Outbreak of human malaria caused by Plasmodium simium in the Atlantic Forest in Rio de Janeiro: a molecular epidemiological investigation

Submitted by Sandra Infurna ([email protected]) on 2018-02-22T14:53:55Z No. of bitstreams: 1 ricardoL2_oliveira_etal_IOC_2017.pdf: 3250098 bytes, checksum: 3db6cf52fea707787d14e29556686c7f (MD5)Approved for entry into archive by Sandra Infurna ([email protected]) on 2018-02-22T16:10:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ricardoL2_oliveira_etal_IOC_2017.pdf: 3250098 bytes, checksum: 3db6cf52fea707787d14e29556686c7f (MD5)Made available in DSpace on 2018-02-22T16:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardoL2_oliveira_etal_IOC_2017.pdf: 3250098 bytes, checksum: 3db6cf52fea707787d14e29556686c7f (MD5) Previous issue date: 2017Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado de Rio de Janeiro, The Brazilian National Council for Scientific and Technological Development (CNPq), JSPS Grant-in-Aid for scientific research, Secretary for Health Surveillance of the Brazilian Ministry of Health, Global Fund, Fundaçao de amparo à pesquisa do estado de Minas Gerais (Fapemig), and PRONEX Program of the CNPq.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Laboratório de Doenças Febris Agudas. Rio de Janeiro, RJ. Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. Hospital Universitário Clementino Fraga Filho. Laboratório de Infectologia e Parasitologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Laboratório de Doenças Febris Agudas. Rio de Janeiro, RJ. Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Centro Universitário Serra dos Órgãos. Teresópolis, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Laboratório de Doenças Febris Agudas. Rio de Janeiro, RJ. Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa em Malária. Rio de Janeiro, RJ. Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Parasitologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. Hospital Universitário Clementino Fraga Filho. Laboratório de Infectologia e Parasitologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Patologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Programa Nacional de Prevenção e Controle da Malária. Brasília, DF, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Doenças Parasitárias. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.Universidade Federal de Goiás. Instituto de Patologia Tropical e Saúde Pública. Laboratório de Genoma e Biotecnologia. Goiânia, GO, Brasil / Universidade Nova de lisboa. Instituto de Higiene e Medicina Tropical. Lisboa, Portugal.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Mosquitos Transmissores de Hematozoários. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Programa Nacional de Prevenção e Controle da Malária. Brasília, DF, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Doenças Parasitárias. Rio de Janeiro, RJ. Brasil.Centro Universitário Serra dos Órgãos.Teresópolis, RJ, Brasil / Centro de Primatologia do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Mosquitos Transmissores de Hematozoários. Rio de Janeiro, RJ. Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa em Malária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Nagasaki University. Institute of Tropical Medicine. Department of Pathology. Malaria Unit. Nagasaki, Japan.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa em Malária. Rio de Janeiro, RJ. Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa, Diagnóstico e Treinamento em Malária (CPD-Mal). Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Background Malaria was eliminated from southern and southeastern Brazil over 50 years ago. However, an increasing number of autochthonous episodes attributed to Plasmodium vivax have recently been reported from the Atlantic Forest region of Rio de Janeiro state. As the P vivax-like non-human primate malaria parasite species Plasmodium simium is locally enzootic, we performed a molecular epidemiological investigation to determine whether zoonotic malaria transmission is occurring. Methods We examined blood samples from patients presenting with signs or symptoms suggestive of malaria as well as from local howler monkeys by microscopy and PCR. Samples were included from individuals if they had a history of travel to or resided in areas within the Rio de Janeiro Atlantic Forest, but not if they had malaria prophylaxis, blood transfusion or tissue or organ transplantation, or had travelled to known malaria endemic areas in the preceding year. Additionally, we developed a molecular assay based on sequencing of the parasite mitochondrial genome to distinguish between P vivax and P simium, and applied this assay to 33 cases from outbreaks that occurred in 2015, and 2016. Findings A total of 49 autochthonous malaria cases were reported in 2015–16. Most patients were male, with a mean age of 44 years (SD 14·6), and 82% lived in urban areas of Rio de Janeiro state and had visited the Atlantic Forest for leisure or work-related activities. 33 cases were used for mitochondrial DNA sequencing. The assay was successfully performed for 28 samples, and all were shown to be P simium, indicative of zoonotic transmission of this species to human beings in this region. Sequencing of the whole mitochondrial genome of three of these cases showed that P simium is most closely related to P vivax parasites from South America. The malaria outbreaks in this region were caused by P simium, previously considered to be a monkey-specific malaria parasite, related to but distinct from P vivax, and which has never conclusively been shown to infect people before. Interpretation This unequivocal demonstration of zoonotic transmission, 50 years after the only previous report of P simium in people, leads to the possibility that this parasite has always infected people in this region, but that it has been consistently misdiagnosed as P vivax because of an absence of molecular typing techniques. Thorough screening of local non-human primates and mosquitoes (Anopheline) is required to evaluate the extent of this newly recognised zoonotic threat to public health and malaria elimination in Brazil