepidemioita että satunnaisia pandemioita ihmiskunnassa. Pandemiat johtuvat uusien influenssavirusten ilmaantumisesta, kun ne siirtyvät ihmisille lintu-, sika- ja muiden zoonoottisten isäntien kautta. Vaikka influenssan tartunnan diagnostisia testejä on saatavilla kliiniseen ja julkisen terveyden päätöksentekoon, niiden käyttö on rajallista alhaisemman tulotason ympäristöissä. Tämä testien puute johtaa näyttöaukkoihin maailmanlaajuisesti influenssan ehkäisyn ja hallinnan toimien tehokkaassa ohjaamisessa. Rajoitettu globaali influenssan ja muiden hengitysvirusten testaus lisää myös riskiä uusien ja mahdollisesti pandemisten influenssakantojen ja muiden uusien hengitysvirusten alidiagnostisoinnille.

Maailmanlaajuiset ponnistelut ovat käynnissä näiden näyttöaukkojen korjaamiseksi, keskittyen lääkärinhoitoa vaativien influenssaan liittyvien sairauksien ja sairaalahoitojen mittaamiseen. Tämä työ kerää tietoa maailmanlaajuisesta influenssan seurantaverkostosta, jotta voidaan valvoa kiertäviä influenssaviruksia, havaita uusia viruksia ja arvioida influenssan kokonaiskuormaa, mukaan lukien vakava sairaus, sairaalahoito ja kuolemat. Kuitenkin nämä alustat perustuvat yksilöiden hakeutumiseen hoitoon, ja siksi yhteisöpohjaiset tutkimukset ovat myös ratkaisevia influenssan taudin todellisen taakan ymmärtämiseksi väestössä.

Tämä projekti käsittelee kolmea tavoitetta influenssan taudin kokonaiskuorman paremman ymmärtämisen kannalta maailmanlaajuisesti sekä tapaustutkimuksena Kaakkois-Aasian yhteisöissä. Ensinnäkin osana laajempaa aloitetta arvioida lääkärinhoitoa vaativia influenssatauteja maailmanlaajuisesti arvioimme globaaleja influenssaan liittyviä sairaalahoitoja ikäryhmittäin prosentteina kaikista äkillisistä hengitystieinfektioista ja kokonaismäärinä. Toiseksi tutkiaksemme globaalien mallien lähdeaineistojen trendejä tarkastelemme kolmen vuoden ajanjaksoa sairaala- ja avohoitoinfluenssan seurantatrendeistä Jakartan, Indonesian kaupunkiyhteisössä. Lopuksi tarjotaksemme yhteisöpohjaisen näkökulman parempaan kontekstualisointiin laitospohjaisten löydösten suhteen arvioimme henkilöiden osuutta, joilla on oireinen hengitystieinfektio ja jotka hakeutuvat hoitoon julkisissa ja yksityisissä laitoksissa kahdessa yhteisössä Javalla, Indonesiassa.

Akuteista hengitystieinfektioista aiheutuvien sairaalahoitojen prosenttiosuuden arvioimiseksi influenssaan alle 18-vuotiaiden lasten keskuudessa teimme systemaattisen katsauksen ja meta-analyysin. Meta-analyysin lähdeaineisto sisälsi sekä julkaistuja että julkaisemattomia lähteitä vuosilta 1996–2016, jotka täyttivät tiukan sisällyskriteerisarjan. Näistä meta-analyyseistä saadut prosentit sovellettiin sitten maailmanlaajuisiin arvioihin kokonaissairaalahoidoista, jotta voitaisiin arvioida maailmanlaajuisten influenssasairaaloiden kokonaismäärä ikäryhmittäin ja maantieteellisillä alueilla.

Indonesiassa toteutimme tehostettua seurantaa kolmen vuoden ajanjakson aikana (2011–2014) tunnistamaan ja testaamaan sekä vuodeosasto- että avohoitopotilaita uusille ja kausiluonteisille influenssaviruksille kaupunkialueella, jossa lintuinfluenssa A(H5N1) havaittiin usein siipikarjapopulaatioissa. Tämän seurantatoiminnan lisäksi toteutimme poikkileikkaustutkimuksen yhteisöpohjaisesta kyselystä talouksien keskuudessa kahdessa piirikunnassa tunnistaaksemme ja kuvataksemme hoitoon hakeutumismalleja hengityselinsairauksiin.

Globaalisti alle 18-vuotiaiden lasten keskuudessa 10% (95% luottamusväli (CI): 8%‒11%) äkillisistä hengitystieinfektioista johti influenssaan liittyviin sairaalahoitoihin. Yli 18-vuotiaiden aikuisten keskuudessa 14% (95% CI: 12%‒17%) äkillisistä hengitystieinfektioista johti influenssaan liittyviin sairaalahoitoihin. Näiden arvioiden soveltaminen globaaleihin äkillisten hengitystieinfektioiden sairaalahoitojen kokonaismääriin johtaa yli kahdeksaan miljoonaan influenssaan liittyvään sairaalahoitoon vuosittain, korkeimmillaan alle yhden vuoden ikäisillä lapsilla (284 tapausta 100 000 henkilövuotta kohti (95% CI: 200–409)) ja yli 65-vuotiailla aikuisilla (437 tapausta 100 000 henkilövuotta kohti (95% CI: 265–612)).

Indonesiassa 15% (95% CI: 12%‒17%) hengitystieinfektioon liittyvistä sairaalahoitoista koski influenssaa kaikissa ikäryhmissä kolmen vuoden seurantajakson aikana, vain yksi lintuinfluenssa A(H5N1) -tapa havaittiin. Yhteisöpohjainen tieto osoitti, että hengityselinsairauden saaneista ne, jotka hakeutuivat terveydenhuollon tarjoajan hoitoon, valitsivat useimmiten julkiset klinikat (33% avohoitokäynneistä ja 53% vuodeosastokäynneistä), mutta yksityiset klinikat ja muut tarjoajat saivat myös merkittävän määrän sairauksia.

Näiden seurantalaitteiden avulla pystyimme mittaamaan globaalisti influenssan sairaalahoitoja ikäryhmittäin, osoittaen tämän viruksen tärkeän roolin vakavissa sairauksissa sekä lauhkeissa että trooppisissa olosuhteissa. Nämä arviot ovat olennaisia vakavan sairauden laajuuden kuvaamiseksi väestössä sekä influenssan taloudellisten kustannusten arvioimiseksi yhteiskunnalle. Kuvaamme myös kausiluonteisen influenssan epidemiologisia trendejä Indonesiassa sekä laitospohjaisissa että avohoitoympäristöissä ja yksityisen terveydenhuollon tärkeää roolia tässä yhteisössä. Influenssan taudin kokonaiskuorman arvioimiseen käytettävien menetelmien tulisi harkita sekä julkisia että yksityisiä laitospohjaisia tiloja sekä vakavia sairauksia, jotka eivät ole lääkinnällisesti hoidettuja.

Influenza viruses are important respiratory pathogens that cause both annual seasonal epidemics and occasional pandemics in human populations. Pandemics result from the emergence of novel influenza viruses that cross over to humans from avian, swine, and other zoonotic hosts. While many diagnostic tests for influenza infection are available for clinical and public-health decision-making, their use is limited in lower-income settings. This lack of testing results in evidence gaps at the global level to effectively guide influenza prevention and control efforts. Limited global testing of influenza and other respiratory viruses also poses a risk for under-detection of newly emerging and potentially pandemic influenza strains and other novel respiratory viruses.

Global efforts are underway to address these gaps in evidence, with a focus on measuring medically attended influenza-associated illnesses and hospitalizations. This work draws data from a global network of influenza surveillance platforms to monitor circulating influenza viruses, detect novel viruses, and estimate the total disease burden of influenza, including severe disease, hospitalizations, and deaths. However, these platforms rely on individuals to seek care for their illness, and therefore community-based studies are also critical for understanding the true burden of influenza disease in a population.

This project addressed three objectives to better understand influenza disease burden globally, and as a case study in one set of communities in Southeast Asia. First, as part of a broader initiative to estimate medically attended influenza illnesses globally, we estimate global influenza-associated hospitalizations by age group, as a percent of all acute respiratory hospitalizations and as a total number. Second, to explore trends in the source data for the global models, we explore inpatient and outpatient influenza surveillance trends over a three-year period, in an urban community in Jakarta, Indonesia. Finally, to provide a community-based perspective to better contextualize the facility-based findings, we estimate the proportion of individuals with symptomatic respiratory disease that seek care at public and private facilities in two communities in Java, Indonesia.

To estimate the percent of acute respiratory hospitalizations associated with influenza among pediatric and adult populations, we conducted a systematic review and meta-analysis. Source data for the meta-analysis included both published and unpublished sources from 1996-2016 that fit a set of strict inclusion criteria. The percentages from these meta-analyses were then applied to global estimates of total respiratory hospitalizations, to estimate the total number of influenza hospitalizations worldwide, by age group and geographic region.

In Indonesia, we conducted enhanced surveillance over a three-year period (2011-2014) to systematically identify and test both inpatients and outpatients for novel and seasonal influenza viruses, in an urban district where influenza A(H5N1) was frequently identified among poultry populations. In addition to this surveillance activity, we conducted a cross-sectional community-based survey among households in two districts to identify and describe care-seeking patterns for respiratory illnesses.

Globally, among children less than 18 years, 10% (95% Confidence Interval (CI): 8%‒11%) of acute respiratory hospitalizations were influenza-associated. Among adults 18 years and older, 14% (95% CI: 12%‒17%) of acute respiratory hospitalizations were influenza-associated. Applying these estimates to the total number of global acute respiratory hospitalizations results in over eight million influenza-associated hospitalizations each year, with highest rates among children less than one year (284 per 100,000 person-years (p-y) (95% CI: 200–409) and adults 65 years and older (437 per 100,000 p-y (95% CI: 265–612).

In Indonesia, 15% (95% CI: 12%‒17%) of respiratory hospitalizations were influenza-associated across all age groups over a three-year surveillance period, with only one human case of avian influenza A(H5N1). Community-based data indicated that among those with respiratory disease that resulted in a visit to a healthcare provider, public clinics were the most common facilities chosen (33% of outpatient and 53% of inpatient visits), but private clinics and other providers also captured a substantial number of illnesses.

Through these surveillance platforms, we were able to quantify global influenza hospitalizations by age group, demonstrating the important role this virus plays in severe disease in both temperate and tropical settings. These estimates are crucial in describing the magnitude of severe disease in a population, as well as estimating the economic costs of influenza to society. We also describe epidemiological trends of seasonal influenza in Indonesia, both in inpatient and outpatient settings, and the important role of private sector healthcare in this community. Methods to estimate influenza disease burden should consider both public and private sector inpatient facilities, as well as severe illnesses that are not medically attended.