INIS participou do Estudo de dinâmica e características dos agrupamentos de transmissão do HIV-1 em São Paulo
Resumo do Estudo Científico
O INIS/CISA, participou do Estudo de dinâmica e características dos agrupamentos de transmissão do (HIV-1 Subtipo) no Estado de São Paulo, Brasil. Em representação do INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGAÇÃO EM SAÚDE esteve presente o Dr. Cruz Sebastião, investigador principal e coordenador científico.
Antecedentes do estudo realizado
As técnicas de epidemiologia molecular nos permitem acompanhar a dinâmica de transmissão do HIV-1. Aqui, combinamos dados genéticos, clínicos e epidemiológicos colectados durante o tratamento clínico de rotina para avaliar a dinâmica e as características dos clusters de transmissão dos subtipos de HIV-1 mais prevalentes no estado de São Paulo, Brasil.
Métodos de estudo
Este foi um estudo transversal realizado com 2.518 pessoas vivendo com HIV (PLWH) de 53 cidades do estado de São Paulo entre Janeiro de 2004 e Fevereiro de 2015. A árvore filogenética das regiões de protease/transcriptase reversa (PR/RT) foi reconstruída por PhyML e ClusterPicker usado para inferir os clusters de transmissão com base em Shimodaira-Hasegawa (SH) maior que 90% (suporte filogenético) e distância genética inferior a 6%.
Os Resultados do estudos
De um total de 2.518 sequências, 2.260 eram subtipos puros na região PR/RT, sendo B (88%), F1 (8,1%) e C (4%). Cerca de 21,2% foram ingênuos com uma taxa de resistência a drogas transmitidas (TDR) de 11,8%. Um total de 414 (18,3%) das sequências agrupadas. Esses clusters foram menos evidentes no subtipo B (17,7%) e F1 (15,1%) do que no subtipo C (40,2%). As sequências agrupadas foram de PLWH pelo menos 5 anos mais jovens do que não agrupadas entre os subtipos B (p < 0,001) e C (p = 0,037). Homens que fazem sexo com homens (MSM) predominaram o cluster no subtipo B (51%), C (85,7%) e F1 (63,6%; p < 0,05). A taxa de TDR em pacientes agrupados foi de 15,4, 13,6 e 3,1% para os subtipos B, F1 e C, respectivamente. A maioria das infecções nos subtipos B (80%), C (64%) e F1 (59%) ocorreu no estado de São Paulo. A área metropolitana de São Paulo apresentou um alto nível de agrupamento endógeno para os subtipos B e C. A cidade de São Paulo tinha 46% de aglomerados endógenos do subtipo C.
As nossas descobertas mostraram que o MSM, a terapia antirretroviral em pacientes sem tratamento (TARV-naïve) e o HIV1-C, desempenharam um papel importante na epidemia de HIV no estado de São Paulo. Mais estudos em clusters de transmissão são necessários para orientar a intervenção de prevenção.
Introdução
São Paulo é o Estado mais populoso do Brasil e a força motriz da economia brasileira, com uma população estimada de 44.396.484 habitantes em 2015 (21,6% da população brasileira e um terço do produto nacional de grama). A área metropolitana de São Paulo compreende 39 cidades, e a de Campinas, 42 cidades, correspondendo a 47,8 e 9,6% da população do estado, respectivamente.
No Estado de São Paulo, 236.434 casos de AIDS foram relatados de 1980 a 2014. Em 2015, um total de 1.137 novas infecções por HIV foram relatadas na cidade de São Paulo (1). O HIV geralmente se espalha mais rapidamente em grupos específicos, como os homens que fazem sexo com homens (HSH), profissionais do sexo e pessoas que injectam drogas.
Segundo o relatório epidemiológico nacional, desde 2008, a epidemia de HIV mostrou um aumento significativo no número de casos entre HSH. Na faixa etária de 18 a 24 anos, a proporção aumentou de 30,2% em 2007 para 43,7% em 2012 (2). A epidemia de HIV-1 em São Paulo é dinâmica com uma complexidade genética impulsionada pelos subtipos B, F1 e BF1 recombinante (3–6), no entanto, estudos recentes mostraram um aumento contínuo do subtipo C entre os pacientes de São Paulo (7, 8).
O governo brasileiro tem patrocinado uma implementação em larga escala de terapia antirretroviral altamente ativa (HAART) desde Dezembro de 1996 e até Junho de 2013, aproximadamente 400.000 pacientes estavam recebendo TARV no Brasil (9). O HAART melhora a qualidade de vida das pessoas que vivem com HIV (PLWH) globalmente, no entanto, a falha virológica ao usar o HAART pode levar ao surgimento de mutações de resistência a medicamentos (DRM) que aumentam a chance de novas infecções com cepas resistentes (10).
A maioria dos estudos realizados no Brasil mostrou uma prevalência de resistência a medicamentos transmitida (TDR) semelhante à observada entre os países desenvolvidos (11) e São Paulo segue essa tendência com cerca de 8% do TDR relatado (12).
Embora vários estudos tenham sido realizados no Estado de São Paulo, a dinâmica e os determinantes dos clusters de transmissão de subtipos de HIV-1 prevalentes no estado de São Paulo permanecem desconhecidos e merecem mais investigação. No presente estudo, combinamos dados clínicos e epidemiológicos para avaliar a dinâmica e os determinantes dos clusters de transmissão dos subtipos prevalentes do HIV-1 no estado de São Paulo, Brasil.
Materiais e métodos
2.1 Projeto e configuração do estudo
Este foi um estudo transversal realizado com 2.518 PLWH de 53 cidades do estado de São Paulo de 2004 a 2015. Incluímos voluntários que buscavam testes de genótipo devido à falha do tratamento antirretroviral (TARV) e testes de pré-tratamento de pacientes recém-diagnosticados em dois locais na área metropolitana de São Paulo.
Amostras de sangue foram colectadas de participantes consentidos entre Janeiro de 2004 e Fevereiro de 2015 e enviadas ao Instituto Adolpho Lutz (IAL) em São Paulo para um teste de resistência genotípica. Além disso, um questionário foi usado para colectar dados demográficos, geográficos e clínicos [As contagens de células T CD4 foram obtidas com citometria de Fluxo (BD, Estados Unidos) e a carga viral plasmática do HIV foi quantificada usando a metodologia contemporânea disponível na rede pública de laboratórios de carga viral de HIV-1, incluindo DNA Ramificado (Siemens, Estados Unidos), NASBA (Amplificação Baseada em Sequência de Ácido Núcleico, Estados Unidos) ou PCR em tempo real (Abbott, Estados Unidos)]. quando disponível para cada paciente.
Os dados foram anonimizados para essas análises, depois de relatar os resultados do genótipo aos serviços clínicos para subsidiar as decisões clínicas. O estudo foi aprovado pelo comitê de ética institucional (CAAE 02298012.6.1001.0059).
2.2 Sequenciamento, subtipagem e análise filogenética do HIV-1
As sequências parciais de pol de HIV-1 para amostras de sangue foram obtidas por sequenciamento populacional usando protocolos internos (12) ou TruGene (Siemens, Estados Unidos). O Pol amplicon abrangeu toda a região da protease e os primeiros 230 aminoácidos da transcriptase reversa, derivados de 5 a 8 primers (tanto para frente quanto para trás) para abranger a sequência alvo.
Para aplicações clínicas, genomas parciais foram gerados e relatórios correspondentes foram enviados para os serviços clínicos. No entanto, para os fins deste estudo, apenas sequências que atenderam a rigorosos padrões de controle de qualidade foram incluídas na análise. As sequências de nucleotídeos foram subtipadas usando REGA v3.0 (13), Comet (14), SCUEL (15) e jPHMM (16).
As sequências foram enviadas para a ferramenta de Controle de Qualidade de Los Alamos, que pode ser acessada na seguinte URL.2 Sequências contendo mais de três eventos de mudança de quadro ou codões de parada foram removidas, juntamente com aquelas classificadas como hipermutadas. Dividimos as sequências, de acordo com a pureza, em subtipos B, C e F1.
Em seguida, seleccionamos 2.107 sequências únicas de controle de fundo, detonando nossas sequências contra o banco de dados de Los Alamos3 e o banco de dados de HIV de Portugal consiste em um repositório de sequências genéticas do gene pol, obtidos através de testes de resistência antirretroviral (PTHIVDB) realizados no principal hospital de Portugal, o Centro Hospitalar Lisboa Ocidental (CHLO).
Para cada subtipo, alinhamos nossas sequências com as 10 sequências de fundo global mais próximas selecionadas com Blast usando músculo.4 Uma análise filogenética preliminar foi feita usando uma árvore de máxima probabilidade (ML) FastTree usando o modelo geral de substituição de nucleotídeos de tempo reversível (GTR) (17). Os códons associados aos DRMs para vigilância foram removidos manualmente do alinhamento da sequência para evitar a possibilidade de agrupamento devido a mutações selecionadas pelo uso atual da terapia antirretroviral.
Para analisar a dinâmica de transmissão do HIV-1, reconstruções filogenéticas foram realizadas pelo critério ML usando RAxML versão 7.4.8 (18) sob o modelo GTR + Γ sem partições. O Cluster Picker foi usado para definir clusters de transmissão como aqueles clusters com suporte de inicialização ≥90 e distância genética ≥6,0% (19).
2.3 Dinâmica do aglomerado geográfico entre e dentro do estado de São Paulo
Com base na origem do serviço ambulatorial, agrupamentos que continham ≥66% de sequências com a mesma área do Estado de São Paulo foram classificados como aglomerados endógenos.
No caso de clusters com apenas duas sequências, ambos devem ter sido da mesma localidade para definir um cluster endógeno. Clusters externos foram encaminhados para aqueles com mais de 34% de sequências de diferentes áreas.
2.4 Análise de resistência a medicamentos HIV-1
As sequências parciais de pol do HIV-1 contendo regiões de PR/RT foram rastreadas quanto à presença de DRMs usando a ferramenta de Resistência Populacional Calibrada disponível,5 atualizada em 2016, de acordo com a lista de Mutação de Resistência a Drogas de Vigilância (SDRM) da OMS de 2009 (20).
2.5 Análise estatística
Estatísticas descritivas, como frequências com porcentagens e medianas com faixa interquartil (IQR), foram usadas para resumir as características demográficas e clínicas das pacientes. Usamos o teste Shapiro-Wilk para verificar a distribuição normal para escolher testes paramétricos ou não paramétricos. Testes não paramétricos de Mann-Whitney U ou Kruskal-Wallis foram usados para comparar dois ou mais grupos independentes.
As diferenças entre as proporções foram calculadas com o teste Qui-quadrado ou o teste exato de Fisher, conforme apropriado. Consideramos um nível de significância de 5% para todas as análises estatísticas. A análise foi realizada usando o SPSS v22 (IBM SPSS Statistics, Estados Unidos).
3 Resultados dos estudos
3.1 Características demográficas e clínicas
Um total de 2.518 sequências elegíveis foram estudadas, a maioria dos casos (71,6%) da área metropolitana de São Paulo. Após o controle de qualidade da sequência, 25 (1,1%) deles foram removidos. Todas as sequências com um sinal recombinante foram removidas da análise (10,8%, 233/2518). Assim, 2.260 sequências de pacientes infectados com os subtipos B, C e F1 foram mantidas para análise mais aprofundada. A Tabela 1 resume as características demográficas e clínicas da população estudada.
A idade mediana dos 2.260 pacientes incluídos foi de 38 (IQR: 30–46), destes, 65,1% eram do sexo masculino. Heterossexuais (HET; 60,7%) e MSM (30,1%) foram os mais predominantes. Cerca de 78,8% dos pacientes já estavam em terapia antirretroviral e 21,2% eram sem TARV (com uma taxa de TDR de cerca de 11,8%). Os valores medianos da contagem de células CD4 e da carga viral log10 foram de 274 (IQR: 141–459) e 4,38 (IQR: 3,79–4,95), respectivamente. Em relação à subtipagem do HIV-1, o subtipo B (88,2%) foi o mais predominante, seguido pelos subtipos F1 (8,19%) e subtipo C (3,63%).
Os indivíduos infectados pelo subtipo C eram 4 e 6 anos mais jovens do que os indivíduos infectados pelos subtipos B e F1, respectivamente (p = 0,020). Diferenças estatisticamente significativas também foram observadas entre a distribuição de subtipos com status de tratamento (p < 0,001) e limítrofes para categorias de risco de infecção (p = 0,053).
As diferenças nos valores médios de contagem de células T CD4+ entre os subtipos B (268 células/mm3), C (395 células/mm3) e F1 (303 células/mm3) foram estatisticamente significativas (p = 0,004). Por outro lado, embora não tenha sido estatisticamente significativo (p > 0,05), uma alta prevalência de TDR foi observada nos subtipos F1 (18,2%) e B (12,2%), enquanto uma prevalência menor foi observada no subtipo C (3,8%).
3.2 Perfil demográfico e clínico de pacientes sem TARV e experientes
As características relacionadas a pacientes sem TARV e experientes estão descritas na Tabela. Os pacientes sem TARV eram 10 anos mais jovens do que os pacientes com experiência em TARV nos subtipos B ou C e 6 anos mais jovens no subtipo F1. A distribuição do sexo entre pacientes sem TARV e tratados foi estatisticamente significativa dentro do subtipo B (p < 0,001) e C (p = 0,020). A via de transmissão, dependendo do status do tratamento (naïve vs. tratado) foi significativa em todos os subtipos, seja B, C ou F1 (p < 0,05). Pacientes com HSH predominaram a população ingênua, sejam aqueles infectados com subtipo B (74%), subtipo C (71,7%) e F1 (57,1%; p < 0,05). A contagem de células T CD4+ em pacientes sem TARV (variando de 464 a 545 células/mm3) foi maior do que a observada em pacientes com experiência em TARV (variando de 204 a 285 células/mm3), independentemente dos subtipos de HIV-1 (p < 0,05.
3.3 Dados epidemiológicos e clínicos de pacientes positivos para HIV-1 com base em clusters de transmissão (N = 414) por subtipo.
3.4 Dinâmica de agrupamento de subtipos de HIV-1
A dinâmica do agrupamento do subtipo HIV-1 é mostrada na Figura 1. Observou-se que cerca de 80% das infecções do subtipo B ocorreram dentro do estado de São Paulo, enquanto 10% foram associadas a outros estados brasileiros e 8% a sequências de outros países.
Para o subtipo C, descobrimos que 64% das transmissões ocorreram dentro do estado de São Paulo, enquanto 18% estavam relacionadas a clusters de outros estados brasileiros e 18% de clusters de outros países.
No subtipo F1, 59% das transmissões ocorreram dentro do estado, 30% ocorreram em outros estados brasileiros e 11% foram associadas a outros países (Figura 1A).
Para entender melhor as microepidemias no estado de São Paulo, dividimos o mapa do estado de acordo com a localização geográfica, reunindo municípios próximos. Descobrimos que as áreas 1 (Nordeste, NE) e 4 (Metr).
3.4 Tipos de aglomerados geográficos identificados em pacientes do Estado de São Paulo
A figura mostra a composição do cluster, pelo subtipo circulante do HIV-1, de acordo com a origem das sequências que compõem o aglomerado como (i) Cluster endógeno (barras azuis) – cluster que inclui pelo menos 66% de seus membros compostos da mesma localização geográfica, (ii) clusters externos, barras vermelhas, para clusters que são compostos por menos de 66% dos casos locais. (1A) Divide ainda mais os clusters externos como agrupamentos com sequências estrangeiras (barra laranja), de outros países e aqueles com apenas clusters nacionais (outros estados) (vermelho). (B) Mostra a divisão geográfica usada para analisar o cluster de transmissão do Estado de São Paulo em 4 áreas menores. A zona destacada em roxo representa a Área 1, o amarelo representa a Área 2, a zona verde representa a Área 3 e a zona cinza representa a Área 4. (C) Zoom na área metropolitana de São Paulo (zona 4). O cinza claro representa a região.
Conclusão
Os nossos dados sugerem que a epidemia no estado de São Paulo é impulsionada pela população HSH com um nível mais alto de TDR, independentemente do subtipo de HIV-1, e que a epidemia é sustentada por pacientes sem TARV. A prevalência do subtipo C na epidemia está crescendo no estado, particularmente na grande área metropolitana de São Paulo, onde indivíduos com infecção do subtipo C são duas vezes mais propensos a estar em cluster de transmissão do que aqueles infectados com os subtipos B e F1.
Declaração de disponibilidade de dados
Os autores reconhecem que os dados apresentados neste estudo devem ser depositados e disponibilizados publicamente em um repositório aceitável, antes da publicação. As fronteiras não podem aceitar um manuscrito que não adere às nossas políticas de dados abertos.
Declaração de ética
Os estudos envolvendo humanos foram aprovados pelo comité de ética institucional (CAAE 02298012.6.1001.0059). Os estudos foram conduzidos de acordo com a legislação local e os requisitos institucionais. Os participantes forneceram seu consentimento informado por escrito para participar deste estudo.
Contribuições do autor
VP: Curadoria de dados, Análise formal, Investigação, Metodologia, Supervisão, Validação, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. AP-P: Curadoria de dados, análise formal, validação, visualização, redação – rascunho original, redação – revisão e edição. CS: Curadoria de dados, análise formal, Validação, Visualização, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. JP: Curadoria de dados, Metodologia, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. CA: Curadoria de dados, Metodologia, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. MP: Curadoria de dados, Metodologia, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. MM: Curadoria de dados, Redação – revisão e edição, Redação – rascunho original. LC: Curadoria de dados, Metodologia, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. EM: Curadoria de dados, Redação – revisão e edição, Redação – rascunho original. DA: Curadoria de dados, Metodologia, Redação – revisão e edição, Redação – rascunho original. AA: Conceituação, Curadoria de Dados, Metodologia, Recursos, Supervisão, Validação, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição. LB: Conceituação, Metodologia, Administração de Projetos, Recursos, Supervisão, Validação, Redação – rascunho original, Redação – revisão e edição.
Financiamento
O(s) autor(es) declara(m) que o apoio financeiro foi recebido para a pesquisa, autoria e/ou publicação deste artigo. Esta pesquisa foi financiada pela FAPESP (2013/19441–7 e 2018/14.384–9) e FCT MARVEL (PTDC/SAU-PUB/4018/2021) e por fundos da FCT para GHTM-UID/04413/2020 e LA-REAL-LA/P/0117/2020, Fundação Calouste Gulbenkian (FCG), sob o programa Ciência PALOP que financiou o projecto HITOLA. O órgão de financiamento não teve papel na concepção do estudo, coleta, análise, interpretação de dados ou na redação do manuscrito.
Conflito de interesses
Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.
O(s) autor(es) declarou serem um membro do conselho editorial da Frontiers, no momento da submissão. Isso não teve impacto no processo de revisão por pares e na decisão final.
Nota do editor
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