Epidemiological and serological investigations of vaccine-preventable diseases and their implications for vaccination policy in the Lao People's Democratic Republic

Abstract

The Lao People’s Democratic Republic (PDR) is a landlocked country in South-East Asia. Founded in 1975 by the Lao People’s Revolutionary Party, the Lao PDR of today is a relatively young nation. The Expanded Program on Immunization of the World Health Organization was established in the country in 1979. Starting with a limited vaccination schedule including six vaccines (Bacillus Calmette-Guerin, Diphtheria, Tetanus, Pertussis, Polio, and Measles vaccine), the programme was extended during the following years and now also includes vaccines against hepatitis B virus, rubella virus, pneumococcal disease, Japanese encephalitis virus and human papilloma virus. The Expanded Program on Immunization is generally considered as one of the most successful health programs in the Lao PDR but still faces many challenges. This research thesis describes my serological and epidemiological investigations of vaccine-preventable diseases and vaccination efforts in the Lao PDR with the aim to inform vaccination policy. Specifically, the overall objectives of this research work are to (i) characterize the epidemiology of vaccine-preventable diseases for which there is no routine vaccination, to (ii) assess the level of protection against vaccine-preventable diseases and investigate possible risk factors for seroprotection and (iii) evaluate the impact of vaccination on disease prevalence. The overall objectives were broken down into smaller research questions addressed in six research articles and one review article presented in the thesis. Three of the presented articles were already published in peer-reviewed journals. In the first two articles, serological testing was used to establish baseline data for the prevalence of Haemophilus influenzae type b and Salmonella enterica, subspecies enterica serovar Typhi in the Lao PDR in absence of routine vaccination. The data may serve as reference for follow-up studies and/or as complementary data to clinical data. Serological data was used to assess the level of population immunity in children after routine childhood vaccination with the pentavalent Diphtheria-Tetanus-Pertussis-Hepatitis B-H. influenzae type b vaccine and the measles and rubella vaccine. The studies highlighted the progress made but also identified predictors associated with suboptimal vaccination rates in Bolikhamxay, a central province in the Lao PDR. Furthermore, the timeliness of the vaccination was assessed and factors associated with delayed vaccination were identified. The last two research articles dealt with the epidemiology of hepatitis B in the Lao PDR. A literature review was conducted to give an overview over the current data situation of hepatitis B prevalence in the country. In addition, a study with the aim to investigate the serological hepatitis B profiles among adolescents born before and after the introduction of the hepatitis B vaccination was conducted. In summary, the data presented in this thesis contribute to the understanding of vaccine-preventable diseases in the Lao PDR, provide information regarding the vaccination efforts in the country and the progress which has been made in the past years. The findings of these studies were translated into vaccine policy recommendations which were communicated to local public health authorities.

Die Demokratische Volksrepublik Laos ist ein landumschlossener Binnenstaat in Süd-Ost Asien, welcher in 1975 durch die Laotische Revolutionäre Volkspartei gegründet wurde. Das erweiterte Programm für Immunisierung der Weltgesundheitsorganisation wurde in 1979 in der Demokratische Volksrepublik Laos etabliert. Zu Beginn des Programms verfügte der Impfkalender über sechs Impfstoffe gegen Tuberkulose, Diphtherie, Tetanus, Keuchhusten, Kinderlähmung und Masern. In den darauffolgenden Jahren wurden schrittweise weitere Impfungen hinzugefügt. Zum aktuellen Impfkalender gehören demnach Impfstoffe gegen Hepatitis B, Haemophilus influenzae Typ b Infektionen, Pneumokokken, Röteln, Japanische Enzephalitis und gegen das Humane Papillomavirus. Das erweitere Programm für Immunisierung wird als eines der erfolgreichsten Gesundheitsprogramme in der Demokratischen Volksrepublik Laos angesehen, ist allerdings immer noch mit großen Herausforderungen konfrontiert. Diese wissenschaftliche Arbeit beschreibt meine serologischen und epidemiologischen Untersuchungen der Prävalenz von durch Impfungen vermeidbare Infektionskrankheiten und von der aktuellen Lage der Impfbemühungen in der Demokratischen Volksrepublik Laos mit dem Ziel, Daten zu erheben, mit deren Hilfe Impfstrategien entwickelt und verbessert werden können. Die übergeordneten Ziele dieser wissenschaftlichen Arbeit waren (i) die Epidemiologie von durch Impfungen vermeidbaren Krankheiten zu charakterisieren bevor die Impfung im Land eingeführt wurde, oder für die es noch keine Impfung im Land gibt, (ii) das Ausmaß des Impfschutzes zu bewerten und mögliche Risikofaktoren für Seroprotektion zu untersuchen und (iii) die Auswirkung von Impfungen auf die Prävalenz von Infektionkrankheiten zu beurteilen. Diese drei Ziele wurden in spezifischere Forschungsfragen aufgegliedert, welche in einzelnen, zielgerichteten Studien adressiert wurden und welche auf die Bedürfnisse des Landes zugeschnitten sind. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien sind in der Form von sechs Forschungsartikeln und einem Übersichtsartikel in dieser Doktorarbeit präsentiert. Drei der hier vorgestellten Studien wurden bereits in referierten Fachzeitschriften veröffentlicht. In den ersten zwei Forschungsartikel wurden mit Hilfe von serologischen Tests eine Ausgangsbasis für die Prävalenz in der allgemeinen Bevölkerung von Antikörpern gegen Haemophilus influenzae Typ b vor der Einführung der Impfung und von Antikörpern gegen Salmonella enterica, subspecies enterica serovar Typhi, gegen welches es noch keine Impfung in Laos gibt, geschaffen. Die erhobenen Daten können als Referenz für nachfolgende Studien und/oder als Ergänzung zu klinischen Daten dienen. Serologische Daten wurden zudem genutzt, um das Ausmaß des Impfschutzes in Kindern nach der Routineimpfung mit dem fünffachen Impfstoff gegen Diphtherie, Tetanus, Keuchhusten, Hepatitis B und Haemophilus influenzae Infektion und mit dem Masern-Röteln Impfstoff zu untersuchen. Die Studien heben die Fortschritte hervor, welche in den letzten Jahren hinsichtlich des Impfschutzes gemacht wurden, identifizierten allerdings auch Faktoren, welche mit suboptimalem Impfschutz in Bolikhamxay, einer zentralen Provinz in Laos, in Verbindung stehen. Des Weiteren wurde der Zeitpunkt der Impfung untersucht und Faktoren identifiziert, welche mit verspäteter Impfung im Zusammenhang stehen. Die letzten zwei Artikel in dieser Arbeit untersuchen die Epidemiologie von Hepatitis B in der Demokratischen Volksrepublik Laos. Eine Literaturrecherche wurde durchgeführt, um eine Übersicht über die aktuelle Datenlage hinsichtlich Hepatitis B in Laos zu erstellen. Die Ergebnisse wurden in einem Übersichtsartikel dargestellt. Zusätzlich dazu wurde eine Feldstudie durchgeführt um die Prävalenz von Hepatitis B Infektionen in Jugendlichen, die kurz vor und in den Jahren nach der Einführung der Hepatitis B Impfung in Laos geboren wurden, zu untersuchen. Die Daten, welche in dieser Doktorarbeit präsentiert werden, tragen zum Verständnis von Infektionskrankheiten die durch Impfungen verhindert werden können bei, liefern Informationen zu den Impfbemühungen in Laos und dokumentieren die Fortschritte, welche in den letzten Jahren im Land gemacht wurden. Auf der Basis der Ergebnisse dieser Studien wurden Empfehlungen für das Impfprogramm in Laos formuliert, die in mehreren Policy Briefings den lokalen Gesundheitsbehörden mitgeteilt wurden.