Summary

Background

 As mortality rates decline, life expectancy increases, and populations age, non-fatal outcomes of diseases and injuries are becoming a larger component of the global burden of disease. The Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2016 (GBD 2016) provides a comprehensive assessment of prevalence, incidence, and years lived with disability (YLDs) for 328 causes in 195 countries and territories from 1990 to 2016. 

Methods

 We estimated prevalence and incidence for 328 diseases and injuries and 2982 sequelae, their non-fatal consequences. We used DisMod-MR 2.1, a Bayesian meta-regression tool, as the main method of estimation, ensuring consistency between incidence, prevalence, remission, and cause of death rates for each condition. For some causes, we used alternative modelling strategies if incidence or prevalence needed to be derived from other data. YLDs were estimated as the product of prevalence and a disability weight for all mutually exclusive sequelae, corrected for comorbidity and aggregated to cause level. We updated the Socio-demographic Index (SDI), a summary indicator of income per capita, years of schooling, and total fertility rate. GBD 2016 complies with the Guidelines for Accurate and Transparent Health Estimates Reporting (GATHER). 

Findings

 Globally, low back pain, migraine, age-related and other hearing loss, iron-deficiency anaemia, and major depressive disorder were the five leading causes of YLDs in 2016, contributing 57·6 million (95% uncertainty interval [UI] 40·8–75·9 million [7·2%, 6·0–8·3]), 45·1 million (29·0–62·8 million [5·6%, 4·0–7·2]), 36·3 million (25·3–50·9 million [4·5%, 3·8–5·3]), 34·7 million (23·0–49·6 million [4·3%, 3·5–5·2]), and 34·1 million (23·5–46·0 million [4·2%, 3·2–5·3]) of total YLDs, respectively. Age-standardised rates of YLDs for all causes combined decreased between 1990 and 2016 by 2·7% (95% UI 2·3–3·1). Despite mostly stagnant age-standardised rates, the absolute number of YLDs from non-communicable diseases has been growing rapidly across all SDI quintiles, partly because of population growth, but also the ageing of populations. The largest absolute increases in total numbers of YLDs globally were between the ages of 40 and 69 years. Age-standardised YLD rates for all conditions combined were 10·4% (95% UI 9·0–11·8) higher in women than in men. Iron-deficiency anaemia, migraine, Alzheimer's disease and other dementias, major depressive disorder, anxiety, and all musculoskeletal disorders apart from gout were the main conditions contributing to higher YLD rates in women. Men had higher age-standardised rates of substance use disorders, diabetes, cardiovascular diseases, cancers, and all injuries apart from sexual violence. Globally, we noted much less geographical variation in disability than has been documented for premature mortality. In 2016, there was a less than two times difference in age-standardised YLD rates for all causes between the location with the lowest rate (China, 9201 YLDs per 100 000, 95% UI 6862–11943) and highest rate (Yemen, 14 774 YLDs per 100 000, 11 018–19 228). 

Interpretation

 The decrease in death rates since 1990 for most causes has not been matched by a similar decline in age-standardised YLD rates. For many large causes, YLD rates have either been stagnant or have increased for some causes, such as diabetes. As populations are ageing, and the prevalence of disabling disease generally increases steeply with age, health systems will face increasing demand for services that are generally costlier than the interventions that have led to declines in mortality in childhood or for the major causes of mortality in adults. Up-to-date information about the trends of disease and how this varies between countries is essential to plan for an adequate health-system response. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation, and the National Institute on Aging and the National Institute of Mental Health of the National Institutes of Health.

Summary

Background

 In an era of shifting global agendas and expanded emphasis on non-communicable diseases and injuries along with communicable diseases, sound evidence on trends by cause at the national level is essential. The Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study (GBD) provides a systematic scientific assessment of published, publicly available, and contributed data on incidence, prevalence, and mortality for a mutually exclusive and collectively exhaustive list of diseases and injuries. 

Methods

 GBD estimates incidence, prevalence, mortality, years of life lost (YLLs), years lived with disability (YLDs), and disability-adjusted life-years (DALYs) due to 369 diseases and injuries, for two sexes, and for 204 countries and territories. Input data were extracted from censuses, household surveys, civil registration and vital statistics, disease registries, health service use, air pollution monitors, satellite imaging, disease notifications, and other sources. Cause-specific death rates and cause fractions were calculated using the Cause of Death Ensemble model and spatiotemporal Gaussian process regression. Cause-specific deaths were adjusted to match the total all-cause deaths calculated as part of the GBD population, fertility, and mortality estimates. Deaths were multiplied by standard life expectancy at each age to calculate YLLs. A Bayesian meta-regression modelling tool, DisMod-MR 2.1, was used to ensure consistency between incidence, prevalence, remission, excess mortality, and cause-specific mortality for most causes. Prevalence estimates were multiplied by disability weights for mutually exclusive sequelae of diseases and injuries to calculate YLDs. We considered results in the context of the Socio-demographic Index (SDI), a composite indicator of income per capita, years of schooling, and fertility rate in females younger than 25 years. Uncertainty intervals (UIs) were generated for every metric using the 25th and 975th ordered 1000 draw values of the posterior distribution. 

Findings

 Global health has steadily improved over the past 30 years as measured by age-standardised DALY rates. After taking into account population growth and ageing, the absolute number of DALYs has remained stable. Since 2010, the pace of decline in global age-standardised DALY rates has accelerated in age groups younger than 50 years compared with the 1990–2010 time period, with the greatest annualised rate of decline occurring in the 0–9-year age group. Six infectious diseases were among the top ten causes of DALYs in children younger than 10 years in 2019: lower respiratory infections (ranked second), diarrhoeal diseases (third), malaria (fifth), meningitis (sixth), whooping cough (ninth), and sexually transmitted infections (which, in this age group, is fully accounted for by congenital syphilis; ranked tenth). In adolescents aged 10–24 years, three injury causes were among the top causes of DALYs: road injuries (ranked first), self-harm (third), and interpersonal violence (fifth). Five of the causes that were in the top ten for ages 10–24 years were also in the top ten in the 25–49-year age group: road injuries (ranked first), HIV/AIDS (second), low back pain (fourth), headache disorders (fifth), and depressive disorders (sixth). In 2019, ischaemic heart disease and stroke were the top-ranked causes of DALYs in both the 50–74-year and 75-years-and-older age groups. Since 1990, there has been a marked shift towards a greater proportion of burden due to YLDs from non-communicable diseases and injuries. In 2019, there were 11 countries where non-communicable disease and injury YLDs constituted more than half of all disease burden. Decreases in age-standardised DALY rates have accelerated over the past decade in countries at the lower end of the SDI range, while improvements have started to stagnate or even reverse in countries with higher SDI. 

Interpretation

 As disability becomes an increasingly large component of disease burden and a larger component of health expenditure, greater research and development investment is needed to identify new, more effective intervention strategies. With a rapidly ageing global population, the demands on health services to deal with disabling outcomes, which increase with age, will require policy makers to anticipate these changes. The mix of universal and more geographically specific influences on health reinforces the need for regular reporting on population health in detail and by underlying cause to help decision makers to identify success stories of disease control to emulate, as well as opportunities to improve. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation.

Summary

Background

 Monitoring levels and trends in premature mortality is crucial to understanding how societies can address prominent sources of early death. The Global Burden of Disease 2016 Study (GBD 2016) provides a comprehensive assessment of cause-specific mortality for 264 causes in 195 locations from 1980 to 2016. This assessment includes evaluation of the expected epidemiological transition with changes in development and where local patterns deviate from these trends. 

Methods

 We estimated cause-specific deaths and years of life lost (YLLs) by age, sex, geography, and year. YLLs were calculated from the sum of each death multiplied by the standard life expectancy at each age. We used the GBD cause of death database composed of: vital registration (VR) data corrected for under-registration and garbage coding; national and subnational verbal autopsy (VA) studies corrected for garbage coding; and other sources including surveys and surveillance systems for specific causes such as maternal mortality. To facilitate assessment of quality, we reported on the fraction of deaths assigned to GBD Level 1 or Level 2 causes that cannot be underlying causes of death (major garbage codes) by location and year. Based on completeness, garbage coding, cause list detail, and time periods covered, we provided an overall data quality rating for each location with scores ranging from 0 stars (worst) to 5 stars (best). We used robust statistical methods including the Cause of Death Ensemble model (CODEm) to generate estimates for each location, year, age, and sex. We assessed observed and expected levels and trends of cause-specific deaths in relation to the Socio-demographic Index (SDI), a summary indicator derived from measures of average income per capita, educational attainment, and total fertility, with locations grouped into quintiles by SDI. Relative to GBD 2015, we expanded the GBD cause hierarchy by 18 causes of death for GBD 2016. 

Findings

 The quality of available data varied by location. Data quality in 25 countries rated in the highest category (5 stars), while 48, 30, 21, and 44 countries were rated at each of the succeeding data quality levels. Vital registration or verbal autopsy data were not available in 27 countries, resulting in the assignment of a zero value for data quality. Deaths from non-communicable diseases (NCDs) represented 72·3% (95% uncertainty interval [UI] 71·2–73·2) of deaths in 2016 with 19·3% (18·5–20·4) of deaths in that year occurring from communicable, maternal, neonatal, and nutritional (CMNN) diseases and a further 8·43% (8·00–8·67) from injuries. Although age-standardised rates of death from NCDs decreased globally between 2006 and 2016, total numbers of these deaths increased; both numbers and age-standardised rates of death from CMNN causes decreased in the decade 2006–16—age-standardised rates of deaths from injuries decreased but total numbers varied little. In 2016, the three leading global causes of death in children under-5 were lower respiratory infections, neonatal preterm birth complications, and neonatal encephalopathy due to birth asphyxia and trauma, combined resulting in 1·80 million deaths (95% UI 1·59 million to 1·89 million). Between 1990 and 2016, a profound shift toward deaths at older ages occurred with a 178% (95% UI 176–181) increase in deaths in ages 90–94 years and a 210% (208–212) increase in deaths older than age 95 years. The ten leading causes by rates of age-standardised YLL significantly decreased from 2006 to 2016 (median annualised rate of change was a decrease of 2·89%); the median annualised rate of change for all other causes was lower (a decrease of 1·59%) during the same interval. Globally, the five leading causes of total YLLs in 2016 were cardiovascular diseases; diarrhoea, lower respiratory infections, and other common infectious diseases; neoplasms; neonatal disorders; and HIV/AIDS and tuberculosis. At a finer level of disaggregation within cause groupings, the ten leading causes of total YLLs in 2016 were ischaemic heart disease, cerebrovascular disease, lower respiratory infections, diarrhoeal diseases, road injuries, malaria, neonatal preterm birth complications, HIV/AIDS, chronic obstructive pulmonary disease, and neonatal encephalopathy due to birth asphyxia and trauma. Ischaemic heart disease was the leading cause of total YLLs in 113 countries for men and 97 countries for women. Comparisons of observed levels of YLLs by countries, relative to the level of YLLs expected on the basis of SDI alone, highlighted distinct regional patterns including the greater than expected level of YLLs from malaria and from HIV/AIDS across sub-Saharan Africa; diabetes mellitus, especially in Oceania; interpersonal violence, notably within Latin America and the Caribbean; and cardiomyopathy and myocarditis, particularly in eastern and central Europe. The level of YLLs from ischaemic heart disease was less than expected in 117 of 195 locations. Other leading causes of YLLs for which YLLs were notably lower than expected included neonatal preterm birth complications in many locations in both south Asia and southeast Asia, and cerebrovascular disease in western Europe. 

Interpretation

 The past 37 years have featured declining rates of communicable, maternal, neonatal, and nutritional diseases across all quintiles of SDI, with faster than expected gains for many locations relative to their SDI. A global shift towards deaths at older ages suggests success in reducing many causes of early death. YLLs have increased globally for causes such as diabetes mellitus or some neoplasms, and in some locations for causes such as drug use disorders, and conflict and terrorism. Increasing levels of YLLs might reflect outcomes from conditions that required high levels of care but for which effective treatments remain elusive, potentially increasing costs to health systems. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation.

Summary

Background

 Neurological disorders are increasingly recognised as major causes of death and disability worldwide. The aim of this analysis from the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study (GBD) 2016 is to provide the most comprehensive and up-to-date estimates of the global, regional, and national burden from neurological disorders. 

Methods

 We estimated prevalence, incidence, deaths, and disability-adjusted life-years (DALYs; the sum of years of life lost [YLLs] and years lived with disability [YLDs]) by age and sex for 15 neurological disorder categories (tetanus, meningitis, encephalitis, stroke, brain and other CNS cancers, traumatic brain injury, spinal cord injury, Alzheimer's disease and other dementias, Parkinson's disease, multiple sclerosis, motor neuron diseases, idiopathic epilepsy, migraine, tension-type headache, and a residual category for other less common neurological disorders) in 195 countries from 1990 to 2016. DisMod-MR 2.1, a Bayesian meta-regression tool, was the main method of estimation of prevalence and incidence, and the Cause of Death Ensemble model (CODEm) was used for mortality estimation. We quantified the contribution of 84 risks and combinations of risk to the disease estimates for the 15 neurological disorder categories using the GBD comparative risk assessment approach. 

Findings

 Globally, in 2016, neurological disorders were the leading cause of DALYs (276 million [95% UI 247–308]) and second leading cause of deaths (9·0 million [8·8–9·4]). The absolute number of deaths and DALYs from all neurological disorders combined increased (deaths by 39% [34–44] and DALYs by 15% [9–21]) whereas their age-standardised rates decreased (deaths by 28% [26–30] and DALYs by 27% [24–31]) between 1990 and 2016. The only neurological disorders that had a decrease in rates and absolute numbers of deaths and DALYs were tetanus, meningitis, and encephalitis. The four largest contributors of neurological DALYs were stroke (42·2% [38·6–46·1]), migraine (16·3% [11·7–20·8]), Alzheimer's and other dementias (10·4% [9·0–12·1]), and meningitis (7·9% [6·6–10·4]). For the combined neurological disorders, age-standardised DALY rates were significantly higher in males than in females (male-to-female ratio 1·12 [1·05–1·20]), but migraine, multiple sclerosis, and tension-type headache were more common and caused more burden in females, with male-to-female ratios of less than 0·7. The 84 risks quantified in GBD explain less than 10% of neurological disorder DALY burdens, except stroke, for which 88·8% (86·5–90·9) of DALYs are attributable to risk factors, and to a lesser extent Alzheimer's disease and other dementias (22·3% [11·8–35·1] of DALYs are risk attributable) and idiopathic epilepsy (14·1% [10·8–17·5] of DALYs are risk attributable). 

Interpretation

 Globally, the burden of neurological disorders, as measured by the absolute number of DALYs, continues to increase. As populations are growing and ageing, and the prevalence of major disabling neurological disorders steeply increases with age, governments will face increasing demand for treatment, rehabilitation, and support services for neurological disorders. The scarcity of established modifiable risks for most of the neurological burden demonstrates that new knowledge is required to develop effective prevention and treatment strategies. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation.

Measurement of changes in health across locations is useful to compare and contrast changing epidemiological patterns against health system performance and identify specific needs for resource allocation in research, policy development, and programme decision making. Using the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2016, we drew from two widely used summary measures to monitor such changes in population health: disability-adjusted life-years (DALYs) and healthy life expectancy (HALE). We used these measures to track trends and benchmark progress compared with expected trends on the basis of the Socio-demographic Index (SDI).We used results from the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2016 for all-cause mortality, cause-specific mortality, and non-fatal disease burden to derive HALE and DALYs by sex for 195 countries and territories from 1990 to 2016. We calculated DALYs by summing years of life lost and years of life lived with disability for each location, age group, sex, and year. We estimated HALE using age-specific death rates and years of life lived with disability per capita. We explored how DALYs and HALE differed from expected trends when compared with the SDI: the geometric mean of income per person, educational attainment in the population older than age 15 years, and total fertility rate.The highest globally observed HALE at birth for both women and men was in Singapore, at 75·2 years (95% uncertainty interval 71·9-78·6) for females and 72·0 years (68·8-75·1) for males. The lowest for females was in the Central African Republic (45·6 years [42·0-49·5]) and for males was in Lesotho (41·5 years [39·0-44·0]). From 1990 to 2016, global HALE increased by an average of 6·24 years (5·97-6·48) for both sexes combined. Global HALE increased by 6·04 years (5·74-6·27) for males and 6·49 years (6·08-6·77) for females, whereas HALE at age 65 years increased by 1·78 years (1·61-1·93) for males and 1·96 years (1·69-2·13) for females. Total global DALYs remained largely unchanged from 1990 to 2016 (-2·3% [-5·9 to 0·9]), with decreases in communicable, maternal, neonatal, and nutritional (CMNN) disease DALYs offset by increased DALYs due to non-communicable diseases (NCDs). The exemplars, calculated as the five lowest ratios of observed to expected age-standardised DALY rates in 2016, were Nicaragua, Costa Rica, the Maldives, Peru, and Israel. The leading three causes of DALYs globally were ischaemic heart disease, cerebrovascular disease, and lower respiratory infections, comprising 16·1% of all DALYs. Total DALYs and age-standardised DALY rates due to most CMNN causes decreased from 1990 to 2016. Conversely, the total DALY burden rose for most NCDs; however, age-standardised DALY rates due to NCDs declined globally.At a global level, DALYs and HALE continue to show improvements. At the same time, we observe that many populations are facing growing functional health loss. Rising SDI was associated with increases in cumulative years of life lived with disability and decreases in CMNN DALYs offset by increased NCD DALYs. Relative compression of morbidity highlights the importance of continued health interventions, which has changed in most locations in pace with the gross domestic product per person, education, and family planning. The analysis of DALYs and HALE and their relationship to SDI represents a robust framework with which to benchmark location-specific health performance. Country-specific drivers of disease burden, particularly for causes with higher-than-expected DALYs, should inform health policies, health system improvement initiatives, targeted prevention efforts, and development assistance for health, including financial and research investments for all countries, regardless of their level of sociodemographic development. The presence of countries that substantially outperform others suggests the need for increased scrutiny for proven examples of best practices, which can help to extend gains, whereas the presence of underperforming countries suggests the need for devotion of extra attention to health systems that need more robust support.Bill & Melinda Gates Foundation.

Summary

Background

 Accurate and up-to-date assessment of demographic metrics is crucial for understanding a wide range of social, economic, and public health issues that affect populations worldwide. The Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study (GBD) 2019 produced updated and comprehensive demographic assessments of the key indicators of fertility, mortality, migration, and population for 204 countries and territories and selected subnational locations from 1950 to 2019. 

Methods

 8078 country-years of vital registration and sample registration data, 938 surveys, 349 censuses, and 238 other sources were identified and used to estimate age-specific fertility. Spatiotemporal Gaussian process regression (ST-GPR) was used to generate age-specific fertility rates for 5-year age groups between ages 15 and 49 years. With extensions to age groups 10–14 and 50–54 years, the total fertility rate (TFR) was then aggregated using the estimated age-specific fertility between ages 10 and 54 years. 7417 sources were used for under-5 mortality estimation and 7355 for adult mortality. ST-GPR was used to synthesise data sources after correction for known biases. Adult mortality was measured as the probability of death between ages 15 and 60 years based on vital registration, sample registration, and sibling histories, and was also estimated using ST-GPR. HIV-free life tables were then estimated using estimates of under-5 and adult mortality rates using a relational model life table system created for GBD, which closely tracks observed age-specific mortality rates from complete vital registration when available. Independent estimates of HIV-specific mortality generated by an epidemiological analysis of HIV prevalence surveys and antenatal clinic serosurveillance and other sources were incorporated into the estimates in countries with large epidemics. Annual and single-year age estimates of net migration and population for each country and territory were generated using a Bayesian hierarchical cohort component model that analysed estimated age-specific fertility and mortality rates along with 1250 censuses and 747 population registry years. We classified location-years into seven categories on the basis of the natural rate of increase in population (calculated by subtracting the crude death rate from the crude birth rate) and the net migration rate. We computed healthy life expectancy (HALE) using years lived with disability (YLDs) per capita, life tables, and standard demographic methods. Uncertainty was propagated throughout the demographic estimation process, including fertility, mortality, and population, with 1000 draw-level estimates produced for each metric. 

Findings

 The global TFR decreased from 2·72 (95% uncertainty interval [UI] 2·66–2·79) in 2000 to 2·31 (2·17–2·46) in 2019. Global annual livebirths increased from 134·5 million (131·5–137·8) in 2000 to a peak of 139·6 million (133·0–146·9) in 2016. Global livebirths then declined to 135·3 million (127·2–144·1) in 2019. Of the 204 countries and territories included in this study, in 2019, 102 had a TFR lower than 2·1, which is considered a good approximation of replacement-level fertility. All countries in sub-Saharan Africa had TFRs above replacement level in 2019 and accounted for 27·1% (95% UI 26·4–27·8) of global livebirths. Global life expectancy at birth increased from 67·2 years (95% UI 66·8–67·6) in 2000 to 73·5 years (72·8–74·3) in 2019. The total number of deaths increased from 50·7 million (49·5–51·9) in 2000 to 56·5 million (53·7–59·2) in 2019. Under-5 deaths declined from 9·6 million (9·1–10·3) in 2000 to 5·0 million (4·3–6·0) in 2019. Global population increased by 25·7%, from 6·2 billion (6·0–6·3) in 2000 to 7·7 billion (7·5–8·0) in 2019. In 2019, 34 countries had negative natural rates of increase; in 17 of these, the population declined because immigration was not sufficient to counteract the negative rate of decline. Globally, HALE increased from 58·6 years (56·1–60·8) in 2000 to 63·5 years (60·8–66·1) in 2019. HALE increased in 202 of 204 countries and territories between 2000 and 2019. 

Interpretation

 Over the past 20 years, fertility rates have been dropping steadily and life expectancy has been increasing, with few exceptions. Much of this change follows historical patterns linking social and economic determinants, such as those captured by the GBD Socio-demographic Index, with demographic outcomes. More recently, several countries have experienced a combination of low fertility and stagnating improvement in mortality rates, pushing more populations into the late stages of the demographic transition. Tracking demographic change and the emergence of new patterns will be essential for global health monitoring. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation.

Summary

Background

 A key component of achieving universal health coverage is ensuring that all populations have access to quality health care. Examining where gains have occurred or progress has faltered across and within countries is crucial to guiding decisions and strategies for future improvement. We used the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2016 (GBD 2016) to assess personal health-care access and quality with the Healthcare Access and Quality (HAQ) Index for 195 countries and territories, as well as subnational locations in seven countries, from 1990 to 2016. 

Methods

 Drawing from established methods and updated estimates from GBD 2016, we used 32 causes from which death should not occur in the presence of effective care to approximate personal health-care access and quality by location and over time. To better isolate potential effects of personal health-care access and quality from underlying risk factor patterns, we risk-standardised cause-specific deaths due to non-cancers by location-year, replacing the local joint exposure of environmental and behavioural risks with the global level of exposure. Supported by the expansion of cancer registry data in GBD 2016, we used mortality-to-incidence ratios for cancers instead of risk-standardised death rates to provide a stronger signal of the effects of personal health care and access on cancer survival. We transformed each cause to a scale of 0–100, with 0 as the first percentile (worst) observed between 1990 and 2016, and 100 as the 99th percentile (best); we set these thresholds at the country level, and then applied them to subnational locations. We applied a principal components analysis to construct the HAQ Index using all scaled cause values, providing an overall score of 0–100 of personal health-care access and quality by location over time. We then compared HAQ Index levels and trends by quintiles on the Socio-demographic Index (SDI), a summary measure of overall development. As derived from the broader GBD study and other data sources, we examined relationships between national HAQ Index scores and potential correlates of performance, such as total health spending per capita. 

Findings

 In 2016, HAQ Index performance spanned from a high of 97·1 (95% UI 95·8–98·1) in Iceland, followed by 96·6 (94·9–97·9) in Norway and 96·1 (94·5–97·3) in the Netherlands, to values as low as 18·6 (13·1–24·4) in the Central African Republic, 19·0 (14·3–23·7) in Somalia, and 23·4 (20·2–26·8) in Guinea-Bissau. The pace of progress achieved between 1990 and 2016 varied, with markedly faster improvements occurring between 2000 and 2016 for many countries in sub-Saharan Africa and southeast Asia, whereas several countries in Latin America and elsewhere saw progress stagnate after experiencing considerable advances in the HAQ Index between 1990 and 2000. Striking subnational disparities emerged in personal health-care access and quality, with China and India having particularly large gaps between locations with the highest and lowest scores in 2016. In China, performance ranged from 91·5 (89·1–93·6) in Beijing to 48·0 (43·4–53·2) in Tibet (a 43·5-point difference), while India saw a 30·8-point disparity, from 64·8 (59·6–68·8) in Goa to 34·0 (30·3–38·1) in Assam. Japan recorded the smallest range in subnational HAQ performance in 2016 (a 4·8-point difference), whereas differences between subnational locations with the highest and lowest HAQ Index values were more than two times as high for the USA and three times as high for England. State-level gaps in the HAQ Index in Mexico somewhat narrowed from 1990 to 2016 (from a 20·9-point to 17·0-point difference), whereas in Brazil, disparities slightly increased across states during this time (a 17·2-point to 20·4-point difference). Performance on the HAQ Index showed strong linkages to overall development, with high and high-middle SDI countries generally having higher scores and faster gains for non-communicable diseases. Nonetheless, countries across the development spectrum saw substantial gains in some key health service areas from 2000 to 2016, most notably vaccine-preventable diseases. Overall, national performance on the HAQ Index was positively associated with higher levels of total health spending per capita, as well as health systems inputs, but these relationships were quite heterogeneous, particularly among low-to-middle SDI countries. 

Interpretation

 GBD 2016 provides a more detailed understanding of past success and current challenges in improving personal health-care access and quality worldwide. Despite substantial gains since 2000, many low-SDI and middle-SDI countries face considerable challenges unless heightened policy action and investments focus on advancing access to and quality of health care across key health services, especially non-communicable diseases. Stagnating or minimal improvements experienced by several low-middle to high-middle SDI countries could reflect the complexities of re-orienting both primary and secondary health-care services beyond the more limited foci of the Millennium Development Goals. Alongside initiatives to strengthen public health programmes, the pursuit of universal health coverage hinges upon improving both access and quality worldwide, and thus requires adopting a more comprehensive view—and subsequent provision—of quality health care for all populations. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation.

Summary

Background

 Detailed assessments of mortality patterns, particularly age-specific mortality, represent a crucial input that enables health systems to target interventions to specific populations. Understanding how all-cause mortality has changed with respect to development status can identify exemplars for best practice. To accomplish this, the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2016 (GBD 2016) estimated age-specific and sex-specific all-cause mortality between 1970 and 2016 for 195 countries and territories and at the subnational level for the five countries with a population greater than 200 million in 2016. 

Methods

 We have evaluated how well civil registration systems captured deaths using a set of demographic methods called death distribution methods for adults and from consideration of survey and census data for children younger than 5 years. We generated an overall assessment of completeness of registration of deaths by dividing registered deaths in each location-year by our estimate of all-age deaths generated from our overall estimation process. For 163 locations, including subnational units in countries with a population greater than 200 million with complete vital registration (VR) systems, our estimates were largely driven by the observed data, with corrections for small fluctuations in numbers and estimation for recent years where there were lags in data reporting (lags were variable by location, generally between 1 year and 6 years). For other locations, we took advantage of different data sources available to measure under-5 mortality rates (U5MR) using complete birth histories, summary birth histories, and incomplete VR with adjustments; we measured adult mortality rate (the probability of death in individuals aged 15–60 years) using adjusted incomplete VR, sibling histories, and household death recall. We used the U5MR and adult mortality rate, together with crude death rate due to HIV in the GBD model life table system, to estimate age-specific and sex-specific death rates for each location-year. Using various international databases, we identified fatal discontinuities, which we defined as increases in the death rate of more than one death per million, resulting from conflict and terrorism, natural disasters, major transport or technological accidents, and a subset of epidemic infectious diseases; these were added to estimates in the relevant years. In 47 countries with an identified peak adult prevalence for HIV/AIDS of more than 0·5% and where VR systems were less than 65% complete, we informed our estimates of age-sex-specific mortality using the Estimation and Projection Package (EPP)-Spectrum model fitted to national HIV/AIDS prevalence surveys and antenatal clinic serosurveillance systems. We estimated stillbirths, early neonatal, late neonatal, and childhood mortality using both survey and VR data in spatiotemporal Gaussian process regression models. We estimated abridged life tables for all location-years using age-specific death rates. We grouped locations into development quintiles based on the Socio-demographic Index (SDI) and analysed mortality trends by quintile. Using spline regression, we estimated the expected mortality rate for each age-sex group as a function of SDI. We identified countries with higher life expectancy than expected by comparing observed life expectancy to anticipated life expectancy on the basis of development status alone. 

Findings

 Completeness in the registration of deaths increased from 28% in 1970 to a peak of 45% in 2013; completeness was lower after 2013 because of lags in reporting. Total deaths in children younger than 5 years decreased from 1970 to 2016, and slower decreases occurred at ages 5–24 years. By contrast, numbers of adult deaths increased in each 5-year age bracket above the age of 25 years. The distribution of annualised rates of change in age-specific mortality rate differed over the period 2000 to 2016 compared with earlier decades: increasing annualised rates of change were less frequent, although rising annualised rates of change still occurred in some locations, particularly for adolescent and younger adult age groups. Rates of stillbirths and under-5 mortality both decreased globally from 1970. Evidence for global convergence of death rates was mixed; although the absolute difference between age-standardised death rates narrowed between countries at the lowest and highest levels of SDI, the ratio of these death rates—a measure of relative inequality—increased slightly. There was a strong shift between 1970 and 2016 toward higher life expectancy, most noticeably at higher levels of SDI. Among countries with populations greater than 1 million in 2016, life expectancy at birth was highest for women in Japan, at 86·9 years (95% UI 86·7–87·2), and for men in Singapore, at 81·3 years (78·8–83·7) in 2016. Male life expectancy was generally lower than female life expectancy between 1970 and 2016, and the gap between male and female life expectancy increased with progression to higher levels of SDI. Some countries with exceptional health performance in 1990 in terms of the difference in observed to expected life expectancy at birth had slower progress on the same measure in 2016. 

Interpretation

 Globally, mortality rates have decreased across all age groups over the past five decades, with the largest improvements occurring among children younger than 5 years. However, at the national level, considerable heterogeneity remains in terms of both level and rate of changes in age-specific mortality; increases in mortality for certain age groups occurred in some locations. We found evidence that the absolute gap between countries in age-specific death rates has declined, although the relative gap for some age-sex groups increased. Countries that now lead in terms of having higher observed life expectancy than that expected on the basis of development alone, or locations that have either increased this advantage or rapidly decreased the deficit from expected levels, could provide insight into the means to accelerate progress in nations where progress has stalled. 

Funding

 Bill & Melinda Gates Foundation, and the National Institute on Aging and the National Institute of Mental Health of the National Institutes of Health.

National levels of personal health-care access and quality can be approximated by measuring mortality rates from causes that should not be fatal in the presence of effective medical care (ie, amenable mortality). Previous analyses of mortality amenable to health care only focused on high-income countries and faced several methodological challenges. In the present analysis, we use the highly standardised cause of death and risk factor estimates generated through the Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study (GBD) to improve and expand the quantification of personal health-care access and quality for 195 countries and territories from 1990 to 2015.We mapped the most widely used list of causes amenable to personal health care developed by Nolte and McKee to 32 GBD causes. We accounted for variations in cause of death certification and misclassifications through the extensive data standardisation processes and redistribution algorithms developed for GBD. To isolate the effects of personal health-care access and quality, we risk-standardised cause-specific mortality rates for each geography-year by removing the joint effects of local environmental and behavioural risks, and adding back the global levels of risk exposure as estimated for GBD 2015. We employed principal component analysis to create a single, interpretable summary measure-the Healthcare Quality and Access (HAQ) Index-on a scale of 0 to 100. The HAQ Index showed strong convergence validity as compared with other health-system indicators, including health expenditure per capita (r=0·88), an index of 11 universal health coverage interventions (r=0·83), and human resources for health per 1000 (r=0·77). We used free disposal hull analysis with bootstrapping to produce a frontier based on the relationship between the HAQ Index and the Socio-demographic Index (SDI), a measure of overall development consisting of income per capita, average years of education, and total fertility rates. This frontier allowed us to better quantify the maximum levels of personal health-care access and quality achieved across the development spectrum, and pinpoint geographies where gaps between observed and potential levels have narrowed or widened over time.Between 1990 and 2015, nearly all countries and territories saw their HAQ Index values improve; nonetheless, the difference between the highest and lowest observed HAQ Index was larger in 2015 than in 1990, ranging from 28·6 to 94·6. Of 195 geographies, 167 had statistically significant increases in HAQ Index levels since 1990, with South Korea, Turkey, Peru, China, and the Maldives recording among the largest gains by 2015. Performance on the HAQ Index and individual causes showed distinct patterns by region and level of development, yet substantial heterogeneities emerged for several causes, including cancers in highest-SDI countries; chronic kidney disease, diabetes, diarrhoeal diseases, and lower respiratory infections among middle-SDI countries; and measles and tetanus among lowest-SDI countries. While the global HAQ Index average rose from 40·7 (95% uncertainty interval, 39·0-42·8) in 1990 to 53·7 (52·2-55·4) in 2015, far less progress occurred in narrowing the gap between observed HAQ Index values and maximum levels achieved; at the global level, the difference between the observed and frontier HAQ Index only decreased from 21·2 in 1990 to 20·1 in 2015. If every country and territory had achieved the highest observed HAQ Index by their corresponding level of SDI, the global average would have been 73·8 in 2015. Several countries, particularly in eastern and western sub-Saharan Africa, reached HAQ Index values similar to or beyond their development levels, whereas others, namely in southern sub-Saharan Africa, the Middle East, and south Asia, lagged behind what geographies of similar development attained between 1990 and 2015.This novel extension of the GBD Study shows the untapped potential for personal health-care access and quality improvement across the development spectrum. Amid substantive advances in personal health care at the national level, heterogeneous patterns for individual causes in given countries or territories suggest that few places have consistently achieved optimal health-care access and quality across health-system functions and therapeutic areas. This is especially evident in middle-SDI countries, many of which have recently undergone or are currently experiencing epidemiological transitions. The HAQ Index, if paired with other measures of health-system characteristics such as intervention coverage, could provide a robust avenue for tracking progress on universal health coverage and identifying local priorities for strengthening personal health-care quality and access throughout the world.Bill & Melinda Gates Foundation.

Regular, detailed reporting on population health by underlying cause of death is fundamental for public health decision making. Cause-specific estimates of mortality and the subsequent effects on life expectancy worldwide are valuable metrics to gauge progress in reducing mortality rates. These estimates are particularly important following large-scale mortality spikes, such as the COVID-19 pandemic. When systematically analysed, mortality rates and life expectancy allow comparisons of the consequences of causes of death globally and over time, providing a nuanced understanding of the effect of these causes on global populations.The Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study (GBD) 2021 cause-of-death analysis estimated mortality and years of life lost (YLLs) from 288 causes of death by age-sex-location-year in 204 countries and territories and 811 subnational locations for each year from 1990 until 2021. The analysis used 56 604 data sources, including data from vital registration and verbal autopsy as well as surveys, censuses, surveillance systems, and cancer registries, among others. As with previous GBD rounds, cause-specific death rates for most causes were estimated using the Cause of Death Ensemble model-a modelling tool developed for GBD to assess the out-of-sample predictive validity of different statistical models and covariate permutations and combine those results to produce cause-specific mortality estimates-with alternative strategies adapted to model causes with insufficient data, substantial changes in reporting over the study period, or unusual epidemiology. YLLs were computed as the product of the number of deaths for each cause-age-sex-location-year and the standard life expectancy at each age. As part of the modelling process, uncertainty intervals (UIs) were generated using the 2·5th and 97·5th percentiles from a 1000-draw distribution for each metric. We decomposed life expectancy by cause of death, location, and year to show cause-specific effects on life expectancy from 1990 to 2021. We also used the coefficient of variation and the fraction of population affected by 90% of deaths to highlight concentrations of mortality. Findings are reported in counts and age-standardised rates. Methodological improvements for cause-of-death estimates in GBD 2021 include the expansion of under-5-years age group to include four new age groups, enhanced methods to account for stochastic variation of sparse data, and the inclusion of COVID-19 and other pandemic-related mortality-which includes excess mortality associated with the pandemic, excluding COVID-19, lower respiratory infections, measles, malaria, and pertussis. For this analysis, 199 new country-years of vital registration cause-of-death data, 5 country-years of surveillance data, 21 country-years of verbal autopsy data, and 94 country-years of other data types were added to those used in previous GBD rounds.The leading causes of age-standardised deaths globally were the same in 2019 as they were in 1990; in descending order, these were, ischaemic heart disease, stroke, chronic obstructive pulmonary disease, and lower respiratory infections. In 2021, however, COVID-19 replaced stroke as the second-leading age-standardised cause of death, with 94·0 deaths (95% UI 89·2-100·0) per 100 000 population. The COVID-19 pandemic shifted the rankings of the leading five causes, lowering stroke to the third-leading and chronic obstructive pulmonary disease to the fourth-leading position. In 2021, the highest age-standardised death rates from COVID-19 occurred in sub-Saharan Africa (271·0 deaths [250·1-290·7] per 100 000 population) and Latin America and the Caribbean (195·4 deaths [182·1-211·4] per 100 000 population). The lowest age-standardised death rates from COVID-19 were in the high-income super-region (48·1 deaths [47·4-48·8] per 100 000 population) and southeast Asia, east Asia, and Oceania (23·2 deaths [16·3-37·2] per 100 000 population). Globally, life expectancy steadily improved between 1990 and 2019 for 18 of the 22 investigated causes. Decomposition of global and regional life expectancy showed the positive effect that reductions in deaths from enteric infections, lower respiratory infections, stroke, and neonatal deaths, among others have contributed to improved survival over the study period. However, a net reduction of 1·6 years occurred in global life expectancy between 2019 and 2021, primarily due to increased death rates from COVID-19 and other pandemic-related mortality. Life expectancy was highly variable between super-regions over the study period, with southeast Asia, east Asia, and Oceania gaining 8·3 years (6·7-9·9) overall, while having the smallest reduction in life expectancy due to COVID-19 (0·4 years). The largest reduction in life expectancy due to COVID-19 occurred in Latin America and the Caribbean (3·6 years). Additionally, 53 of the 288 causes of death were highly concentrated in locations with less than 50% of the global population as of 2021, and these causes of death became progressively more concentrated since 1990, when only 44 causes showed this pattern. The concentration phenomenon is discussed heuristically with respect to enteric and lower respiratory infections, malaria, HIV/AIDS, neonatal disorders, tuberculosis, and measles.Long-standing gains in life expectancy and reductions in many of the leading causes of death have been disrupted by the COVID-19 pandemic, the adverse effects of which were spread unevenly among populations. Despite the pandemic, there has been continued progress in combatting several notable causes of death, leading to improved global life expectancy over the study period. Each of the seven GBD super-regions showed an overall improvement from 1990 and 2021, obscuring the negative effect in the years of the pandemic. Additionally, our findings regarding regional variation in causes of death driving increases in life expectancy hold clear policy utility. Analyses of shifting mortality trends reveal that several causes, once widespread globally, are now increasingly concentrated geographically. These changes in mortality concentration, alongside further investigation of changing risks, interventions, and relevant policy, present an important opportunity to deepen our understanding of mortality-reduction strategies. Examining patterns in mortality concentration might reveal areas where successful public health interventions have been implemented. Translating these successes to locations where certain causes of death remain entrenched can inform policies that work to improve life expectancy for people everywhere.Bill & Melinda Gates Foundation.