Exploring TB patient journeys and the emergence of MDR-TB in India and South Africa:A multi-methods study

Menzies, Dick (Supervisor) Background: Today, about 5% of all tuberculosis cases and 15% of all tuberculosis (TB) deaths are due to isolates that are multidrug-resistant (MDR), that is, resistant to isoniazid and rifampicin, the most potent TB drugs (WHO 2017a). The emergence of MDR-TB is largely due to incorrect and insufficient treatment. TB patient treatment journeys – from the onset of TB symptoms to completion of treatment, or death – include frequent encounters with multiple health care providers, over long periods of time, from six months to more than two years. Exploring these patient journeys could provide insight into potential interventions to prevent further emergence of drug resistance. Objective: This dissertation used quantitative and qualitative methods to explore TB patient journeys in India and South Africa, two countries with a high burden of MDR-TB. These two countries served as case studies to investigate potential patient-, provider-, and systems-level interventions to improve patient retention-in-care and adherence, and their impact on TB and MDR-TB epidemics. Methods: 1) A dynamic Markov model was constructed to represent India's TB epidemic, including a probabilistic framework reflecting complex TB treatment-seeking pathways. This model explored the impact of the different health care sectors (private, public and informal) on the emergence of drug-resistance. 2) A qualitative study was conducted to explore TB patient treatment journeys and potential strategies to improve patient retention-in-care in Cape Town, South Africa. 3) A systematic review was conducted to evaluate the effectiveness of psychosocial, educational and materials support interventions to improve MDR-TB treatment adherence and retention-in-care. 4) The dynamic Markov model constructed in part 1 was adapted to represent South Africa's TB epidemic, and used to explore the impact of strategies targeting different stages of the TB cascade of care on the emergence of drug-resistance and TB mortality. Findings: In both India and South Africa, strengthening existing care for TB patients in the public system - with a focus on reducing poor treatment adherence and losses to follow-up - would lead to greater reductions in drug resistance and mortality than other strategies, such as expanding access to new TB drugs. Strategies to promote treatment adherence and retention-in-care were suggested by the qualitative study in South Africa and the systematic review. The former study revealed the importance of establishing patient-provider trust. The latter study found that MDR-TB patients who received individual counselling or home visits by trained health workers, had lower rates of loss to follow-up than others who did not. Conclusion: There is an urgent need to address patient-, provider- and systems-level issues affecting patient retention-in-care and treatment adherence, as these are major drivers of the global MDR-TB epidemic. This is particularly important to protect new drugs being introduced into routine treatment, such as bedaquiline and linezolid, to help prevent the development and further transmission of resistance to these drugs. Future research should develop and rigorously assess interventions that promote adherence and retention-in-care to prevent further worsening of the global DR-TB epidemic. Contexte : Présentement, environ 5% de tous les cas de tuberculose (TB) et 15% de tous les décès dus à la TB sont causés par des isolats multirésistants (MR), c'est-à-dire résistants à l'isoniazide et à la rifampicine, les médicaments antituberculeux les plus puissants (WHO 2017a). L'émergence de la TB-MR peut être attribuée à des traitements inadéquats. Le parcours du patient, depuis l'apparition des premiers symptômes jusqu'à la fin du traitement ou le décès, comprend plusieurs rencontres avec de multiples prestataires de soins de santé, sur de longues périodes, de six mois à plus de deux ans. L'analyse de ces parcours pourrait donner un aperçu des interventions possibles visant à prévenir l'apparition ultérieure d'une résistance aux médicaments. Objectif : Cette thèse a utilisé des méthodes quantitatives et qualitatives pour explorer le parcours de patients tuberculeux vivant en Inde et en Afrique du Sud. Ces deux pays servent d'études de cas pour évaluer les interventions potentielles au niveau des patients, des prestataires et des systèmes de santé visant à améliorer la rétention et l'adhésion au traitement des patients, ainsi que l'impact de ces interventions sur les épidémies de TB et de TB-MR. Méthodes : Les méthodes utilisées pour les quatre études de cette thèse étaient : 1) l'élaboration d'un modèle de Markov dynamique représentant l'épidémie de TB en Inde, y compris un cadre probabiliste reflétant la complexité des parcours de traitements antituberculeux, afin d'évaluer l'impact des différents secteurs (privé, public et informel) sur l'émergence de la pharmacorésistance; 2) l'étude qualitative des parcours de traitement des patients tuberculeux et des stratégies potentielles pour améliorer la rétention des patients à Cape Town, en Afrique du Sud; 3) une revue systématique de l'efficacité des interventions psychosociales, éducatives et du soutien matériel ayant pour but d'améliorer l'adhésion au traitement et la rétention des patients atteints de TB-MR; et 4) l'adaptation du modèle de Markov, construit lors de la première étude, afin de représenter l'épidémie de TB en Afrique du Sud. Ce modèle adapté fût utilisé pour étudier l'impact des stratégies ciblant les différents stades de la cascade de soins sur l'émergence de la pharmacorésistance et sur la mortalité par TB. Résultats : En Inde et en Afrique du Sud, le renforcement des soins existants pour les patients tuberculeux dans le système public - en mettant l'accent sur le faible taux d'adhésion au traitement et de rétention - conduirait à des réductions plus importantes de la résistance aux médicaments et de la mortalité que d'autres stratégies, comme l'amélioration de médicaments. L'étude qualitative menée en Afrique du Sud et la revue systématique suggèrent des stratégies pour améliorer l'adhésion au traitement et la rétention. L'étude qualitative a révélé l'importance d'instaurer un climat de confiance précoce entre les patients TB et leurs prestataires. La revue systématique a démontré des taux de rétention supérieurs chez les patients ayant bénéficié de conseils individuels ou de visites à domicile par des intervenants en santé qualifiés. Conclusion : Il est urgent d'adresser les enjeux qui affectent la rétention des patients et leur adhésion au traitement, tant au niveau des patients, des prestataires et des systèmes, puisque ces problèmes sont les principaux moteurs de l'épidémie mondiale TB-MR. Ceci est particulièrement important afin de protéger les nouveaux médicaments introduits dans le traitement de routine, tels que la bédaquiline et le linézolide, et de prévenir le développement et la transmission de TB résistantes à ces médicaments. Les recherches futures devraient développer et évaluer rigoureusement les interventions visant à promouvoir la rétention des patients et leur adhésion, afin d'empêcher une aggravation de l'épidémie mondiale de TB-MR.