Epidemiologia da esquistossomose mansoni em Minas Gerais: padrões espaço-temporais da ocorrência e mortalidade e avaliação do desempenho de métodos de diagnóstico [manuscrit
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Cristiano Lara Massara
Ricardo José de Paula Souza e Guimarães
Fernanda do Carmo Magalhães
Lílian Lacerda Bueno
Ricardo José de Paula Souza e Guimarães
Fernanda do Carmo Magalhães
Lílian Lacerda Bueno
Resumo
A esquistossomose, causada por diferentes espécies do gênero Schistosoma, continua sendo um problema de saúde pública nas áreas tropicais e subtropicais no mundo. No Brasil, a única espécie presente é S. mansoni, afetando cerca de 1,5 milhão de pessoas. O diagnóstico correto de indivíduos em áreas endêmicas e o mapeamento desses casos são dois pilares fundamentais no controle dessa parasitose, pois permitem identificar e direcionar recursos para áreas prioritárias. Para abordar essas duas temáticas, a presente tese foi dividida em três capítulos. O primeiro capítulo teve o objetivo analisar características epidemiológicas, tendências temporais e padrões espaciais da mortalidade relacionada à esquistossomose no Estado de Minas Gerais, de 2000 a 2019. Para isso foi realizado um estudo ecológico e de séries temporais com técnicas de análise espacial com dados de mortalidade por S. mansoni, extraídos do Sistema de Informação de Mortalidade. Entre 2000 e 2019, foram registradas 1.290 mortes por esquistossomose, com uma taxa média de mortalidade de 0,33/100.000. Embora a taxa geral de mortalidade em Minas Gerais tenha caído significativamente, houve aumento nas mesorregiões de Jequitinhonha, Vale do Mucuri e Vale do Rio Doce. A análise espacial mostrou um deslocamento dos aglomerados de alto risco da região central para o Vale do Rio Doce, sugerindo possíveis falhas no diagnóstico e tratamento da esquistossomose nessas áreas. Este estudo contribuiu para a compreensão da dinâmica espaço-temporal da mortalidade por esquistossomose no período avaliado, ajudando as autoridades de saúde a alocar recursos de forma mais eficiente em Minas Gerais.
O segundo capítulo teve como objetivo determinar as taxas de positividade da infecção por S. mansoni, avaliar a associação de fatores socioeconômicos e comportamentais e a distribuição espacial dos casos para determinar áreas de risco em três comunidades rurais do distrito de Brejo do Amparo, Município de Januária, nos anos de 2014, 2015 e 2022. Foram conduzidos três estudos transversais com levantamentos parasitológicos, malacológico e aplicação de questionários. Modelos lineares generalizados binomiais identificaram fatores associados à infecção. Aglomerados de alto risco foram mapeados com o estimador de densidade de Kernel e varredura espacial flexível (FleXScan). A prevalência caiu de 45,9% em 2014 para 10,38% em 2015 após intervenção, mas subiu novamente em 2022 para 26,03%. Entre os fatores de risco, a proximidade das residências ao riacho (<200m) e a ausência de banheiro foram significativos em 2014 e 2022. Em 2022, a falta de tratamento de água também foi um fator de risco, enquanto o uso de água para irrigação foi marginalmente significativo. A análise espacial revelou um aglomerado persistente em uma das comunidades, com risco relativo variando de 2,03 (2014) a 4,18 (2022). Esses resultados reforçam a necessidade de infraestrutura de água segura, intervenções de saúde integradas e educação que promova a cidadania para reduzir a esquistossomose na região.
O terceiro capítulo teve como objetivo avaliar o desempenho de diferentes métodos diagnósticos e detectar anticorpos específicos frente a diferentes antígenos para S. mansoni em urina e soro de pacientes infectados. Amostras de fezes, sangue e urina de indivíduos residentes no distrito de Brejo do Amparo, Januária, MG foram coletadas e processadas pelos métodos de Kato-Katz, Helmintex, POC-CCA e ELISA. A sensibilidade dos métodos foi comparada à combinação de Kato-Katz (seis lâminas) e Helmintex como padrão de referência. A leitura de duas lâminas de Kato-Katz apresentou sensibilidade de 42,03%, enquanto a de seis lâminas foi superior, com 69,57%. O Helmintex obteve a maior sensibilidade, 98,55%, e excelente concordância com o padrão de referência (Kappa = 0,99). O teste POC-CCA, para detecção de antígeno circulante na urina, apresentou sensibilidade de 50,72% (traço positivo) e 23,19% (traço negativo), com fraca concordância (Kappa= 0,39 e 0,27, respectivamente). Parâmetros urinários anormais não afetaram significativamente os resultados do POC-CCA. O ensaio de ELISA sérico para detecção de IgG anti-SEA apresentou o melhor desempenho, com sensibilidade de 81,97%, especificidade de 60,36% e Kappa de 0,33, indicando concordância fraca em comparação com o padrão de referência (seis lâminas de KK e Helmintex). O antígeno bruto de verme adulto (SWAP) e sua fração (SmJ1) apresentaram sensibilidade de 75,41% e 77,05%, respectivamente, com especificidade de 53,89% e 42,01%. A proteína quimérica de S. mansoni (qSmP) teve sensibilidade de 80,33%, mas baixa especificidade (43,3%) e concordância ruim (Kappa = 0,16). A presença de anticorpos da classe de IgG contra antígenos de S. mansoni na urina também foi analisada, com baixa reatividade no ELISA e curvas características operacionais do receptor (ROC) apresentado área sob a curva (AUC) entre 0,53 e 0,58, indicando baixo poder discriminante entre os grupos controle e indivíduos infectados.
Abstract
Schistosomiasis, caused by various species of the genus Schistosoma, remains a public health problem in tropical and subtropical regions worldwide. In Brazil, the only species present is S. mansoni, which affects approximately 1.5 million people. Accurate diagnosis of individuals in endemic areas and case mapping are two fundamental pillars in the controlling this this parasitic disease, as they enable the identification and allocation of resources to priority areas. To address these two aspects, this thesis was divided into three chapters.
The first chapter aimed to analyze epidemiological characteristics, temporal trends, and spatial patterns of mortality related to schistosomiasis in the State of Minas Gerais, from 2000 to 2019. For this purpose, an ecological and time-series study was conducted using spatial analysis techniques with mortality data from S. mansoni, extracted from the Mortality Information System. Between 2000 and 2019, 1,290 deaths from schistosomiasis were recorded, with an average mortality rate of 0.33 per 100,000. Although the overall mortality rate in Minas Gerais declined significantly, an increase was observed in the mesoregions of Jequitinhonha, Vale do Mucuri, and Vale do Rio Doce. Spatial analysis revealed a shift in high-risk clusters from the central region to Vale do Rio Doce, suggesting possible failures in the diagnosis and treatment of schistosomiasis in these areas. This study contributed to a deeper understanding of the spatiotemporal dynamics of schistosomiasis mortality in the evaluated period, assisting health authorities in allocating resources more efficiently in Minas Gerais.
The second chapter aimed to determine the positivity rates of S. mansoni infection, evaluate the association between socioeconomic and behavioral factors and the spatial distribution of cases and identify risk areas in three rural communities in the Brejo do Amparo district, municipality of Januária, in 2014, 2015 and 2022. The Intestinal Helminthiasis Laboratory, in collaboration with other laboratories, conducted three cross-sectional studies that included parasitological and malacological surveys and application of questionnaires. Binomial generalized linear models were used to identify factors associated with infection. High-risk clusters were mapped with the Kernel Density Estimator and Flexible Spatial Scan (FleXScan). The prevalence decreased from 45.9% in 2014 to 10.38% in 2015 after intervention, but rose again in 2022 to 26.03%. Among the risk factors, the proximity of the residences to the stream (<200m) and the absence of a toilet were significant in 2014 and 2022. In 2022, the lack of water treatment was also a risk factor, while the use of water for irrigation showed marginal significant. Spatial analysis revealed a persistent cluster in one of the communities, with a relative risk ranging from 2.03 (2014) to 4.18 (2022). These findings highlights the importance of safe water infrastructure, integrated health interventions, and adequate health education to reduce schistosomiasis in the region.
The third chapter aimed to evaluate the performance of different diagnostic methods and detection specific antibodies against different antigens for S. mansoni in urine and serum of infected patients. Fecal, blood and urine samples were collected from individuals living in the district of Brejo do Amparo, Januária, MG, and processed by the Kato-Katz, Helmintex, POC- CCA and ELISA methods. The sensitivity of the methods was compared to the combination of Kato-Katz (six slides) and Helmintex as a reference standard. The analysis of two Kato-Katz slides showed a sensitivity of 42.03%, while six slides increased the sensitivity to 69.57%. Helmintex exhibited the highest sensitivity at 98.55%, and excellent agreement with the reference standard (Kappa = 0.99). The POC-CCA, for detection of circulating antigen in urine, test showed a sensitivity of 50.72% (positive trace) and 23.19% (negative trace), with weak agreement (Kappa = 0.39 and 0.27, respectively). Abnormal urinary parameters did not significantly affect the POC-CCA results. The serum ELISA assay for detecting anti-SEA IgG showed the best performance, with a sensitivity of 81.97%, specificity of 60.36% and Kappa value of 0.33, indicating weak agreement compared to the reference standard (six KK slides and Helmintex). The soluble adult worm antigen (SWAP) and its fraction (SmJ1) showed a sensitivity of 75.41% and 77.05%, respectively, with specificity of 53.89% and 42.01%. The chimeric protein of S. mansoni (qSmP) exhibited a sensitivity of 80.33%, but low specificity (43.3%) and poor agreement (Kappa = 0.1634). The presence of IgG class antibodies against S. mansoni antigens in urine was also analyzed, with low reactivity in ELISA and receiver operating characteristics (ROC) showing area under the curve (AUC) between 0.53 and 0.58, indicating low discriminant power between the control and infected individuals.
Assunto
Parasitologia, Esquistossomose, Schistosoma mansoni, Epidemiologia, Fatores de Risco, Testes Imunológicos, Análise Espacial
Palavras-chave
Esquistossomose, Schistosoma mansoni, Epidemiologia, Fatores de Risco, Imunodiagnóstico, Análise Espacial