为学校配备“备用”肾上腺素自动注射器的经济学建模：优化过敏反应管理并节约医疗成本

《Archives of Disease in Childhood》：Economic modelling of providing ‘spare’ adrenaline autoinjectors to all schools to improve the management of anaphylaxis

本文通过分析英国NHS健康数据，评估了为学校配备“备用”肾上腺素自动注射器（AAI）的经济效益。研究发现，当前为每位学生单独配备多支AAI的年成本超过900万英镑，而改为向所有学校集中提供备用AAI仅需450万英镑，预计可节省25%的全国AAI支出。这种模式不仅能实现成本中性（对大多数ICB而言），还能提高所有在校学生（包括未确诊者）的急救可及性，增强AAI供应链韧性，是改善过敏反应管理的优化策略。

　　

引言

英国约3%的学龄儿童患有免疫球蛋白E（IgE）介导的食物过敏，平均每个班级就有1-2名儿童面临食物诱发过敏反应的风险。过敏反应是一种可能危及生命的严重过敏反应，即使采取严格的饮食规避，大多数儿童仍每2-3年会经历至少一次意外反应。虽然并非所有反应都会发展为过敏反应，但其严重程度不可预测，因此有过敏反应风险的人通常会被处方肾上腺素自动注射器（AAI）用于紧急情况。多数反应对单次剂量有反应，但高达10%需要第二剂，且设备可能故障或使用不当，因此英国药品和保健品监管局（MHRA）及欧洲药品管理局建议有食物过敏反应风险的个体应随时携带两支AAI。

学童约20%的清醒时间在学校度过，16-18%的食物过敏学童曾在学校发生反应。约80%的食物诱发过敏反应发生在学龄儿童中，其中10%发生在学校，且四分之一发生在无既往过敏诊断的学生中。尽管致命性过敏反应罕见，但极难预测：英国学龄儿童过敏反应死亡中17%发生在教育机构。

为降低风险，许多学校要求有过敏反应风险的学生不仅随身携带AAI，还要将设备留在学校以防遗忘。虽然MHRA明确要求随时携带两支AAI，但关于学童应处方多少设备的清晰度不足：英国过敏与临床免疫学会（BSACI）注意到全科医生拒绝为个体开具超过两支AAI的情况增多。许多曾有轻微反应的食物过敏儿童未处方AAI，但过敏反应常发生在既往仅有过轻微反应的个体中。现行英国法规规定，处方给特定患者的AAI不能在紧急情况下用于他人，因此学校只能将孩子的AAI用于该特定儿童。

2015年，BSACI与患者慈善机构Anaphylaxis UK和Allergy UK合作进行了一项全国调查，评估学校过敏反应护理情况。结果显示，83%的食物过敏儿童被处方了AAI留在学校（多数为两支，18%为单支，10%为三支或以上），93%的教师所在学校至少有一名儿童被处方了AAI用于学校。

在此背景下，英国于2017年修改法律，允许学校无需处方即可获取“备用”AAI设备，用于任何在校学生的紧急情况（例如当学生自己的AAI无法及时获取或未处方时）。为支持学校，英国卫生与社会保健部（DHSC）与关键利益相关者制定了非强制性指南，建议中学生（7年级）应随时携带自己的AAI。但备用AAI的采用有限，仅约一半学校这样做，主要原因是学校需直接支付备用AAI的费用，且需支付市场价（通常每支超过100英镑，而非NHS补贴价，目前两支9.90英镑）。

为此，一些综合护理委员会（ICB）资助了当地试点，向本地学校提供备用AAI。本研究分析NHS健康数据集，评估了向学校提供备用AAI的潜在成本，以及如何通过初级保健不再为个别学生（以指名患者为基础）提供AAI留在学校来抵消成本。

方法

数据来源与研究人群

临床实践研究数据链（CPRD）Aurum是一个大型英国初级保健电子医疗记录数据库，覆盖当前约20%的英格兰人口，在年龄、性别、贫困程度和地区分布上具有代表性。我们使用2021年5月版本的CPRD Aurum（包括AAI处方数据）和来自NHS England的医院统计（HES）入院患者护理数据库的二级护理数据，评估2008年至2018年间≤18岁儿童的AAI处方数据。

NHS商业服务局（NHSBSA）是DHSC的一个 arms-length机构，提供一系列国家平台、系统和服务以支持初级保健、NHS工作人员和英国公民。NHSBSA每年处理约11亿份NHS处方项目，在初级保健环境中调配。我们评估了2022年4月至2025年3月与AAI相关的NHS处方数据，数据仅限于英格兰初级保健开具并在社区调配的处方。关于数据集及其使用注意事项的更多信息可在在线补充方法中找到。

分析

我们评估了CPRD Aurum中5-18岁食物过敏诊断的儿童和年轻人，如先前所述。将其与2015年英国多重剥夺指数（IMD）数据和来自HES入院患者护理数据库的二级医疗数据链接，我们使用逻辑回归模型评估与AAI处方相关的潜在因素，以估计比值比（GraphPad Prism版本10.4.2）。

然后，我们使用NHSBSA数据评估了2023/24和2024/25学年期间向小学（接待处-6年级）和中学学龄（7-11年级）学生开具的AAI处方。具体来说，我们评估了在感兴趣期间处方超过两支AAI的学生数量，整体在英格兰以及按ICB划分。体重约25公斤的儿童通常从150μg剂量转换为300μg剂量：因此，当在感兴趣年度内观察到处方剂量变化时，我们排除了变更前开具的设备。对于最近2024/25学年，数据仅适用于2024年8月至2025年3月的8个月；因此，我们将数据外推至12个月以估计年度成本。我们通过评估AAI的月度调配情况来验证这种方法的有效性，并将此方法应用于2023/24学年的完整12个月数据。

我们估计了向英格兰每所学校提供四支备用AAI的潜在年度成本/节省（整体和按ICB），以及如果备用AAI取代仅用于留在学校的指名患者AAI供应，是否可以通过不再为每位学生提供超过两支AAI来抵消成本。对于小学，根据DHSC指南，两支150μg剂量和两支300μg剂量；对于中学，四支300μg剂量。NHSBSA处方数据未显示患者被处方AAI的原因——可能是更换过期、丢失或使用过的设备，或为其他环境提供额外套装，而非为学校使用提供额外AAI。鉴于AAI的有效期通常至少12个月，我们使用基本假设：调配超过两支AAI是为了学校额外供应（因为用过的设备的更换AAI通常通过医院药房调配）。然而，我们还进行了敏感性分析，假设调配单支设备更可能是更换，而调配一对设备（两支AAI）更可能是为了学校，因为学校通常要求每名学生留两支AAI在校。这一假设得到数据显示90%的过敏反应对单次AAI剂量有反应的支持。使用这种方法，我们因此计算了估计的最小和最大成本节省。每个ICB内的学校数量数据来自国家统计局（ONS）。我们假设向学校供应AAI的成本与患者相同，因为目前向学校供应备用笔是通过社区药房进行的。

最后，我们探讨了解释向学校提供备用笔的成本/节省可能因ICB而异的潜在因素。我们使用逻辑回归模型评估了以下因素：城市化程度（ICB内被ONS归类为城市的高层超级输出区域（LSOAs）的比例）；ICB的平均IMD评分；每个ICB内记录为英国白人或非白人的种族；调配任何、至少三支或至少四支AAI的学童比例；ICB内每10万名儿童的学校数量。

结果

CPRD Aurum中学龄儿童任何AAI处方的频率

共有28,520名5-18岁（含）儿童和年轻人在CPRD Aurum中至少有一个食物过敏诊断代码，符合与HES数据链接的条件；21,586人符合可能食物过敏的定义。总体而言，9,567人（44%）至少被处方了一支AAI（在线补充表S1）。AAI处方在小学学龄儿童（5-10岁中的49%）中比中学学龄儿童（11-18岁中的40%）更常见（p<0.0001，χ2）。仅34%（5-10岁中的40%，11-18岁中的28%；p<0.0001）有AAI的重复处方。坚果过敏和既往过敏反应史与较高的AAI处方几率相关，而年龄增长和较高IMD与较低几率相关（表1）。完全在医院外管理与较低的AAI处方几率相关（OR 0.87，p=0.01），但与重复处方无关。

处方超过两支AAI的频率

使用NHSBSA处方数据，我们发现2023/24学年期间，63%的被处方AAI的学龄儿童被调配了至少三支设备，60%接受了至少四支设备。在整个2023年8月至2025年3月期间，无法链接到个体患者的AAI处方项目比例为1.3%。为每人提供超过两支AAI的估计成本超过900万英镑，几乎占该年ICBAAI总支出一半（表2）。小学学龄儿童处方超过两支AAI比中学更常见（p<0.0001，χ2）。2024年8月至2025年3月的8个月期间也观察到类似模式。我们发现IMD对调配超过两支AAI的比率没有显著影响（数据未显示）。

AAI处方的月度趋势

分析时，2024/25学年的数据仅适用于前8个月，因为学年仍在进行中。为提供2024/25年向学校提供备用AAI的年度成本估计，我们评估了将2024年8月至2025年3月的数据外推至整个学年是否合理。为测试此方法的有效性，我们检查了2022年4月至2025年3月期间每月调配的AAI数量是否一致。我们发现9月份AAI处方调配出现月度高峰（图1），与英国学年开始时间一致；13%的AAI处方在9月份开具，而非预期的月均8.3%。鉴于此，我们还评估了将8个月数据（2023年8月至2024年3月）外推至整个学年（2023年8月至2024年7月）的影响，并将其与2023年8月至2024年7月12个月的实际数据进行比较。该分析显示在线补充表S2。尽管存在“9月高峰”，将2023年8月至2024年3月的数据外推至12个月提供了AAI处方数量及总成本的合理估计，但低估了被调配超过两支AAI的学生比例。

提供备用AAI的经济建模

最后，我们估计了向英格兰每所学校提供四支备用AAI的相对成本/节省，以及这是否可以通过当前为每位学生调配超过MHRA推荐的两支AAI的成本来抵消。2023/24学年，向每所学校提供备用AAI的估计成本为450万英镑；以指名患者为基础提供超过两支AAI的成本超过900万英镑，因此这代表了至少460万英镑或全国AAI总支出25%的潜在成本节省（表2）。按ICB的估计节省显示在线补充表S3。在42个ICB中，仅4个（10%）会产生额外显著成本（≥10,000英镑，约AAI总支出的5%），而31个（74%）将实现超过10,000英镑的成本节省（有些超过400,000英镑）。每个ICB的平均成本节省将超过70,000英镑（在线补充表S1和图2）。2024/25学年也注意到类似水平的节省（表2），按个别ICB的估计节省显示在线补充表S4。

并非每个ICB都会通过此策略实现相对成本节省。会产生额外成本（而非节省）的大多数ICB位于英格兰西部。探讨潜在原因，两个最重要的因素是被处方AAI的儿童数量（反映食物过敏儿童数量）和ICB内的学校数量。虽然这些地区非白人背景人口比例也较低，但这可能归因于食物过敏率而非种族，因为多变量分析显示种族不是独立因素。种族与食物相关过敏反应风险增加之间的联系已被记录。虽然我们发现IMD与食物过敏儿童AAI处方率较低相关，但“平均”IMD缺乏粒度，无法在总IMD水平上影响AAI调配。同样，虽然农村地区节省较低，但这反映在ICB内的学校密度上。

讨论

在英格兰国家数据集的分析中，几乎三分之二的被处方AAI的学龄学生每年被调配超过两支设备，小学儿童比率更高。虽然我们无法确定这些额外设备的原因，但大多数学生被调配了至少另外两支设备（而非仅一支）。鉴于90%的过敏反应对单次AAI剂量有反应，且坚果过敏儿童的意外反应率约为每年10-15%，这表明大多数额外调配的AAI可能是为了留在学校，而非更换用过的设备。超过一半的中学生也被处方超过两支设备，尽管政府指南建议这些学生应随身携带自己的处方AAI（因此不需要仅为学校使用额外AAI）。

自2017年以来，英国学校能够无需处方购买备用AAI设备用于紧急治疗过敏反应。这些备用设备可用于任何学生，无论是否被处方AAI，只要他们有个性化医疗护理计划（IHCP）和家长同意。它们不旨在取代学生自己的处方AAI，而是在这些在紧急情况下无法及时获取时提供“备用”。随后，MHRA澄清备用AAI可在紧急情况下用于任何个体（包括成人和访客），但这应“仅用于无法预见的特殊情况”。然而，备用AAI的采用有限，学校需要自己支付备用AAI的费用是一个主要因素。这与澳大利亚、加拿大和美国的其他计划形成对比，后者备用AAI由中央资助。

两位陛下验尸官在调查Mohammad Ismaeel Ashraf和Karanbir Cheema在学校因过敏反应死亡后，强调了进一步改革的必要性。关键问题包括工作人员培训不足导致肾上腺素给药延迟和错误，以及未能确保AAI在有效期内且紧急情况下可获取——这些问题可以通过强制提供备用AAI和培训来解决。

对大多数ICB而言，我们估计向所有学校提供备用AAI的成本可以完全被ICB不再资助仅用于学校使用的指名患者AAI所抵消——这完全符合现行立法和MHRA指南。支持这种策略还有额外理由。不到10%的食物过敏儿童在专科过敏诊所就诊；因此，许多儿童可能未由具备必要经验的人员评估其过敏反应风险。2012年美国2,439名学校护士调查中，25.3%的食物过敏学生没有AAI，仅24.6%在学校有两支未过期设备。2013/14年美国5,683所学校调查中，607所（11%）报告了919起过敏反应事件；22%发生在无已知过敏的学生中。54名学生（9%）接受了第二剂AAI。澳大利亚新南威尔士州过敏反应教育计划成立于2004年，旨在改善全州过敏反应护理，此前学校发生数起过敏反应死亡事件。这包括向所有学校提供备用AAI。2017年至2019年间，341名学生发生过敏反应，其中130名（38%）使用备用AAI治疗。使用备用AAI的原因包括：已处方但未带至学校或过期（n=17，占过敏反应事件的5%）；无已知过敏（77，23%）；或已知食物过敏诊断但未处方AAI（36，11%）。通过向所有学校提供备用AAI，所有在校学生将能在紧急情况下获取可能救命的肾上腺素。

DHSC指出的另一个好处是，向学校提供备用AAI允许学校仅持有单一品牌的AAI，避免学校拥有不同制造商生产的多种设备；这减少了如何使用设备的混淆（因为不同品牌的说明不同）。在紧急情况下，工作人员可能浪费宝贵时间识别特定儿童的AAI，因为他们不能使用他人的。不同品牌AAI的存在可能造成混淆，导致给药延迟，如一些调查中所强调。提供备用AAI减少了在紧急情况下尝试识别特定儿童AAI的时间浪费，其中分钟至关重要，治疗延迟与致命结果相关。

并非每个ICB都会通过此策略实现成本节省。产生额外成本（而非节省）的大多数ICB位于英格兰西部。探讨潜在原因，两个最重要的因素是被处方AAI的儿童数量（反映食物过敏儿童数量）和ICB内的学校数量。虽然这些地区非白人背景人口比例也较低，但多变量分析显示种族不是独立因素，其影响可能归因于食物过敏率。种族与食物相关过敏反应风险增加之间的联系已被记录。虽然我们发现IMD与食物过敏儿童AAI处方率较低相关，但“平均”IMD缺乏粒度，无法在总IMD水平上影响AAI调配。同样，虽然农村地区节省较低，但这反映在ICB内的学校密度上。

我们的分析并非没有局限性：使用NHSBSA数据存在许多注意事项。主要地，数据集仅包括英格兰初级保健NHS处方并通过社区药房调配，排除通过医院和私人医疗保健调配的AAI。我们无法将此分析扩展至苏格兰、威尔士和北爱尔兰。然而，我们注意到威尔士备用AAI采用非常有限的现有证据，并怀疑我们的分析结果在整个英国有效。我们无法分析向任何给定个体调配超过两支AAI的原因；因此，我们无法确定额外AAI是用于更换过期或丢失设备，还是用于其他环境，或是为学校使用供应额外设备。尽管如此，鉴于学年开始时AAI调配数量激增，且这些主要是两支或更多设备（而非单支），很可能大多数额外AAI是为了学校使用而非更换用过的设备。

学校目前通过当地药房请求获取备用AAI。我们因此假设向学校提供备用AAI的成本与按患者调配相同。如果ICB提供备用AAI，这可能通过替代分销安排进行，可能影响成本。然而，可能存在显著优势：集中供应可能允许学校从同一批次发放AAI，意味着设备具有相同有效期。这将减轻学校负担并允许更系统化更换。集中分发还将促进监测学校过敏反应事件并帮助从事件中学习（英国立法已要求）：这种系统对澳大利亚新南威尔士州过敏反应教育计划的成功至关重要，改善了学校过敏学生的护理。强制学校工作人员教育是计划的重要组成部分——英国的一个持续问题，也多次被标记为关切。

无论如何，毫无疑问，如果ICB限制每位学生同时调配两支未过期AAI（因此不再以指名患者为基础仅為学校使用提供额外AAI），那么向学校提供备用AAI（学校无需成本）对绝大多数ICB将是成本中性策略——并且可能改善紧急AAI可及性从而提高安全性。这也将增加英国AAI供应链的韧性（过去十年中的一个主要关切，并且至少一起死亡事件的促成因素）并减少浪费。虽然英国每年销售超过230万支AAI设备，但仅约2%实际使用。在这方面，最近批准的鼻内肾上腺素设备可能有利，因为保质期比AAI长（并避免针头恐惧症问题），尽管鼻内肾上腺素是否与AAI同样有效目前尚不清楚。

2020年，一篇社论总结道，向学校提供备用AAI可以“以最小成本影响实现：通过强制‘备用’AAI规定，家庭不再需要为每个孩子向学校提供AAI供应，这将避免过敏反应紧急情况下的混淆和延迟……这是食物过敏儿童及其家庭应得的”。五年后，在英国学校中还有多少儿童需要死亡才能实施？