17
Comparing the Application of CEA and BCA to Tuberculosis Control Interventions in South Africa Thomas Wilkinson, Fiammetta Bozzani, Anna Vassall, Michelle Remme, and Edina Sinanovic June 2018 Guidelines for BenefitCost Analysis Project Working Paper No. 12 Prepared for the BenefitCost Analysis Reference Case Guidance Project Funded by the Bill and Melinda Gates Foundation Visit us on the web: https://sites.sph.harvard.edu/bcaguidelines/

Application of CEA and BCA Tuberculosis Control ... · including 0.4 million deaths among people with human immunodeficiency virus (HIV). TB is the leading cause of death in South

  • Upload
    haxuyen

  • View
    217

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

 

  Comparing the Application of CEA and BCA to Tuberculosis Control Interventions in South Africa  

Thomas Wilkinson, Fiammetta Bozzani, Anna Vassall, Michelle Remme, and Edina Sinanovic     

June 2018    

Guidelines for Benefit‐Cost Analysis Project Working Paper No. 12    Prepared for the Benefit‐Cost Analysis Reference Case Guidance Project Funded by the Bill and Melinda Gates Foundation   Visit us on the web: https://sites.sph.harvard.edu/bcaguidelines/

 

Comparing the application of CEA and BCA to tuberculosis control 

interventions in South Africa. 

Wilkinson T1, Bozzani F2, Vassall A2, Remme M2, Sinanovic E1   

1. Health Economics Unit, School of Public Health and Family Medicine, University of Cape 

Town, South Africa 

2. Department of Global Health and Development, London School of Hygiene and Tropical 

Medicine, UK  

 

Abstract 

Introduction: Achieving ambitious targets for the identification and successful treatment of patients 

with  tuberculosis  (TB)  requires  consideration  of  the  likely  impact  of potential  interventions. Cost 

Effectiveness  Analysis  (CEA)  and  Benefit  Cost  Analysis  (BCA)  are  two  approaches  to  economic 

evaluation  that  assess  the  costs  and  effects  of  competing  alternatives,  however  the  differing 

theoretical  basis  and methodological  approach  to  CEA  and  BCA  is  likely  to  result  in  alternative 

analytical outputs and potentially different policy interpretations.   

Methods: A BCA was conducted under the Guidelines for Benefit‐Cost Analysis Project by converting 

an existing CEA analysis on 10 mutually exclusive TB control interventions in the South African setting. 

Local estimates of Value of Statistical Life (VSL) and Value of Statistical Life Year (VSLY) were calculated 

using  the  benefits  transfer  approach  and  were  applied  to  expected  mortality  and  morbidity 

respectively. Impact was modelled over a 30‐year time‐period.  

Results: BCA analysis indicates that all interventions are likely to result in substantial gains compared 

to the status quo, ranging from ZAR16.9 billion to ZAR751 billion (Int$3.0 ‐Int$135 billion) over the 30‐ 

year period and depending on choice of VSL method. CEA and BCA results identified Intervention 5 as 

cost  saving  and  yielding  positive health benefits,  and  intervention  10 was  estimated  to have  the 

highest net benefit.  

Discussion: The differing analytical outputs  reflect  the  theoretical underpinnings of BCA and CEA. 

Further work is required to guide appropriate interpretation and policy recommendations in the South 

African policy perspective and context.  

   

Introduction 

The aim of this case study is to assess the expected  impact of  investing  in various tuberculosis (TB) 

control interventions in the South African context using a benefit cost‐analysis (BCA) approach. The 

analysis is informed by the Guidelines for BCA project (1) and converts outputs of a cost effectiveness 

analysis  (CEA).  This  approach  will  enable  comparison  of  CEA  and  BCA  analysis  of  the  same 

interventions in the same context and is intended to assist in further refinement of methodological 

guidance provided in the Guidelines for BCA project and the International Decision Support Initiative 

(IDSI) Reference Case for economic evaluation (2). 

Policy context 

TB  remains a  significant policy priority globally.  In 2016, 1.7 million people died as a  result of TB 

including 0.4 million deaths among people with human immunodeficiency virus (HIV). TB is the leading 

cause of death in South Africa with a mortality rate of 181 per 100,000 in HIV+ patients and 41 per 

100,000  in  patient without HIV  (3).  Since  1990,  globally  there has been  a  47% decline  in  the  TB 

mortality rate and the HIV‐related TB deaths have reduced by 32% since 2005. (3)  

Between 2015 and 2030, the Sustainable Development Goals (SDG) aim to reduce the global number 

of  TB  deaths  by  90%,  reduce  the  TB  incidence  rate  by  80%,  and  eliminate  catastrophic  costs  on 

households  as  a  result of  TB.  Pillar  1 of  the World Health Organisation’s  (WHO)  End  TB  strategy 

focusses on integrated, patient‐centred TB care and prevention, and includes “early diagnosis of TB 

including  universal  drug‐susceptibility  testing  and  systematic  screening  of  contacts  and  high‐risk 

groups” and “collaborative TB/HIV activities”(4).   

South Africa’s National Strategic Plan (NSP) for HIV, TB and STIs 2017‐2022 (NSP) outlines the roadmap 

for a national response to HIV, TB and Sexually transmitted infections (STIs), recognising the need for 

a comprehensive and  integrated response  (5). Aligned to the SDG targets, the NSP aims to reduce 

national TB incidence from 450,000 to less than 315,000 per year by 2022, including diagnosis of 90% 

of people with TB, treating 100% of those diagnosed and achieving successful treatment for 90% of 

patients with drug‐susceptible TB.  

Goal 2 of the NSP aims to reduce morbidity and mortality by providing treatment, care and adherence 

support  for  all,  specifying  increased need  for  screening  and  testing programmes  to  appropriately 

identify  patients  in  order  to  initiate  treatment.    The  TB  Targets  project  assessed  the  impact  of 

interventions  aimed  at  reaching  the  End  TB  strategy  target  and  demonstrated  that  a  range  of 

interventions would be required across the spectrum TB care (6). Central to achieving the ambitious 

targets  for  reducing  TB  incidence  and mortality  involves  optimal  use  of  available  resources,  and 

developing innovative ways of managing the identification, diagnosis and treatment of TB tailored to 

local country context and constraints. The TB Targets analysis found that Intensive Case Finding (ICF) 

was the single most effective intervention for reaching NSP targets, but was also the most expensive, 

demonstrating  the  need  for  increased  resource  allocation  and  further  research  on  the  optimal 

approach to implementation of case finding strategies in the South African context. (7) 

After receiving conditional programmatic recommendation from WHO in 2010, a new diagnostic test 

Xpert MTB/RIF was  rolled  out  in  South  Africa  in  2012, marking  a milestone  development  in  the 

identification of patients with TB (8). Compared to existing diagnostic regimens, multiple economic 

evaluations predicted  that Xpert MTB/RIF would be cost effective  in a  range of settings,  including 

South Africa (9). However, a cost‐effectiveness analysis investigated the effect of Xpert utilising data 

from  a  pragmatic  cluster  randomised  trial  (XTEND  study)  conducted  during  roll‐out  of  the  new 

technology  in  South Africa,  and  found  that Xpert was highly unlikely  to have  improved  the  cost‐

effectiveness of TB diagnosis at a range of cost‐effectiveness thresholds during its early stage of roll‐

out (9). This finding demonstrated the need to explore implementation constraints and fully explore 

the relative value of different options for identification of persons needing screening and diagnostics 

for TB, leading to the analysis used for this case study. 

 

Approach to the case study 

The  original  CEA  assessing  the  TB  control  interventions  (Bozzani  et  al,  in  press) was  developed 

combining impact estimates generated using the TIME epidemiological transmission model with cost 

estimates from the literature and micro‐costing of TB control at sites across South Africa, to estimate 

the cost‐effectiveness of specific interventions detailed in Figure 1.   

The TIME model  (a deterministic epidemiological model) was developed by  the  London School of 

Hygiene and Tropical Medicine in collaboration with Avenir Health as a user‐friendly tool to predict 

the  impact of  interventions  along  the TB  transmission, diagnosis and  treatment pathway  in high‐

burden  settings. The  cost‐effectiveness  analysis  that  this  case  study  is based on  assessed  specific 

interventions  related  to  screening  and  diagnosis,  and  utilised  the  TIME model  to  estimate  likely 

outcomes.  

In completing the case study, the recommended BCA methodological approaches were applied to the 

original analysis where feasible, and no additional primary analysis or data collection was conducted.  

In addition to applying the methodological specifications developed under the Guidelines for Benefit‐

Cost  Analysis  project,  the  case  study  attempts  to  conform with  recommendations  of  the  linked 

initiatives the IDSI Reference Case (2), and guidance from the Global Health Cost Consortium Project 

(10).   

 

Policy options 

The NSP  for TB  in South Africa  requires a substantial and  rapid scale‐up of approaches  to  identify 

patients with TB and effectively  initiate  them on  the  right  treatment. There are a  range of policy 

options that can be applied individually or in combination to improve TB patient identification, and by 

comparing the expected costs and benefits associated with each option, the optimal combination can 

be identified.  The analysis compares ten mutually exclusive interventions (status quo plus six unique 

interventions and three intervention combinations) for improving TB control as shown in Figure 1 and 

Figure 2 below. The potential interventions in Figure 1 were identified in discussion with policy makers 

and represent the realistic and immediate policy options.  

The  current measure  to  identify patients  to  initiate  the TB diagnostic pathway  include 1) passive 

screening, which  relies on patients actively  seeking care, 2) cough  triage, which  includes a  simple 

question  to patients about history of  coughing  symptoms, and 3) a  structured questionnaire with 

specific questions related to patient symptoms and clinical history developed by the World Health 

Association  (WHO  symptoms  screening  tool).   Currently 40% of patients who are HIV positive are 

screened for TB symptoms using the WHO symptoms screening tool, and staff at Primary Health Clinics 

(PHC) passively  screen all patients  for TB. The available options  to  scale up TB  control  involve  six 

potential  interventions,  each  of which  have  associated  costs  and  expected  benefits.  The  options 

include increasing Xpert coverage from 80% to 100%; increasing microscopy follow‐up of those who 

have a negative Xpert result from 14% to 90%; triaging all HIV+ and 90% of all PHC patients for cough 

assessment; and performing WHO symptoms screening in 100% of HIV+ patients and 90% of all PHC 

patients, respectively. In addition, a further three combinations were assessed that consisted of the 

Xpert  interventions  (100%  Xpert  coverage  and  90%  follow‐up  of  negative  results),  the  Xpert 

interventions combined with cough triage in 90% of all PHC patients, or Xpert interventions combined 

with WHO symptoms screening in 90% of all PHC patients.  

 

Figure 1. Intervention scenarios 

The  impact of the  interventions strategies was estimated utilising  the TIME model, with costs and 

effects modelled at specific stages in the causal pathway of TB as shown in Figure 2.  

 

 

Figure 2. Intervention scenarios within the TIME model, modified from Menzies N, 2016 

 

Perspective 

 The CEA was conducted from the perspective of the health service provider, which in this instance is 

the South African government. In the South African public health sector, TB care is provided free of 

charge  to patients at  the point of use. This means  that  the government  finances all direct health 

systems costs and patients are not required to make any financial contribution to the direct health 

services costs associated with accessing TB treatment beyond general government taxation.  

In terms of  indirect and non‐health systems costs, a costing analysis  involving TB patients  in South 

Africa  found 69% of those who were confirmed to have TB reported no  income, and a  further 5% 

accessed government cash transfers as their main source of income (receipt of which would not be 

impacted by disease). This indicates that patients in South Africa suffer relatively low levels of income 

loss  from  TB  due  to  the  context  of  high  unemployment  rates.  In  addition,  transport  costs were 

relatively  low  as many  patients  in  the  study  sample were  able  to  access  facilities within walking 

distance or a short journey from their home (11). The low transport costs may not be representative 

of  the  total population  in South Africa, as  some patients  in  rural communities may need  to  travel 

substantial distances to access care. Further research is required to fully assess the indirect costs faced 

by this patient population in the South African context.  

This analysis will present costs from a government healthcare provider perspective, and the welfare 

gains to individuals will be estimated according to methodological specifications in the BCA project. 

Additional sensitivity analysis, including costs incurred by 3rd parties (such as carers assisting patients 

to access health services), will be  included  in the analysis. Benefits  incurred by patients  in terms of 

mortality and morbidity reduction will be incorporated and valued according to recommendations of 

the BCA reference case.  

 

Baseline Conditions  

 The baseline comparators are detailed  in Figure 1 and consist of Xpert coverage for 80% of cases, 

limited follow‐up (14%) of those that receive negative Xpert result, WHO symptoms screening for less 

than half of patients with HIV, and passive screening of patients in PHCs. An important aspect of this 

analysis  is  that  it  is  not  assessing whether  or  not  to  introduce  a  new  individual  technology,  but 

assessing the costs and benefits of investing additional resources in order to achieve target levels of 

TB  patient  identification.  Therefore,  the  current  baseline  comparator  is  the  existing  screening 

algorithm, with  associated  levels of  staffing, equipment  and  technologies  at  South African health 

facilities. 

As the interventions represent up‐scaling of existing interventions, it is not predicted that there would 

be major  societal  shifts  or  structural  changes  to  the  economy  as  a  result  of  implementing  the 

interventions, beyond of course the potential significant mortality and morbidity benefits of improved 

management of TB.  

The IDSI RC recommended that, while current practice should be used in base case analysis, additional 

analysis should be conducted using best supportive, non‐interventional care as a comparator where 

appropriate  to  the  decision  problem.  This  case  study  does  not  incorporate  a  non‐interventional 

comparator as the current policy decision that this analysis seeks to answer is restricted to utilising 

existing diagnostic technologies and processes available in South Africa. In addition, applying a non‐

interventional  (“do‐nothing”)  comparator  for  diagnostic  interventions  would  require  substantial 

assumptions about the down‐stream management of TB that may limit the usefulness of any findings 

of such an analysis.   

 

Expected impact  

The  expected  impacts  of  the  different  policy  options  are  differing  levels  of  resource  use,  largely 

because  of  staffing  requirements  to  carry  out  the  scaled‐up  interventions,  and  a  corresponding 

improvement in TB patient identification with downstream impact on TB care and ultimately reduced 

TB‐related mortality and morbidity. The use of more  intensive screening  interventions  incurs more 

nurse  time, and  improved sensitivity generates more diagnostic  tests downstream with associated 

costs but  improved patient outcomes.   A central assumption  in predicting  impact  is  related  to the 

causal pathway from diagnosis to appropriate treatment, and then treatment to patient outcomes. In 

this  analysis,  common  assumptions  about  treatment  outcomes  are  applied  consistently  to  all 

interventions and are based on outputs from the TIME epidemiological model. The major impact areas 

modelled  include numbers of patients screened for TB using the passive and WHO approaches, the 

number of smear microscopy and Xpert diagnostic tests completed, the number of patients initiated 

on first‐line and multi‐drug resistant (MDR) regimens, and reduction in the number of total person‐

years of untreated active disease.  

Table 1 shows the expected impact of each of the interventions under consideration on health system 

outcomes (in ‘000s) over the 20‐year period from 2015‐2035 compared to the status quo. Importantly, 

all interventions are expected to substantially reduce the number of person‐years of untreated active 

disease  –  a  key  indicator  for  reduction  in  TB  transmission.  Intervention  7  (100%  screening  of  all 

patients who are HIV+) is expected to result in more than 447 million patient screening events using 

the structured WHO survey, with a resultant reduction in number of patients passively screened and 

increase in diagnostic tests performed and patients initiated on treatment. Intervention 10 (increased 

Xpert coverage and follow‐up, and symptoms screening of 90% of all PHC attendees) is expected to 

yield the greatest reduction in untreated active disease, more than 833 million additional screens and 

181 million additional Xpert diagnostic tests over the 20‐year period.  

Table 1 Intervention impact on health system outcomes 2015‐2035 (in ‘000s) 

Intervention*  Untreated active disease  

(person years) 

No. patients screened  (passive) 

No. of patients screened (WHO) 

No. of smear microscopies completed 

No. of Xpert tests completed 

No. patients initiated on 1st line treatment 

No. of patients initiated on 

MDR treatment 

2  ‐1 951  ‐404  ‐22 ‐21 409 21 008 ‐288  8

3  ‐1 132  ‐231  24 ‐57 ‐228 59  10

4  ‐3 134  ‐646  ‐7 ‐21 411 20 710 ‐228  19

5  ‐344  ‐65  ‐319 226 ‐5 658 ‐22 633 ‐219  1

6  ‐1 233  ‐261  18 3 701 14 803 102  ‐4

7  ‐6 384  ‐1 364  447 597 21 036 84 146 823  17

8  ‐4 409  ‐942  833 124 32 354 129 417 1 156  ‐14

9  ‐4 274  ‐887  6 ‐21 285 39 095 ‐189  15

10  ‐7 171  ‐1 510  833 238 ‐20 517 181 649 385  3

*Intervention results are presented incremental to intervention 1, which is the status quo or baseline.  

 

 

 

 

 Costs  

This  case  study  adopts  the  recommendations  of  the  BCA  RC  guidance  in  determining  costs  and 

benefits. Estimates of net costs of the interventions followed guidance of the Global Health Costing 

Consortium Reference Case  (10)  and  involved  combining  the output of  the  TIME  epidemiological 

model with costing parameters derived from local South African data.   

The cost of key elements within the care pathway were estimated using a micro costing approach. For 

example,  costs of drug  regimens were estimated by  calculating  total number of  tablets/injections 

required over the course of treatment multiplied by their unit cost, and screening costs involved the 

unit cost of the test per patient plus health professional time. Compared to the status quo scenario, 

the cost‐impact of key elements of the management pathway for the period 2015‐2035 (discounted 

at an annual rate of 3%) are detailed in Table 2 and Table 3.  

Table 2 Cost of interventions by element of the treatment pathway 2015‐2035 (in Int$, ‘000s) 

Intervention  Passive screening costs 

Xpert test costs  

Smear microscopy 

costs  

Patient follow up costs* 

Cough triage costs 

WHO screening costs 

1st line treatment 

costs 

MDR treatment 

costs 

IPTtreatment costs** 

2  ‐$485  $1 195 079  ‐$410 609  ‐$4 584  $80  ‐$43  ‐$64 720  $121 358  ‐$43 

3  ‐$278  ‐$13 076  ‐$1 102  $27 769  $21  $52  $13 993  $155 441  $50 

4  ‐$776  $1 178 004  ‐$410 654  $29 439  $100  ‐$8  ‐$50 267  $295 990  ‐$10 

5  ‐$95  ‐$1 251 274  ‐$105 470  ‐$115  $925 061  ‐$780 079  ‐$48 473  $19 429  ‐$88 

6  ‐$308  $844 873  $71 214  ‐$181  $423 585  $39  $23 834  ‐$49 097  $37 

7  ‐$1 635  $4 776 620  $402 620  ‐$1 864  $179  $1 071 585  $190 693  $290 588  $527 

8  ‐$1 111  $7 356 267  $620 058  ‐$655  ‐$591 834  $2 031 633  $264 360  ‐$184 706  $130 

9  ‐$1 062  $2 225 230  ‐$407 526  $29 185  $423 758  $18  ‐$40 742  $240 255  $15 

10  ‐$1 798  $10 310 882  ‐$388 511  $28 524  ‐$591 834  $2 031 889  $91 890  $88 461  $79 

*cost of following up patients who have a negative Xpert result  

** People living with HIV receiving isoniazid preventative therapy  

Table 3 Cost of interventions by element of the treatment pathway 2015‐2035 (in ZAR, ‘000s) 

Intervention Passive screening costs 

Xpert test costs  

Smear microscopy 

costs  

Patient follow up costs* 

Cough triage costs 

WHO screening costs 

1st line treatment 

costs 

MDR treatment 

costs 

IPT treatment costs** 

2  ‐R2 697  R6 649 417  ‐R2 284 627  ‐R25 507  R443  ‐R238  ‐R360 100  R675 236  ‐R241 

3  ‐R1 548  ‐R72 754  ‐R6 132  R154 505  R117  R292  R77 859  R864 875  R281 

4  ‐R4 316  R6 554 412  ‐R2 284 880  R163 801  R558  ‐R47  ‐R279 685  R1 646 886  ‐R58 

5  ‐R528  ‐R6 962 089  ‐R586 832  ‐R642  R5 147 037  ‐R4 340 357  ‐R269 706  R108 102  ‐R487 

6  ‐R1 715  R4 700 873  R396 235  ‐R1 007  R2 356 829  R218  R132 614  ‐R273 174  R208 

7  ‐R9 095  R26 577 114  R2 240 177  ‐R10 369  R997  R5 962 297  R1 061 016  R1 616 832  R2 931 

8  ‐R6 184  R40 930 270  R3 450 000  ‐R3 644  ‐R3 292 964  R11 304 003  R1 470 898  ‐R1 027 706  R721 

9  ‐R5 908  R12 381 182  ‐R2 267 477  R162 385  R2 357 790  R102  ‐R226 690  R1 336 781  R84 

10  ‐R10 003  R57 369 746  ‐R2 161 677  R158 707  ‐R3 292 964  R11 305 430  R511 274  R492 195  R441 

*cost of following up patients who have a negative Xpert result  

** People living with HIV receiving isoniazid preventative therapy  

 

The  Xpert  diagnostic  test  is  a  driver  of  cost  under most  intervention  scenarios.  Xpert  costs  are 

estimated  in excess of $4 billion over the 20‐year period, with an additional $71 million for 1st line 

and MDR TB treatment costs. Intervention 5 (cough triage for 100% of HIV+ patients) is expected to 

result in savings in most elements of care due to a reduction in TB cases over time.  

 

Benefits  

In  line with  the  recommendations of  the BCA Reference Case  guidance,  this  case  study  adopts  a 

“benefits transfer” approach to estimate the monetary value of mortality and morbidity risk reduction 

(12)  (13).  A  benefits  transfer  approach  applies  the  benefit  valuation  observed  in  one  county  or 

jurisdiction  to another with  relevant adjustments, and was  selected as a  literature  search did not 

identify  literature of sufficient quality to estimate the Value of Statistical Life  (VSL)  in South Africa 

directly. Equation 1 shows the approach to calculating the values used in the benefits transfer, where 

the VSLtarget  is the estimated VSL  in South Africa, VSLbase  is the value  in the originating country, and 

income  is  the GNI  per  capita  adjusted  for  purchasing  power  parity.    Equation  2  is  derived  from 

Equation 1 and represents the VSLtarget in proportion to Incometarget which is more convenient to work 

with. 

VSLtarget = VSLbase * (Incometarget/ Incomebase) elasticity                     Equation 1 

 

(VSLtarget / Incometarget )= (VSLbase / Incomebase)* (Incometarget/ Incomebase) (elasticity – 1)  Equation 2  

The values to estimate the VSL  for the South African target population used  in this case study are 

informed by the BCA reference case guidance (12), and include three approaches for parameters in 

Equation 2 above. The VSL was adjusted for expected economic growth  in future years by applying 

equation 1 above. Assuming an elasticity of 1, the VSL in any year (VSLtarget) will be proportional to the 

per capita Income in the target year divided by per capita Income in the base year multiplied by the 

VSL used in the base year. The International Monetary Fund average projected per capita GDP growth 

to 2023 for South Africa (2.52%) (14) was assumed to represent a reasonable estimation of the annual 

expected change in per capita income year to year and was used to estimate annual VSL growth to 

2035. 

Table 4 Estimated VSL monetary values for South Africa ($Int) 

Approach 1: GNI per capita*160 (elasticity 1) 

Approach 2: GNI per capita*100 (elasticity 1) 

Approach 3: GNI per capita*160 (elasticity 1.5) 

$2 054 400  $1 284 000  $ 981 652 

  Incometarget   =$12,840 (GNI pc for South Africa, adjusted for ppp, 2015) Incomebase    =$57,900 (GNI pc for United States, adjusted for ppp, 2015) VSLbase     =$9.4 million (derived from primary literature) 

 

Value of mortality risk reduction 

The projected deaths avoided as a result of the different  interventions over  the period 2015‐2035 

(undiscounted) are shown in Table 5. All interventions are expected to avoid a substantial number of 

deaths  relative  to  the  status quo, with  intervention 10 expected  to  yield  the  largest  reduction  in 

mortality at over 73,000 deaths avoided over the 20‐year period. The valuation of the mortality risk 

reduction is also shown in Table 5, using VSL detailed in Table 4 and discounted at an annual rate of 

3%.  

Table 5 Total deaths avoided and value of mortality risk reduction (in Int$ millions)   

Intervention Total deaths avoided* 

Value of mortality risk reduction  (approach 1) 

Value of mortality risk reduction   (approach 2) 

Value of mortality risk reduction   (approach 3) 

2  17 913  $34 583  $21 614  $16 525 

3  5 170  $9 999  $6 250  $4 778 

4  22 780  $43 993  $27 496  $21 021 

5  1 769  $3 513  $2 196  $1 679 

6  15 571  $30 055  $18 785  $14 361 

7  35 775  $69 248  $43 280  $33 089 

8  55 429  $106 968  $66 855  $51 112 

9  37 237  $71 905  $44 940  $34 358 

10  73 970  $142 810  $89 256  $68 239 *Total deaths avoided incremental to the status quo (intervention 1) 

 

Value of morbidity risk reduction 

The approach to valuing morbidity follows the BCA Reference Case guidance (13). Ideally the approach 

to estimating the VSLY would be based on locally‐derived and high‐quality willingness to pay estimates 

for the target population (i.e. patients with TB in South Africa), or a valuation function. However, these 

are currently not available so as a proxy, a constant Value of Statistical Life Year (VSLY) was derived 

from a monetised disability‐adjusted  life year  (DALY). The proposed VSLY estimates are detailed  in 

Table 6 and are derived from the different approaches to estimate the VSL in Table 4 and divided by 

32.83 years (the mean expected numbers of years of life remaining for the average patient who was 

15+ years old in the target population). This approach relies on strong assumptions as detailed in the 

BCA RC guidance, including that 1) the VSLY is constant, 2) the VSLY as calculated is equivalent to a 

DALY, and 3) the value per DALY is constant.  

Table 6 Estimated VSLY monetary values for South Africa for target population 

Approach 1: GNI per capita*160 (elasticity 1) 

Approach 2:GNI per capita*100 (elasticity 1) 

Approach 3: GNI per capita*160 (elasticity 1.5) 

 $62 577    $39 111    $29 901  

Using established disability weights from the literature for the relevant health states (with and without 

active  TB  in  combination with different HIV  states)  (15),  the  total  estimated morbidity  reduction 

associated with each intervention over the period 2015‐2035 is detailed in Table 7 and discounted at 

3% annually. Monetised benefit of the morbidity reduction is calculated by multiplying the morbidity‐

related DALYs averted by the VSLY values detailed in Table 6, with and without 3rd‐party costs added. 

Table 7 shows that Intervention 10 is expected to avert the highest number of DALYs averted (58, 609) 

at a monetised value of Int$3.6 billion over the 20‐year period using approach 1 and incorporating 3rd 

party costs. 

 The BCA RC guidance notes that VSLY estimates are assumed to incorporate non‐health systems costs 

incurred by the  individual, and so these costs are not added to the VSLY estimates. There  is some 

uncertainty as to whether it is appropriate to add 3rd‐party costs (e.g. those included by household or 

family members).  An  analysis  of  the  economic  costs  of  TB  in  South  Africa  (11)  found  the mean 

guardian/carer costs per diagnostic and treatment episode to be US$114.10. Assuming this cost would 

be  incurred  by  3rd  parties  for  all  patient  initiating  1st  line or MDR  treatment  under  the  different 

interventions, the impact of this 3rd‐party cost on the value of morbidly reduction (discounted at 3% 

annually)  is  also  incorporated  in  Table  7  for  comparison.  Interventions  that  will  result  in  a  net 

reduction in initiations of TB treatments (e.g. Intervention 2), the inclusion of 3rd party costs increase 

the net morbidity related value, whereas interventions that increase the numbers initiating treatment 

(e.g.  intervention 6) result in decreased value as additional treatment  initiations result  in higher 3rd 

party costs. In this scenario, the inclusion of 3rd‐party costs represents a small proportion of the benefit 

compared to VSLY, with the mean increase in valuation across the interventions ranging from 0.98% 

(when using Approach 1) to 2.05% (when using Approach 3).  

Table 7 Total DALYs (morbidity only) and corresponding monetized benefit by VSL estimation approach with 

and without 3rd party costs (in Int$, millions). 

Intervention Total DALYs 

(morbidity only) averted 

Monetized benefit 

(approach 1) 

Monetizedbenefit 

(approach 1 + 3rd‐party costs)  

Monetized benefit 

(approach 2) 

Monetized benefit  (approach 2 with 3rd‐party costs)  

Monetized benefit 

(approach 3) 

Monetizedbenefit  

(approach 3 + 3rd‐party costs) 

2  17 011  $1 065  $1 087  $665  $688  $509  $531 

3  6 549  $410  $404  $256  $250  $196  $190 

4  24 039  $1 504  $1 521  $940  $956  $719  $735 

5  3 802  $238  $255  $149  $166  $114  $131 

6  10 345  $647  $639  $405  $396  $309  $301 

7  37 872  $2 370  $2 301  $1 481  $1 412  $1 132  $1 063 

8  36 977  $2 314  $2 221  $1 446  $1 353  $1 106  $1 013 

9  33 812  $2 116  $2 129  $1 322  $1 336  $1 011  $1 024 

10  58 609  $3 668  $3 634  $2 292  $2 259  $1 752  $1 719 

*Total DALYs averted incremental to the status quo (intervention 1) 

 

Net benefits 

The  net  benefits  calculation  followed  the  BCA  RC  guidance  by  subtracting  total  costs  from  total 

monetized benefits to estimate net benefits as detailed in Table 8 and Table 9. All interventions are 

estimated  to  result  in  positive  net  benefits  compared  to  status  quo.    Regardless  of  approach  to 

estimate the VSL, intervention 10 (improved Xpert access and follow up, WHO symptoms screening in 

90% of PHC patients) appears to offer the greatest net benefit over the 20‐year period, at between 

Int$135 billion (Approach 1) and $58.4 billion (Approach 3). Intervention 5 (cough triage  in all HIV+ 

patients) represented the  lowest net benefits, ranging  from  Int$4.9 billion  (Approach 1) to  Int$3.0 

billion (Approach 3).  

   

 

Table 8 Net benefit by intervention, compared to status quo (in Int$ millions) 

Intervention Net benefit 

(VSL estimation approach 1) 

Net benefit 

(VSL estimation approach 2) 

Net benefit 

(VSL estimation approach 3) 

2  $34 812  $21 444  $16 197 

3  $10 226  $6 323  $4 791 

4  $44 455  $27 394  $20 698 

5  $4 992  $3 585  $3 033 

6  $29 389  $17 875  $13 357 

7  $64 888  $38 032  $27 492 

8  $99 788  $58 807  $42 724 

9  $71 551  $43 794  $32 900 

10  $134 908  $79 979  $58 422 

 

Table 9 Net benefit by intervention, compared to status quo (in ZAR millions) 

Intervention Net benefit 

(VSL estimation approach 1) 

Net benefit 

(VSL estimation approach 2) 

Net benefit 

(VSL estimation approach 3) 

2  R193 692  R119 313  R90 123 

3  R56 899  R35 181  R26 657 

4  R247 350  R152 420  R115 164 

5  R27 775  R19 949  R16 878 

6  R163 519  R99 458  R74 317 

7  R361 039  R211 608  R152 964 

8  R555 218  R327 202  R237 715 

9  R398 111  R243 668  R183 055 

10  R750 629  R445 003  R325 059 

 

Return on Investment  

The BCA RC guidance notes that return on investment (ROI) calculations may be presented, however 

results should be  interpreted with caution as ROI  is  influenced by the allocation of costs as either 

inputs or outputs (1).  

ROI calculations for the interventions are shown in Table 10. Intervention 5 was estimated to be cost 

saving to the health system (i.e. had negative input costs) and so the ROI cannot be calculated but is 

represented  in  the  table  as  greater  than 100  to  give  an  indication of  relative  favourable  returns. 

Further analysis of intervention 5 would enable a more accurate estimation of the ROI.  Intervention 

10, which was estimated to have the greatest net benefits of all the interventions, has a relatively low 

estimated ROI, reflecting the large costs associated with implementation.  

 

 

Table 10 Return on Investment  

Intervention ROI 

(VSL estimation approach 1) 

ROI 

(VSL estimation approach 2) 

ROI 

(VSL estimation approach 3) 

2  43  27  20 

3  57  36  27 

4  44  27  21 

5  >100  >100  >100 

6  23  15  11 

7  11  7  5 

8  12  7  6 

9  30  19  14 

10  13  8  6 

 

Distribution of effects 

Incidence  of  TB  is  heavily  influenced  by  income  and  socioeconomic  status.  Despite  significant 

reductions in the rate of poverty1 from 1996, the poverty rate in South Africa has increased to 18.9% 

in 2015 from 16.9% in 2008. As TB is both a cause and effect of poverty, the distributional of the social 

benefits and costs associated with the TB control interventions across the South African population is 

highly relevant to the policy recommendation (13). 

Even though TB care in South Africa is largely free at the point of use, patients experience direct and 

indirect costs associated with the disease and in accessing TB diagnosis and treatment. An extended 

cost‐effectiveness analysis  that utilised  the  same epidemiological model  (TIME) as  this  case  study 

estimated the impact of expanded TB services on households in South Africa and India (16). The study 

found that in the South African base case scenario, 1.1 to 1.2 million households would experience 

catastrophic  costs  related  to  TB  over  the  period  2015‐2030,  with  80%  of  catastrophic  costs 

experienced in the bottom quintile, and zero households in the top quintile experiencing catastrophic 

costs. Expanded access to TB services in South Africa was estimated to reduce TB‐related catastrophic 

costs by 5‐20%, with the majority of benefits accruing to poorest households.  

All interventions within this case study reduce the amount of untreated active TB and avert significant 

morbidity and mortality. This case study was unable to make accurate quantitative estimations of the 

distributional impacts of the different interventions as although the socioeconomic status of patients 

passively screen for TB  is known,  it  is uncertain precisely how the benefits of more  intensified case 

finding and  screening will be distributed.  It  is expected however  that  the  intervention effects will 

mainly  be  experienced  by  poor  and  impoverished  households  and  that  interventions with  larger 

reductions in TB‐associated morbidity and mortality are likely to have a greater impact on households 

in lower‐income quintiles. As TB interventions in South Africa are largely delivered in the public sector 

and are free at the point of use to patients, the cost of the interventions falls on government revenue, 

through a broadly progressive taxation system.   

 

 

 

                                                            1 Poverty defined as below $1.90 per day (ppp)  

Discussion 

This case study aimed to demonstrate the methodological specifications of the BCA RC guidance and 

was  applied  to  an  existing  cost‐effectiveness  analysis  of  10  interventions  to  improve  access  and 

diagnosis of TB in the South African setting.  

The interventions all demonstrated positive net benefits and although this case study provides a useful 

estimate of the different interventions using a benefits transfer approach to the valuation of statistical 

lives and statistical life‐years, further analysis would be required to establish a policy recommendation 

in the South African setting. The CEA results found that Intervention 5 (cough triage in 100% of HIV+ 

patients)  is expected to result  in net health service savings and generate positive health outcomes, 

and under a CEA framework would be described as dominating the status quo (Intervention 1), and 

would  likely  receive  a  positive  policy  recommendation  even  under  scenarios  where  the  cost‐

effectiveness threshold is either extremely low or unknown. Interventions 3, 4, 6, 7 and 8 are either 

strongly  or  extendedly  dominated,  indicating  that  for  any  given  cost  effectiveness  threshold,  an 

alternative intervention exists that represents a more favourable use of resources2.  Intervention 10 

(100% Xpert coverage, 90% follow‐up of Xpert negatives and WHO symptoms screen in 90% of all PHC 

patients) is expected to have the highest Incremental Cost Effectiveness Ratio (ICER). It represents a 

potentially viable policy option but the  ICER for  intervention 10  is  likely to be higher than a recent 

cross‐country analysis of cost‐per DALY ranges  in number of countries that estimated the cost‐per 

DALY threshold in South Africa at between US$1,175 – US$4,714 per DALY averted (17). Intervention 

5 (cough triage in all HIV+ patients) and Intervention 9 (100% Xpert coverage and follow up of 90% of 

patients  with  a  negative  Xpert  result)  are  also  potential  policy  options  depending  on  the  cost 

effectiveness threshold used in the South African setting to guide health system investments. 

Under the BCA framework, intervention 5 represents the lowest net benefit as although the costs are 

negative,  the  per  patient  health  impact  is  relatively  low. With  net  savings  to  the  health  system, 

Intervention 5 offers the most favourable ROI. The BCA framework indicates that Intervention 10 has 

the  highest  net  benefit  under  all  approaches  to  VSL  calculation,  but  a  relatively  low  return  on 

investment given the high implementation costs. A decision framework for the interpretation of net 

benefits and ROI is not currently available to represent the South African policy perspective and health 

system  context  so  this  report  is unable  to definitively  recommend  Interventions as policy options 

beyond Intervention 5 (which is cost saving and has positive outcomes).        

Contrasting  the  results  utilising  the  CEA  and  BCA  frameworks  highlight  the  differing  theoretical 

underpinnings of the approaches.  The CEA provides a series of ICERs estimating incremental health 

system costs and DALYs accrued to individual patients, while the BCA case study provides monetized 

net benefits of  the  same health  system  costs  and estimations of  individual willingness  to pay  for 

mortality  and morbidity  risk  reduction,  and  estimates  of  return  on  investment.  Both  approaches 

identified  intervention 5 as cost saving and providing positive health effects relative to status quo. 

Applying a VSL of between Int$0.98 – Int$2.1 million to lives saved reduced the relative importance of 

small changes  in  input costs between  interventions, resulting  in the  intervention with the greatest 

health  impact  yielding  the  greatest  net  benefit  (Intervention  10).  A more  granular  approach  to 

estimating return on investment than provided in this case study would improve understanding of the 

relative  efficiency  of  each  intervention  under  the  BCA  framework,  but  the  incremental  approach 

adopted  in CEA allows  the  ruling out of dominated  interventions  that was not applied  in  the BCA 

approach.  

                                                            2 See Chapter 4 Drummond 2015, Chapter 4 pp98‐102 (19) 

The CEA and BCA approaches in this case study reflect a judgement on whether social values imbedded 

in economic evaluation ought to reflect those implied by the outcome of legitimate processes (in this 

case a democratically‐elected   government setting budgets  for health care) or a notion of welfare 

founded on individual preferences or an explicit welfare function (18). However, a key consideration 

for the interpretation of the results of either the CEA or BCA is health system affordability. Simplistic 

decision  rules  to  implement  policies  based  on  analytical  outputs  that  are  not  linked  to  available 

funding has the potential to result in net population loss of health if more efficient interventions are 

pushed out to fund new  investments.  In the South African context, completion of ongoing work to 

accurately estimate the marginal productivity of the public health system will assist in interpretation 

of CEA  results, while  further consideration of  the appropriate  interpretation of BCA  results  in  the 

context of South Africa’s progress towards Universal Health Coverage is required.  

The results of this case study may contribute to further understanding of the nature and relationship 

of  the  costs  and benefits of  the different TB  control  interventions  and  the  appropriate  analytical 

technique to demonstrate value relative or other health system priorities. Ultimately, the validity of 

the differing approaches rests on the requirements, understanding, and  informational needs of the 

intended decision maker, and the realities of local perspective and context.  

 

   

References 

1.   Robinson LA, Hammitt JK, O ’keeffe L, Munk C, Patenaude B, Geng F. Benefit‐Cost Analysis in Global Health and Development: Current Practices and Opportunities for Improvement (Scoping Report). 2017 [cited 2018 May 29]; Available from: https://cdn2.sph.harvard.edu/wp‐content/uploads/sites/94/2017/05/BCA‐Guidelines‐Scoping‐Report‐Review‐Draft.pdf 

2.   Wilkinson T, Sculpher MJ, Claxton K, Revill P, Briggs A, Cairns JA, et al. The International Decision Support Initiative Reference Case for Economic Evaluation: An Aid to Thought. Value Health [Internet]. 2016 Dec 1 [cited 2018 Apr 30];19(8):921–8. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27987641 

3.   WHO | Global tuberculosis report 2017. WHO [Internet]. 2017 [cited 2018 May 3]; Available from: http://www.who.int/tb/publications/global_report/en/ 

4.   World Health Organisation. The End TB strategy. 2015.  

5.   National Strategic Plan for HIV, TB and STIs 2017‐2022 [Internet]. 2017 [cited 2018 May 11]. Available from: http://sanac.org.za/wp‐content/uploads/2017/05/NSP_FullDocument_FINAL.pdf 

6.   Houben R, Menzies N, Sumner T, Huynh G. Feasibility of achieving the 2025 WHO global tuberculosis targets in South Africa, China, and India: a combined analysis of 11 mathematical models. Lancet Glob Heal. 2016;http://dx.(4):e806–15.  

7.   Menzies NA, Gomez GB, Bozzani F, Chatterjee S, Foster N, Baena IG, et al. Cost‐effectiveness and resource implications of aggressive action on tuberculosis in China, India, and South Africa: a combined analysis of nine models. Lancet Glob Heal [Internet]. 2016 Nov 1 [cited 2018 May 18];4(11):e816–26. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27720689 

8.   Health Organization W. New Diagnostic test changes tuberculosis landscape. Bull World Heal Organ [Internet]. 2013 [cited 2018 May 3];91:163–4. Available from: http://www.who.int/bulletin/volumes/91/3/13‐020313.pdf 

9.   Vassall A, Siapka M, Foster N, Cunnama L, Ramma L, Fielding K, et al. Cost‐effectiveness of Xpert MTB/RIF for tuberculosis diagnosis in South Africa: a real‐world cost analysis and economic evaluation. Lancet Glob Heal [Internet]. 2017 Jul 1 [cited 2018 May 3];5(7):e710–9. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214109X1730205X 

10.   Vassall A, Sweeney S, Kahn J, Gomez J. GHCC | Global Heath Cost Consortium [Internet]. 2017 [cited 2018 May 11]. Available from: https://ghcosting.org/pages/standards/reference_case 

11.   Foster N, Vassall A, Cleary S, Cunnama L, Churchyard G, Sinanovic E. The economic burden of TB diagnosis and treatment in South Africa. Soc Sci Med [Internet]. 2015 Apr 1 [cited 2018 May 11];130:42–50. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277953615000726 

12.   Robinson LA, Hammitt JK, O ’keeffe L. Valuing Mortality Risk Reductions in Global Benefit‐Cost Analysis. Guidelines for Benefit‐Cost Analysis Project. Working Paper No.7. 2018 [cited 2018 May 29]; Available from: https://cdn2.sph.harvard.edu/wp‐content/uploads/sites/94/2017/01/Robinson‐Hammitt‐OKeeffe‐VSL.2018.03.23.pdf 

13.   Robinson LA, Hammitt JK. Valuing Nonfatal Health Risk Reductions in Global Benefit‐Cost Analysis. Guidelines for Benefit‐Cost Analysis Project. Working Paper No.2. 2018 [cited 2018 May 29]; Available from: https://cdn2.sph.harvard.edu/wp‐

content/uploads/sites/94/2017/01/Robinson‐Hammitt‐Nonfatal‐Risks.2018.03.121.pdf 

14.   International Monetary Fund. World Economic Outlook (April 2018) [Internet]. [cited 2018 Jun 5]. Available from: http://www.imf.org/external/datamapper/datasets/WEO 

15.   Salomon JA, Vos T, Hogan DR, Gagnon M, Naghavi M, Mokdad A, et al. Common values in assessing health outcomes from disease and injury: disability weights measurement study for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet [Internet]. 2012 Dec 15 [cited 2018 May 4];380(9859):2129–43. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673612616808 

16.   Verguet S, Kim JJ, Jamison DT. Extended Cost‐Effectiveness Analysis for Health Policy Assessment: A Tutorial. Pharmacoeconomics. 2016 Sep;34(9):913–23.  

17.   Woods B, Revill P, Sculpher M, Claxton K. Country‐Level Cost‐Effectiveness Thresholds: Initial Estimates and the Need for Further Research. Value Health [Internet]. 2016 Dec 1 [cited 2018 May 28];19(8):929–35. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27987642 

18.   Claxton K. Accounting for the Timing of Costs and Benefits in the Evaluation of Health Projects Relevant to LMICs Guidelines for Benefit Cost Analysis Project. Working Paper No.8. 2018 [cited 2018 May 28]; Available from: https://cdn2.sph.harvard.edu/wp‐content/uploads/sites/94/2017/01/Claxton_discounting_2018.03.21‐final.pdf 

19.   Drummond M.F., Sculpher, M.J., Claxton K. SGL and TG. Methods for the economic evaluation of health care programmes. Oxford University Press; 2015.