Summary

Background

 Diarrhoea and growth faltering in early childhood are associated with subsequent adverse outcomes. We aimed to assess whether water quality, sanitation, and handwashing interventions alone or combined with nutrition interventions reduced diarrhoea or growth faltering. 

Methods

 The WASH Benefits Bangladesh cluster-randomised trial enrolled pregnant women from villages in rural Bangladesh and evaluated outcomes at 1-year and 2-years' follow-up. Pregnant women in geographically adjacent clusters were block-randomised to one of seven clusters: chlorinated drinking water (water); upgraded sanitation (sanitation); promotion of handwashing with soap (handwashing); combined water, sanitation, and handwashing; counselling on appropriate child nutrition plus lipid-based nutrient supplements (nutrition); combined water, sanitation, handwashing, and nutrition; and control (data collection only). Primary outcomes were caregiver-reported diarrhoea in the past 7 days among children who were in utero or younger than 3 years at enrolment and length-for-age Z score among children born to enrolled pregnant women. Masking was not possible for data collection, but analyses were masked. Analysis was by intention to treat. This trial is registered at ClinicalTrials.gov, number NCC01590095. 

Findings

 Between May 31, 2012, and July 7, 2013, 5551 pregnant women in 720 clusters were randomly allocated to one of seven groups. 1382 women were assigned to the control group; 698 to water; 696 to sanitation; 688 to handwashing; 702 to water, sanitation, and handwashing; 699 to nutrition; and 686 to water, sanitation, handwashing, and nutrition. 331 (6%) women were lost to follow-up. Data on diarrhoea at year 1 or year 2 (combined) were available for 14 425 children (7331 in year 1, 7094 in year 2) and data on length-for-age Z score in year 2 were available for 4584 children (92% of living children were measured at year 2). All interventions had high adherence. Compared with a prevalence of 5·7% (200 of 3517 child weeks) in the control group, 7-day diarrhoea prevalence was lower among index children and children under 3 years at enrolment who received sanitation (61 [3·5%] of 1760; prevalence ratio 0·61, 95% CI 0·46–0·81), handwashing (62 [3·5%] of 1795; 0·60, 0·45–0·80), combined water, sanitation, and handwashing (74 [3·9%] of 1902; 0·69, 0·53–0·90), nutrition (62 [3·5%] of 1766; 0·64, 0·49–0·85), and combined water, sanitation, handwashing, and nutrition (66 [3·5%] of 1861; 0·62, 0·47–0·81); diarrhoea prevalence was not significantly lower in children receiving water treatment (90 [4·9%] of 1824; 0·89, 0·70–1·13). Compared with control (mean length-for-age Z score −1·79), children were taller by year 2 in the nutrition group (mean difference 0·25 [95% CI 0·15–0·36]) and in the combined water, sanitation, handwashing, and nutrition group (0·13 [0·02–0·24]). The individual water, sanitation, and handwashing groups, and combined water, sanitation, and handwashing group had no effect on linear growth. 

Interpretation

 Nutrient supplementation and counselling modestly improved linear growth, but there was no benefit to the integration of water, sanitation, and handwashing with nutrition. Adherence was high in all groups and diarrhoea prevalence was reduced in all intervention groups except water treatment. Combined water, sanitation, and handwashing interventions provided no additive benefit over single interventions. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation.

Summary

 Child stunting is a global problem and is only modestly responsive to dietary interventions. Numerous observational studies have shown that water quality, sanitation, and handwashing (WASH) in a household are strongly associated with linear growth of children living in the same household. We have completed three randomised efficacy trials testing improved household-level WASH with and without improved infant and young child feeding (IYCF) on stunting and diarrhoea in Bangladesh, Kenya, and Zimbabwe. In all trials, improved IYCF had a statistically significant benefit, but WASH had no effect on linear growth. In observational analyses of data from the control groups of the three trials, baseline sanitation was a strong risk factor for stunting in the study populations, suggesting this frequently reported association might be confounded by unmeasured factors of household wellbeing. WASH interventions reduced diarrhoea in Bangladesh, but not in Kenya or Zimbabwe. Intervention promoters visited participants six times per month in Bangladesh compared with monthly in Kenya and Zimbabwe; a review of the literature shows that virtually all published studies that have reported an effect on diarrhoea through home-based water treatment and handwashing promotion achieved high adherence by visiting participants at daily to fortnightly intervals. Despite achieving substantial behavioural change and significant reduction in infection prevalence for some enteric pathogens, detection of enteropathogens among children in the WASH groups of the trials was typically at ten times higher prevalence compared with high-income countries. Considering these results, we recommend that future research in the WASH sector focus on developing and evaluating interventions that are radically more effective in reducing faecal contamination in the domestic environment than the interventions implemented in these trials.

Does completing a household survey change the later behavior of those surveyed? In three field studies of health and two of microlending, we randomly assigned subjects to be surveyed about health and/or household finances and then measured subsequent use of a related product with data that does not rely on subjects' self-reports. In the three health experiments, we find that being surveyed increases use of water treatment products and take-up of medical insurance. Frequent surveys on reported diarrhea also led to biased estimates of the impact of improved source water quality. In two microlending studies, we do not find an effect of being surveyed on borrowing behavior. The results suggest that limited attention could play an important but context-dependent role in consumer choice, with the implication that researchers should reconsider whether, how, and how much to survey their subjects.

Enteric infections are common during the first years of life in low-income countries and contribute to growth faltering with long-term impairment of health and development. Water quality, sanitation, handwashing and nutritional interventions can independently reduce enteric infections and growth faltering. There is little evidence that directly compares the effects of these individual and combined interventions on diarrhoea and growth when delivered to infants and young children. The objective of the WASH Benefits study is to help fill this knowledge gap.WASH Benefits includes two cluster-randomised trials to assess improvements in water quality, sanitation, handwashing and child nutrition-alone and in combination-to rural households with pregnant women in Kenya and Bangladesh. Geographically matched clusters (groups of household compounds in Bangladesh and villages in Kenya) will be randomised to one of six intervention arms or control. Intervention arms include water quality, sanitation, handwashing, nutrition, combined water+sanitation+handwashing (WSH) and WSH+nutrition. The studies will enrol newborn children (N=5760 in Bangladesh and N=8000 in Kenya) and measure outcomes at 12 and 24 months after intervention delivery. Primary outcomes include child length-for-age Z-scores and caregiver-reported diarrhoea. Secondary outcomes include stunting prevalence, markers of environmental enteropathy and child development scores (verbal, motor and personal/social). We will estimate unadjusted and adjusted intention-to-treat effects using semiparametric estimators and permutation tests.Study protocols have been reviewed and approved by human subjects review boards at the University of California, Berkeley, Stanford University, the International Centre for Diarrheal Disease Research, Bangladesh, the Kenya Medical Research Institute, and Innovations for Poverty Action. Independent data safety monitoring boards in each country oversee the trials. This study is funded by a grant from the Bill & Melinda Gates Foundation to the University of California, Berkeley.Trial registration identifiers (http://www.clinicaltrials.gov): NCT01590095 (Bangladesh), NCT01704105 (Kenya).

ABSTRACT Climate change may impact human health through the influence of weather on environmental transmission of diarrhea. Previous studies have found that high temperatures and heavy precipitation are associated with increased diarrhea prevalence, but the underlying causal mechanisms are not clear. We linked measurements of Escherichia coli in source water (n=1,673), stored drinking water (n=8,924), and hand rinses from children <2 years old (n=2,660) with publicly available gridded temperature and precipitation data (at ≤0.2 degree spatial resolution and daily temporal resolution) by the GPS coordinates and date of sample collection. Measurements were collected over a 3-year period across a 2500 km 2 area in rural Kenya. In drinking water sources, high 7-day temperature was associated with a 0.16 increase in log 10 E. coli levels (p<0.001), while heavy 7-day total precipitation was associated with a 0.29 increase in log 10 E. coli levels (p<0.001). In household stored drinking water, heavy 7-day precipitation was associated with a 0.079 increase in log 10 E. coli levels (p=0.042). On child hands, high 7-day temperature was associated with a 0.39 decrease in log 10 E. coli levels (p<0.001). Our findings provide insight on how climate change could impact environmental transmission of bacterial pathogens in Kenya, and suggest water treatment could be a mitigation strategy.

Background: Helminth and protozoan infections affect >1 billion children globally. Improved water, sanitation, handwashing, and nutrition could be more sustainable control strategies for parasite infections than mass drug administration (MDA), while providing other quality of life benefits. Methods and Findings: We enrolled geographic clusters of pregnant women into a cluster-randomized controlled trial that tested six interventions: disinfecting drinking water(W), improved sanitation(S), handwashing with soap(H), combined WSH, improved nutrition(N), and combined WSHN. We assessed intervention effects on parasite infections by measuring Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura, hookworm, and Giardia duodenalis among individual children born to enrolled mothers and their older siblings (ClinicalTrials.gov NCT01704105). We collected stool specimens from 9077 total children in 622 clusters, including 2346 children in control, 1117 in water, 1160 in sanitation, 1141 in handwashing, 1064 in WSH, 1072 in nutrition, and 1177 in WSHN. In the control group, 23% of children were infected with Ascaris lumbricoides, 1% with Trichuris trichuria, 2% with hookworm and 39% with Giardia duodenalis. After two years of intervention exposure, Ascaris infection prevalence was 18% lower in the water treatment arm (95% confidence interval (CI) 0%, 33%), 22% lower in the WSH arm (CI 4%, 37%), and 22% lower in the WSHN arm (CI 4%, 36%) compared to control. Individual sanitation, handwashing, and nutrition did not significantly reduce Ascaris infection on their own, and integrating nutrition with WSH did not provide additional benefit. Trichuris and hookworm were rarely detected, resulting in imprecise effect estimates. No intervention reduced Giardia. Reanalysis of stool samples by quantitative polymerase chain reaction (qPCR) confirmed the reductions in Ascaris infections measured by microscopy in the WSH and WSHN groups. Lab technicians and data analysts were blinded to treatment assignment, but participants and sample collectors were not blinded. The trial was funded by the Bill & Melinda Gates Foundation and USAID. Conclusions: Our results suggest integration of improved water quality, sanitation, and handwashing could contribute to sustainable control strategies for Ascaris infections, particularly in similar settings with recent or ongoing deworming programs. Water treatment alone was similarly effective to integrated WSH, providing new evidence that drinking water should be given increased attention as a transmission pathway for Ascaris. Clinical trial registration ID #NCT01704105.

Combined water, sanitation, and handwashing (WSH) interventions have the potential to reduce fecal pathogens along more transmission pathways than single interventions alone. We measured Escherichia coli levels in 3909 drinking water samples, 2691 child hand rinses, and 2422 toy ball rinses collected from households enrolled in a two-year cluster-randomized controlled trial evaluating single and combined WSH interventions. Water treatment alone reduced E. coli in drinking water, while a combined WSH intervention improved water quality by the same magnitude but did not affect levels of fecal indicator bacteria on child hands or toy balls. The failure of the WSH interventions to reduce E. coli along important child exposure pathways is consistent with the lack of a protective effect from the interventions on child diarrhea or child growth during the trial. Our results have important implications for WSH program design; the sanitation and handwashing interventions implemented in this trial should not be expected to reduce child exposure to fecal contamination in other similar settings.