Relationships between climate and year-to-year variability in meningitis outbreaks: A case study in Burkina Faso and Niger

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Every year, West Africa is afflicted with Meningococcal Meningitis (MCM) disease outbreaks. Although the seasonal and spatial patterns of disease cases have been shown to be linked to climate, the mechanisms responsible for these patterns are still not well identified.</p> <p>Results</p> <p>A statistical analysis of annual incidence of MCM and climatic variables has been performed to highlight the relationships between climate and MCM for two highly afflicted countries: Niger and Burkina Faso. We found that disease resurgence in Niger and in Burkina Faso is likely to be partly controlled by the winter climate through enhanced Harmattan winds. Statistical models based only on climate indexes work well in Niger showing that 25% of the disease variance from year-to-year in this country can be explained by the winter climate but fail to represent accurately the disease dynamics in Burkina Faso.</p> <p>Conclusion</p> <p>This study is an exploratory attempt to predict meningitis incidence by using only climate information. Although it points out significant statistical results it also stresses the difficulty of relating climate to interannual variability in meningitis outbreaks.</p

Modélisation épidémiologique des pathologies climato-dépendantes au nord-Togo: Cas de la Fièvre Aphteuse dans la région des Savanes

If climate influences human health, there are many reasons to believe that, it also influences the epidemiology of Foot and Mouth Disease (FMD). Thus, the implementation of operational tools such as early warning models seems to be a great tool for the control of this disease, which considerably impactes livestock. Therefore, a study was conducted in the savanes region of Togo with climatological and epidemiological data for a period of nine (09) years (from 2009 to 2017). The methodology adopted consisted in generating a linear regression model on the basis of climatological parameters strongly correlated to the disease. The final model was set after dismissing less pertinent variables of the unrefined model by using the «&nbsp;Backward elimination&nbsp;». Then, three (03) statistical tests (the variance inflation factor test, the Durbin-Watson test and the Goldfeld-Quandt test) were used for the model’s validation,before checking it robustness with Taylor diagram. Results showed that among climatological parameters strongly correlated with FMD, only precipitation and sunshine duration were found to be the most pertinent variable of the model. It has shown to be relatively good predictive accuracy by reproducing quite well, the seasonality of the disease (beginning, peak and end). It also has a relatively high correlation coefficient (r) of 75% with a normalized standard deviation of 1.05 very close to the reference (1). Appliances should be taken during the rainy seasons and festives months because these periods are propitious to the development and spreading of FMD. Keywords : Epidemiological model, climatological parameters, Foot and Mouth Disease (FMD), Savanes Region, Togo.S’il est vrai que le climat affecte la santé humaine, nombreuses sont les raisons qui portent à croire qu’il influe également sur l'épidémiologie de la Fièvre Aphteuse (FA). La mise en place d’outils opérationnels comme les modèles d’alerte précoce semble d’une grande utilité pour l’aide à la décision pour le contrôle de cette maladie qui affecte énormément&nbsp;&nbsp; le cheptel. Pour ce faire, une étude a été menée dans la région des savanes au Togo avec des données climatologiques et épidémiologiques de 2009 à 2017. La méthodologie adoptée a consisté à générer un modèle de régression linéaire sur la base des paramètres climatologiques fortement corrélés à la maladie. Le modèle final a été obtenu après élimination des variables les moins pertinentes par la méthode «&nbsp;d’élimination descendante&nbsp;», avant de passer à sa validation sur la base de trois (03) tests statistiques, notamment le facteur d’inflation de la variance, Durbin-Watson et Goldfeld-Quandt. La robusticité dudit modèle a été vérifiée grâce au diagramme de Taylor. Il ressort que des paramètres climatologiques fortement corrélés à la FA, les pluies et la durée d’insolation se sont avérés les prédicteurs les plus pertinents du modèle. Ce dernier est en mesure de reproduire assez bien la saisonnalité de la maladie (début, pic et fin). En plus, il présente un coefficient de corrélation (r) relativement élevé de 75% avec un écart type normalisé de 1,05 très proche de celui de la référence (1). Des mesures doivent être prises pendant les saisons pluvieuses ainsi que les mois à caractères festifs, car ces périodes favorisent le développement et la propagation de la FA. Mots clés : Modèle épidémiologique, paramètres climatologiques, Fièvre Aphteuse, Région des Savanes, Togo

Soil Dust Aerosols and Wind as Predictors of Seasonal Meningitis Incidence in Niger

Background: Epidemics of meningococcal meningitis are concentrated in sub-Saharan Africa during the dry season, a period when the region is affected by the Harmattan, a dry and dusty northeasterly trade wind blowing from the Sahara into the Gulf of Guinea. Objectives: We examined the potential of climate-based statistical forecasting models to predict seasonal incidence of meningitis in Niger at both the national and district levels. Data and methods: We used time series of meningitis incidence from 1986 through 2006 for 38 districts in Niger. We tested models based on data that would be readily available in an operational framework, such as climate and dust, population, and the incidence of early cases before the onset of the meningitis season in January–May. Incidence was used as a proxy for immunological state, susceptibility, and carriage in the population. We compared a range of negative binomial generalized linear models fitted to the meningitis data. Results: At the national level, a model using early incidence in December and averaged November–December zonal wind provided the best fit (pseudo-R2 = 0.57), with zonal wind having the greatest impact. A model with surface dust concentration as a predictive variable performed indistinguishably well. At the district level, the best spatiotemporal model included zonal wind, dust concentration, early incidence in December, and population density (pseudo-R2 = 0.41). Conclusions: We showed that wind and dust information and incidence in the early dry season predict part of the year-to-year variability of the seasonal incidence of meningitis at both national and district levels in Niger. Models of this form could provide an early-season alert that wind, dust, and other conditions are potentially conducive to an epidemic

Caractérisation de la variabilité climatique dans la region du centre-nord du burkina faso entre 1961 et 2015

Cette étude a pour but de caractériser la variabilité climatique dans le Centre-Nord du Burkina Faso. L’économie de cette région est particulièrement vulnérable au changement climatique. Les données collectées à cette fin concernent la pluviométrie journalière enregistrée dans onze stations et couvrant la période 1961-2015. L’indice pluviométrique standardisé a été utilisé pour déterminer les périodes sèches et humides. Des tests statistiques ont été appliqués pour analyser la variabilité pluviométrique. Les indices ETCCDMI ont permis de caractériser les extrêmes pluviométriques. Les résultats montrent que la période 1961-2015 est caractérisée par une alternance de phases humides et sèches avec une tendance générale à la baisse des précipitations annuelles. La région a connu une modification de son régime pluviométrique depuis la fin des années 1960. Cette modification s’est traduite par une période de baisse des cumuls pluviométriques et des pluies journalières. Cependant, la pluviométrie régionale a amorcé un retour vers des périodes plus humides depuis la fin des années 1980 et les décennies 1990 et 2000. La reprise est plus prononcée dans la zone sahélienne que dans l’espace soudano-sahélien. Cette étude montre une forte disparité spatiale dans la répartition des jours pluvieux durant ces décennies. En effet, le nombre annuel de jours pluvieux est en hausse dans cinq localités tandis qu’il est en baisse dans les six autres localités. La fréquence des pluies de 50 mm, des pluies intenses et des pluies extrêmes est en hausse depuis la fin des années 1980 et les décennies 1990 et 2000. Le retour des pluies est plutôt lié à une fréquence élevée des évènements de forte intensité pluviométrique qu’à une augmentation des jours pluvieux. Malgré cette évolution, on note une persistance de la sécheresse dans certaines localités du Centre-Nord notamment depuis 2005 à Kongoussi et 2010 à Bouroum

Seasonality of meningitis in Africa and climate forcing: aerosols stand out.

11 pagesInternational audienceBacterial meningitis is an ongoing threat for the population of the African Meningitis Belt, a region characterized by the highest incidence rates worldwide. The determinants of the disease dynamics are still poorly understood; nevertheless, it is often advocated that climate and mineral dust have a large impact. Over the last decade, several studies have investigated this relationship at a large scale. In this analysis, we scaled down to the district-level weekly scale (which is used for in-year response to emerging epidemics), and used wavelet and phase analysis methods to define and compare the time-varying periodicities of meningitis, climate and dust in Niger. We mostly focused on detecting time-lags between the signals that were consistent across districts. Results highlighted the special case of dust in comparison to wind, humidity or temperature: a strong similarity between districts is noticed in the evolution of the time-lags between the seasonal component of dust and meningitis. This result, together with the assumption of dust damaging the pharyngeal mucosa and easing bacterial invasion, reinforces our confidence in dust forcing on meningitis seasonality. Dust data should now be integrated in epidemiological and forecasting models to make them more realistic and usable in a public health perspective

Advances in the analyses of dust/climate and meningitis relationships based on a multidisciplinary approach

International audienc

Accès à l'eau pour usage domestique dans les quartiers informels de Ouagadougou : variations saisonnières et réponses adaptatives

Résumé en anglais inclusLa plupart des travaux scientifiques sur l'accès à l'eau dans la région du Sahel se concentrent sur les zones rurales. Les villes, en revanche, sont largement considérées comme ayant un accès suffisant à l'eau. Cette conception cache des disparités en ce qui concerne l’accessibilité à l’eau dans les zones urbaines. En effet, avec la croissance démographique, de nombreux quartiers informels ont vu le jour dans plusieurs villes du Sahel. Ils n'ont en général accès ni à l'eau courante ni aux services d'assainissement. À partir de données recueillies dans des quartiers informels à Ouagadougou, au Burkina Faso, cet article tente de répondre à des questions sur les conditions d'accès à l'eau pour usage domestique, comment ces conditions changent selon les saisons et comment les habitants s’adaptent à ces changements. L’article constate que les robinets publics, les forages et les vendeurs d'eau ambulants sont les principales sources d'approvisionnement en eau pour les ménages de ces quartiers. L’utilisation de l’eau de pluie est également une pratique répandue pendant la saison des pluies. Ces différents modes d’approvisionnement en eau varient selon les caractéristiques du ménage. La capacité de la population à s'adapter à la variabilité saisonnière est mise en évidence par la diversité et les changements dans le choix des sources d'eau. Ce choix implique la variabilité de la distance et du prix payé pour l'eau. Dans une certaine mesure, au cours de certaines périodes de l'année, en raison d'un manque d'options, les habitants sont obligés de payer un prix élevé, de parcourir de longues distances et / ou de limiter la quantité d'eau à usage domestique

Impact of future climate change on malaria in West Africa

Understanding the regional impact of future climate change is one of the major global challenges of this century. This study investigated possible effects of climate change on malaria in West Africa in the near future (2006–2035) and the far future (2036–2065) under two representative concentration pathway (RCP) scenarios (RCP4.5 and RCP8.5), compared to an observed evaluation period (1981–2010). Projected rainfall and temperature were obtained from the coordinated regional downscaling experiment (CORDEX) simulations of the Rossby Centre Regional Atmospheric regional climate model (RCA4). The malaria model used is the Liverpool malaria model (LMM), a dynamical malaria model driven by daily time series of rainfall and temperature obtained from the CORDEX data. Our results highlight the unimodal shape of the malaria prevalence distribution, and the seasonal malaria transmission contrast is closely linked to the latitudinal variation of the rainfall. Projections showed that the mean annual malaria prevalence would decrease in both climatological periods under both RCPs but with a larger magnitude of decreasing under the RCP8.5. We found that the mean malaria prevalence for the reference period is greater than the projected prevalence for 6 of the 8 downscaled GCMs. The study enhances understanding of how malaria is impacted under RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios. These results indicate that the southern area of West Africa is at most risk of epidemics, and the malaria control programs need extra effort and help to make the best use of available resources by stakeholders.The CORDEX project.http://link.springer.com/journal/704am2023Geography, Geoinformatics and MeteorologySchool of Health Systems and Public Health (SHSPH)UP Centre for Sustainable Malaria Control (UP CSMC