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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.42.2017.tde-19052017-130115
Document
Author
Full name
Pablo Secato Fontoura
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Ferreira, Marcelo Urbano (President)
Boulos, Marcos
Santi, Sílvia Maria Fátima di
Werneck, Guilherme Loureiro
Title in Portuguese
Perspectivas para eliminação da malária residual em área rural da Amazônia brasileira: estratégia de busca ativa reativa na identificação de reservatórios de Plasmodium vivax.
Keywords in Portuguese
Amazônia
Busca ativa reativa
Malária
Abstract in Portuguese
Casos de malária no Brasil atingiu seu nível mais baixo em 35 anos e o Plasmodium vivax é responsável por 85% dos casos em todo o país. A vigilância epidemilógica da transmissão residual da malária persistente na Amazônia é o próximo grande desafio para os esforços vigentes de eliminação. Esta situação nos levou a avaliar uma estratégia para detecção de portadores do parasito (sintomáticos ou não) em áreas que se aproximam a eliminação da malária. Nossa hipótese é que o monitoramento sistemático de moradores de domicílios com um ou mais casos de malária vivax clínica confirmados pela vigilância passiva de rotina (referido como casos índices) e seus vizinhos tem um melhor custo-benecífio na identificação de novas infecções em relação aos inquéritos em massa da população em geral. Para testar essa hipótese, foram recrutados 41 casos índices (24 indivíduos classificados como autóctones, 11 como possíveis recaídas e, seis como casos importados), 163 moradores dos domicílios índices (indivíduos morando na mesma residência do caso índice), 878 moradores vizinhos (moradores de domicílios a um raio de < 3 km) e 841 controles (moradores da mesma localidade, porém a > 5 km de distância do domicílio índice) entre os meses de fevereiro a julho de 2013. Participantes residiam em comunidades rurais pertencentes a Acrelândia, onde o P. vivax é a única espécie implicada na transmissão da malária humana. Todos os participantes foram convidados a fornecerem amostra de sangue capilar para realização do diagnóstico para malária no momento de identificação do caso índice (dia 0), 30, 60 e 180 dias após a primeira visita. Em geral, 6028 análises por microscopia revelaram um aumento na prevalência de malária nos domicílios índices (6,1%; odds ratio [OR] = 36,3, P < 0,001) e vizinhos (2,6%; OR = 13,6, P < 0,001) comparados aos controles (0,1%). Não houve casos positivos para P. falciparum. Moradores dos domicílios índices e vizinhos foram associados com uma maior probabilidade de infecção pelo P. vivax em comparação com os indivíduos controles, após análise ajustada por potenciais confundidores (modelos de regressão logística para efeitos mistos), além desses participantes albergarem > 90% da biomassa parasitária circulante. Nos quatro seguimentos da RCD a microscopia identificou somente 49,5% das infecções diagnosticadas por qPCR, porém 76,8% do total da carga parasitária circulante nas proximidades do domicílio índice. Embora, moradores dos domicílios controles foram responsáveis por 27,6% das amostras positivas por qPCR, 92,6% desses indivíduos eram portadores assintomáticos da infecção, que provavelmente não seriam alvos da RCD. Tipagem molecular dos parasitos utilizando três marcadores polimórficos - msp1F3, MS16 e pv3.27 revelaram alta diversidade de P. vivax, consistente com a complexidade das vias de transmissão e múltiplas fontes de infecção dentro dos aglomerados, potenciais complicações para os programas de eliminação de malária.
Title in English
Prospects for residual malaria elimination in rural Brazilian Amazon: strategy of reactive case detection for surveillance Plasmodium vivax in reservoir hosts.
Keywords in English
Amazon
Malaria
Reactive case detection
Abstract in English
Malaria burden in Brazil has reached its lowest levels in 35 years and Plasmodium vivax now accounts for 85% of cases countrywide. The epidemiological surveillance residual malaria transmission entrenched in the Amazon is the next major challenge for ongoing elimination efforts. This situation prompted us to evaluate a strategy for targeted detection of parasite carriers (either symptomatic or asymptomatic) in areas approaching malaria elimination. We hypothesize that repeated screening of households (HHs) with one or more slide-confirmed clinical vivax malaria cases diagnosed by routine passive surveillance (referred to as index cases) and their neighbors is more cost-effective for finding new malaria infections than population-wide mass blood surveys. To test this hypothesis, we recruited 41 index cases (24 subjects classified with indigenous, 11 possible relapsing and 6 cases imported) 163 index household members (subjects sharing the household with index cases), 878 neighbors (subjects living within a radius of up to 3 km from index cases) and 841 controls (subjects living in the same locality, but > 5 km from the index case) between January and July 2013. Study participants lived in rural communities surrounding Acrelândia town, where P. vivax is the only malaria parasite diagnosed in humans. They were invited to contribute finger-prick blood samples, for laboratory diagnosis of malaria, at the time of index case diagnosis (day 0) and 30, 60, and 180 days later. Overall, 6,028 microscopical analysis revealed an increased prevalence of infection in index households (6.1%; odds ratio [OR] = 36.3, P < 0.001) and neighbors (2.6%; OR = 13.6, P < 0.001) compared to controls (0.1%). There were no positive cases for P. falciparum. Subjects in index and neighbor households were significantly more likely to be parasitemic than control households members, after adjusting for potential confounders (mixed-effects logistic regression models), and together harbored > 90% of the P. vivax biomass in study subjects. Four rounds of microscopy-based RCD would identify only 49.5% of the infections diagnosed by qPCR, but 76.8% of the total parasite biomass circulating in the proximity of index HHs. However, control HHs accounted for 27.6% of qPCR-positive samples, 92.6% of them from asymptomatic carriers who were beyond the reach of RCD. Molecular genotyping analysis of parasites with three polymorphic molecular markers (msp1F3, MS16, and Pv3.27) revealed high P. vivax diversity, consistent with complex transmission networks and multiple sources of infection within clusters, potentially complicating malaria elimination efforts.
 
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Publishing Date
2017-05-19
 
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