Transmission intensity affects almost all aspects of malaria epidemiology and the impact of malaria on human populations. Maps of transmission intensity are necessary to identify populations at different levels of risk and to evaluate objectively options for disease control. To remain relevant operationally, such maps must be updated frequently. Following the first global effort to map Plasmodium falciparum malaria endemicity in 2007, this paper describes the generation of a new world map for the year 2010. This analysis is extended to provide the first global estimates of two other metrics of transmission intensity for P. falciparum that underpin contemporary questions in malaria control: the entomological inoculation rate (Pf EIR) and the basic reproductive number (PfR). Annual parasite incidence data for 13,449 administrative units in 43 endemic countries were sourced to define the spatial limits of P. falciparum transmission in 2010 and 22,212 P. falciparum parasite rate (Pf PR) surveys were used in a model-based geostatistical (MBG) prediction to create a continuous contemporary surface of malaria endemicity within these limits. A suite of transmission models were developed that link Pf PR to Pf EIR and PfR and these were fitted to field data. These models were combined with the Pf PR map to create new global predictions of Pf EIR and PfR. All output maps included measured uncertainty. An estimated 1.13 and 1.44 billion people worldwide were at risk of unstable and stable P. falciparum malaria, respectively. The majority of the endemic world was predicted with a median Pf EIR of less than one and a median PfRc of less than two. Values of either metric exceeding 10 were almost exclusive to Africa. The uncertainty described in both Pf EIR and PfR was substantial in regions of intense transmission. The year 2010 has a particular significance as an evaluation milestone for malaria global health policy. The maps presented here contribute to a rational basis for control and elimination decisions and can serve as a baseline assessment as the global health community looks ahead to the next series of milestones targeted at 2015.

Plasmodium vivax threatens almost 40% of the world's population, resulting in 132-391 million clinical infections each year. Most of these cases originate from Southeast Asia and the Western Pacific, although a significant number also occurs in Africa and South America. Although often regarded as causing a benign and self-limiting infection, there is increasing evidence that the overall burden, economic impact, and severity of disease from P. vivax have been underestimated. Malaria control strategies have had limited success and are confounded by the lack of access to reliable diagnosis, emergence of multidrug resistant isolates, the parasite's ability to transmit early in the course of disease and relapse from dormant liver stages at varying time intervals after the initial infection. Progress in reducing the burden of disease will require improved access to reliable diagnosis and effective treatment of both blood-stage and latent parasites, and more detailed characterization of the epidemiology, morbidity, and economic impact of vivax malaria. Without these, vivax malaria will continue to be neglected by ministries of health, policy makers, researchers, and funding bodies.

Background Current understanding of the spatial epidemiology and geographical distribution of Plasmodium vivax is far less developed than that for P. falciparum, representing a barrier to rational strategies for control and elimination. Here we present the first systematic effort to map the global endemicity of this hitherto neglected parasite. Methodology and Findings We first updated to the year 2010 our earlier estimate of the geographical limits of P. vivax transmission. Within areas of stable transmission, an assembly of 9,970 geopositioned P. vivax parasite rate (PvPR) surveys collected from 1985 to 2010 were used with a spatiotemporal Bayesian model-based geostatistical approach to estimate endemicity age-standardised to the 1–99 year age range (PvPR1–99) within every 5×5 km resolution grid square. The model incorporated data on Duffy negative phenotype frequency to suppress endemicity predictions, particularly in Africa. Endemicity was predicted within a relatively narrow range throughout the endemic world, with the point estimate rarely exceeding 7% PvPR1–99. The Americas contributed 22% of the global area at risk of P. vivax transmission, but high endemic areas were generally sparsely populated and the region contributed only 6% of the 2.5 billion people at risk (PAR) globally. In Africa, Duffy negativity meant stable transmission was constrained to Madagascar and parts of the Horn, contributing 3.5% of global PAR. Central Asia was home to 82% of global PAR with important high endemic areas coinciding with dense populations particularly in India and Myanmar. South East Asia contained areas of the highest endemicity in Indonesia and Papua New Guinea and contributed 9% of global PAR. Conclusions and Significance This detailed depiction of spatially varying endemicity is intended to contribute to a much-needed paradigm shift towards geographically stratified and evidence-based planning for P. vivax control and elimination.

Background Efficient allocation of resources to intervene against malaria requires a detailed understanding of the contemporary spatial distribution of malaria risk. It is exactly 40 y since the last global map of malaria endemicity was published. This paper describes the generation of a new world map of Plasmodium falciparum malaria endemicity for the year 2007. Methods and Findings A total of 8,938 P. falciparum parasite rate (PfPR) surveys were identified using a variety of exhaustive search strategies. Of these, 7,953 passed strict data fidelity tests for inclusion into a global database of PfPR data, age-standardized to 2–10 y for endemicity mapping. A model-based geostatistical procedure was used to create a continuous surface of malaria endemicity within previously defined stable spatial limits of P. falciparum transmission. These procedures were implemented within a Bayesian statistical framework so that the uncertainty of these predictions could be evaluated robustly. The uncertainty was expressed as the probability of predicting correctly one of three endemicity classes; previously stratified to be an informative guide for malaria control. Population at risk estimates, adjusted for the transmission modifying effects of urbanization in Africa, were then derived with reference to human population surfaces in 2007. Of the 1.38 billion people at risk of stable P. falciparum malaria, 0.69 billion were found in Central and South East Asia (CSE Asia), 0.66 billion in Africa, Yemen, and Saudi Arabia (Africa+), and 0.04 billion in the Americas. All those exposed to stable risk in the Americas were in the lowest endemicity class (PfPR2−10 ≤ 5%). The vast majority (88%) of those living under stable risk in CSE Asia were also in this low endemicity class; a small remainder (11%) were in the intermediate endemicity class (PfPR2−10 > 5 to < 40%); and the remaining fraction (1%) in high endemicity (PfPR2−10 ≥ 40%) areas. High endemicity was widespread in the Africa+ region, where 0.35 billion people are at this level of risk. Most of the rest live at intermediate risk (0.20 billion), with a smaller number (0.11 billion) at low stable risk. Conclusions High levels of P. falciparum malaria endemicity are common in Africa. Uniformly low endemic levels are found in the Americas. Low endemicity is also widespread in CSE Asia, but pockets of intermediate and very rarely high transmission remain. There are therefore significant opportunities for malaria control in Africa and for malaria elimination elsewhere. This 2007 global P. falciparum malaria endemicity map is the first of a series with which it will be possible to monitor and evaluate the progress of this intervention process.

By combining data from the Malaria Atlas Project with country-specific data, Feiko ter Kuile and colleagues provide the first contemporary global estimates of the annual number of pregnancies at risk of malaria.

Background A research priority for Plasmodium vivax malaria is to improve our understanding of the spatial distribution of risk and its relationship with the burden of P. vivax disease in human populations. The aim of the research outlined in this article is to provide a contemporary evidence-based map of the global spatial extent of P. vivax malaria, together with estimates of the human population at risk (PAR) of any level of transmission in 2009. Methodology The most recent P. vivax case-reporting data that could be obtained for all malaria endemic countries were used to classify risk into three classes: malaria free, unstable (<0.1 case per 1,000 people per annum (p.a.)) and stable (≥0.1 case per 1,000 p.a.) P. vivax malaria transmission. Risk areas were further constrained using temperature and aridity data based upon their relationship with parasite and vector bionomics. Medical intelligence was used to refine the spatial extent of risk in specific areas where transmission was reported to be absent (e.g., large urban areas and malaria-free islands). The PAR under each level of transmission was then derived by combining the categorical risk map with a high resolution population surface adjusted to 2009. The exclusion of large Duffy negative populations in Africa from the PAR totals was achieved using independent modelling of the gene frequency of this genetic trait. It was estimated that 2.85 billion people were exposed to some risk of P. vivax transmission in 2009, with 57.1% of them living in areas of unstable transmission. The vast majority (2.59 billion, 91.0%) were located in Central and South East (CSE) Asia, whilst the remainder were located in America (0.16 billion, 5.5%) and in the Africa+ region (0.10 billion, 3.5%). Despite evidence of ubiquitous risk of P. vivax infection in Africa, the very high prevalence of Duffy negativity throughout Central and West Africa reduced the PAR estimates substantially. Conclusions After more than a century of development and control, P. vivax remains more widely distributed than P. falciparum and is a potential cause of morbidity and mortality amongst the 2.85 billion people living at risk of infection, the majority of whom are in the tropical belt of CSE Asia. The probability of infection is reduced massively across Africa by the frequency of the Duffy negative trait, but transmission does occur on the continent and is a concern for Duffy positive locals and travellers. The final map provides the spatial limits on which the endemicity of P. vivax transmission can be mapped to support future cartographic-based burden estimations.

Background The efficient allocation of financial resources for malaria control using appropriate combinations of interventions requires accurate information on the geographic distribution of malaria risk. An evidence-based description of the global range of Plasmodium falciparum malaria and its endemicity has not been assembled in almost 40 y. This paper aims to define the global geographic distribution of P. falciparum malaria in 2007 and to provide a preliminary description of its transmission intensity within this range. Methods and Findings The global spatial distribution of P. falciparum malaria was generated using nationally reported case-incidence data, medical intelligence, and biological rules of transmission exclusion, using temperature and aridity limits informed by the bionomics of dominant Anopheles vector species. A total of 4,278 spatially unique cross-sectional survey estimates of P. falciparum parasite rates were assembled. Extractions from a population surface showed that 2.37 billion people lived in areas at any risk of P. falciparum transmission in 2007. Globally, almost 1 billion people lived under unstable, or extremely low, malaria risk. Almost all P. falciparum parasite rates above 50% were reported in Africa in a latitude band consistent with the distribution of Anopheles gambiae s.s. Conditions of low parasite prevalence were also common in Africa, however. Outside of Africa, P. falciparum malaria prevalence is largely hypoendemic (less than 10%), with the median below 5% in the areas surveyed. Conclusions This new map is a plausible representation of the current extent of P. falciparum risk and the most contemporary summary of the population at risk of P. falciparum malaria within these limits. For 1 billion people at risk of unstable malaria transmission, elimination is epidemiologically feasible, and large areas of Africa are more amenable to control than appreciated previously. The release of this information in the public domain will help focus future resources for P. falciparum malaria control and elimination.

The survival of adult female Aedes mosquitoes is a critical component of their ability to transmit pathogens such as dengue viruses. One of the principal determinants of Aedes survival is temperature, which has been associated with seasonal changes in Aedes populations and limits their geographical distribution. The effects of temperature and other sources of mortality have been studied in the field, often via mark-release-recapture experiments, and under controlled conditions in the laboratory. Survival results differ and reconciling predictions between the two settings has been hindered by variable measurements from different experimental protocols, lack of precision in measuring survival of free-ranging mosquitoes, and uncertainty about the role of age-dependent mortality in the field. Here we apply generalised additive models to data from 351 published adult Ae. aegypti and Ae. albopictus survival experiments in the laboratory to create survival models for each species across their range of viable temperatures. These models are then adjusted to estimate survival at different temperatures in the field using data from 59 Ae. aegypti and Ae. albopictus field survivorship experiments. The uncertainty at each stage of the modelling process is propagated through to provide confidence intervals around our predictions. Our results indicate that adult Ae. albopictus has higher survival than Ae. aegypti in the laboratory and field, however, Ae. aegypti can tolerate a wider range of temperatures. A full breakdown of survival by age and temperature is given for both species. The differences between laboratory and field models also give insight into the relative contributions to mortality from temperature, other environmental factors, and senescence and over what ranges these factors can be important. Our results support the importance of producing site-specific mosquito survival estimates. By including fluctuating temperature regimes, our models provide insight into seasonal patterns of Ae. aegypti and Ae. albopictus population dynamics that may be relevant to seasonal changes in dengue virus transmission. Our models can be integrated with Aedes and dengue modelling efforts to guide and evaluate vector control, better map the distribution of disease and produce early warning systems for dengue epidemics.

Background The epidemiology of malaria makes surveillance-based methods of estimating its disease burden problematic. Cartographic approaches have provided alternative malaria burden estimates, but there remains widespread misunderstanding about their derivation and fidelity. The aims of this study are to present a new cartographic technique and its application for deriving global clinical burden estimates of Plasmodium falciparum malaria for 2007, and to compare these estimates and their likely precision with those derived under existing surveillance-based approaches. Methods and Findings In seven of the 87 countries endemic for P. falciparum malaria, the health reporting infrastructure was deemed sufficiently rigorous for case reports to be used verbatim. In the remaining countries, the mapped extent of unstable and stable P. falciparum malaria transmission was first determined. Estimates of the plausible incidence range of clinical cases were then calculated within the spatial limits of unstable transmission. A modelled relationship between clinical incidence and prevalence was used, together with new maps of P. falciparum malaria endemicity, to estimate incidence in areas of stable transmission, and geostatistical joint simulation was used to quantify uncertainty in these estimates at national, regional, and global scales. Combining these estimates for all areas of transmission risk resulted in 451 million (95% credible interval 349–552 million) clinical cases of P. falciparum malaria in 2007. Almost all of this burden of morbidity occurred in areas of stable transmission. More than half of all estimated P. falciparum clinical cases and associated uncertainty occurred in India, Nigeria, the Democratic Republic of the Congo (DRC), and Myanmar (Burma), where 1.405 billion people are at risk. Recent surveillance-based methods of burden estimation were then reviewed and discrepancies in national estimates explored. When these cartographically derived national estimates were ranked according to their relative uncertainty and replaced by surveillance-based estimates in the least certain half, 98% of the global clinical burden continued to be estimated by cartographic techniques. Conclusions and Significance Cartographic approaches to burden estimation provide a globally consistent measure of malaria morbidity of known fidelity, and they represent the only plausible method in those malaria-endemic countries with nonfunctional national surveillance. Unacceptable uncertainty in the clinical burden of malaria in only four countries confounds our ability to evaluate needs and monitor progress toward international targets for malaria control at the global scale. National prevalence surveys in each nation would reduce this uncertainty profoundly. Opportunities for further reducing uncertainty in clinical burden estimates by hybridizing alternative burden estimation procedures are also evaluated. Please see later in the article for the Editors' Summary