Background: The World Health Organisation recommends the use of catch-up campaigns as part of the introduction of pneumococcal conjugate vaccines (PCVs) to accelerate herd protection and hence PCV impact. The value of a catch-up campaign is a trade-off between the costs of vaccinating additional age groups and the benefit of additional direct and indirect protection. There is a paucity of observational data, particularly from low-middle income countries to quantify the optimal breadth of such catch-up campaigns. Methods: In Kilifi, Kenya PCV10 was introduced in 2011 using the 3-dose EPI infant schedule and a catch-up campaign in children <5 years old. We fitted a transmission dynamic model to detailed local data including nasopharyngeal carriage and invasive pneumococcal disease (IPD) to infer the marginal impact of the PCV catch-up campaign over hypothetical routine cohort vaccination in that setting, and to estimate the likely impact of alternative campaigns and their dose-efficiency. Results: We estimated that, within 10 years of introduction, the catch-up campaign among <5y olds prevents an additional 65 (48 to 84) IPD cases, compared to PCV cohort introduction alone. Vaccination without any catch-up campaign prevented 155 (121 to 193) IPD cases and used 1321 (1058 to 1698) PCV doses per IPD case prevented. In the years after implementation, the PCV programme gradually accrues herd protection and hence its dose-efficiency increases: 10 years after the start of cohort vaccination alone the programme used 910 (732 to 1184) doses per IPD case averted. We estimated that a two-dose catch-up among <1y olds uses an additional 910 (732 to 1184) doses per additional IPD case averted. Furthermore, by extending a single dose catch-up campaign to children 1 to <2y old and subsequently to 2 to <5y olds the campaign uses an additional 412 (296 to 606) and 543 (403 to 763) doses per additional IPD case averted. These results were not sensitive to vaccine coverage, serotype competition, the duration of vaccine protection or the relative protection of infants. Conclusions: We find that catch-up campaigns are a highly dose-efficient way to accelerate population protection against pneumococcal disease.

Introduction: Many low income countries soon will need to consider whether to continue pneumococcal conjugate vaccine (PCV) use at full costs as they transition from Gavi support. Using Kenya as a case study we assessed the incremental cost-effectiveness of continuing PCV use. Methods: We fitted a dynamic compartmental model of pneumococcal carriage to annual carriage prevalence surveys and invasive pneumococcal disease (IPD) incidence in Kilifi, Kenya, and predicted disease incidence and related mortality for either continuing PCV use beyond 2022, the start of Kenya's transition from Gavi support, or its discontinuation. We calculated the costs per disability-adjusted-life-year (DALY) averted and associated prediction intervals (PI). Results: We predicted that overall IPD incidence will increase by 93% (PI: 72% - 114%) from 8.5 in 2022 to 16.2 per 100,000 per year in 2032, if PCV use is discontinued. Continuing vaccination would prevent 15,355 (PI: 10,196-21,125) deaths and 112,050 (PI: 79,620-130,981) disease cases during that time. Continuing PCV after 2022 will require an estimated additional US$15.6 million annually compared to discontinuing vaccination. The incremental cost per DALY averted of continuing PCV was predicted at $142 (PI: 85 - 252) in 2032. Conclusion: Continuing PCV use is essential to sustain its health gains. Based on the Kenyan GDP per capita of $1445, and in comparison to other vaccines, continued PCV use at full costs is cost-effective. These arguments support an expansion of the vaccine budget, however, affordability may be a concern.

Background: 10-valent pneumococcal conjugate vaccine (PCV10), delivered at 6, 10 and 14 weeks of age, was introduced in Kenya in January 2011, accompanied by a catch-up campaign in Kilifi County for children <5 years. Coverage with ≥2 PCV10 doses in children 2-11 months was 80% in 2011 and 84% in 2016; coverage with ≥1 dose in children 12-59 months was 66% and 87%, respectively. Methods: Clinical and microbiological surveillance for invasive pneumococcal disease (IPD) among admissions of all ages at Kilifi County Hospital was linked to the Kilifi Health and Demographic Surveillance System from 1999-2016. We calculated the incidence rate ratio (IRR) comparing the pre-vaccine and post-vaccine eras, adjusted for confounding, and reported percent reduction in IPD as 1-IRR. Annual cross-sectional surveys of nasopharyngeal carriage were conducted from 2009-2016. Findings: Surveillance identified 667 IPD cases in 3,211,403 person-years of observation. IPD incidence in children <5 years fell sharply in 2011 following PCV10 introduction, and remained low (PCV10-type IPD: 60.8 vs 3.2/100,000 [92% reduction; 95% CI: 78, 97]; overall IPD: 81.6 vs 15.3/100,000 [68% reduction; 95% CI: 40, 83]; 1999-2010 vs 2012-2016). PCV10-type IPD also declined significantly in unvaccinated age groups (<2 months, 5-14 years, ≥15 years), with estimated reductions of 100%, 74%, and 81%, respectively. There was no significant change in the incidence of non-PCV10 type IPD. In children aged <5 years, PCV10-type carriage declined by 74% and non-PCV10-type carriage increased by 71%. Interpretation: Introduction of PCV10 in Kenya resulted in a substantial reduction in PCV10-type IPD in children and adults without significant replacement disease. These findings suggest that routine infant PCV10 immunization programmes with catch-up campaigns will provide substantial direct and indirect protection in low-income settings in tropical Africa. Funding: Gavi, The Vaccine Alliance; The Wellcome Trust of Great Britain

Abstract Blood group O is associated with protection against severe malaria and reduced size and stability of P. falciparum- host red blood cell (RBC) rosettes compared to non-O blood groups. Whether the non-O blood groups encoded by the specific ABO genotypes AO, BO, AA, BB and AB differ in their associations with severe malaria and rosetting is unknown. The A and B antigens are host RBC receptors for rosetting, hence we hypothesized that the higher levels of A and/or B antigen on RBCs from AA, BB and AB genotypes compared to AO/BO genotypes could lead to larger rosettes, increased microvascular obstruction and higher risk of malaria pathology. We used a case-control study of Kenyan children and in vitro adhesion assays to test the hypothesis that “double dose” non- O genotypes ( AA, BB, AB ) are associated with increased risk of severe malaria and larger rosettes than “single dose” heterozygotes ( AO, BO ). In the case-control study, compared to OO , the double dose genotypes consistently had higher odds ratios (OR) for severe malaria than single dose genotypes, with AB (OR 1.93) and AO (OR 1.27) showing most marked difference (P=0.02, Wald test). In vitro experiments with blood group A-preferring P. falciparum parasites showed that significantly larger rosettes were formed with AA and AB host RBCs compared to OO , whereas AO genotype rosettes were indistinguishable from OO . Overall, the data show that ABO genotype influences P. falciparum rosetting and support the hypothesis that double dose non- O genotypes confer a greater risk of severe malaria than AO/BO heterozygosity.