Spatial heterogeneity of malaria in Ghana: a cross-sectional study of the association between urbanicity and the acquisition of immunity

Abstract

Background Malaria incidence has declined considerably over the last decade. This is partly due to a scale-up of control measures but is also attributed to increasing urbanization.This study aimed to analyse the association between malaria and urbanization and the effect of urbanicity on the acquisition of semi-immunity. Methods In 2012, children with fever presenting to St Michael’s Hospital Pramso/Ghana were recruited. The malaria-positive-fraction (MPF) of fever cases was calculated on community-level to approximate the malaria risk. The mean age of malaria cases was calculated for each community to estimate the acquisition of semi-immunity. The level of urbanicity for the communities was calculated and associations between MPF, urbanicity and immunity were modelled using linear regression. Results Twenty-six villages were included into the study with a mean MPF of 35%. A linear decrease of 5% (95% CI: 4-6%) in MPF with every ten-point increase in urbanicity was identified. The mean age of malaria patients increased by 2.9 months (95% CI 1.0-4.8) with every ten-point increase in urbanicity. Discussion The results confirm an association between an increase in urbanicity and declining malaria risk. The results demonstrate that the acquisition of semi-immunity is heterogeneous on a micro-epidemiological scale and is associated with urbanicity.

Einleitung In den letzten Jahren kam es weltweit zu einem deutlichen Rückgang der Plasmodium-falciparum-Malaria, welcher nur zum Teil durch intensivierte Kontrollmaßnahmen zu erklären ist. Eine weitere Erklärung könnte die zunehmende Urbanisierung in Endemiegebieten sein. Das Ziel der hier vorgestellten Analyse war es, auf mikroepidemiologischer Ebene den Zusammenhang zwischen Malaria und Urbanisierung sowie deren Auswirkung auf die Immunitätsentwicklung zu untersuchen. Methoden Über 12 Monate wurden alle Kinder (<15 Jahren), die sich mit Fieber im St. Michael’s Hospital in Pramso (Ghana) vorstellten, rekrutiert. Um das Malaria Risiko abzuschätzen wurde für jede Ortschaft die MPF („malaria-positive-fraction of fever cases“) berechnet. Als Marker für die Immunitätsentwicklung berechneten wir das mediane Alter der Patienten mit Malaria für jede Ortschaft. Die Urbanitätsgrade der Ortschaften wurden mittels eines “urbanicity-scores” bestimmt. Die Zusammenhänge zwischen Urbanität, MPF und Immunitätsentwicklung wurden durch lineare Regressionsmodelle berechnet. Ergebnisse 26 Ortschaften, mit einer medianen MPF von 35%, wurden in die Analyse eingeschlossen. Es zeigte sich ein linearer Zusammenhang zwischen MPF und Urbanität, mit einer sinkenden MPF um 5% (95% CI: 4-6%) bei einem Anstieg der Urbanität um 10 Punkte. Das mediane Alter der Patienten mit Malaria nahm um 2.9 Monate (95% CI 1.0-4.8) zu bei einem Anstieg der Urbanität um 10 Punkte. Schlussfolgerungen Die vorgestellten Daten bestätigen einen Zusammenhang zwischen Urbanisierung und abnehmenden Malaria- Risiko. Gleichzeitig zeigt sich, dass auch auf mikroepidemiologischer Ebene eine Heterogenität der Immunitätsentwicklung besteht und, dass diese mit dem Urbanitätsgrad assoziiert ist.