RVF e outras doenças infecciosas emergentes na África Oriental e Central

ANTECEDENTES DO ESTUDO

A região da África Oriental e Central (ECA) representa um ambiente único para investigar a manutenção e transmissão do vírus RVF, pois relatou o maior número de epidemias de RVF. Estudos recentes identificaram pontos críticos caracterizados por baixos níveis contínuos de infecções virais humanas e pecuárias durante os períodos interepidêmicos (IEPs).

Embora as ovelhas corram maior risco de doença grave, como as interações vírus-hospedeiro diferem entre as espécies animais é uma área para pesquisas futuras. Estudos de soroprevalência e incidência na vida selvagem, pecuária e interface humana também são importantes para entender a natureza da transmissão entre espécies. Nosso estudo investigará a ameaça à saúde pública representada pelo RVFV durante os IEPs, determinando a carga de doenças humanas e de gado e o grau de transmissão viral sustentada em espécies animais durante ciclos crípticos. Isso será realizado por meio de vigilância entre humanos, gado e animais selvagens. Compreender a manutenção do vírus, especialmente no meio ambiente, vetores e populações de animais selvagens, ajudará na identificação de fatores de risco potenciais para infecção por RVFV, a fim de prevenir futuros surtos.

Embora a ocorrência de doenças entre os animais possa frequentemente passar despercebida devido a sistemas inadequados de vigilância animal e baixos níveis de aborto animal, a doença humana pode ser a primeira indicação de que a amplificação do vírus RVF está ocorrendo em níveis elevados em uma determinada região. Além disso, compreender os aspectos sociais da transmissão de doenças por meio de estudos em humanos que exploram o comportamento humano e as práticas culturais que levam à exposição direta a sangue, tecidos, secreções e excreções de animais infectados pode fornecer informações valiosas sobre a dinâmica do transbordamento de doenças. Conhecimento adicional de como as rotas para exposição humana, por exemplo, através de picadas de mosquito ou contato com produtos animais infectados afetam a resposta imune e os resultados da doença são necessários. Isso aumentará os esforços globais na preparação e prevenção da possível propagação da doença RVF para novas regiões.

Embora a FVR possa ser uma causa subdiagnosticada de doença febril na região da ECA, é importante considerar a ocorrência de outras doenças infecciosas desconhecidas ou não diagnosticadas. Doenças clínicas graves devido a uma variedade de patógenos em humanos ou animais são mais provavelmente perdidas em ambientes onde o acesso aos cuidados de saúde é limitado e os diagnósticos escassos. Notavelmente, vários estudos da região relatam baixos níveis de visitas hospitalares, particularmente entre comunidades marginalizadas, incluindo aquelas em terras áridas rurais remotas que têm poucos serviços de saúde e infraestrutura de transporte em mau funcionamento que desencoraja viajar longas distâncias para acessar cuidados de saúde. Mais de um terço das suspeitas de doenças infecciosas entre humanos não são diagnosticadas, mesmo quando testes consideráveis ​​são realizados; assim, muitos estudos retrospectivos de patógenos emergentes descobrem casos na região que ocorreram muito antes de o patógeno ser identificado e de epidemias relatadas.

HIPÓTESE E OBJETIVOS

Hipótese e Objetivo

Nossa hipótese de trabalho é que o vírus RVF, mantido através da ciclagem críptica de vertebrados-mosquitos durante períodos interepidêmicos, é um fardo substancial para a saúde pública. O objetivo geral é determinar a ameaça à saúde pública representada pelo vírus RVF durante IEPs na região da África Oriental e Central e identificar oportunidades potenciais para estratégias de prevenção e controle para reduzir a probabilidade de grandes surtos.

Objetivos primários

(i) Determinar se a transmissão e doença do vírus RVF de baixo nível entre ou entre animais e humanos ocorre durante os períodos interepidêmicos (IEPs)

(ii) Conduzir modelagem de nicho detalhada de ecologias de alto risco e baixo risco de RVF para determinar os importantes fatores de risco ecológico associados à persistência do vírus RVF e recorrência de surtos em animais e humanos

(iii) Investigar o impacto das mudanças climáticas nas ecologias permissivas da RVF e seu efeito na transmissão do vírus RVF

Objetivo secundário

(iv) Conduzir a descoberta de patógenos em amostras humanas, de gado e de vida selvagem coletadas dos países da ECA para identificar outros patógenos infecciosos emergentes circulantes que são de potencial epidêmico ou pandêmico.

DESENHO E METODOLOGIA

Conduziremos os estudos de campo em quatro países listados abaixo, mas com o entendimento de que outros hotspots de RVF emergentes na região podem ser adicionados.

(i) rio Tana, condados de Marsabit, Isiolo e Murangá no Quênia (ii) distritos de Kabale, Rubanda e Isingiro em Uganda (iii) províncias de Kivu do Norte e do Sul na RDC (iv) qualquer outro local nos 4 países emergentes como um hotspot de RVF ou site de

PROCEDIMENTOS DE ESTUDO

1. Estudos baseados em unidades de saúde ambulatoriais e em unidades de saúde:

   Conduziremos um estudo hospitalar de 2 anos em cada local para determinar a carga de infecções por RVF em humanos, fatores de risco associados à infecção e gravidade da doença durante IEPs. Um tamanho de amostra de 707-1.500 participantes humanos será recrutado ao longo de 2 anos em cada local, com base em suposições de soroprevalência de RVFV. Em cada unidade de saúde, será estabelecida uma vigilância longitudinal da doença febril aguda (AFI). Os pacientes, adultos e crianças com febre aguda ou febre relatada nas últimas 4 semanas, serão incluídos prospectivamente durante um período de dois anos para capturar a variabilidade sazonal. Iremos centrar-nos nos casos de febre indiferenciada, pelo que serão excluídos aqueles com doença clínica bem definida, por exemplo, malária, infeção aguda do trato respiratório superior ou infeção do trato urinário. No entanto, vinte por cento das amostras de pacientes com teste positivo para malária por teste de diagnóstico rápido ou esfregaço de sangue serão incluídas no estudo, pois há fatores de risco comuns para malária e infecção por RVF. Uma história clínica e exame físico por um oficial clínico/enfermeiro no local fornecerão informações sobre a manifestação clínica e a gravidade da doença. Os pacientes que consentirem serão inscritos, o soro coletado e testado para RNA de RVFV e anticorpos IgM e IgG. O soro convalescente será coletado 4 semanas após a data de inscrição para anticorpos RVFV. Além disso, o indivíduo pode ser contatado para fornecer amostra de sangue até 24 meses após a inscrição para análise de células mononucleares do sangue periférico (PBMCs). As amostras também serão testadas para outras etiologias de doenças febris agudas, incluindo brucelose, febre q, coronavírus e potencialmente outros patógenos novos e emergentes por métodos moleculares. Usando um questionário padrão, coletaremos informações sobre contato com animais domésticos, incluindo assistência no parto, abate, manuseio de couros e peles e consumo de leite cru ou sangue. Também serão coletados dados sobre o contato com a vida selvagem, incluindo a ingestão de carne de caça.

2. Estudos comunitários:

   Para determinar a carga de doenças no gado, serão realizados 2 a 6 levantamentos transversais em cada local ao longo de 5 anos, principalmente durante as estações chuvosas. O tamanho da amostra de gado, assumindo uma soroprevalência média de RVF de 4%, precisão de 2%, nível de confiança de 95% e poder de pelo menos 80% é de 369 animais por pesquisa. Para contabilizar o agrupamento de rebanhos, um efeito de desenho de 1,5 é incluído para um total de 554 animais por local para cada pesquisa. O número de bovinos, ovinos e caprinos será selecionado proporcionalmente ao tamanho da população de espécies animais na área. Onde nenhum registro de censo de animais estiver disponível em uma área, o número de animais por espécie será dividido igualmente (aprox. 185 animais de cada espécie). No site de Marsabit, os camelos serão incluídos. No início do inquérito, iremos desenvolver uma base de amostragem do número de agregados familiares no local de estudo. Para fornecer uma amostra geograficamente representativa, os domicílios serão selecionados aleatoriamente no local do estudo. A raça do animal seja exótica ou indígena será capturada. Amostras de sangue de gado serão coletadas e testadas para RNA de RVFV e anticorpos antivirais IgM e IgG.

   Os membros do agregado familiar dos locais de campo seleccionados serão incluídos num estudo de seroprevalência (e seroconversão), para poder ligar a infecção animal, vetorial e humana. Todos os membros da família consentidos serão incluídos. Cada participante fornecerá uma amostra para análise sorológica e será avaliado o comportamento social, utilizando o questionário padrão - para coletar informações sobre contato com animais domésticos, incluindo assistência ao parto, abate, manuseio de couros e peles e consumo de leite cru ou sangue. Também serão coletados dados sobre o contato com a vida selvagem, incluindo a ingestão de carne de caça.

3. Estudos do matadouro:

   A amostragem de bovinos e caprinos também será realizada em matadouros em Goma. A maioria desses animais é originária de países vizinhos. As ovelhas que raramente são abatidas em Goma também serão amostradas quando disponíveis. A amostragem do matadouro será realizada na mesma ocasião com a amostragem do gado. Todas as amostras foram analisadas por técnicas sorológicas e moleculares para detecção de anticorpos anti-RVFV e ácido nucleico de RVFV.

4. Amostragem de vida selvagem:

   A amostragem conveniente da vida selvagem será realizada nos locais de campo ou nas áreas de conservação nacionais próximas no Quênia, Uganda, Tanzânia e RDC. Principalmente amostras de sangue/soro coletadas por oficiais da vida selvagem durante a vigilância de doenças animais e/ou translocação; e amostras de sangue/soro e tecido de animais selvagens mortos ou mortos serão coletadas. Também obteremos amostras arquivadas desses locais. As amostras serão testadas para RNA e anticorpos RVF, e para descoberta de patógenos para detectar outros patógenos emergentes circulantes.

5. Estudos vetoriais:

   Nossa abordagem para investigar o papel dos vetores em ciclos crípticos durante IEPs será guiada pelo fato de que apenas uma pequena proporção de mosquitos é normalmente infectada, mesmo durante epidemias. Portanto, para identificar em quais áreas testar a presença de mosquitos infectados, interpretaremos infecções agudas por RVFV (presença de RNA viral) como uma medida da presença de mosquitos infectados e transmissão de mosquito para vertebrado. Nessas áreas com infecção aguda por RVFV, coletaremos e testaremos conjuntos de mosquitos nas pastagens comunitárias e nas residências durante a amostragem de gado, identificaremos as espécies e testaremos o RNA do RVFV.

   Como é difícil estabelecer colônias dos conhecidos vetores de RVF, Aedes mcintoshi e Aedes ochraceus, para estudos de laboratório, faremos estudos de adequação em campo usando duas abordagens. Primeiro, ovos e larvas de mosquitos serão coletados durante as chuvas longas (abril a julho) e curtas (outubro a novembro) de dambos localizados em baixa altitude em todos os cinco locais de campo no Quênia, Uganda, Tanzânia e RDC e geocódigos registrados em áreas ao redor do local de estudo que têm tipos de solo solonetz, planosol, solonchak ou vertisol. As larvas em 3º, 4º estágios e as pupas serão coletadas por meio de dippers em sacos plásticos whirl-pack para transporte (em caixas térmicas) até o laboratório. Uma vez no laboratório, os imaturos serão criados para adultos e então identificados morfologicamente. Os mosquitos adultos em torno dos habitats dambo serão amostrados usando armadilhas com iscas de odor, incluindo coletas daqueles que descansam na vegetação usando aspiradores de mochila para eventual transporte e classificação de acordo com o local e a espécie. Serão determinadas as propriedades físico-químicas da água dos dambos seleccionados e identificados os tipos de solo. A água de cada um dos dambos será sujeita a armadilhas voláteis de headspace e análises químicas para identificar possíveis sinais de oviposição para eventual desenvolvimento de ferramentas para monitoramento de coortes de mosquitos grávidos.

   Para estudos de adaptação de vetores, os mosquitos A. mcintoshi e A. ochraceous coletados nos cinco locais de campo serão submetidos às temperaturas esperadas e às condições de chuva/água e sua adaptabilidade será avaliada. A avaliação da adaptabilidade incluirá observações de sobrevivência geral, sobrevivência de ovos, mudanças nos hábitos de mordida, preferências alimentares e comportamento de repouso dentro de um ambiente controlado.

6. Estudos de modelagem RVF:

   Estudos de modelagem suportam a transmissão de RVFV durante IEPs em áreas associadas a epidemias de RVF. Os estudos preveem que o ciclo contínuo de RVFV é impulsionado pela presença de mosquitos vetores ao longo do ano (mas com densidades variáveis) e pela rápida rotatividade das populações de gado, particularmente ovinos, caprinos e bovinos, para sustentar a alta suscetibilidade do rebanho necessária para novas infecções. Usaremos modelagem matemática para prever os cronogramas e locais das principais epidemias de RVF em humanos e animais domésticos; esses dados, por sua vez, orientarão os esforços de prevenção e controle. Investigaremos por que existem áreas com circulação de RVF, mas sem infecções humanas aparentes, considerando que algumas dessas áreas são adjacentes a áreas onde ocorrem epidemias. Isso é importante, pois é possível que o RVFV circulando em níveis baixos tenha o potencial de causar epidemias humanas durante eventos do El Nino. Dados humanos, de gado e vetores de todos os locais de campo que conduzem estudos de transmissão de RVFV serão inseridos no modelo. Os parâmetros do modelo serão otimizados ajustando as simulações às observações de campo (por exemplo, os dados de soroprevalência em humanos ou animais) usando técnicas de inferência bayesiana (por exemplo, modelos MCMC e POMP). A análise comparativa de todos os locais de estudo ajudará a elucidar os fatores associados à transmissão e emergência do RVFV. O modelo fatorará dados de áreas associadas a epidemias de RVFV (por exemplo, Rio Tana no Quênia e distrito de Kabale em Uganda) e áreas onde a circulação do vírus é evidente, mas não ocorreram epidemias (por exemplo, Montanhas Udzungwa na Tanzânia) para entender as diferenças na dinâmica de transmissão. Esses dados podem fornecer novos insights sobre o risco epidêmico. A análise comparativa examinará a heterogeneidade espaço-temporal da transmissão nos quatro países. Outros dados importantes a serem coletados de nossos estudos de campo e literatura publicada incluem espécies de vetor/densidade de vetor/positividade de RVFV de vetor, presença animal/densidade animal/positividade de RVFV animal, contato humano-animal, densidade populacional/positividade populacional, espectro de apresentação da doença e gravidade, cocirculação de outros arbovírus e caracterização genética do RVFV em diversas áreas.

7. Teste de amostras arquivadas:

Esta abordagem será utilizada na RDC usando amostras coletadas dos seguintes estudos:

Estudo A: Um estudo transversal incluindo síndromes febris agudas ambulatoriais em crianças e adultos, entre novembro de 2015 e junho de 2016 em Kinshasa, RDC: 342 pacientes, com idades entre 2 e 68 anos, foram incluídos. O estudo foi registrado em um repositório público (https://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02656862); e financiado ao abrigo do acordo-quadro entre o Instituto de Medicina Tropical e a cooperação belga para o desenvolvimento e Vlaamse Interuniversitaire Raad - Universitaire Ontwikkelingssamenwerking (VLIR-UOS, referência de subvenção ZRDC2014MP083). Essas amostras serão analisadas por técnicas sorológicas e moleculares para detecção de anticorpos anti-RVF ou ácido nucléico RVFV.

Estudo B: Amostras arquivadas foram coletadas de bovinos e caprinos nos matadouros de Goma e em fazendas de gado na província de Kivu do Norte em 2017. Alguns desses animais são originários de países vizinhos e fornecem materiais úteis para avaliar o risco de circulação do RVFV na região. Técnicas sorológicas e moleculares serão utilizadas para detecção de anticorpos anti-RVF e ácido nucleico de RVFV.

Estudo C: Amostras arquivadas coletadas de animais selvagens no Parque Virunga e mantidas no Laboratório Veterinário em Goma serão rastreadas quanto à presença de anticorpos anti-RVF e ácido nucléico RVFV. A maioria dessas amostras se originou de primatas não humanos criados em contato próximo com a população local. Tais amostras fornecerão informações úteis sobre a circulação do RVF na interface animal silvestre - interface humana dentro do parque de caça.