Estimation of the potential impact of dengue vaccination on clinical outcomes in Brazil

Objective: The aim of the current analysis was to measure the public health impact of dengue vaccination in Brazil using a published transmission dynamics model. Methods: We adapted a mathematical model that represented the transmission dynamics of the four dengue fever serotypes in humans and in the mosquito. This compartmental model represents the known characteristics of dengue transmission dynamics: host-vector interactions, immunological interactions between all four dengue serotypes, age structure of the population, levels of specific transmission by age, seasonality of the disease, and growth of the human and vector population. Results: Our mathematical model showed a 22% (CI95%: 9-37) reduction of all cases of dengue fever for a smaller scenario (routine vaccination at 9 years old and catch-up campaign to 10 years of age) and 81% (CI95%: 67-89) in the largest scenario (routine vaccination at 9 years old and catch-up campaign to 40 years of age) over a 5-year period. For the 10-year impact, we estimated a 22% (CI95%: 12-39) reduction in the smaller scenario, and a 92% (CI95%: 80-95) reduction in the larger scenario. This reduction in the number of cases would lead to significant decrease in the number of hospitalizations. Up to 233,509 (CI95%: 148,534 331,849) and 739,378 (CI95%: 604,386 – 894,072) hospitalizations would be prevented over a 5-year and 10-year period, respectively, with the larger vaccination program. Conclusion: This analysis indicates that, within expected variations, a national dengue vaccination program in Brazil would lead to significant public health benefits by reducing dengue infections and hospitalizations. RESUMO Objetivo: O objetivo da análise é medir o impacto na saúde pública com vacinação da dengue no Brasil, utilizando um modelo dinâmico de transmissão publicado. Método: Adaptamos modelo matemático que representa a dinâmica de transmissão dos quatro sorotipos da dengue em humanos e no mosquito. O modelo é determinístico, compartimental, para representar as características conhecidas da dinâmica de transmissão da dengue: interações hospedeiro-vetor; interações imunológicas entre os quatro sorotipos de dengue; estrutura etária da população; níveis de transmissão específicas por idade; sazonalidade da doença e o crescimento da população de humanos e vetores. Resultado: Nosso modelo matemático estimou em 22% (IC95%: 9-37) de redução dos casos de dengue para o cenário mais conservador (rotina aos 9 anos e campanha de vacinação até 10 anos) e 81% (IC95%: 67-89) no cenário mais liberal (rotina aos 9 anos e campanha de vacinação até 40 anos) ao longo de 5 anos. Para o impacto de 10 anos, estimou-se 22% (IC95%: 12-39) de redução no cenário de mais conservador e 92% (IC95%: 80-95) de redução no cenário mais liberal. Esta redução dos casos leva a redução significativa do número de hospitalizações. Até 233,509 (CI95%: 148,534 331,849) e 739,378 (CI95%: 604,386 – 894,072) internações poderiam ser salvas em 5 e 10 anos, respectivamente para período com o programa mais liberal de vacinação. Conclusão: A análise indica que, dentro de variações esperadas, um programa de vacinação nacional contra dengue no Brasil teria um benefício significativo para saúde pública, reduzindo infecções e internações de dengue. Palavras-chave: dengue, modelagem, vacinação Recebido em: 05/12/2015. Aprovado para publicação em: 14/01/2016. 1. Universidade do Estado do Rio de Janeiro. 2. Center of Excellence in Economic Evaluation and Decision Analysis, ProVac Network Pan American Health Organization (PAHO) 3. Sanofi Pasteur, São Paulo, SP, Brazil. 4. Novo Nordisk Farmacêutica do Brasil Ltda. São Paulo, SP, Brazil. 5. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituição onde o trabalho foi executado: Universidade do Estado do Rio de Janeiro Conflito de interesse: Este trabalho recebeu auxílio financeiro da Sanofi-Pasteur. Endereço do autor: Denizar Vianna Araujo. Avenida Visconde de Albuquerque 1400/501, Leblon, Rio de Janeiro, CEP 22450-000. Telefone/fax: +552128688484 Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). E-mail: denizarvianna@gmail.com ARTIGO ORIGINAL ORIGINAL ARTICLE