Spatial heterogeneity of haemoglobin concentration in preschool-age children in sub-Saharan Africa

Bull World Health Organ. 2011 Jun 1;89(6):459-68. doi: 10.2471/BLT.10.083568.

Abstract

Objective: To determine whether blood haemoglobin concentration in preschool-age children (< 5 years of age) is geographically heterogeneous in sub-Saharan Africa and describe its association with environmental variables that drive anaemia of different etiologies.

Methods: Data were obtained on 24 277 preschool-age children in western Africa (2862 cluster sites) and 25 343 in eastern Africa (2999 cluster sites) from the 2001-2007 Demographic and Health Surveys (DHS) for sub-Saharan Africa. Cluster sites were linked to environmental information on distance to perennial water body, elevation, land surface temperature and normalized difference vegetation index (NDVI; a proxy for rainfall) in a geographical information system. Statistical associations with environmental variables were determined using multivariate regression models, and the spatial dependence of haemoglobin concentration unexplained by these factors was quantified using semivariograms.

Findings: In eastern Africa, the lowest haemoglobin concentrations (< 70 g/l) occurred in small clusters throughout the region; in western Africa, they occurred in a large cluster straddling the border between Burkina Faso and Mali. Our results show significant continent-wide associations between haemoglobin concentration and environmental variables, particularly in western Africa for land surface temperature and NDVI, and in eastern Africa for elevation. Residual spatial dependence was significant, and the magnitude was greater in western than in eastern Africa.

Conclusion: The distribution of anaemia is driven by large-scale environmental factors, and the epidemiological drivers differ in western and eastern Africa. Strategies for anaemia control in preschool-age children in sub-Saharan Africa should be tailored to local conditions, taking into account the specific etiology and prevalence of anaemia.

Objectif: Déterminer si la concentration sanguine en hémoglobine chez les enfants d'âge préscolaire (moins de 5 ans) est géographiquement hétérogène en Afrique subsaharienne et décrire son association avec les variables environnementales à la base de l'anémie de différentes étiologies.

Méthodes: Les données, recueillies auprès de 24 277 enfants d'âge préscolaire en Afrique occidentale (2862 emplacements de grappes) et 25 243 en Afrique orientale (2999 emplacements de grappes), proviennent de l'étude 2001–2007 Demographic and Health Surveys (DHS) pour l'Afrique subsaharienne. Les emplacements des grappes ont été reliés dans un système d'informations géographiques aux informations environnementales relatives à la distance de points d'eau pérennes, à l'altitude, à la température à la surface du sol et à l'indice de végétation par différence normalisée (IVDN, un indicateur de pluviosité). Des associations statistiques avec des variables environnementales ont été établies à l'aide de modèles de régression multidimensionnelle, et la dépendance spatiale de la concentration en hémoglobine inexpliquée par ces facteurs a été quantifiée à l'aide de semi-variogrammes.

Résultats: En Afrique orientale, les plus faibles concentrations en hémoglobine (<70 g/l) ont été trouvées dans des petites grappes disséminées ; en Afrique occidentale, elles ont été trouvées dans une grappe importante à cheval sur la frontière entre le Burkina Faso et le Mali. Nos résultats montrent des associations significatives à l'échelon du continent entre la concentration en hémoglobine et les variables environnementales, en particulier en Afrique occidentale, pour la température de la surface du sol et l'IVDN, et, en Afrique orientale, pour l'altitude. La dépendance résiduelle spatiale était significative, et son importance était plus forte en Afrique occidentale qu'en Afrique orientale.

Conclusion: La répartition de l'anémie est déterminée par des facteurs environnementaux à grande échelle, et les agents épidémiologiques diffèrent en Afrique occidentale et orientale. Les stratégies pour contrôler l'anémie chez les enfants en âge préscolaire en Afrique subsaharienne devraient être adaptées aux conditions locales, pour prendre en compte l'étiologie et la prévalence spécifiques de l'anémie.

Objetivo: Determinar si la concentración de hemoglobina en sangre en niños de edad preescolar (< 5 años de edad) es geográficamente heterogénea en África Subsahariana y describir su relación con variables ambientales que causen anemia de diferentes etiologías.

Métodos: Se obtuvieron datos en 24 277 niños de edad preescolar en África Occidental (2862 sitios agrupados) y 25 343 en África Oriental (2999 sitios agrupados) de las Encuestas Demográficas y de Salud (DHS) de 2001-2007 para el África Subsahariana. Los sitios agrupados fueron vinculados a información medioambiental sobre la distancia a una masa acuífera perenne, la cota, la temperatura de la superficie de la tierra y el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI, una representación de las precipitaciones) en un sistema de información geográfica. Las asociaciones estadísticas con variables medioambientales fueron determinadas utilizando modelos de regresión multivariados, y la dependencia espacial de la concentración de hemoglobina no explicada por estos factores fue cuantificada utilizando semivariogramas.

Resultados: En África Oriental, las concentraciones más bajas de hemoglobina (< 70 g/l) se dieron en pequeñas agrupaciones por toda la región; en África Occidental, se dieron en una gran agrupación ubicada sobre la frontera entre Burkina Faso y Mali. Nuestros resultados muestran asociaciones significativas en todo el continente entre la concentración de hemoglobina y las variables medioambientales, especialmente en África Occidental, para la temperatura de la superficie de la tierra y NDVI, y en África Oriental para la cota. La dependencia espacial residual fue significativa, y la magnitud fue mayor en África Occidental que Oriental.

Conclusión: La distribución de la anemia es causada por factores medioambientales a gran escala, y los causantes epidemiológicos difieren entre África Occidental y Oriental. Las estrategias para el control de la anemia en niños de edad preescolar en el África Subsahariana han de ser adaptadas a las condiciones locales, teniendo en cuenta la etiología y la prevalencia específicas de la anemia.

الغرض: تحديد ما إذا كان تركيز هيموغلوبين الدم لدى الأطفال دون عمر المدرسة (أقل من عمر 5 سنوات) له تغاير جغرافي في البلدان الواقعة جنوب الصحراء الأفريقية ووصف ارتباطه بالمتغيّرات البيئية المفضية إلى فقر الدم نتيجة لمختلف السببيّات.

الطريقة: جمعت المعطيات من 24277 طفلاً دون عمر المدرسة في غرب أفريقيا (2862 موقعاً عنقودياً) ومن 25343 طفلاً في شرق أفريقيا (2999 موقعاً عنقودياً) من المسوحات الديموغرافية الصحية للأعوام 2001-2007 للبلدان الواقعة جنوب الصحراء الأفريقية. ارتبطت المواقع العنقودية بالمعلومات البيئية عن المسافات إلى كتل المياه المستديمة، والارتفاعات، ودرجات حرارة سطح الأرض، والاختلافات الطبيعية في مؤشر النوابت (كمؤشر لهطول الأمطار) في نظام المعلومات البيئية. وجرى تحديد الارتباطات الإحصائية مع المتغيرات البيئية باستخدام نماذج تحوّف متعددة المتغيرات، وجرى تقدير كمية الاعتماد الحيزي على تركيز الهيموغلوبين غير المفسر بهذه العوامل باستخدام مبيان شبه التغيّر.

النتائج: في شرق أفريقيا، حدث أقل تركيز للهيموغلوبين (أقل من 70 غرام في الديسي لتر) في مواقع عنقودية صغيرة في الإقليم؛ بينما حدث ذلك في غرب أفريقيا في مواقع عنقودية كبيرة في الحدود المتاخمة لبوركينا فاسو ومالي. وأظهرت النتائج ارتباطات يعتد بها على نطاق القارة بين تركيز الهيموغلوبين والمتغيرات البيئية، ولاسيما في غرب أفريقيا من حيث درجة الحرارة على سطح الأرض، والاختلاف الطبيعي في مؤشر النوابت، وفي شرق أفريقيا من حيث الارتفاعات. وكان الاعتماد الحيزي المتبقي يعتد به. وكان المقدار أكبر في غرب أفريقيا عنه في شرق أفريقيا.

الاستنتاج: يعتمد توزيع فقر الدم على العوامل البيئية على نطاق واسع، وتختلف العوامل الوبائية في غرب أفريقيا عنها في شرق أفريقيا. ويتعين تفصيل استراتيجيات مكافحة فقر الدم بين الأطفال دون سن المدرسة في البلدان الواقعة جنوب الصحراء الأفريقية حسب الظروف المحلية، مع الأخذ بعين الاعتبار السببيّات النوعية وانتشار فقر الدم.

Цель: Определить, является ли содержание гемоглобина в крови детей дошкольного возраста (в возрасте до пяти лет) гетерогенным в географическом отношении в странах Африки к югу от Сахары, и описать корреляцию этого показателя по отношению к экологическим переменным, способствующим развитию анемии с различной этиологией.

Методы: Использованы данные по 24 277 детям дошкольного возраста из стран Западной Африки (2 862 кластерных участка) и 25 343 детям из стран Восточной Африки (2999 кластерных участков), взятые из «Обследований в области народонаселения и здравоохранения» за 2001–2007 годы по странам Африки к югу от Сахары. Для кластерных участков была определена связь с экологическими данными о расстоянии до водоема, не пересыхающего в летний период, высоте над уровнем моря, температуре земной поверхности и значении нормализованного разностного вегетационного индекса (NDVI; замещающий показатель для уровня осадков) в системе географической информации. Статистические корреляции с экологическими переменными определялись с использованием моделей мультивариантной регрессии, а пространственная зависимость содержания гемоглобина, не объясняемая этими факторами, определялась в количественном выражении с использованием семивариограмм.

Результаты: В Восточной Африке самые низкие показатели содержания гемоглобина (менее 70 г/л) наблюдались в мелких кластерах по всему региону; в Западной Африке они наблюдались в крупном кластере, протянувшемся вдоль границы между Буркина-Фасо и Мали. Наши результаты демонстрируют по всему континенту статистически значимые корреляции между содержанием гемоглобина и экологическими переменными, особенно в Западной Африке для показателей температуры земной поверхности и NDVI, и в Восточной Африке для высоты над уровнем моря. Остаточная пространственная зависимость была статистически значимой, а ее масштабы были более значительны в Западной, чем в Восточной Африке.

Вывод: Распределение анемии определяется воздействием масштабных экологических факторов, а эпидемиологические драйверы в Западной и Восточной Африке различаются. Стратегии борьбы с анемией среди детей дошкольного возраста в странах Африки к югу от Сахары должны определяться местными условиями, с учетом конкретной этиологии и распространенности анемии.

目的: 旨在确定撒哈拉沙漠以南的非洲地区学龄前儿童血红蛋白浓度是否呈地理异质性,并描述其与造成不同病因贫血症的环境变量间的关联。

方法: 从2001至2007年间撒哈拉沙漠以南非洲地区的“人口和健康调查”项目,得到西部非洲24 277名(2862 集群)学龄前儿童和东部非洲25 343名(2999集群)学龄前儿童的数据。在地理信息系统中,聚集性与非季节性水源距离、海拔、地表温度和归一化植被指数(NDVI;降雨量代替物)等环境信息相关联。与环境变量的统计关联运用多元回归模型确定,而用这些因素无法解释的血红蛋白浓度的空间相关性则运用半方差进行量化。

结果: 在东部非洲,最低血红蛋白浓度(<70克/分升)在此区域内出现小聚集;而在西部非洲,最低血红蛋白浓度则在布基纳法索和马里边境出现大聚集。结果表明,血红蛋白浓度和环境变量之间存在显著性关联,特别是西部非洲的地表温度和归一化植被指数和东部非洲的海拔。剩余空间相关性也很显著,西部非洲的相关显著性高于东部非洲。

结论: 贫血症的分布受到大规模环境因素的影响,而流行病学因素在西部和东部非洲并不相同。撒哈拉以南非洲地区学龄前儿童中的贫血症控制策略应该适合当地条件,考虑贫血症的特定病因和患病情况。

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Africa South of the Sahara / epidemiology
  • Anemia / epidemiology*
  • Anemia / prevention & control
  • Child, Preschool
  • Cluster Analysis
  • Female
  • Geography
  • Health Surveys
  • Hemoglobins / analysis*
  • Humans
  • Male
  • Multivariate Analysis

Substances

  • Hemoglobins