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Increased interregional virus exchange and nucleotide diversity outline the expansion of chikungunya virus in Brazil

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  • Joilson Xavier

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Universidade Federal de Minas Gerais)

  • Luiz Carlos Junior Alcantara

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Universidade Federal de Minas Gerais)

  • Vagner Fonseca

    (Organização Mundial da Saúde)

  • Mauricio Lima

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Fundação Ezequiel Dias)

  • Emerson Castro

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Fundação Ezequiel Dias)

  • Hegger Fritsch

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Universidade Federal de Minas Gerais)

  • Carla Oliveira

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Natalia Guimarães

    (Fundação Ezequiel Dias)

  • Talita Adelino

    (Fundação Ezequiel Dias)

  • Mariane Evaristo

    (Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto)

  • Evandra S. Rodrigues

    (Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto)

  • Elaine Vieira Santos

    (Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto)

  • Debora La-Roque

    (Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto)

  • Laise Moraes

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Stephane Tosta

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Universidade Federal de Minas Gerais)

  • Adelino Neto

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Piaui)

  • Alexander Rosewell

    (Organização Mundial da Saúde)

  • Ana Flavia Mendonça

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Goias)

  • Anderson Leite

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Alagoas)

  • Andreza Vasconcelos

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Arabela L. Silva de Mello

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia)

  • Bergson Vasconcelos

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba)

  • Camila A. Montalbano

    (Universidade Federal de Mato Grosso do Sul)

  • Camila Zanluca

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Carla Freitas

    (Ministério da Saúde)

  • Carlos F. C. Albuquerque

    (Organização Mundial da Saúde)

  • Claudia Nunes Duarte dos Santos

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Cleiton S. Santos

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Cliomar Alves Santos

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe)

  • Crhistinne C. Maymone Gonçalves

    (Secretaria de Saúde do Estado do Mato Grosso do Sul)

  • Dalane Teixeira

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba)

  • Daniel F. L. Neto

    (Ministério da Saúde)

  • Diego Cabral

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Elaine C. Oliveira

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso)

  • Ethel L. Noia Maciel

    (Ministério da Saúde)

  • Felicidade Mota Pereira

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia)

  • Felipe Iani

    (Fundação Ezequiel Dias)

  • Fernanda P. Carvalho

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Gabriela Andrade

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia)

  • Gabriela Bezerra

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe)

  • Gislene G. Castro Lichs

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso do Sul)

  • Glauco Carvalho Pereira

    (Fundação Ezequiel Dias)

  • Haline Barroso

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba)

  • Helena Cristina Ferreira Franz

    (Ministério da Saúde)

  • Hivylla Ferreira

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Maranhão)

  • Iago Gomes

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte)

  • Irina N. Riediger

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Paraná)

  • Isabela Rodrigues

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe)

  • Isadora C. Siqueira

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Jacilane Silva

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Jairo Mendez Rico

    (Pan American Health Organization)

  • Jaqueline Lima

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia)

  • Jayra Abrantes

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte)

  • Jean Phellipe M. Nascimento

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Alagoas)

  • Judith N. Wasserheit

    (University of Washington)

  • Julia Pastor

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Jurandy J. F. Magalhães

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco
    Universidade de Pernambuco)

  • Kleber Giovanni Luz

    (Universidade Federal do Rio Grande do Norte)

  • Lidio G. Lima Neto

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Maranhão)

  • Livia C. V. Frutuoso

    (Ministério da Saúde)

  • Luana Barbosa Silva

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso)

  • Ludmila Sena

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe)

  • Luis Arthur F. Sousa

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Maranhão)

  • Luiz Augusto Pereira

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Goias)

  • Luiz Demarchi

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso do Sul)

  • Magaly C. B. Câmara

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte)

  • Marcela G. Astete

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia)

  • Maria Almiron

    (Pan American Health Organization)

  • Maricelia Lima

    (Universidade Estadual de Feira de Santana)

  • Marina C. S. Umaki Zardin

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso do Sul)

  • Mayra M. Presibella

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Paraná)

  • Melissa B. Falcão

    (Secretaria de Saúde de Feira de Santana)

  • Michael Gale

    (University of Washington)

  • Naishe Freire

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Nelson Marques

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Paraná)

  • Noely F. O. Moura

    (Ministério da Saúde)

  • Pedro E. Almeida Da Silva

    (Ministério da Saúde)

  • Peter Rabinowitz

    (University of Washington)

  • Rivaldo V. Cunha

    (Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos)

  • Karen S. Trinta

    (Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos)

  • Rodrigo F. Carmo Said

    (Organização Mundial da Saúde)

  • Rodrigo Kato

    (Ministério da Saúde)

  • Rodrigo Stabeli

    (Organização Mundial da Saúde)

  • Ronaldo Jesus

    (Ministério da Saúde)

  • Roselene Hans Santos

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco)

  • Simone Kashima

    (Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto)

  • Svetoslav N. Slavov

    (Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto
    CDC, Butantan Institute)

  • Tamires Andrade

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba)

  • Themis Rocha

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte)

  • Thiago Carneiro

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba)

  • Vanessa Nardy

    (Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia)

  • Vinicius Silva

    (Laboratório Central de Saúde Pública de Goias)

  • Walterlene G. Carvalho

    (Laboratório Central de Saúde Pública do Piaui)

  • Wesley C. Van Voorhis

    (University of Washington)

  • Wildo N. Araujo

    (Pan American Health Organization)

  • Ana M. B. Filippis

    (Fundação Oswaldo Cruz)

  • Marta Giovanetti

    (Fundação Oswaldo Cruz
    Universidade Federal de Minas Gerais
    University of Campus Bio-Medico)

Abstract

The emergence and reemergence of mosquito-borne diseases in Brazil such as yellow fever, zika, chikungunya, and dengue have had serious impacts on public health. Concerns have been raised due to the rapid dissemination of the chikungunya virus across the country since its first detection in 2014 in Northeast Brazil. In this work, we carried out on-site training activities in genomic surveillance in partnership with the National Network of Public Health Laboratories that have led to the generation of 422 chikungunya virus genomes from 12 Brazilian states over the past two years (2021–2022), a period that has seen more than 312 thousand chikungunya fever cases reported in the country. These genomes increased the amount of available data and allowed a more comprehensive characterization of the dispersal dynamics of the chikungunya virus East-Central-South-African lineage in Brazil. Tree branching patterns revealed the emergence and expansion of two distinct subclades. Phylogeographic analysis indicated that the northeast region has been the leading hub of virus spread towards other regions. Increased frequency of C > T transitions among the new genomes suggested that host restriction factors from the immune system such as ADAR and AID/APOBEC deaminases might be driving the genetic diversity of the chikungunya virus in Brazil.

Suggested Citation

  • Joilson Xavier & Luiz Carlos Junior Alcantara & Vagner Fonseca & Mauricio Lima & Emerson Castro & Hegger Fritsch & Carla Oliveira & Natalia Guimarães & Talita Adelino & Mariane Evaristo & Evandra S. R, 2023. "Increased interregional virus exchange and nucleotide diversity outline the expansion of chikungunya virus in Brazil," Nature Communications, Nature, vol. 14(1), pages 1-12, December.
    • Handle: RePEc:nat:natcom:v:14:y:2023:i:1:d:10.1038_s41467-023-40099-y
    DOI: 10.1038/s41467-023-40099-y
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    References listed on IDEAS

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    1. Konstantin A. Tsetsarkin & Rubing Chen & Ruimei Yun & Shannan L. Rossi & Kenneth S. Plante & Mathilde Guerbois & Naomi Forrester & Guey Chuen Perng & Easwaran Sreekumar & Grace Leal & Jing Huang & Suc, 2014. "Multi-peaked adaptive landscape for chikungunya virus evolution predicts continued fitness optimization in Aedes albopictus mosquitoes," Nature Communications, Nature, vol. 5(1), pages 1-14, September.
    2. N. R. Faria & J. Quick & I.M. Claro & J. Thézé & J. G. de Jesus & M. Giovanetti & M. U. G. Kraemer & S. C. Hill & A. Black & A. C. da Costa & L. C. Franco & S. P. Silva & C.-H. Wu & J. Raghwani & S. C, 2017. "Establishment and cryptic transmission of Zika virus in Brazil and the Americas," Nature, Nature, vol. 546(7658), pages 406-410, June.
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    1. Emma Taylor-Salmon & Verity Hill & Lauren M. Paul & Robert T. Koch & Mallery I. Breban & Chrispin Chaguza & Afeez Sodeinde & Joshua L. Warren & Sylvia Bunch & Natalia Cano & Marshall Cone & Sarah Eyso, 2024. "Travel surveillance uncovers dengue virus dynamics and introductions in the Caribbean," Nature Communications, Nature, vol. 15(1), pages 1-14, December.
    2. Vinyas Harish & Felipe J. Colón-González & Filipe R. R. Moreira & Rory Gibb & Moritz U. G. Kraemer & Megan Davis & Robert C. Reiner & David M. Pigott & T. Alex Perkins & Daniel J. Weiss & Isaac I. Bog, 2024. "Human movement and environmental barriers shape the emergence of dengue," Nature Communications, Nature, vol. 15(1), pages 1-15, December.
    3. Andrew Holtz & Guy Baele & Hervé Bourhy & Anna Zhukova, 2023. "Integrating full and partial genome sequences to decipher the global spread of canine rabies virus," Nature Communications, Nature, vol. 14(1), pages 1-13, December.

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