This is an HTML version of an attachment to the Official Information request 'Medsafe Expected Deaths from Vaccine & Covid Death Reporting'.
EMP
Causality assessment of an adverse 
event following immunization (AEFI)
User manual for the revised WHO classification
Department of Essential Medicines and Health Products (EMP) 
Health Systems and Innovation (HIS)
World Health Organization  
20, Avenue Appia CH-1211 Geneva 27, Switzerland  
E-mail: [email address]
Web site:  http://www.who.int/vaccine_safety/en/


 
 
CAUSALITY ASSESSMENT  
OF 
AN ADVERSE EVENT FOLLOWING 
IMMUNIZATION  
(AEFI) 
 
 
 

User manual for the revised WHO 
classification 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

WHO/HIS/EMP/QSS. MARCH 2013 
 
 
 
 

 
 
WHO Library Cataloguing-in-Publication Data 
 
Causality  assessment  of  adverse  event  following  immunization  (AEFI):  user  manual  for  the  revised  WHO 
classification. 
 
1.Adverse drug reaction reporting systems. 2.Immunization programs. 3.Vaccines – adverse effects.  I.World 
Health Organization. 
 
ISBN 978 92 4 150533 8    
 
 
 
 
(NLM classification: QW 805) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© World Health Organization 2013 
 
All  rights  reserved.  Publications  of  the  World  Health  Organization  are  available  on  the  WHO  web  site 
(www.who.int) or can be purchased from WHO Press, World Health Organization, 20 Avenue  Appia, 1211 
Geneva 27, Switzerland (tel.: +41 22 791 3264; fax: +41 22 791 4857;  
e-mail: [email address]).  
 
Requests for permission to reproduce or translate WHO publications –whether for sale or for non-commercial 
distribution– 
should 
be 
addressed 
to 
WHO 
Press 
through 
the 
WHO 
web 
site 
(www.who.int/about/licensing/copyright_form/en/index.html). 
The  designations  employed  and  the  presentation  of  the  material  in  this  publication  do  not  imply  the 
expression  of  any  opinion  whatsoever  on  the  part  of  the  World  Health  Organization  concerning  the  legal 
status of any country, territory, city or area or of its authorities, or concerning the delimitation of its frontiers 
or boundaries. Dotted lines on  maps represent approximate border lines for  which there may  not  yet be full 
agreement. 
 
The  mention  of  specific  companies  or  of  certain  manufacturers’  products  does  not  imply  that  they  are 
endorsed or recommended by the World Health Organization in preference to others of a similar nature that 
are  not  mentioned.  Errors  and  omissions  excepted,  the  names  of  proprietary  products  are  distinguished  by 
initial capital letters. 
 
All  reasonable  precautions  have  been  taken  by  the  World  Health  Organization  to  verify  the  information 
contained  in  this  publication.  However,  the  published  material  is  being  distributed  without  warranty  of  any 
kind, either expressed or implied. The responsibility for the interpretation and use of the material lies with the 
reader. In no event shall the World Health Organization be liable for damages arising from its use.   
 
This  publication  contains  the  collective  views  of  an  international  group  of  experts  and  does  not  necessarily 
represent the decisions or the policies of the World Health Organization. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACKNOWLEDGEMENT: The definitions and the concepts of this revised WHO AEFI 
Causality Assessment scheme have been largely adapted from Definition and application of 
terms for vaccine pharmacovigilance. Report of CIOMS/WHO Working Group on Vaccine 
Pharmacovigilance 
(http://www.cioms.ch/index.php/component/booklibrary/?task=view&Itemid=&id=45&cati
d=58).  
 
 
 
 
The protocol for the causality assessment of an adverse event following immunization  
(AEFI) has been developed by a subgroup of the Global Advisory Committee on Vaccine 
Safety (GACVS) that included Alberto Tozzi, Barbara Law, Brigitte Keller-Stanislawski, 
Edwin Asturias, Michael Gold, Jerry Labadie and Neal Halsey with inputs provided by 
Stephen Evans and Ananda Amarasinghe. The WHO secretariat supporting the work 
included Madhava Ram Balakrishnan and Patrick Zuber 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii 
 

 
PURPOSE:  This  user  manual  serves  as  a  guide  to  a  systematic,  standardized  global 
causality assessment process for serious adverse events following immunization (AEFI). It 
is  intended  to  be  used  by  staff  at  national  level  (such  as  members  of  national  AEFI 
committees)  and  at  subnational  level,  as  well  as  immunization  programme  managers  and 
others.  It  also  serves  as  an  educational  tool  for  trainers  and  researchers  and  as  a  ready 
reference guide on AEFI causality assessment. 
iv 
 

 
Contents 
Glossary ................................................................................................................................ viii 
Acronyms ................................................................................................................................ x 
Introduction and rationale ......................................................................................................1 
Definitions of adverse events following immunization ................................................................... 2 
A number of key terms used in this document are defined here for the sake of clarity. ............... 2 
The need for causality assessment of adverse events ...........................................................3 
AEFI causality assessment in practice ............................................................................................. 3 
Levels of causality assessment and their scientific basis ........................................................5 
1. 
The population level ................................................................................................................ 5 
2. 
The individual level .................................................................................................................. 6 
3. 
Investigation of signals ............................................................................................................ 7 
Case selection for causality assessment .................................................................................8 
Prerequisites for causality assessment ........................................................................................... 8 
Who should do causality assessment? ............................................................................................ 8 
Steps for causality assessment of an individual adverse event ............................................10 
Step 1: Eligibility ............................................................................................................................ 10 
Step 2: Checklist ............................................................................................................................ 11 
I. Is there strong evidence for other causes? ............................................................................ 13 
II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? ................................. 13 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased 
risk? ........................................................................................................................................... 16 
III. Is there strong evidence against a causal association? ........................................................ 16 
IV. Other qualifying factors for classification ............................................................................ 16 
Step 3: Algorithm ........................................................................................................................... 19 
Step 4: Classification ...................................................................................................................... 20 
I. Case with adequate information for causality conclusion ..................................................... 21 
II. Case without adequate information for causality conclusion ............................................... 22 
Summarizing the logic of causality .......................................................................................23 
Underlying mechanisms for the classification of adverse events ........................................24 
A. Consistent causal association to immunization ........................................................................ 24 
A1 and A2. Vaccine product-related and vaccine quality defect-related reactions .................. 24 
A3. Immunization error-related reaction .................................................................................. 25 
A4. Immunization anxiety-related reaction............................................................................... 26 

 

 
B. Indeterminate............................................................................................................................ 26 
B1. Consistent temporal relationship but insufficient evidence for causality .......................... 26 
B2. Conflicting trends of consistency and inconsistency with causality ................................... 27 
C. Inconsistent causal association to immunization (coincidental) ............................................... 27 
Underlying or emerging condition(s) in the vaccine ................................................................. 27 
Conditions caused by exposure to external factors .................................................................. 27 
Initiating action after causality assessment ..........................................................................28 
A. Consistent causal association to immunization ........................................................................ 28 
A1. Vaccine product-related reaction ....................................................................................... 28 
A2. Vaccine quality defect-related reaction .............................................................................. 28 
A3. Immunization error-related reaction .................................................................................. 28 
A4. Immunization anxiety-related reaction............................................................................... 28 
B. Indeterminate............................................................................................................................ 28 
B1. Consistent temporal relationship but insufficient evidence for causality .......................... 28 
B2. Conflicting trends of consistency and inconsistency with causality ................................... 28 
C. Inconsistent causal association to immunization (coincidental) ............................................... 29 
Conclusion .............................................................................................................................30 
Step 1: Eligibility ............................................................................................................................ 31 
Annex 1. Worksheet for causality assessment .....................................................................31 
Step 2: Event checklist ................................................................................................................... 31 
Step 3: Algorithm ........................................................................................................................... 32 
Step 4: Classification ...................................................................................................................... 32 
ANNEX 2. Examples ...............................................................................................................33 
Example 1: Meningococcal conjugate vaccine and seizures ......................................................... 33 
Step 1: Eligibility ........................................................................................................................ 34 
Step 2: Event checklist ............................................................................................................... 34 
Step 3: Algorithm ....................................................................................................................... 35 
Step 4: Classification .................................................................................................................. 35 
Example 2: OPV and acute flaccid paralysis .................................................................................. 36 
Step 1: Eligibility ........................................................................................................................ 37 
Step 2: Event checklist ............................................................................................................... 37 
Step 3: Algorithm ....................................................................................................................... 38 
Step 4: Classification .................................................................................................................. 38 
Example 3: AEFI after MMR vaccine .............................................................................................. 39 
Option 1 − MMR and thrombocytopenia .................................................................................. 40 
vi 
 

 
Step 1: Eligibility ........................................................................................................................ 40 
Step 2: Event checklist ............................................................................................................... 40 
Step 3: Algorithm ....................................................................................................................... 41 
Step 4: Classification .................................................................................................................. 41 
EXAMPLE 3: Option 2 − MMR and sepsis ...................................................................................... 42 
Step 1: Eligibility ........................................................................................................................ 42 
Step 2: Event checklist ............................................................................................................... 42 
Step 3: Algorithm ....................................................................................................................... 43 
Step 4: Classification .................................................................................................................. 43 
 
 
 
vii 
 

 
Glossary 
Adverse event 
Any  untoward  medical  occurrence  which  follows  immunization 
following 
and  which  does  not  necessarily  have  a  causal  relationship  with 
immunization (AEFI)  
the  usage  of  the  vaccine.  The  adverse  event  may  be  any 
unfavourable  or  unintended  sign,  abnormal  laboratory  finding, 
symptom or disease. 
 
Causal association 
A cause-and-effect relationship between a causative factor and a 
disease with no other factors intervening in the process. 
 
 
CISA 
Clinical Immunization Safety Assessment Network. 
Coincidental event 
An  AEFI  that  is  caused  by  something  other  than  the  vaccine 
 
product, immunization error or immunization anxiety. 
 
 
Cluster  
Two or more cases of the same event or similar events related in 
time,  geography,  and/or  the  vaccine  administered.  National 
programme  managers  may  decide  upon  a  more  precise 
definition.  
Data mining  
A field at the intersection of computer science and statistics that 
attempts to discover inapparent patterns in large data sets. Data 
mining  utilizes  methods  at  the  intersection  of  artificial 
intelligence,  machine  learning,  statistics  and  database  systems. 
The  overall  goal  of  the  data  mining  process  is  to  extract 
information  from  a  data  set  and  transform  it  into  an 
understandable structure for further use. 
 
 
Immunization anxiety-
An AEFI arising from anxiety about the immunization.  
related reaction 
 
 
 
Immunization error-
An AEFI that is caused by inappropriate vaccine handling, 
related reaction 
prescribing or administration and thus, by its nature, is 
(formerly 
preventable. 
programmatic error) 
 
 
Immunization safety  
The public health practices and policies dealing with the various 
aspects  of  the  correct  administration  of  vaccines,  focusing  on 
minimizing the risk of transmission of disease with the injection 
and  maximizing  the  effectiveness  of  the  vaccine.  The  term 
encompasses the spectrum of events from proper manufacture to 
correct administration 
An event that is not “serious” and that has no potential risk to the 
Minor AEFI 
health of the recipient of the vaccine. 
Signal (safety signal) 
Information (from one or multiple sources) which suggests a 
new and potentially causal association, or a new aspect of a 
 
known association, between an intervention and an event or set 
viii 
 

 
of related events, either adverse or beneficial, that is judged to be 
of sufficient likelihood to justify verificatory action.  
Surveillance  
The continuing, systematic collection of data that is analysed and 
disseminated to enable decision-making and action to protect the 
health of populations.  
 
Vaccine  
A  biological  substance  that  is  administered  to  individuals  to 
elicit immunity (protection) against a specific disease.  
 
Vaccination failure 
Vaccination failure is based on clinical endpoints or 
immunological criteria, where correlates or surrogate markers 
for disease protection exist. Vaccination failure can be due to 
vaccine failure (either “primary” when immune response is 
inadequate or “secondary” when the immune response wanes) or 
failure to vaccinate (i.e. when an indicated vaccine was not 
administered appropriately for any reason). 
 
Vaccine 
The  science  and  activities  relating  to  the  detection,  assessment, 
pharmacovigilance 
understanding and communication of AEFI and other vaccine- or 
immunization-related  issues,  and  to  the  prevention  of  untoward 
effects of the vaccine or immunization. 
 
Vaccine product 
All  components  of  a  given  vaccine  formulation,  including  the 
immunogen  (part  of  the  vaccine  that  stimulates  an  immune 
response)  and  others  that  may  be  present  such  as  the  adjuvant, 
preservative  and  other  additives  used  during  the  manufacturing 
process  to  confirm  product  quality/stability  (e.g.  potassium  or 
sodium salts, albumin, gelatin), support growth and purification 
of specific immunogens (e.g. egg or yeast proteins, antibiotic) or 
inactivate toxins (e.g. formaldehyde).    
 
 
Vaccine product-
An AEFI that is caused  or precipitated by  a vaccine due to one 
related reaction 
or  more  of  the  inherent  properties  of  the  vaccine  product, 
whether the active component or one of the other components of 
the vaccine (e.g. adjuvant, preservative or stabilizer).  
Vaccine quality defect-
An AEFI that is caused or precipitated by a vaccine that is due to 
related reaction 
one or more quality defects of the vaccine product, including its 
 
administration device as provided by the manufacturer. 
 
 
 
ix 
 

 
Acronyms 
ADR 
Adverse drug reaction 
AEFI 
Adverse event(s) following immunization 
AFP 
Acute flaccid paralysis 
AIDS 
Acquired immune deficiency syndrome 
BCG 
Bacille Calmette–Guérin  
CIOMS 
Council for International Organizations of Medical Sciences 
DTP 
Diphtheria, tetanus and pertussis (vaccine) 
GACVS 
Global Advisory Committee on Vaccine Safety 
GBS 
Guillain-Barré syndrome  
HIV 
Human immunodeficiency virus 
IPV 
Inactivated poliovirus vaccine 
ITP 
Idiopathic thrombocytopenic purpura 
LMIC 
Low- and middle-income countries 
MMR  
Measles, mumps and rubella vaccine 
OPV 
Oral polio vaccine 
SAE 
Severe adverse event 
VAPP 
Vaccine-associated paralytic polio  
WHO 
World Health Organization 
 
 
 
 
 

 

 
Introduction and rationale 
Immunization is among the most successful and cost-effective public health interventions. 
It has led to the global eradication of smallpox as well as the elimination of poliomyelitis in 
regions of the world. Immunization currently averts an estimated 2 to 3 million deaths from 
diphtheria, tetanus, pertussis (whooping cough), and measles every year in all age groups.1 
More  people  than  ever  before  are  being  reached  with  immunization.  In  2011,  in  children 
under  the  age  of  one  year,  about  83%  (an  estimated  109  million  infants)  were  vaccinated 
with three doses of diphtheria-tetanus-pertussis (DTP3) vaccine, about 84% (an estimated 
110  million)  with  measles  vaccine,  and  about  88%  (an  estimated  114  million)  with  the 
BCG vaccine.  
 
Immunization  safety  has  become  as  important  as  the  efficacy  of  the  national  vaccine-
preventable disease control programmes. Unlike drugs, the expectations from vaccinations 
are much higher and problems arising from the vaccine or vaccination are less acceptable to 
the  general  public.  Vaccines  are  usually  administered  to  healthy  people,  including  entire 
birth  cohorts  of  infants  and  in  vast  numbers.  The  settings  in  which  they  are  administered 
vary from sophisticated tertiary care hospitals to primitive settings in remote, inhospitable 
and inaccessible terrain. In many countries, specific vaccinations are mandatory for school 
admission  as  well  as  international  travel.  The  assessment,  licensure,  control  and 
surveillance of biological medicinal products, including vaccines, are major challenges for 
national  regulatory  authorities  confronted  by  a  steadily  increasing  number  of  novel 
products, complex quality  concerns, and new technical issues arising  from rapid scientific 
advances.  
 
The  benefits  of  immunization  are  often  not  visible,  particularly  if  the  target  disease 
incidence  is  low.  In  contrast,  adverse  effects  that  follow  immunization  are  promptly 
noticeable,  especially  when  the  vaccinee  was  apparently  healthy  at  the  time  of 
immunization.  Although  other  factors  may  have  contributed  to  or  even  been  totally 
responsible  for  the  event,  they  may  not  be  considered  or  investigated.  Fear  of  vaccine 
reactions,  real  or  perceived,  deters  many  people  from  undergoing  vaccination.  The 
problems  of  vaccine  reaction  and  reluctance  to  be  vaccinated  have  been  known  for  many 
years  in  industrialized  countries  and  are  often  raised  after  most  of  the  benefits  from 
immunization  have  been  obtained.  As  immunization  programmes  have  expanded  in  low- 
and  middle-income  countries  (LMICs)  in  recent  decades,  the  problems  have  become 
familiar there too.  
 
Allegations that vaccines/vaccination cause adverse events must be dealt with rapidly and 
effectively.  Failure  to  do  so  can  undermine  confidence  in  a  vaccine  and  ultimately  have 
dramatic consequences for immunization coverage and disease incidence long after proof is 
generated  that  the  adverse  event  was  not  caused  by  vaccine  (e.g.  autism  and  MMR, 
encephalopathy  and  pertussis).  On  the  other  hand  it  must  always  be  remembered  that 
vaccines are not 100% safe and harm can result from errors in immunization practice. Thus 
vaccine-associated  adverse  reactions  and  error-related  immunization  events  may  affect 
healthy  individuals  and  should  be  promptly  identified  for  further  response.  Appropriate 
action(s)  must  be  taken  to  respond  promptly,  efficiently,  and  with  scientific  rigour  to 
vaccine  safety  issues. This  will  minimize  adverse  effects  to  the  health  of  individuals  and 
                                                 
1 World Immunization Week 2012. Geneva, World Health Organization, 2012. See: 
http://www.who.int/immunization/newsroom/events/immunization_week/2012/further_information/en/index1
.html (accessed 28 February 2013).  

 

 
entire populations and in turn help to maximize the benefits of immunization programmes. 
Causality assessment of AEFI is thus a vital component of AEFI risk assessment, decision-
making and the initiation of action. 
Definitions of adverse events following immunization 
A number of key terms used in this document are defined here for the sake of clarity. 
 
General definition 
Adverse  event  following  immunization  (AEFI):  This  is  
defined as any untoward medical 
occurrence  which  follows  immunization  and  which  does  not  necessarily  have  a  causal 
relationship  with  the  use  of  the  vaccine.  The  adverse  event  may  be  any  unfavourable  or 
unintended sign, an abnormal laboratory finding, a symptom or a disease. 
 
Cause-specific definitions 
Vaccine product-related reaction: An AEFI that is caused or precipitated by a vaccine due 
to one or more of the inherent properties of the vaccine product. 
 
Vaccine quality defect-related reaction: An AEFI that is caused or precipitated by a vaccine 
due  to  one  or  more  quality  defects  of  the  vaccine  product,  including  the  administration 
device, as provided by the manufacturer. 
 
Immunization  error-related  reaction:  An  AEFI  that  is  caused  by  inappropriate  vaccine 
handling, prescribing or administration and that thus, by its nature, is preventable. 
 
Immunization  anxiety-related  reaction:  An  AEFI  arising  from  anxiety  about  the 
immunization. 
 
Coincidental event:  An AEFI that is caused by something other than the vaccine product, 
immunization error or immunization anxiety. 
 
 
 

 

 
The need for causality assessment of adverse events 
Causality  is  the  relationship  between  two  events  (the  cause  and  the  effect),  where  the 
second event is a consequence of the first. A direct cause is a factor in absence of which the 
effect  would  not  occur  (necessary  cause).  Sometimes  there  are  multiple  factors  that  may 
precipitate the effect (event) or may function as co-factors so that the effect (event) occurs. 
Many challenges are involved in deciding whether an adverse event is actually caused by a 
vaccine.  Vaccines  are  often  administered  to  children  at  ages  when  many  underlying 
diseases become evident. Vaccines administered to adults can also coincide with an entirely 
different  risk  factor  for  an  event.  The  fact  that  a  vaccine  was  administered  within  a 
reasonable time period of the occurrence of an event does not automatically suggest that the 
vaccine caused or contributed to the event.  
 
The  evidence  of  a  link  between  a  vaccine  as  a  potential  cause  and  a  specific  event  is 
derived  from  epidemiological  studies  that  follow  the  scientific  method  and  try  to  avoid 
biases  and  confounders.  An  example  is  a  patient  who  is  a  smoker  but  also  has  a  family 
history of breast cancer: is tobacco the cause of the cancer or only a co-factor? In the same 
way,  to  perform  causality  assessment  in  individual  cases  after  vaccination,  even  where 
evidence  for  a  causal  link  exists  for  some  vaccines  and  AEFI  (e.g.  measles  vaccine  and 
thrombocytopenia),  it  is  important  to  consider  all  possible  explanations  for  the  event  and 
the  degree  of  likelihood  of  each  before  attributing  the  event  to  the  vaccine  product,  a 
vaccine  quality  defect,  an  error  in  the  immunization  process,  immunization  anxiety  or 
coincidence.  
 
AEFI causality assessment in practice 
Causality  assessment  is  the  systematic  review  of 
Causality assessment usually 
data  about  an  AEFI  case;  it  aims  to  determine  the 
will not prove or disprove an 
likelihood  of  a  causal  association  between  the 
association between an event 
event  and  the  vaccine(s)  received.  For  individual 
and the immunization. It is 
cases, one tries to apply  the evidence available on 
meant to assist in determining 
the basis of the history and time frame of the event 
the level of certainty of such 
to  arrive  at  a  causal  likelihood.  The  quality  of  the 
an association. A definite 
causality assessment depends upon:  
causal association or absence 
−  the  performance  of  the  AEFI  reporting 
of association often cannot be 
system  in  terms  of  responsiveness, 
established for an individual 
effectiveness 
and 
quality 
of 
event. 
investigation and reports; 
 
−  the availability of adequate medical and 
 
laboratory  services  and  access  to 
background information; 
−  the quality of the causality review process. 
 
With  inadequate  or  incomplete  data,  an  AEFI  can  be  deemed  unclassifiable.  However,  it 
should  also  be  noted  that  AEFI  causality  may  be  indeterminate  due  to  lack  of  clear 
evidence for a causal link, or conflicting trends, or inconsistency with causal association to 
immunization.  It  is  nevertheless  important  not  to  disregard  the  above  reports  of  AEFI 
because  at  some  point  they  may  be  considered  a  signal  and  may  lead  to  hypotheses 
regarding a link between a vaccine and the event in question, with specific studies designed 
to  test  for  a  causal  association.  Pooling  of  data  on  individual  cases  is  very  helpful  in 

 

 
generating hypotheses. The case of rotavirus vaccine and intussusception is a good example. 
In 1998 a rotavirus vaccine (RotaShield®) was licensed for use in the USA. Initial clinical 
trials  with  the  vaccine  showed  that  it  had  been  effective  in  preventing  severe  diarrhoea 
caused  by  rotavirus  A,  and  researchers  had  detected  no  statistically  significant  serious 
adverse  effects.  After  RotaShield®  was  licensed,  however,  some  infants  vaccinated 
developed intussusception. At first it was not clear if the vaccine or some other factor was 
causing  the  bowel  obstructions.  The  results  of  investigations  showed  that  RotaShield® 
vaccine caused intussusception in some healthy infants younger than 12 months of age who 
normally would be at low risk for this condition. The United States Advisory Committee on 
Immunization Practices (ACIP) voted on 22 October 1999 to no longer recommend use of 
the  RotaShield®  vaccine  in  infants  because  of  an  association  between  the  vaccine  and 
intussusception.1 
 
 
                                                 
1 See: http://www.cdc.gov/vaccines/vpd-vac/rotavirus/vac-rotashield-historical.htm (accessed 20 January 
2013). 
 

 

 
Levels of causality assessment and their scientific basis 
Causality assessment of AEFI should be performed at several different levels. The first is 
the population level, where it is necessary to test if there is a causal association between the 
use  of  a  vaccine  and  a  particular  AEFI  in  the  population.  Secondly,  at  the  level  of  the 
individual  AEFI  case  report,  one  should  review  previous  evidence  and  make  a  logical 
deduction to determine if an AEFI in a specific individual is causally related to the use of 
the vaccine. The third level of assessment is in the context of the investigation of signals. 
 
1.  The population level 
At  the  population level  the  aim  is  to  answer  the  question  “Can  the  given  vaccine  cause  a 
particular  adverse  event?”  (i.e.  “Can  it?”)  Several  criteria  are  relevant  to  establishing 
causality but only the first criterion is absolutely essential:  
•  Temporal  relationship:  The  vaccine  exposure  must  precede  the  occurrence  of  the 
event. 
•  Strength  of  association:  The  association  should  meet  statistical  significance  to 
demonstrate that it was not simply a chance occurrence. 
•  Dose−response relationship: Evidence that increasing exposure increases the risk of 
the  event  supports  the  suggestion  of  a  causal  relationship.  However,  one  should 
keep in mind that, in the case of vaccines, dose and frequency tend to be fixed. 
•  Consistency  of  evidence:  Similar  or  the  same  results  generated  by  studies  using 
different methods in different settings support a causal relationship. 
•  Specificity: The vaccine is the only cause of the event that can be shown. 
•  Biological plausibility and coherence: The association between the vaccine and the 
adverse event should be plausible and should be consistent with current knowledge 
of the biology of the vaccine and the adverse event. 
 
One should also consider the presence of systematic bias (analytic bias) in study methods 
as this weakens conclusions that a causal association exists.  
 
The United States Institute of Medicine (IOM) has applied these criteria and has published 
literature  that  addresses  (in  detail)  two  critical  questions  in  the  revised  WHO  causality 
algorithm,  namely:  “Is  there  evidence  in  literature  that  this  vaccine(s)  may  cause  the 
reported  event  even  if  administered  correctly?”  and  “Did  the  event  occur  within  an 
appropriate time window after vaccine administration?”1  
 
WHO information sheets on observed rates of vaccine reactions that summarize known 
reactions to existing single antigen vaccines or combination products are available 
online.2  
 
                                                 
1 The detailed document can be downloaded free at:  
http://www.iom.edu/Reports/2011/Adverse-Effects-of-Vaccines-Evidence-and-Causality.aspx (accessed 23 
February 2013). 
 
2 See: http://www.who.int/vaccine_safety/initiative/tools/Guide_Vaccine_rates_information_sheet_.pdf 
(accessed 23 February 2013). 
 

 

 
2.  The individual level 
 
At  the  individual  level  it  is  usually  not  possible  to  establish  a  definite  causal  relationship 
between  a  particular  AEFI  and  a  particular  vaccine  on  the  basis  of  a  single  AEFI  case 
report. However, it is important to try in order to identify a possible new vaccine product-
related  AEFI,  as  well  as  to  determine  if  the  event  is  preventable  or  remedial  –  such  as  a 
product-related quality defect or immunization error.  Identifying a  coincidental AEFI that 
is falsely attributed to a vaccine product is vital as otherwise the coincidence may result in 
loss of public confidence in the vaccine, with the consequent return of vaccine-preventable 
disease.  
 
The aim of causality assessment at the individual level is to address the question “Did the 
vaccine given to a particular individual cause the particular event reported?” (i.e. “Did it?”). 
As noted, it is seldom possible to achieve a straightforward answer to this question, so in 
most  cases  the  assessment  involves  systematic  consideration  of  all  possible  causes  of  an 
AEFI  in  order  to  arrive  at  a  conclusion  that  the  evidence  is  consistent  with  the  vaccine 
being a cause, or is inconsistent with this conclusion, or is indeterminate.  
 
The scientific basis for the criteria which are assessed in the process include: 
•  Temporal  relationship:  The  vaccine  exposure  must  precede  the  occurrence  of  the 
event. 
•  Definitive proof that the vaccine caused the event: Clinical or laboratory proof that 
the vaccine caused the event is most often found for live attenuated vaccines. (For 
instance,  in  a  case  of  aseptic  meningitis  after  immunization  with  Urabe  mumps 
vaccine virus, isolation of the Urabe virus from the cerebrospinal fluid is definitive 
proof that it caused the meningitis. Another example is isolation of the BCG agent 
from a focus of osteomyelitis.)  
•  Population-based evidence for causality – i.e. what is known about “Can it?  
o  A  definitive  “yes”  at  the  population  level  is  consistent  with  causality  at  the 
individual level. 
o  A  strong  “no”  at  the  population  level  is  inconsistent  with  causality  at  the 
individual level. 
o  If  there  is  no  clear  answer  to  the  question  at  the  population  level,  this  will 
often lead to an indeterminate conclusion at the individual level. If there are 
significant  numbers  of  individual  cases,  however,  this  clearly  points  to  the 
need to try to answer the question at the population level.  
•  Biological plausibility: In situations where the “Can it?” question has no clear “yes” 
or “no” answer, biological plausibility may provide support for or against vaccine 
causality. In other words, the association should be compatible with existing theory 
and knowledge related to how the vaccine works.  
•  Consideration  of  alternative  explanations:  In  doing  causality  assessment  on  an 
individual case report, it must be remembered that in essence one is conducting a 
differential diagnosis. Thus it is important to consider “coincidental AEFI” – i.e. an 
AEFI  due  to  something  other  than  the  vaccine  product,  immunization  error  or 
immunization anxiety. All reasonable alternative etiological explanations should be 
considered, including:  
−  preexisting illness; 
−  newly acquired illness; 
−  spontaneous occurrence of an event without known risk factors; 
−  emergence of a genetically programmed disease; 

 

 
−  other exposures to drugs or toxins prior to the event; 
−  surgical or other trauma that leads to a complication; 
−  a  manifestation  of,  or  complication  of,  a  coincidental  infection  that  was 
present  before  or  at  the  time  of  immunization,  or  was  incubating,  but  was 
not apparent at the time of immunization. 
•  Prior evidence that the vaccine in question could cause a similar event. The concept 
of “rechallenge”, which  is more commonly used in the assessment of causality in 
medicines, has been helpful for certain vaccine event considerations (e.g. Guillain-
Barré  syndrome  (GBS)  after  tetanus  toxoid  vaccination,  where  GBS  occurred  on 
three separate occasions  in the same individual within weeks of administration of 
tetanus toxoid).  
 
3.  Investigation of signals 
 
The  assessment  of  whether  a  particular  vaccine  is  likely  to  cause  a  particular  AEFI  takes 
into account all evidence from individual cases of AEFI, as well as surveillance data and, 
where applicable, cluster investigations and nonclinical data. 
 
 
 

 

 
Case selection for causality assessment 
The selection of cases for causality assessment should focus on: 
 
−  serious AEFI1 that results in death, is life-threatening, requires inpatient 
hospitalization or prolongation of existing hospitalization, results in 
persistent or significant disability/incapacity, or is a congenital 
anomaly/birth defect; 
−  the occurrence of events above the expected rate or of unusual severity; 
−  signals generated as a result of individual or clustered cases as these could 
signify a potential for large public health impact.  
 
WHO recommends that other AEFI should also be assessed if the reviewing team or review 
committee decides that causality needs to be determined as a special case or in order to 
conduct special studies. Such AEFI could include: 
−  AEFI that may have been caused by immunization error (e.g. bacterial 
abscess, severe local reaction, high fever or sepsis, BCG lymphadenitis, 
toxic shock syndrome); 
−  significant events of unexplained cause occurring up to 30 days after a 
vaccination (and that are not listed on the product label);  
−  events causing significant parental or community concern (e.g. hypotonic 
hyporesponsive episode (HHE), febrile seizures). 
Prerequisites for causality assessment 
AEFI  are  usually  reported  through  passive  or  stimulated  passive  surveillance,  and  less 
frequently  from  active  surveillance  systems.  Timely  reporting  of  AEFI  followed  by 
appropriate  and  detailed  investigation  is  the  key  to  successful  causality  assessment  and 
signal  detection.  An  AEFI  report  should  fulfill  three  prerequisites  before  causality 
assessment, namely: 
•  The  AEFI  case  investigation  should  have  been  completed.  Premature  assessments 
with inadequate information could mislead the classification of the event. 
•  All details of the case should be available at the time of assessment. Details should 
include documents pertaining to the investigation as well as laboratory and autopsy 
findings as appropriate. 
•  There  must  be  a  “valid  diagnosis”  (as  explained  below)  for  the  unfavourable  or 
unintended sign, abnormal laboratory finding, symptom or disease in question. 
Who should do causality assessment? 
To ensure that the prerequisite criteria described above are met and to ensure broader 
acceptance of the findings, causality assessment of AEFI should ideally be performed by a 
reviewing team or committee of reviewers from relevant specialties. However, in many 
countries and situations this broad level of expertise may not be available and existing 
human resources need to be used for the causality assessment of AEFI.  
 
                                                 
Definition and application of terms for vaccine pharmacovigilance. Report of CIOMS/WHO Working Group 
on Vaccine Pharmacovigilance.
 Geneva, Council for International Organizations of Medical Sciences, 2012. 
See: http://www.cioms.ch/index.php/component/booklibrary/?task=view&Itemid=&id=45&catid=58 
(accessed 4 March 2013).  
 

 

 
Countries requiring special technical expertise (such as special laboratory tests or training) 
in causality assessment should contact the respective WHO country office or WHO 
regional office. Assistance is also available from WHO at global level.1  
 
 
 
                                                 
1 Contact: Immunization, Vaccines and Biologicals, World Health Organization, 20 avenue Appia, 1211 
Geneva 27, Switzerland. Tel: +41 22 791 4468; Fax: +41 22 791 4227; e-mail: [email address]. The web 
link is http://www.who.int/immunization_safety/en/. 
 

 



 
Steps for causality assessment of an individual adverse 
event 
The  revised  process  envisages  the  causality  assessment  of  an  individual  AEFI  case  in 
relation to a particular vaccine. If multiple vaccines are given simultaneously, the reviewers 
will have to assess causality separately for each suspected vaccine.  
 
Causality assessment has four steps, as follows: 
•  Step  1:  Eligibility.  The  first  step  aims  to  determine  if  the  AEFI  case  satisfies  the 
minimum criteria for causality assessment as outlined below. 
•  Step  2:  Checklist.  The  second  step  involves  systematically  reviewing  the  relevant 
and available information to address possible causal aspects of the AEFI.  
•  Step  3:  Algorithm.  The  third  step  obtains  a  trend  as  to  the  causality  with  the 
information gathered in the checklist. 
•  Step  4:  Classification.  The  fourth  step  categorizes  the  AEFI’s  association  to  the 
vaccine or vaccination on the basis of the trend determined in the algorithm. 
 
The worksheet used for the causality assessment of an individual AEFI case is presented in 
Annex 1. This can be used by the reviewers to arrive at a decision on causality. 
Step 1: Eligibility 
Before  proceeding  with  causality  assessment,  it  is  necessary  first  to  confirm  that  the 
vaccine  was  administered  before  the  event  occurred  (Fig.  1).  This  can  be  ascertained  by 
eliciting  from  the  relevant  informants  a  very  detailed  and  careful  history  and  physical 
findings. It is also essential to have a valid diagnosis for the reported AEFI, which could be 
an  unfavourable  or  unintended  sign,  an  abnormal  laboratory  finding,  a  symptom  or  a 
disease.  
 
Fig. 1. Causality assessment  Eligibility  
 
10 
 


 
The  valid  diagnosis  refers  to  the  extent  to  which  the  unfavourable  or  unintended  sign, 
abnormal laboratory finding, symptom or disease is defined, and whether it is well founded 
and corresponds accurately to the event being  assessed. Validity can help determine what 
types of tests and tools to use, and can help to make sure that the methods used are not only 
correct but that they also truly measure the event in question.  
 
For instance, a diagnosis of “altered consciousness” can be defined by a spectrum of terms 
by various observers. Among such terms are: clouding of consciousness, confusional state, 
delirium, lethargy, stupor, dementia, hypersomnia, vegetative state, coma and brain death. 
Many of these terms mean different things to different people.1 For a reliable and objective 
means  of  recording  a  person’s  conscious  status,  the  clinician  uses  a  standard  tool  such  as 
the Glasgow Coma Scale. 
 
The valid diagnosis should meet a standard case definition (or it could also be a syndromic 
case definition).  If available, it is best to adopt the Brighton Collaboration case definition 
which can be accessed online.2 However, when a valid diagnosis exists but a case definition 
does  not,  case  definitions  can  be  adopted  from  standard  medical  literature  or  national 
guidelines, or may also be adopted locally by the reviewers. If the reported event does not 
have a valid diagnosis, the AEFI cannot be classified and additional information should be 
collected to arrive at a valid diagnosis. 
 
At this stage it is also essential for the reviewers to define the “causality question” (Fig. 2). 
Examples of causality questions are: 
•  “Has  the  vaccine  A  caused  hepatomegaly?”  (an  example  of  an  unfavourable  or 
unintended sign).  
•  “Has  the  vaccine  B  caused  thrombocytopenia?”  (an  example  of  a  laboratory 
finding).  
•  “Has  the  patient  complained  that  the  vaccine  C  caused  itching  and  redness?”  (an 
example of a symptom). 
•  “Has the vaccine D caused meningitis?” (an example of a disease). 
 
Fig 2. Causality question 
 
 
It is important that, if an AEFI is reported and does not meet the eligibility criteria, attempts 
should  be  made  to  collect  additional  information  to  ensure  that  the  criteria  are  met. 
Additionally, all cases reported (including ineligible cases) should be stored in a repository 
(preferably  electronic) so that they can be  accessed when  additional information becomes 
available through reports of similar cases or through periodic data mining. 
Step 2: Checklist 
The checklist (Table 1) contains elements to guide the reviewers as they collate the 
evidence needed for a case review.  
                                                 
1 Tindall SC. Level of consciousness. Chapter 57 in: Walker HK, Hall WD, Hurst JW. Clinical methods. The 
history, physical, and laboratory examinations
, 3rd edition.  Boston, MA, Butterworths, 1990.  
2 See: https://brightoncollaboration.org/public (accessed 23 February 2013). 
11 
 

 
Table 1. The causality assessment checklist 
I. Is there strong evidence for other causes?                                                     Y N UK NA      Remarks 
Does a clinical examination, or laboratory tests on the patient, confirm 
 
 
another cause? 
    
II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
 Vaccine product(s)  
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported 
 
    
event even if administered correctly? 
Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the 
 
    
ingredients? 
Immunization error 
Was there an error in prescribing or non-adherence to recommendations for 
 
    
use of the vaccine (e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient etc.)? 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
    
 
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of 
 
    
foreign substances etc.) abnormal at the time of administration? 
Was there an error in vaccine constitution/preparation by the vaccinator (e.g. 
 
wrong product, wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling 
    
etc.)? 
Was there an error in vaccine handling (e.g. a break in the cold chain during 
 
    
transport, storage and/or immunization session etc.)? 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of 
 
    
administration; wrong needle size etc.)? 
Immunization anxiety  
Could the event have been caused by anxiety about the immunization (e.g. 
 
    
vasovagal, hyperventilation or stress-related disorder)? 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine 
 
    
administration? 
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Is there strong evidence against a causal association? 
    
 
IV. Other qualifying factors for classification 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
    
 
Could the event be a manifestation of another health condition? 
    
 
Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
    
 
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
    
 
Was there acute illness prior to the event? 
    
 
Did the event occur in the past independently of vaccination? 
    
 
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
    
 
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
    
 
Note: Y: Yes; N: No; UK: Unknown; NA: Not applicable. 
 
The checklist is designed to assemble information on the patient-immunization-AEFI 
relationship in the following key areas: 
−  evidence for other causes; 
−  association  of  the  event  and  the  vaccine/vaccination  with  the  vaccine 
product(s),  immunization  error  or  immunization  anxiety  (if  there  is  an 
association,  it  is  important  to  find  out  if  the  event  occurred  within  an 
appropriate time window); 
−  evidence against a causal association; 
12 
 

 
−  other qualifying factors for classification such as the background rate of the 
event,  present  and  past  health  condition,  potential  risk  factors,  medication, 
biological plausibility etc. 
The  checklist  and  the  questions  are  described  in  detail  in  Table  1,  with  some  illustrative 
examples. It will be observed that sometimes the responses could be applicable to multiple 
questions; therefore it is essential that the “Remarks” column is used to explain the reasons. 
Please note that the list of examples and illustrations provided are not exhaustive.  
I. Is there strong evidence for other causes? 
In judging whether a reported association is causal, it is necessary to determine the extent 
to  which  researchers  have  taken  other  possible  explanations  into  account  and  have 
effectively ruled out such alternative explanations. 
 
Does a clinical examination or laboratory tests on the patient confirm another cause?  
Clinical  examination  and  laboratory  tests  may  help  to  identify  other  conditions  such  as 
other diseases and congenital anomalies that could have caused the event. For example:  
The death of a teenage girl in the United Kingdom following vaccination with the 
human  papilloma  virus  (HPV)  vaccine  was  initially  attributed  to  the  vaccine.  A 
post-mortem found it to be due to a malignant mediastinal tumour.1  
•  Japanese encephalitis vaccine was blamed for a viral encephalitis outbreak in Uttar 
Pradesh,  India  in  2007.  Investigations  (into  the  seasonality  as  well  as  the 
epidemiological, clinical and laboratory profile of cases) later proved that accidental 
consumption  of  the  Cassia  occidentalis  beans  by  the  children  concerned  was 
responsible  for  the  disease  which  was  not  encephalitis  as  initially  believed  but  a 
syndrome of acute hepato-myoencephalopathy.2  
 
II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
Most  vaccine  adverse  events  are  minor  and  temporary,  such  as  a  sore  arm  or  mild  fever. 
More serious adverse events occur rarely (of the order of one case per thousands of doses to 
one case per millions of doses), and some are so rare that risk cannot be accurately assessed. 
Most  AEFI,  and  particularly  those  related  to  vaccines  that  have  been  used  for  several 
decades,  are  available  in  the  literature.  WHO  information  sheets  on  rates  of  vaccine 
reactions  are  available  online.3 It  is  important  to  be  alert  in  order  to  detect  new  events 
(signals). AEFI may be related to the vaccine product, immunization error or immunization 
anxiety.  
 
Vaccine product(s)  
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported event even if 
administered correctly? 
It  is  rare  for  vaccines  to  produce  adverse  events  due  to  the  vaccine’s  inherent  properties 
when administered correctly. However, such cases have occurred. For example: 
                                                 
1 See HPV vaccine in the clear at: http://www.nhs.uk/news/2009/09September/Pages/Cervical-cancer-
vaccine-QA.aspx (accessed 23 February 2013). 
 
2 Cassia occidentalis toxicity causes recurrent outbreaks of brain disease in children in Saharanpur. Indian 
Journal of Medical Research
, 2008, 127:413−414. See: http://icmr.nic.in/ijmr/2008/april/0421.pdf (accessed 
23 February 2013). 
3 See: http://www.who.int/vaccine_safety/initiative/tools/vaccinfosheets/en/index.html (accessed 23 February 
2013). 
13 
 

 
•  An extremely rare adverse event associated with OPV use is the vaccine-associated 
paralytic  poliomyelitis  (VAPP),  which  may  occur  in  vaccine  recipients  or  their 
contacts.  The  overall  risk  of  VAPP  is  estimated  at  between  1  and  2.9  cases  per 
million doses of trivalent OPV administered.  
A  causal  association  between  measles−mumps–rubella  (MMR)  vaccine  and 
idiopathic 
thrombocytopenic 
purpura 
(ITP) 
was 
confirmed 
using 
immunization/hospital admission record linkage. The absolute risk within six weeks 
of immunization was 1 in 22,300 doses.1  
Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the ingredients? 
•  As an example, aseptic meningitis has been known to be a complication of mumps 
vaccination.  Among  630 157  recipients  of  trivalent  MMR  vaccine  containing  the 
Urabe Am9 mumps vaccine, there were at least  311 meningitis cases suspected to 
be vaccine-related. In 96 of these 311 cases, Urabe Am9 mumps vaccine virus was 
isolated from cerebrospinal fluid.2  
 
Immunization error 
Immunization  error  describes  an  AEFI  that  is  caused  by  inappropriate  vaccine  handling, 
prescribing  or  administration  and  that  therefore,  by  its  nature,  is  preventable.  In  many 
countries  most  AEFI  are  precipitated  by  immunization  error.  In  such  situations, 
immunization error has to be ruled out first during an AEFI investigation. An immunization 
error-related  reaction  may  lead  to  a  solitary  event  or  a  cluster  of  events  associated  with 
immunization.  
 
Was  there  an  error  in  prescribing  or  non-adherence  to  recommendations  for  use  of  the 
vaccine (e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient, wrong diluent etc.)? 
It is essential that vaccines are used in accordance with the indications, contraindications, 
dosage,  storage  conditions,  reconstitution  procedures  etc.  outlined  in  the  package  insert. 
Each vaccine from a different manufacturer may have different specifications and failure to 
comply with them can result in AEFI. For example: 
−  systemic and/or local reactions following administration of an incorrect dose; 
−  systemic  and/or  local  reactions  following  administration  of  the  wrong 
product or administration to an individual in an incorrect age group; 
−  vaccine  failure  if  a  live  attenuated  product  is  given  too  soon  after  blood 
products  or  at  an  age  when  maternally  transferred  antibody  could  interfere 
with the replication required to induce an immune response 
 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
Children  immunized  with  contaminated  vaccine  (usually  the  bacterium  Staphylococcus 
aureus
) become sick within a few hours. Local tenderness and tissue infiltration, vomiting, 
diarrhoea,  cyanosis  and  high  temperature  are  the  most  frequent  symptoms  (toxic  shock 
syndrome). Bacteriological examination of the vial, if still available, or of local tissue can 
confirm the source of the infection.3  
                                                 
1 Miller E et al. Idiopathic thrombocytopenic purpura and MMR vaccine. Archives of Disease in 
Childhood
, 2001, 84:227−229 (doi:10.1136/adc.84.3.227) 
2 Sugiura A. Aseptic meningitis as a complication of mumps vaccination. Pediatric Infectious Disease 
Journal
, 1991, 10(3):209−213. See: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2041668 (accessed 23 February 
2013). 
3 Simon PA et al. Outbreak of pyogenic abscesses after diphtheria and tetanus toxoids and pertussis 
vaccination. Pediatric Infectious Disease Journal, 1993, 12(5):368−371. See: 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8327295 (accessed 23 February 2013). 
 
14 
 

 
 
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of foreign substances 
etc.) abnormal at the time of administration? 
Abnormal colour, turbidity or presence of visible contaminants may be the first indication 
that the vaccine contents are abnormal and may have caused the AEFI. 
 
Was  there  an  error  in  vaccine  constitution/preparation  by  the  vaccinator  (e.g.  wrong 
product, wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling etc.)? 
AEFI  have  resulted  because  of  accidental  use  of  the  wrong  product  or  the  wrong  diluent. 
This  may  occur  because  of  improper  storage  and/or  improper  selection.1 Vaccine  failure 
can result if the entire content is not dissolved when freeze-dried vaccines are used or if the 
cold  chain  is  not  maintained  properly.  Errors  in  drawing  up  vaccine  into  syringes  may 
result in AEFI due to excess filling or vaccine failure due to inadequate filling. 
 
Was  there  an  error  in  vaccine  handling  (e.g.  a  break  in  cold  chain  during  transport, 
storage and/or immunization session etc.)? 
Exposure to excess heat or cold as a result of inappropriate transport, storage or handling of 
the vaccine (and its diluent where applicable) may result in: 
−  vaccine failure as a result of inactivation of the active vaccine components; 
−  systemic  or  local  reactions  due  to  changes  in  the  physical  nature  of  the 
vaccine,  such  as  agglutination  of  aluminium-based  excipients  in  freeze-
sensitive vaccines. 
Reconstituted  vaccines  used  beyond  the  prescribed  time  and  recommended  maintenance 
conditions  can  result  in  vaccine  failure  and/or  disease  in  the  recipient  (e.g.  toxic  shock 
syndrome). 
 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of administration; 
wrong needle size etc.)? 
A variety of AEFI may result from incorrect administration of a vaccine. For example: 
−  neurological, muscular, vascular or bone injury from the use of an incorrect 
injection site, equipment or technique; 
−  systemic and/or local reactions following administration of an incorrect dose; 
−  sterile abscess following subcutaneous instead of intramuscular injection of 
alum  adjuvanted  vaccines  –  usually  a  result  of  using  a  needle  that  is  too 
short to reach the muscle layer.  
 
Immunization anxiety  
Could  the  event  have  been  caused  by  anxiety  about  the  immunization  (e.g.  vasovagal, 
hyperventilation or stress-related disorder)? 
The  types  of  reactions  caused  by  immunization  anxiety  include,  but  are  not  limited  to, 
vasovagal-mediated  reactions,  hyperventilation-mediated  reactions  or  stress-related 
psychiatric disorders. For example: 
•  In  September  1998,  more  than  800  young  people  in  Jordan  believed  they  had 
suffered  from  the  side-effects  of  tetanus-diphtheria  toxoid  vaccine  administered  at 
school; 122 of them were admitted to hospital. For the vast majority of the  young 
people,  the  symptoms  did  not  result  from  the  vaccine  but  arose  from  mass 
psychogenic  illness.  A  review  of  the  literature  showed,  however,  that  this  mass 
                                                 
1 Bundy DG et al. Pediatric vaccination errors: application of the "5 rights" framework to a national error 
reporting database. Vaccine, 2009, 27(29):3890−3896 (Epub 2009 Apr 23). See: 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19442422 (accessed 23 February 2013). 
 
15 
 

 
reaction  was  similar  in  many  ways  to  previous  outbreaks,  even  though  the 
underlying causes varied.1  
Adolescents,  especially  if  immunized  in  mass  clinical  settings,  are  more  prone  to  have 
anxiety-related  vasovagal  reactions  resulting  in  fainting,  sometimes  accompanied  by 
tonic−clonic seizure-like movements (not a seizure).2  
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of 
increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine administration? 
It  is  important  to  confirm  if  the  event  took  place  in  an  “appropriate”  time  window  of 
increased risk. This is applicable to all questions under II. For example: 
•  The  “appropriate”  time  window  for  VAPP  is  between  4  and  40  days.  A  case 
classified as a recipient VAPP is a person who has onset of acute flaccid paralysis 
(AFP) 4−40 days after receiving OPV, isolating Sabin virus and with neurological 
sequelae  compatible  with  polio  60  days  after  the  onset  of  paralysis.3 Thus  cases 
with AFP onset less than 4 days or over 40 days after receiving OPV and isolating 
Sabin virus in the stool are not classified as recipient VAPP.  
 
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Is there strong evidence against a causal association? 
An AEFI that is initially thought to be due to a vaccine may, after investigation, be found to 
be explained by a similar manifestation caused by another factor. For example: 
•  In  recent  years,  some  researchers  hypothesized  that  measles  vaccine  may  be 
associated with autism. A series of studies were reviewed by the GACVS and also 
the IOM Committee to review adverse effects of vaccines. Both groups concluded 
that no evidence exists of a causal association between MMR vaccine and autism or 
autistic disorders.4 5 
IV. Other qualifying factors for classification 
Sections I to III outline the strong evidence for or against causality for most cases of AEFI. 
Below are some additional factors that support the above observations. If the AEFI is still 
unclassified, these qualifying factors provide reviewers with indications on causality. 
 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
                                                 
1 Kharabsheh S et al. Mass psychogenic illness following tetanus-diphtheria toxoid vaccination in Jordan. 
Bulletin of the World Health Organization, 2001, 79(8):764−770. See:  
http://www.who.int/docstore/bulletin/pdf/2001/issue8/vol79.no.8.764-770.pdf (accessed 23 February 2013). 
 
2 Syncope after vaccination − United States, January 2005−July 2007. Morbidity and Mortality Weekly 
Report, 2008, 57(17):457−460. See: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18451756 (accessed 23 February 
2013). 
 
Case definition: poliomyelitis. Pan American Health Organization. See: 
http://www.paho.org/english/ad/fch/im/PolioCaseDefinition.htm (accessed 23 February 2013). 
MMR and autism. World Health Organization. See: 
http://www.who.int/vaccine_safety/topics/mmr/mmr_autism/en/ (accessed 23 February 2013). 
Adverse effects of vaccines: evidence and causality. United States Institute of Medicine. See: 
http://www.iom.edu/Reports/2011/Adverse-Effects-of-Vaccines-Evidence-and-Causality.aspx (accessed 23 
February 2013). 
 
16 
 

 
Knowledge  of  the  background  incidence  of  events  which  may  occur  in  temporal 
relationship  with  a  vaccine  is  essential  for  assessing  a  cluster  of  events  in  terms  of  the 
strength of the signal it may provide. For example:  
 
•  In Israel, during the early phases of the annual influenza immunization campaign in 
October 2006, four deaths occurred among elderly vaccinees and the campaign was 
temporarily  halted  for  an  investigation.  It  was  determined  that  the  expected  death 
rate among similarly aged vaccinees within seven days of a vaccine exposure was 
0.01 to 0.02% and this rate had been constant for several years prior to the apparent 
signal.  The  background  rate  for  death  in  the  population  was  relatively  high  as  a 
result  of  age  (>75  years)  and  comorbid  conditions  (e.g.  diabetes,  cardiovascular 
disease, homebound status).1  
•  The  importance  of  understanding  background  rates  of  disease  prior  to  a  mass 
campaign  were  pointed  out  in  a  study  published  in  October  2009.  This  provides 
many examples of how background rates can impact on temporally associated AEFI 
observed during immunization campaigns.2  
 
Could the event be a manifestation of another health condition? 
It is important to consider other health conditions that may have precipitated the AEFI. For 
example: 
•  Glutaric aciduria type I, a rare inborn error of metabolism, was identified after 
magnetic resonance imaging in monozygotic twin females with glutaric aciduria 
type I who were admitted with acute encephalopathic crisis symptoms three days 
after immunization for poliovirus.3  
 
Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
The  occurrence  of  an  AEFI  after  a  previous  dose  of  a  similar  vaccine  should  be  handled 
cautiously.  In  specialized  settings,  vaccination  schedules  can  continue  taking  appropriate 
precautions. For example: 
 
• 
Revaccinations  have  to  be  avoided  in  patients  with  a  history  of  anaphylaxis  after 
vaccine  injection  because  of  the  potential  risk  of  recurrent  anaphylaxis.  However, 
without  diagnostic  work-up,  vaccine  allergy  remains  a  presumption  and  necessary 
vaccinations may be unjustifiably withheld. Diagnostic testing should be performed 
after  suspected  vaccination-induced  anaphylaxis  in  order  to  rule  out  IgE-mediated 
allergy  to  the  incriminated  vaccine  and  its  constituents  and  to  enable  future 
vaccinations  with  the  tested  compounds.  Therefore,  a  history  of  anaphylaxis  after 
vaccination may not be an absolute contraindication for revaccination.4  
                                                 
1 Kokia ES et al. Deaths following influenza vaccination − background mortality or causal connection? 
Vaccine
, 2007, 25(51):8557−8561. See:  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18006121 (accessed 23 
February 2013). 
2 Black et al. Importance of background rates of disease in assessment of vaccine safety during mass 
immunisation with pandemic H1N1 influenza vaccines. Lancet, 2009, 374:2115−2122. See:  
http://download.thelancet.com/flatcontentassets/H1N1-flu/vaccination/vaccination-86.pdf (accessed 23 
February 2013). 
3 Alkan A et al. Glutaric aciduria type I diagnosed after poliovirus immunization: magnetic resonance 
findings. Pediatric Neurology, 2002, 26(5):405−407. See: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12057806 
(accessed 23 February 2013). 
4 Seitz CS et al. Vaccination-associated anaphylaxis in adults: diagnostic testing ruling out IgE-mediated 
vaccine allergy. Vaccine, 2009, 27(29):3885–3889. See: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19428162 
(accessed 23 February 2013). 
17 
 

 
 
• 
Revaccination of children who have a past history of an AEFI appears safe (with the 
exception  of  anaphylaxis  and  encephalopathy).  A  special  immunization  service 
should be part of a comprehensive immunization programme.1  
 
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
Prior  exposure  to  risk  factors/toxins  may  be  a  clue  to  the  possibility  that  an  AEFI  is  a 
coincidental event. One should also consider the possibility of an interaction between a risk 
factor/toxin and vaccine in causing the AEFI. For example: 
 
•  A patient who undergoes a surgical procedure a week prior to vaccination (with an 
apparently  normal  post-operative  period),  may  present  with  fever  the  day  after 
immunization.  One  needs  to  determine  if  the  fever  (which  is  an  AEFI)  is  a 
coincidental event (to vaccination) that occurred as a late complication of surgery or 
if it is due to the vaccine or vaccination (product-related, quality defect-related, or 
immunization error-related).  
 

•  An  AEFI  involving  hair  loss  in  a  patient  on  chemotherapy  who  was  given  HBV 
vaccine may be a coincidental event due to the chemotherapy or may be a vaccine 
product-related reaction following immunization with HBV vaccine. 
 
•  Accidental  ingestion  and  drug  interaction  are  known  causes  of  carbamazepine 
toxicity.  Less  well  recognized  is  the  possibility  that  influenza  vaccination  may 
significantly increase carbamazepine blood levels.2  
 
Was there acute illness prior to the event? 
About a quarter of patients with Guillain-Barré syndrome have had a recent Campylobacter 
jejuni  infection.3 A  prior  history  of  a  diarrhoeal  illness  a  week  or  two  before  vaccination 
may be a clue that the GBS is a coincidental event relative to immunization because it was 
due to the same agent that caused the diarrhoeal illness prior to vaccination.  
 
Did the event occur in the past independently of vaccination? 
It is important to verify  if a similar event occurred in the vaccinee and  family in the past 
independent of immunization. For example: 
 
•  A  24-month-old  child  receives  MMR  immunization.  Seven  days  later  her 
pediatrician  poses  a  diagnosis  of  atopic  dermatitis.  A  careful  clinical  history, 
however, reveals that the child had signs of atopic dermatitis since five months of 
age.4  
 
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
                                                 
1 Gold M et al. Re-vaccination of 421 children with a past history of an adverse vaccine reaction in a special 
immunization service. Archives of Disease in Childhood, 2000, 83:128−131 (doi:10.1136/adc.83.2.128). See: 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10906018 (accessed 23 February 2013). 
 
2 Robertson WC Jr. Carbamazepine toxicity after influenza vaccination. Pediatric Neurology, 2002, 26(1):61–
63. See: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0887899401003320 (accessed 23 February 2013). 
3 Hughes RAC et al. Guillain-Barré syndrome. Lancet, 2005, 366(9497):1653–1666.  
4 Hennino A et al. Influence of measles vaccination on the progression of atopic dermatitis in infants. 
Pediatric Allergy and Immunology, 2007, 18:385−390. See: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17617807 
(accessed 23 February 2013). 
 
18 
 

 
Medications  are  known  to  cause  adverse  reactions  and,  when  given  concurrently  with 
vaccine(s), must be considered as possible causes of an observed AEFI. For example  
 
•  Stevens-Johnson syndrome that occurs nine days after vaccination in an individual 
on  a  sulfa  antibiotic  could  be  a  coincidental  event  (due  to  the  sulfa  drug)  or  a 
vaccine product-related reaction (due to the vaccine)  
 
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
Biological plausibility – or biological mechanisms as  an  additional  qualifying  factor  −  can 
be  invoked  only  when  a  laboratory  finding  or  a  symptom/sign  are  similar  and  consistent 
with  the  natural  history  and  physiopathology  of  the  infection  or  antigen.  Evidence 
regarding  biological  plausibility,  however,  can  never  prove  causality.  At  best,  biological 
plausibility adds an additional piece of supportive evidence. For example: 
 
•  Acute cerebellar ataxia is a proven complication of wild type varicella zoster virus 
(VZV) infection with an estimated incidence of five per 100 000 infections among 
children  aged  five  years  and  under.1 Since  the  wild  virus  causes  acute  cerebellar 
ataxia, it is biologically plausible that the attenuated vaccine virus could also result 
in  this  complication  of  VZV  infection  in  certain  vaccinees.  However,  existing 
evidence  is  still  not  sufficient  to  confirm  or  reject  this  hypothesis  so  it  remains  a 
theoretical possibility based on biological plausibility.2  
•  Some attenuated mumps vaccines, like mumps disease, are associated with aseptic 
meningitis. The lack of a standardized clinical case definition of aseptic meningitis 
and criteria for CSF evaluation complicates the interpretation of available data and 
may increase the probability of higher “case” ascertainment influenced by factors 
other than the vaccine strain.3  
Step 3: Algorithm 
After the checklist is completed, the AEFI case is ready to be applied to the algorithm. The 
algorithm  aims to be a roadmap for the decision-making of the reviewers but it does not, 
and  should  not,  take  away  the  expert  and  deductive  logical  process  inherent  in  linking  a 
diagnosis to its potential cause. The stepwise approach of the algorithm helps to determine 
if  the  AEFI  could  be  consistent  or  inconsistent  with  an  association  to  immunization,  an 
indeterminate outcome or unclassifiable (Fig. 3).  
 
The  algorithm  allows  the  reviewers  to  focus  logically  and  document  their  observations  to 
the  appropriate  conclusions.  “Yes”  responses  in  the  checklist  should  have  corresponding 
conclusions  in  the  algorithm.  The  boxes  on  the  mandatory  path  correspond  to  the  four 
major sections in the checklist (I to IV).  It is essential that the reviewers evaluate all four  
boxes  using  the  responses  in  the  checklist.  The  conclusions  are  colour-coded  green  if  the 
conclusion is inconsistent with a causal association to immunization; red if it is consistent 
with  a  causal  association  to  immunization;  yellow  if  it  is  indeterminate;  and  blue  if  the 
event is unclassifiable. 
 
                                                 
1 Van der Maas NA et al. Acute cerebellar ataxia in the Netherlands: a study on the association with 
vaccinations and varicella zoster infection. Vaccine, 2009, 27(13):1970−1973 (Epub 2009 Jan 30). See: 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19186201 (accessed 23 February 2013). 
2 Institute of Medicine. Adverse effects of vaccines: evidence and causality. Washington, DC, National 
Academies Press, 2012. See: http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=13164 (accessed 23 February 2013). 
3 Bonnet M-C et al. Mumps vaccine virus strains and aseptic meningitis. Vaccine, 2006, 24(49–50):7037–
7045. See: http://dx.doi.org/10.1016/j.vaccine.2006.06.049 (accessed 23 February 2013). 
19 
 


 
Summarizing the responses in the checklist adjacent to the corresponding conclusion or as a 
summary note at this point will enable the reviewers to have a transparent “dashboard view” 
of their conclusions and the logic for arriving at them.  
 
Fig. 3. Causality assessment algorithm  
 
Responses  IA,  IIA  and  IIIA  have  greater  strength  and  these  conclusions  have  greater 
weight.  When  the  conclusion  is  “unclassifiable”,  the  reviewers  should  determine  the 
reasons why classification was not possible and all attempts should be made to obtain the 
necessary supporting evidence for classification. 
 
Step 4: Classification 
The  final  classification  has  been  adapted  from  Definition  and  application  of  terms  for 
vaccine  pharmacovigilance.  Report  of  the  CIOMS/WHO  Working  Group  on  Vaccine 
Pharmacovigilance
. 1  The  cause-specific  definitions  provide  clarity  on  “A.  Consistent 
causal  association  to  immunization”  and  “C.  Inconsistent  causal  association  to 
immunization”  (coincidental).  The  association  is  considered  “B.  indeterminate”  when 
adequate information on the AEFI is available but it is not possible to assign it to either of 
the above categories. The details are presented in Fig. 4. 
 
Fig 4. Causality assessment classification  
                                                 
Definition and application of terms for vaccine pharmacovigilance. Report of the CIOMS/WHO Working 
Group on Vaccine Pharmacovigilance
. Geneva, Council for International Organizations of Medical Sciences, 
2012. 
20 
 



 
 
 
The final classification is based on the availability of adequate information. 
I. Case with adequate information for causality conclusion 
A case with adequate information for causality conclusion can be classified as follows: 
 
A.  Consistent causal association to immunization  

A1. Vaccine product-related reaction; or 
A2. Vaccine quality defect-related reaction; or 
A3. Immunization error-related reaction; or 
A4. Immunization anxiety-related reaction. 
 
B.  Indeterminate  
B1. Temporal relationship is consistent but there is insufficient definitive evidence 
that  vaccine  caused  the  event  (it  may  be  a  new  vaccine-linked  event).  This  is  a 
potential signal and needs to be considered for further investigation. 
B2. Reviewing factors result in conflicting trends of consistency and inconsistency 
with causal association to immunization (i.e. it may be vaccine-associated as well as 
coincidental and it is not possible clearly to favour one or the other). 
 
C.  Inconsistent causal association to immunization (coincidental): This could be due to 
underlying or emerging  condition(s) or conditions caused by exposure to something other 
than vaccine. 
 
21 
 

 
II. Case without adequate information for causality conclusion  
This case is categorized as “unclassifiable” and requires additional information for further 
review of causality. The available information on unclassifiable cases should be placed in a 
repository  or  an  electronic  database  which  should  be  periodically  reviewed  to  see  if 
additional information is available for classification and to perform analyses for identifying 
signals. 
 
 
22 
 


 
Summarizing the logic of causality  
Causality assessment is performed with the available information and resources that are at 
the  reviewers’  disposal  at  a  given  point  in  time.  The  information  and  resources  may  be 
adequate  or  inadequate.  If  the  information  is  inadequate,  causality  assessment  is  not 
possible. Even with adequate information, the precision of causality is largely determined 
by  the  expertise,  experience  and  skill  of  the  reviewers  (Fig.  5).  Different  cases,  when 
systematically reviewed, may reveal conflicting findings that have to be debated by a group 
of  experts  before  a  clearer  picture  of  causality  emerges.  It  is  possible  that  there  may  be 
more than one conclusion on causality by the same reviewers.  
 
Fig. 5. Summary of classification logic 
 
The  categories  “Consistent  causal  association  to  immunization”  and  “Inconsistent  causal 
association  to  immunization”  (coincidental)  are  clearly  outlined  in  the  Report  of 
CIOMS/WHO  Working  Group  on  Vaccine  Pharmacovigilance
1 and  are  described  below
With available evidence, several cases would be classified as “indeterminate”. This must be 
discussed  by  the  assessment  team  to  determine  if  there  is  a  signal  or  if  additional 
investigation or special tests are needed. 
 
Causality can change when additional information becomes available either about the same 
case  or  about  similar  cases.  Resource  constraints  such  as  non-availability  of  autopsy 
facilities and special laboratory tests (such as the tryptase test as an indicator of mast cell 
activation in anaphylaxis) can modify interpretations. 
 
 
                                                 
Definition and application of terms for vaccine pharmacovigilance. Report of the CIOMS/WHO Working 
Group on Vaccine Pharmacovigilance
. Geneva, Council for International Organizations of Medical Sciences, 
2012. 
23 
 

 
Underlying mechanisms for the classification of adverse 
events 
A. Consistent causal association to immunization 
A1 and A2. Vaccine product-related and vaccine quality defect-related reactions  
Vaccines  are  designed  to  induce  a  response  by  the  immune  system  which  involves  a 
complex  interaction  between  the  vaccine  antigens,  the  adjuvant  (if  present),  antigen-
presenting cells, lymphocytes and multiple immune mediators (cytokines). This interaction 
is  important  to  the  development  of  the  desired  immunity  against  the  specific  vaccine-
preventable  disease.  However,  the  immune  response  in  a  vaccinee  may  manifest  as 
relatively  common  and  mild  adverse  reactions  to  the  vaccine(s),  such  as  redness  and 
swelling  at  the  injection  site,  or  fever.  Homeostatic  mechanisms  usually  limit  the 
inflammatory  response  so  that  such  reactions  are  short-lived  and  have  no  lasting 
consequence. Uncommonly, the immune response to one or more vaccine components may 
result  in  a  longer-lasting  and  more  severe  adverse  reaction.  Rarely,  the  immune  response 
may cause a life-threatening allergic reaction.  
 
It is important to note that vaccine product-related reactions may unmask a predisposition 
in certain high-risk individuals to other adverse events that would not occur in the majority 
of vaccinees. For example, fever is a relatively common inflammatory response following 
vaccination.  For  most  vaccinees  the  fever  is  of  short  duration  and  there  are  no  associated 
adverse  reactions.  However,  in  children  with  an  underlying  seizure  disorder,  or  in  infants 
and toddlers with a tendency to have febrile seizures, the fever may trigger a seizure. Other 
events that cause fever,  such as respiratory infection, could also trigger a seizure. In such 
cases,  the  seizures  result  from  a  combination  of  an  inherent  property  of  the  vaccine  that 
caused fever and underlying factors in the vaccinee that lowered the threshold for seizure 
associated with fever. 
 
Vaccine product-related and vaccine quality defect-related reactions are as follows:  
 
•  Reactions  associated  with  the  route  and/or  site  of  administration  of  the  vaccine 
product or vaccinee-specific characteristics: 
−  Bell’s  palsy  following  intranasal  administration  of  a  specific  influenza 
vaccine  where  the  causative  mechanism  was  attributed  to  the  vaccine 
composition combined with the mode of administration; 
−  pain at the time of injection and associated physiological responses. 
 
•  Immune-mediated vaccine reaction: 
−  local  reactions,  with  involvement  of  the  injection  site,  due  to  one  or  more 
vaccine components, i.e. 
o  non-granulomatous inflammation with or without regional lymphadenitis 
  extensive limb swelling e.g. post-DTP vaccination,  
  mild,  moderate  or  severe  local  inflammation,  manifest  as  one  or 
more  of  swelling,  redness,  pain,  local  tenderness  and  induration 
(examples  of  the  mechanisms  underlying  more  severe  reactions 
include  
-  subcutaneous  injection  of  a  vaccine  [e.g.  alum  adsorbed] 
recommended for intramuscular administration, 
-  localized antigen-antibody reaction [antibody excess], 
-  aluminium adjuvant hypersensitivity, and 
24 
 

 
-  infection), 
o  granulomatous  inflammation  at  the  injection  site  with  or  without 
regional lymphadenitis (most commonly related to BCG vaccine); 
−  multisystem (generalized) reactions due to one or more vaccine components, 
i.e. 
o  systemic inflammatory response (e.g. fever or lethargy) 
o  mast cell degranulation 
  IgE mediated hypersensitivity (anaphylaxis), 
  non-IgE  mediated  hypersensitivity  (reactions  in  this  group  are 
commonly referred to as anaphylactoid reactions), 
o  disseminated  granulomatous  reaction  (e.g.  disseminated  BCG  in 
immunodeficient hosts) 
o  immune complex mediated reaction (serum sickness reaction); 
−  organ-specific reactions due to one or more vaccine components, i.e. 
o  auto-immune or undefined mechanism 
  central nervous system (e.g. demyelinating conditions such as GBS 
post-influenza vaccination), 
  blood (e.g. thrombocytopenia post-MMR vaccination), 
  skin (e.g. rashes after vaccination, including urticarial). 
 
28 
•  Reactions as a  consequence of  replication of vaccine-associated microbial agent(s) 
in the vaccinee or in a close contact of the vaccinee. The microbial agent(s) could 
be: 
−  an attenuated vaccine agent; 
−  a  wild-type  vaccine  agent  due  to  insufficient  inactivation  during  the 
manufacturing process; 
−  a contaminant introduced into vaccine during the manufacturing process.  
 
•  Direct toxic effect of a vaccine component or contaminant (e.g. quality defect). 
A3. Immunization error-related reaction 
The emphasis for AEFI in this category is their preventable nature. Thus the classification 
mechanism  focuses  on  the  nature  of  the  error  rather  than  on  the  biological  process(es) 
giving  rise  to  the  specific  AEFI.  Nevertheless,  many  of  the  AEFI  in  this  category  result 
from the same or similar processes as those that underlie vaccine product-related or vaccine 
quality defect-related reactions. Immunization error-related reactions are described below. 
 
•  Error in vaccine handling: 
−  exposure to excess heat or cold as a result of inappropriate transport, storage 
or handling of the vaccine (and its diluent where applicable), resulting in: 
o  failure  to  vaccinate  as  a  result  of  inactivation  of  the  active  vaccine 
components 
o  systemic  or  local  reactions  due  to  changes  in  the  physical  nature  of  the 
vaccine, such as agglutination of aluminium-based excipients in freeze-
sensitive vaccines; 
−  Use of a product after the expiry date, resulting in: 
o  failure  to  vaccinate  as  a  result  of  loss  of  potency  or  non-viability  of  an 
attenuated product. 
•  Error in vaccine prescribing or non-adherence to recommendations for use: 
−  failure to adhere to a contraindication, resulting in: 
25 
 

 
o  anaphylaxis  following  administration  of  a  vaccine  to  an  individual 
known  to  have  an  immune-mediated  hypersensitivity  to  one  or  more 
components  
o  disseminated  infection  with  an  attenuated  live  vaccine  agent  following 
administration  to  an  individual  with  a  known  immunodeficiency  that 
contraindicated use of any live vaccines  
o  vaccine-associated paralytic polio in an immunocompromised household 
contact of a child given oral polio vaccine; 
−  failure to consider appropriately warnings or precautions for vaccine use; 
−  failure  to  adhere  to  vaccine  indications  or  prescription  (dose  or  schedule), 
resulting in: 
o  systemic  and/or  local  reactions  following  administration  of  an  incorrect 
dose 
o  systemic  and/or  local  reactions  following  administration  of  the  wrong 
product or administration to an individual in an incorrect age group 
o  vaccine failure if  a live  attenuated product is given too soon after blood 
products  or  at  an  age  when  maternally  transferred  antibody  could 
interfere with the replication required to induce an immune response 
o  neurological, muscular, vascular or bone injury due to incorrect injection 
site, equipment or technique. 
•  Error in administration: 
−  use of an incorrect diluent or injection of a product other than the intended 
vaccine, resulting in: 
o  failure to vaccinate due to incorrect diluent 
o  reaction  due  to  the  inherent  properties  of  whatever  was  administered 
other than the intended vaccine or diluent; 
−  incorrect sterile technique or inappropriate procedure with a multidose vial, 
resulting in: 
o  infection  at  the  site  of  injection  due  to  a  microbial  contaminant 
introduced during administration of the vaccine 
o  infection  beyond  the  site  of  injection  due  to  a  microbial  contaminant 
introduced during administration of the vaccine; 
−  failure  to  ensure  a  safe  environment  during  and  immediately  following 
immunization, resulting in: 

head injury during a syncopal episode post-immunization;  
−  inadvertent  administration  of  vaccine  to  someone  for  whom  it  was  not 
intended (e.g. via a needlestick injury or splash to the eye depending, on the 
vaccinee characteristics). 
A4. Immunization anxiety-related reaction 
The types of reactions caused by immunization anxiety include, but are not limited to: 
−  vasovagal mediated reactions; 
−  hyperventilation mediated reactions; 
−  stress-related psychiatric disorders. 
B. Indeterminate 
B1. Consistent temporal relationship but insufficient evidence for causality 
In  this  case,  the  temporal  relationship  is  consistent  but  there  is  insufficient  definitive 
evidence for vaccine causing the event (it may be a new vaccine-linked event). The details 
of such AEFI cases should be maintained in a national database. Over time, as more similar 
26 
 

 
vaccines are administered and if similar events are reported from  one  or  multiple  sources, 
the  recorded  cases  will  help  to  identify  a  signal  suggesting  a  new  potential  causal 
association, or a new aspect of a known association, between a vaccine and an event or a 
set of related events.  
 
B2. Conflicting trends of consistency and inconsistency with causality 
Reviewing  factors  may  result  in  conflicting  trends  of  consistency  and  inconsistency  with 
causal  association  to  immunization.  Even  with  adequate  information,  these  AEFI  cases 
cannot be clearly categorized because the outcomes of investigation may give contradictory 
conclusions. There could be clear pointers indicating that the event is related to the vaccine 
or the vaccination and at the same time there could also be clear evidence that the vaccine 
cannot be responsible. 
 
C. Inconsistent causal association to immunization (coincidental) 
AEFI  can  result  from  underlying  or  emerging  conditions  of  the  vaccine  as  well  as  from 
external  exposures  that  can  cause  harm  independent  of  immunization.  These  include,  but 
are not limited to, the following: 
Underlying or emerging condition(s) in the vaccine 
Such underlying or emerging conditions could include: 
−  manifestation  or  complication  of  a  congenital  or  inherited  underlying 
disease condition or birth injury; 
−  manifestation  or  complication  of  an  underlying  acquired  disease  condition 
that may or may not have been diagnosed prior to immunization; 
−  psychogenic illness. 
Conditions caused by exposure to external factors  
Conditions caused by factors other than vaccine could include: 
−  infection due to agents such as bacteria, viruses, fungi or parasites; 
−  adverse  reaction  due  to  recent  or  concomitant  medication  or  use  of  illicit 
substances; 
−  allergic  and  other  hypersensitivity  reactions  due  to  exposure  to  allergens 
other than those present in the vaccine;; 
−  injury due to exposure to environmental toxins; 
−  injury due to trauma, including surgery. 
 
 
 
27 
 

 
Initiating action after causality assessment 
Determining  causality  is  not  an  end  in  itself.  The  lessons  learned  from  the  assessment 
should  provide  insights  for  the  technical,  immunization  programme  and  administrative 
managers on the causes and the next steps to take – including training, research, modifying 
systems, refining tools and so on – to avoid and/or minimize recurrences. 
 
A. Consistent causal association to immunization  
National immunization programmes need to establish standard protocols for responding to 
AEFI.  These  have  to  be  decided  by  a  national  committee  and  approved  by  the  existing 
decision-making system in the country. 
A1. Vaccine product-related reaction 
•  It  will  be  necessary  to  follow  protocols  adopted  by  each  country  when  such 
cases are confirmed. 
A2. Vaccine quality defect-related reaction 
•  If this reaction is related to a particular lot or batch, the distribution of the lot or 
batch  has  to  be  ascertained  and  specific  instructions  must  be  provided  on  the 
utilization or non-utilization of the lot or batch. 
•  It  is  important  to  inform  the  national  regulatory  authority  and  the  marketing 
authorization holder about the AEFI. The event should be communicated to the 
manufacturer through these bodies. 
•  WHO should be contacted through the Organization’s local country office or the 
WHO  Uppsala  Monitoring  Centre  (http://www.who-umc.org/)  and  the 
information communicated to ensure that other countries using the vaccine are 
alerted. 
A3. Immunization error-related reaction 
•  Training and capacity-building are critical to avoid recurrences of such reactions. 
A4. Immunization anxiety-related reaction 
•  Vaccination should take place in an ambient and safe environment. 
B. Indeterminate 
B1. Consistent temporal relationship but insufficient evidence for causality 
•  The  details  of  such  AEFI  cases  should  be  maintained  in  a  national  database. 
Later  this  can  help  to  identify  a  signal  suggesting  a  new  potential  causal 
association, or a new aspect of a known association, between a vaccine and an 
event or set of related events.  
B2. Conflicting trends of consistency and inconsistency with causality  
•  These  cases  are  classified  on  the  basis  of  available  evidence.  If  additional 
information  becomes  available,  the  classification  can  move  into  a  more 
definitive  category.  During  the  assessment,  the  reviewers  should  clarify  what 
additional information would be helpful to finalize the causality assessment and 
should seek information and expertise from national or international resources. 
28 
 

 
The GACVS can be approached for guidance through WHO, particularly when 
an event is likely to impact the immunization programme significantly.  
C. Inconsistent causal association to immunization (coincidental) 
•  The information and confirmation should be provided to patients, their relatives, 
the care provider and the community. 
 
 
 
29 
 

 
Conclusion 
It is important to recognize that causality assessment of an AEFI in an individual patient is 
an exercise in medical differential diagnosis. A  good clinician does not diagnose diabetes 
or coronary artery disease on the basis of conflicting or vague information. In the same way, 
an AEFI should not be causally linked to a vaccine without adequate information.  
In  WHO’s  revised  AEFI  causality  assessment  process,  end-users  are  encouraged  to 
determine if the minimum criteria for causality  assessment are reached, use a checklist to 
identify factors that could have caused the event, recognize a pattern through an algorithm 
and finally apply the human element in ascertaining causality. 
In  assessing  causality  of  an  AEFI,  the  human  elements  of  experience,  proficiency, 
resources and teamwork clearly play an important role. Tools like the one described above 
empower  investigators  to  think  about  the  rationale  of  an  assessment,  collect  relevant  data 
and help to improve consistency in assessments.  
There are several models, algorithms and tools (including software) available for causality 
assessment,  each  with  its  own  merits  and  with  varying  sensitivity  and  specificity.  After  a 
thorough  review  of  the  existing  methodologies  for  assessing  causality  in  adverse  drug 
reactions and AEFI, and after pilot-testing of several approaches (including scoring scales, 
algorithms, questionnaires etc.), this revised scheme was developed by a GACVS working 
group in consultation with experts from around the world.  
There was consensus that it is difficult to create a perfect system that clearly pinpoints the 
causality of AEFI. The basic steps in the algorithm developed by the Clinical Immunization 
Safety  Assessment  (CISA)  Network  was  used  by  the  GACVS  working  group  and  was 
developed into the present scheme to make it applicable in multiple settings.1  
 
 
                                                 
1 Halsey NA et al. Algorithm to assess causality after individual adverse events following immunizations. 
Vaccine
, 2012, 30(39):5791−5798 (Epub 2012 Apr 14). See: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22507656 
(accessed 23February 2013). 
 
30 
 

 
Annex 1. Worksheet for causality assessment 
Step 1: Eligibility  
 
Name of the 
Name of one or more vaccines 
What is the valid 
Does the diagnosis meet 
patient 
administered before this event 
diagnosis? 
a case definition? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Create your question on causality here 
Has the ________________ vaccine/vaccination caused ___________________? (The event is for review in step 2) 
 
Step 2: Event checklist   
 Check  all boxes that apply  
Y: Yes N: No UK: Unknown NA: Not applicable 
I. Is there strong evidence for other causes?                                                     Y N UK NA      Remarks 
Does a clinical examination, or laboratory tests on the patient, confirm 
 
 
another cause? 
    
II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
 Vaccine product(s)  
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported 
 
    
event even if administered correctly? 
Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the 
 
    
ingredients? 
Immunization error 
Was there an error in prescribing or non-adherence to recommendations for 
 
    
use of the vaccine (e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient etc.)? 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
    
 
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of 
 
    
foreign substances etc.) abnormal at the time of administration? 
Was there an error in vaccine constitution/preparation by the vaccinator (e.g. 
 
wrong product, wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling 
    
etc.)? 
Was there an error in vaccine handling (e.g. a break in the cold chain during 
 
    
transport, storage and/or immunization session etc.)? 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of 
 
    
administration; wrong needle size etc.)? 
Immunization anxiety  
Could the event have been caused by anxiety about the immunization (e.g. 
 
    
vasovagal, hyperventilation or stress-related disorder)? 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine 
 
    
administration? 
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Is there strong evidence against a causal association? 
    
 
IV. Other qualifying factors for classification 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
    
 
Could the event be a manifestation of another health condition? 
    
 
Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
    
 
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
    
 
Was there acute illness prior to the event? 
    
 
Did the event occur in the past independently of vaccination? 
    
 
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
    
 
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
    
 
31 
 




 
Step 3: Algorithm 
Review all steps and check  all the appropriate boxes 
 
  Notes for step 3:  
   
Step 4: Classification   
Check  all boxes that apply 
 
 
 
 ummarize the classification logic:  
W  ith available evidence, we could conclude that the classification is ___________________________________because:  
   
32 
 

 
ANNEX 2. Examples 
Example 1: Meningococcal conjugate vaccine and seizures 
 
Presenting  problem:  A  five-month-old  male  (name  PQ),  given  a  second  dose  of 
Menjugate  vaccine  (first  dose  at  age  three  months);  two  days  post-immunization  reported 
onset of fever – not documented. Five days post-immunization the infant had a right focal 
seizure  and  altered  level  of  consciousness.  The  documented  temperature  was  39°  C.  The 
patient  was  treated  with  anticonvulsants  and  was  admitted  to  hospital.  He  had  persistent 
seizure activity on the third and fourth days in hospital. He was transferred to a tertiary-care 
referral  paediatric  hospital  and  admitted  to  the  intensive  care  unit  with  status  epilepticus. 
Seizures were controlled within 24 hours.  
 
Past  medical  history:
  unremarkable  good  general  health;  no  evidence  of  immune 
deficiency 
−  no prior history of seizures.  
Investigations:  
−  CSF: 61 RBC; 144 WBC; 57% PMN; and 26% lymphocytes; 
−  protein 1.2; glucose 3.1;  
−  culture of CSF, pharynx and stool all negative; 
−  PCR positive for herpes simplex virus; 
−  MRI  showed  extensive  inflammation  of  right  frontal,  parietal  and  temporal 
lobes, and a small amount of bleeding into the left temporal lobe; 
−  EEG showed paroxysmal lateral epileptiform discharges. 
An  investigation  at  the  immunization  session  site  confirmed  the  application  of  correct 
procedures in vaccine administration. 
 
Treatment  and  course  of  illness:  Treated  with  antibiotics  and  antiviral  (acyclovir).  The 
former  was  discontinued  once  PCR  results  were  known;  the  latter  was  continued  for  21 
days. Good recovery in hospital on treatment. At discharge the infant was alert and active 
with normal tone. Home on anticonvulsants. 
 
 
Note: The case meets the Brighton Collaboration case definition for encephalitis - at a level 2 of diagnostic 
certainty (evidence of encephalopathy with decreased level of consciousness and associated seizures; multiple 
indicators  of  CNS  inflammation  [temp  39C;  CSF  pleocytosis;  EEG  findings  consistent  with  encephalitis; 
neuroimaging consistent with encephalitis]).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 

 
Step 1: Eligibility  
 
Name of the 
Name of one or more vaccines 
What is the valid 
Does the diagnosis meet 
patient 
administered before this event 
diagnosis? 
a case definition? 
 
 
 
 
 
PQ 
Menjugate (Meningococcal 
Meningoencephalitis 
Yes (level 2) 
Group C conjugate vaccine) 
 
 
Create your question on causality here 
 
Has the Menjugatevvaccine/vaccination caused meningoencephalitis 
Step 2: Event checklist 
Y: Yes N: No UK: Unknown NA: Not applicable 
Check  all boxes that apply  
I. Is there strong evidence for other causes?                                                                                 Y N UK NA      Remarks 
Does a clinical examination, or laboratory tests on the patient, confirm another cause? 
     Yes  CSF PCR positive 
for herpes simplex virus 
II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
 Vaccine product(s)  
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported event even if 
 
 
administered correctly? 
     
 
 
Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the ingredients? 
      
Immunization error 
Verified and found to be 
Was there an error in prescribing or non-adherence to recommendations for use of the vaccine 
     correct 
(e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient etc.)? 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
     Verified and found to be 
 
correct 
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of foreign substances 
Verified and found to be 
   
correct 
etc.) abnormal at the time of administration? 
Was there an error in vaccine constitution/preparation by the vaccinator (e.g. wrong product, 
Verified and found to be 
     correct 
wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling etc.)? 
Was there an error in vaccine handling (e.g. a break in the cold chain during transport, storage 
Verified and found to be 
     correct 
and/or immunization session etc.)? 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of administration; 
Verified and found to be 
     correct 
wrong needle size etc.)? 
Immunization anxiety  
Could the event have been caused by anxiety about the immunization (e.g. vasovagal, 
Anxiety cannot cause 
     Meningoencephalitis 
hyperventilation or stress-related disorder)? 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine administration? 
      
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Unknown – hasn’t been 
Is there strong evidence against a causal association? 
     studied 
IV. Other qualifying factors for classification 
Yes – several causes of 
     meningoencephalitis in 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
infants 
Yes – could be one of 

     several different 
Could the event be a manifestation of another health condition? 
infections  
Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
      
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
      
Was there acute illness prior to the event? 
      
Did the event occur in the past independently of vaccination? 
      
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
      

Unknown – not reported 
    
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
so far in literature 
34 
 




 
Step 3: Algorithm  
 
Review all steps and check 
 all the appropriate boxes  
 
 
 
 
  Notes for step 3: 
I A: Because PCR positive for herpes simplex virus.  IV C: because several causes of 
  meningoencephalitis in infants. Could be one of several different infections. 
 
Step 4: Classification  
Check  all boxes that apply 
 
 
 
 ummarize the classification logic:  
W  ith available evidence, we could conclude  that the classification is inconsistent (coincidental) because:  
 
There is a clear alternative explanation for the meningoencephalitis (herpes simplex virus confirmed). 
35 
 

 
Example 2: OPV and acute flaccid paralysis 
 
MA, a male child, was born on 29 December 2006 to a farmer couple in a polio endemic 
country. On 1 July 2009, he suddenly developed inability to use the left upper limb. This 
was  reported  by  the  local  health  worker  to  the  medical  officer  on  the  same  day  and  was 
investigated on 2 July 2009. 
 
The medical officer obtained the details of the present illness from the parents. MA had a 
sudden  onset  of  flaccid  paralysis  in  the  left  arm  on  1  July  2009.  On  the  day  of  paralysis, 
there was no fever. The paralysis was static (neither ascending nor descending). There was 
no  sensory  loss.  He  did  not  travel  outside  his  locality  for  35  days  preceding  his  illness. 
There  was  no  history  of  trauma,  no  loss  of  consciousness  and  no  convulsions.  Within  30 
days prior to the paralysis onset, he had injections in the gluteal region.  
 
MA  had  a  BCG  scar.  The  health  worker  mentioned  that  MA  had  received  three  doses  of 
OPV through routine immunization and the parents mentioned that he had over 10 doses of 
OPV  through  mass  immunization  campaigns.  The  last  OPV  before  paralysis  onset  (and 
stool sample collection) was administered on 24 May 2009. 
 
On  clinical  examination  the  medical  officer  observed  that  the  tone  was  markedly 
diminished  in  the  left  upper  limb.  There  was  power  of  0/5  in  the  muscles  of  the  wrist, 
forearm  and  upper  arm.  The  biceps,  triceps  and  supinator  jerks  were  diminished. 
Examination  also  showed  that  all  other  limbs  were  clinically  within  the  normal  range  of 
expected findings. Using a measuring tape, he determined and recorded the circumference 
of all the limbs. 
 
To test for the presence of enterovirus, two stool specimens were collected on 2 July 2009 
and  4  July  2009.  Both  specimens  were  of  adequate  volume  and  were  sent  to  a  WHO-
accredited laboratory in good condition (i.e. without desiccation or leakage, with adequate 
documentation,  and  with  evidence  that  the  cold  chain  was  maintained).  The  second  stool 
sample isolated Sabin type 1 and Sabin type 2 strains of poliovirus. 
 
The medical officer re-examined MA on 9 September 2009 and observed that that the tone 
was diminished in the left upper limb compared to the right. There was improvement in the 
power  in  the  muscles  of  the  wrist  (4/5),  forearm  (2/5)  and  upper  arm  (2/5).  The  biceps, 
triceps  and  supinator  jerks  were  still  diminished.  Examination  also  showed  that  all  other 
limbs were clinically within the normal range of expected findings. On measuring the limbs, 
the medical officer determined that there was wasting in the left upper arm. 
 
 
36 
 

 
Step 1: Eligibility  
 
Name of the 
Name of one or more vaccines 
What is the valid 
Does the diagnosis meet 
 
patient 
administered before this event 
diagnosis? 
a case definition? 
 
 
 
 
MA 
OPV 
AFP 
Yes 
http://www.who.int/immunization_
 
monitoring/diseases/poliomyelitis_
 
Create your question on causality here 
Has the OPV vaccine/vaccination caused AFP?  
 
(The event is for review in step 2) 
 
Step 2: Event checklist  
Y: Yes N: No UK: Unknown NA: Not applicable 
Check  all boxes that apply  
I. Is there strong evidence for other causes?                                                                                  Y N UK NA      Remarks 
Does a clinical examination, or laboratory tests on the patient, confirm another cause? 
     No details available on 
the other tests conducted 
on this child 

II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
 Vaccine product(s)  
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported event even 
VAPP is a recognized 
if administered correctly? 
    
event 
 
 Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the ingredients? 
    
Sabin 1 and 2 isolated 
from stool
 
Immunization error 
Was there an error in prescribing or non-adherence to recommendations for use of the vaccine 
 
    
(e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient etc)? 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
      
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of foreign substances etc) 
 
    
abnormal at the time of administration? 
Was there an error in vaccine constitution/preparation by the vaccinator (e.g. wrong product, 
 
    
wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling etc)? 
Was there an error in vaccine handling (e.g. a break in the cold chain during transport, storage 
 
    
and/or immunization session etc)? 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of administration; 
 
    
wrong needle size etc)? 
Immunization anxiety  
Could the event have been caused by anxiety about the immunization (e.g. vasovagal, 
 
    
hyperventilation or stress-related disorder)? 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine administration? 
    
Within 4–40 days 
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Is there strong evidence against a causal association? 
    
 
IV. Other qualifying factors for classification 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
    
There are many causes for AFP 

Child received injection 30 days prior;  there must 
Could the event be a manifestation of another health condition? 
    
have been an illness 
Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
    
 
Intramuscular injections within 30 days of 

immunization with oral poliovirus vaccine – a risk 
    
factor for vaccine-associated paralytic 
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
poliomyelitis 
Was there acute illness prior to the event? 
    
Inadequate information 
Did the event occur in the past independently of vaccination? 
    
 
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
    
 
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
    
OPV can cause AFP 
37 
 




 
Step 3: Algorithm  
Review all steps and check  all the appropriate boxes  
 
 

  Notes for step 3: II A: With available information, it seems likely that the vaccine caused the event. This is because OPV 
  is known to cause the event and the time window is suitable.  IV C: There are other causes of flaccid paralysis and the 
  child was treated for an illness 30 days prior to paralysis; however, this information is inadequate. 
 
Step 4: Classification 
Check  all boxes that apply 
 
Summarize the classification logic:  
 
 
 
With available evidence, we could conclude that the classification is consistent because:  
  
With available information, it seems likely that the vaccine caused the event. (But we need to keep in mind that VAPP 
is more likely to occur after the first dose than after later doses.)  
 
However, even though the trend is consistent we cannot completely rule out inconsistent, since information 
available on other causes is inadequate. 
 
38 
   

 
Example 3: AEFI after MMR vaccine  
 
XX,  a  South  Asian  girl  child  was  born  on  1December  2010  through  LSCS  (gestational  age  38  weeks  +  2 
days). She was the first child to the parents. Birth weight was 3200g and Apgar at birth was 10. 
 
On 22 May 2012 (at 18 months) between 9.30 and 10 a.m. she received 0.5ml MMR vaccine in the left arm 
with a 25nm 23G needle. She died 10 days after immunization. 
 
 
She was not on any simultaneous medication. She had no antenatal complications, she had no food allergies, 
and her feeding and activities were normal. She had no history of hospitalization, no underlying congenital or 
acquired diseases or disorders, and no evidence of abuse, harm, neglect, accidental injury or previous need for 
child protection. 
 
Previously  she  had  the  following  immunizations:  Penta  (DTP  Hep  B  and  Hib)  1/OPV  1  on  9  August  2011, 
Penta 2/OPV 2 on 25 October 2011, and JE on 10 January 2012. 
 
Prior to immunization, her feeding and activity were normal. She had an attack of fever one week prior which 
resolved. She was not receiving any medication at the time of vaccination. 
 
After immunization with MMR, she developed mild fever on the same day (22 May 2012). On the third day 
after  immunization  (25  May  2012),  she  developed  cough,  high  fever,  vomiting  and  flushed  face.  On  day  8 
after immunization (30 May 2012), she was admitted to the local district hospital where tentative diagnosis of 
lower  respiratory  tract  infection  was  made.  Full  blood  examination  showed  that  the  initial  WBC  count  was 
3800  and  platelets  152 000.  The  prescribed  medications  included  Paracetamol,  chlorpheneramine  maleate, 
Cefaloxine, Salbutamol, Theophyllin, and Diclofenac sodium suppository.  
 
She was later transferred to the district general hospital on 30 May 2012. The next day she developed fever, 
right hypochondrial tenderness and tenderness of the liver (1cm). Although she was haemodynamically stable, 
her  WBC  was  1300  and  platelets  112 000.  The  condition  was  diagnosed  as  probable  dengue  illness.  She 
further  developed  watery  diarrhoea  and  convulsions  and  was  treated  for  acute  gastroenteritis  with  IV 
antibiotics and IV fluids. In the evening, the platelet count dropped from 112 000 (at 5:00 a.m.) to 77 000 (at 
5:00  p.m.).  Clinicians  considered  probable  entry  into  the  critical  phase  of  dengue  haemorrhagic  fever,  even 
though evidence of haemorrhages was not detected. At 8.00 p.m., there was a further drop in platelet count to 
54 000 which clinicians considered as entry into the critical phase with haemodynamic instability (HR- >200; 
systolic BP – 60mmHg). She was then placed on IV fluids over six hours, exceeding the fluid quota (1330 ml 
given – 90.5%). 
 
On  day  10  following  immunization,  she  was  transferred  to  the  intensive  care  unit.  Her  heart  rate  remained 
high and she continued to be haemodynamically unstable, with pupils wide, tachypnoea, peripheral cyanosis 
and fluid overload. She died at 9 a.m. on 1 June 2012. 
 
Diagnosis of dengue illness was considered but no objective confirmation of dengue haemorrhagic fever was 
made (ultrasound, chest X-ray or virological examination). The primary cause of death was considered to be 
both prolonged shock and fluid overload. Her body was sent for autopsy. 
 
 
No  written  autopsy  report  was  available.  The  case  (at  the  time  of  writing  this  report)  was  awaiting  the 
pathological  report.  The  medical  officer  who  performed  the  autopsy  unofficially  communicated  to  the 
immunization programme manager that the appearance was compatible with a viral infection; however, there 
was no macroscopic evidence of bleeding or fluid leakage. 
 
Field investigation by the immunization programme 
Investigation  on  vaccine  cold  chain  and  vaccination  technique  at  the  Ministry  of  Health  showed  that  the 
MMR vaccine, Batch number 065004 and expiry date February 2014 was given. It was manufactured by the 
manufacturer xyz. There was no breakdown in the cold chain after receipt of the stocks of vaccine at national 
level according to the daily temperature record. The VVM status was stage 1.  
 
Further  investigation  showed  that,  of  the  30  other  children  vaccinated  on  the  same  day  at  the  same  clinic, 
three were vaccinated with the same vaccine and there were no similar events. 
 
 
39 
 

 
Option 1 − MMR and thrombocytopenia  
Step 1: Eligibility  
 
Name of the 
Name of one or more vaccines 
What is the valid 
Does the diagnosis meet 
patient 
administered before this event 
diagnosis? 
a case definition? 
 
 
 
 
 
XX 
MMR 
Thrombocytopenia 
Yes (Brighton level 2) 
 
Create your question on causality here 
 
Has the ___MMR____ vaccine / vaccination caused Thrombocytopenia resulting in death?  
Step 2: Event checklist  
Check  (check) all boxes that apply  
Y: Yes N: No UK: Unknown NA: Not applicable 
I. Is there strong evidence for other causes?                                                                  Y N UK NA      Remarks 
Does a clinical examination, or laboratory tests on the patient, confirm another 
    
With platelet count  Liver enlarged, 
cause? 
Dengue can affect liver. TWBC  the tests 
may support dengue as a dx but don’t 
confirm it 
 

II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
 Vaccine Product(s)  
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported event even if 
Measles vaccine can cause 
administered correctly? 
     thrombocytopenia but not 
severe enough for death 
 
Thrombocytopenia is a sign 
Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the ingredients? 
     but not proof of causality 
 
Immunization error 
Was there an error in prescribing or non-adherence to recommendations for use of the vaccine 
Verified and found correct 
    
(e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient etc.)? 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
     Verified and found correct 
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of foreign substances 
 
    
etc.) abnormal at the time of administration? 
Was there an error in vaccine constitution or preparation by the vaccinator (e.g. wrong product, 
Verified and found correct 
    
wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling etc.)? 
Was there an error in vaccine handling (e.g. a break in the cold chain during transport, storage 
Verified and found correct 
    
and/or immunization session etc.)? 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of administration; 
Verified and found correct 
    
wrong needle size etc.)? 
Immunization anxiety  
Could the event have been caused by anxiety about the immunization (e.g. vasovagal, 
 
    
hyperventilation or stress-related disorder)? 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine 
Within time (042 days) for measles 
    
administration? 
vaccine to cause thrombocytopenia 
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Is there strong evidence against a causal association? 
    
Autopsy report compatible with viral 
infection. No evidence of bleeding 

IV. Other qualifying factors for classification 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
    
Dengue endemic country 
Other viral infection (H/o prior febrile 

Could the event be a manifestation of another health condition? 
    
illness +, present illness - fever, flushing 
cough and vomiting) 

Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
    
 
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
    
H/o fever, unsure if there was an exposure. 

Fever week prior to event  – unclear 
Was there acute illness prior to the event? 
    
etiology 
Did the event occur in the past independently of vaccination? 
    
 
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
    
 

Measles vaccine and thrombocytopenia but 
    
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
no evidence of bleeding 
40 
 




 
Step 3: Algorithm  
Review all steps and check  all the appropriate boxes 
 
 
 
 
  Notes for step 3: II A: Because measles vaccine can cause thrombocytopenia. The time window fits. Measles vaccine is associated 
  with thrombocytopenia, but is not severe enough to cause death by bleeding. There is no evidence for bleeding on autopsy. 
IVB: Because other viral infection (H/o prior febrile illness +,present illness - fever, flushing cough and vomiting). IVC: Because we 
  need to consider other viral infections (dengue cannot be ruled out). 
   
Step 4: Classification  
Check  all boxes that apply 
 
 
 
 
 ummarize the classification logic:  
W  ith available evidence, we could conclude  that the classification could be indeterminate / inconsistent because:  With 
available evidence it is not possible to come to a conclusion as to whether the thrombocytopenia was caused 
by the vaccine, by dengue or by another viral disease. However, there is no evidence of bleeding on autopsy. 
Therefore, even if the MMR contributed to thromb 
4
1
cy topenia, it did not contribute to death. 
   

 
EXAMPLE 3: Option 2 − MMR and sepsis 
Step 1: Eligibility  
 
Name of the 
Name of one or more vaccines 
What is the valid 
Does the diagnosis meet 
patient 
administered before this event 
diagnosis? 
a case definition? 
 
 
 
 
 
Yes weblink: 
XX 
MMR 
Sepsis 
http://www.bmj.com/content/
335/7625/879  
 
Create your question on causality here 
 
Has the ___ MMR ____ vaccine / vaccination caused ___sepsis resulting in death ___?  
(The event is for review in step 2) 
 
 
Step 2: Event checklist 
 
Y: Yes N: No UK: Unknown NA: Not applicable 
Check  all boxes that apply  
I. Is there strong evidence for other causes?                                                                        Y N UK NA      Remarks 
Does a clinical examination, or laboratory tests on the patient, confirm 
    
Dengue is suspected but not confirmed. 
another cause? 
(Platelets , TWBC , liver ++) IgM 
and virus isolation not done 
 

II. Is there a known causal association with the vaccine or vaccination? 
 Vaccine Product(s) 
 
Is there evidence in the literature that this vaccine(s) may cause the reported event even if 
 
 
administered correctly? 
     
 
 
Did a specific test demonstrate the causal role of the vaccine or any of the ingredients? 
     
Immunization error 
Verified and found 
Was there an error in prescribing or non-adherence to recommendations for use of the vaccine 
     correct 
(e.g. use beyond the expiry date, wrong recipient etc.)? 
Verified and found 
Was the vaccine (or any of its ingredients) administered unsterile? 
     correct 
Was the vaccine's physical condition (e.g. colour, turbidity, presence of foreign substances 
 
    
etc.) abnormal at the time of administration? 
Was there an error in vaccine constitution or preparation by the vaccinator (e.g. wrong product, 
Verified and found 
     correct 
wrong diluent, improper mixing, improper syringe filling etc.)? 
Was there an error in vaccine handling (e.g. a break in the cold chain during transport, storage 
Verified and found 
     correct 
and/or immunization session etc.)? 
Was the vaccine administered incorrectly (e.g. wrong dose, site or route of administration; 
Verified and found 
     correct 
wrong needle size etc.)? 
Immunization anxiety  
Could the event have been caused by anxiety about the immunization (e.g. vasovagal, 
 
    
hyperventilation or stress-related disorder)? 
II (time). If “yes” to any question in II, was the event within the time window of increased risk? 
Did the event occur within an appropriate time window after vaccine administration? 
      
III. Is there strong evidence against a causal association? 
Is there strong evidence against a causal association? 
     No evidence of bacterial 
sepsis 
IV. Other qualifying factors for classification 
In this situation, it is possible that sepsis could be a 
Could the event occur independently of vaccination (background rate)? 
    
complication of the respiratory tract infection 
 

Could the event be a manifestation of another health condition? 
    
Other infections, probably dengue (unconfirmed) 
 

Did a comparable event occur after a previous dose of a similar vaccine? 
    
 
Was there exposure to a potential risk factor or toxin prior to the event? 
    
 
Was there acute illness prior to the event? 
    
Fever one  week prior to immunization 
 

Did the event occur in the past independently of vaccination? 
    
 
Was the patient taking any medication prior to vaccination? 
    
 
Is there a biological plausibility that the vaccine could cause the event? 
    
 
42 
 




 
Step 3: Algorithm  
Review all steps and check  all the appropriate boxes 
 
 
 
 
  Notes for step 3:  

IV C: In this situation, it is possible that sepsis causing death is a complication of the respiratory tract infection. IV B: Other infections, 
  probably dengue (unconfirmed). Fever one week prior to immunization. 
 
Step 4: Classification  
Check  all boxes that apply 
 
 
 
 
 ummarize the classification logic:  
W  ith available evidence, we could conclude that the classification is indeterminate / inconsistent because:  The sepsis 
th 
 at caused the chain of events lea  
ding to the death of the child could have been due to a complication of 
respiratory tract infection or other viral disease (dengue suspected). The autopsy findings will give a better 
picture. We cannot rule out that the viraemia which is of low level with MMR may have made the viral 
infection already present worse. MMR is not the c 
4
3
us  e of death 
   

 
Technical  assistance  for  AEFI  causality  assessment  is  available  from  the  World  Health 
Organization through the Essential Medicines and Health Products (EMP) Department. 
Additional  information  on  AEFI  surveillance,  investigation,  management  and  causality 
assessment,  as  well  as  on  vaccine  safety  communication,  can  be  found  online  at 
http://www.who.int/immunization_safety/en/. 
You can also contact us at 
Quality, Safety and Standards (QSS) 
Essential Medicines and Health Products (EMP) Department 
World Health Organization 
20 avenue Appia 
1211 Geneva 27 
Switzerland 
Tel: +41 22 791 4468 
Fax: +41 22 791 4227 
E-mail: [email address] 

44 
 


Causality assessment of an adverse 
event following immunization (AEFI)
User manual for the revised WHO classifi cation
Department of Essential Medicines and Health Products (EMP) 
Health Systems and Innovation (HIS)
World Health Organization 
20, Avenue Appia CH-1211 Geneva 27, Switzerland 
E-mail: [email address]
Web site:  http://www.who.int/vaccine_safety/en/
EMP_Cover.indd   1
EMP_Cover.indd   1
01/05/2013   16:04:21
01/05/2013   16:04:21