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Dezordi FZ, Júnior JVJS, Ruoso TF, Batista AG, Fonseca PM, Bernardo LP, Salvato RS, Gregianini TS, Lopes TRR, Flores EF, Weiblen R, Brites PC, Silva MDM, da Rocha JBT, Barbosa GDL, Machado LC, da Silva AF, Paiva MHS, Bezerra MF, Campos TDL, Gräf T, Graichen DAS, Loreto ELDS, Wallau GDL. Higher frequency of interstate over international transmission chains of SARS-CoV-2 virus at the Rio Grande do Sul - Brazil state borders. Virus Res 2025; 351:199500. [PMID: 39645167 PMCID: PMC11720880 DOI: 10.1016/j.virusres.2024.199500] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/11/2024] [Revised: 09/20/2024] [Accepted: 11/14/2024] [Indexed: 12/09/2024]
Abstract
Brazil's COVID-19 response has faced challenges due to the continuous emergence of variants of concern (VOCs), emphasizing the need for ongoing genomic surveillance and retrospective analyses of past epidemic waves to reassess and fine tune containment protocols. Rio Grande do Sul (RS), Brazil's southernmost state, has international borders and trades with Argentina and Uruguay, along with significant domestic connections within Brazil. The identification of source and sink transmission chains at national and international scales can identify main hubs and pathways to target future interventions. In this study we investigated the RS state role in the national and international SARS-CoV-2 transmission chains, which has not been fully explored. Nasopharyngeal samples from various municipalities in RS were collected between June 2020 and July 2022. SARS-CoV-2 whole genome amplification and sequencing were performed using high-throughput Illumina sequencing. Bioinformatics analysis encompassed the development of scripts and tools to perform subsampling taking into account epidemiological information to reduce sequencing disparities bias among the regions/countries, genome assembly, and large-scale alignment and phylogenetic reconstruction. We sequenced a total of 1,480 SARS-CoV-2 genomes from RS, covering all major regions. Sequences predominantly represented Gamma (April-June 2021) and Omicron (January-July 2022) lineages. Phylogenetic analysis revealed a regional pattern for transmission dynamics, particularly with Southeast Brazil for Gamma, and a range of inter-regional connections for Delta and Omicron within the country. On the other hand, international and cross-border transmission with Argentina and Uruguay was rather limited. We evaluated the three VOCs circulation over two years in RS using a new subsampling strategy based on the number of cases in each state during the circulation of each VOC. In summary, the retrospective analysis of genomic surveillance data demonstrated that virus transmission was less intense between country borders than within the country. These findings suggest that while non-pharmacological interventions were effective to mitigate transmission across international RS land borders, they were insufficient to contain transmission at the domestic level.
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Affiliation(s)
- Filipe Zimmer Dezordi
- Departamento de Entomologia, Instituto Aggeu Magalhães (IAM)-Fundação Oswaldo Cruz-FIOCRUZ, Recife Pernambuco, 50670-420, Brazil; Núcleo de Bioinformática (NBI), Instituto Aggeu Magalhães (IAM), FIOCRUZ-Pernambuco, Recife, Pernambuco, 50670-420, Brazil
| | - José Valter Joaquim Silva Júnior
- Setor de Virologia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil; Setor de Virologia, Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Pernambuco, 50670-901, Brazil; Laboratório NB3 de Neuroimunologia, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil; Departamento de Microbiologia e Parasitologia, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil; Programa de Pós-graduação em Medicina Veterinária, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil; Programa de Pós-graduação em Farmacologia, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Terimar Facin Ruoso
- Campus Palmeira das Missões, Universidade Federal de Santa Maria. Palmeira das Missões, Rio Grande do Sul, 98300-000, Brazil
| | - Angela Giovana Batista
- Campus Palmeira das Missões, Universidade Federal de Santa Maria. Palmeira das Missões, Rio Grande do Sul, 98300-000, Brazil; Life Sciences Institute, Universidade Federal de Juiz de Fora. Governador Valadares, Minas Gerais, 35010-180, Brazil
| | - Pedro Mesquita Fonseca
- Campus Palmeira das Missões, Universidade Federal de Santa Maria. Palmeira das Missões, Rio Grande do Sul, 98300-000, Brazil
| | - Larissa Paim Bernardo
- Departamento de Ciências da Vida - DCVIDA, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul - UNIJUÍ, Ijuí, Rio Grande do Sul, 98700-000, Brazil
| | - Richard Steiner Salvato
- Centro Estadual de Vigilância em Saúde. Secretaria Estadual da Saúde do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, Rio Grande do Sul, 90610-000, Brazil
| | - Tatiana Schäffer Gregianini
- Centro Estadual de Vigilância em Saúde. Secretaria Estadual da Saúde do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, Rio Grande do Sul, 90610-000, Brazil
| | - Thaísa Regina Rocha Lopes
- Setor de Virologia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil; Programa de Pós-graduação em Medicina Veterinária, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - Eduardo Furtado Flores
- Setor de Virologia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - Rudi Weiblen
- Setor de Virologia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - Patrícia Chaves Brites
- Hospital Universitário de Santa Maria (HUSM), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Av. Roraima, 1000, Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - Mônica de Medeiros Silva
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Av. Roraima, 1000, Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - João Batista Teixeira da Rocha
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Av. Roraima, 1000, Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - Gustavo de Lima Barbosa
- Núcleo de Plataformas Tecnológicas (NPT), Instituto Aggeu Magalhães (IAM), FIOCRUZ-Pernambuco, Recife, Pernambuco, 50670-420, Brazil
| | - Lais Ceschini Machado
- Departamento de Entomologia, Instituto Aggeu Magalhães (IAM)-Fundação Oswaldo Cruz-FIOCRUZ, Recife Pernambuco, 50670-420, Brazil
| | - Alexandre Freitas da Silva
- Departamento de Entomologia, Instituto Aggeu Magalhães (IAM)-Fundação Oswaldo Cruz-FIOCRUZ, Recife Pernambuco, 50670-420, Brazil; Núcleo de Bioinformática (NBI), Instituto Aggeu Magalhães (IAM), FIOCRUZ-Pernambuco, Recife, Pernambuco, 50670-420, Brazil
| | - Marcelo Henrique Santos Paiva
- Departamento de Entomologia, Instituto Aggeu Magalhães (IAM)-Fundação Oswaldo Cruz-FIOCRUZ, Recife Pernambuco, 50670-420, Brazil; Núcleo de Ciências da Vida, Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Centro Acadêmico do Agreste-Rodovia BR-104, Caruaru, Pernambuco, 55002-970, Brazil
| | - Matheus Filgueira Bezerra
- Departamento de Microbiologia, Instituto Aggeu Magalhães (IAM), FIOCRUZ-Pernambuco, Recife, Pernambuco, 50670-420, Brazil
| | - Tulio de Lima Campos
- Núcleo de Bioinformática (NBI), Instituto Aggeu Magalhães (IAM), FIOCRUZ-Pernambuco, Recife, Pernambuco, 50670-420, Brazil
| | - Tiago Gräf
- Laboratório de Virologia Molecular, Instituto Carlos Chagas, Fundação Oswaldo Cruz, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Daniel Angelo Sganzerla Graichen
- Departamento de Zootecnia e Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Palmera das Missões, Rio Grande do Sul 98300-000, Brazil
| | - Elgion Lucio da Silva Loreto
- Hospital Universitário de Santa Maria (HUSM), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Av. Roraima, 1000, Santa Maria, Rio Grande do Sul, 97105-900, Brazil
| | - Gabriel da Luz Wallau
- Departamento de Entomologia, Instituto Aggeu Magalhães (IAM)-Fundação Oswaldo Cruz-FIOCRUZ, Recife Pernambuco, 50670-420, Brazil; Núcleo de Bioinformática (NBI), Instituto Aggeu Magalhães (IAM), FIOCRUZ-Pernambuco, Recife, Pernambuco, 50670-420, Brazil; Department of Arbovirology and Entomology, Bernhard Nocht Institute for Tropical Medicine, WHO Collaborating Center for Arbovirus and Hemorrhagic Fever Reference and Research. National Reference Center for Tropical Infectious Diseases. Bernhard-Nocht-Straße 74 20359 Hamburg, Germany.
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y Castro TR, Piccoli BC, Vieira AA, Casarin BC, Tessele LF, Salvato RS, Gregianini TS, Martins LG, Resende PC, Pereira EC, Moreira FRR, de Jesus JG, Seerig AP, Lobato MAO, de Campos MMA, Goularte JS, da Silva MS, Demoliner M, Filippi M, Pereira VMAG, Schwarzbold AV, Spilki FR, Trindade PA. Introduction, Dispersal, and Predominance of SARS-CoV-2 Delta Variant in Rio Grande do Sul, Brazil: A Retrospective Analysis. Microorganisms 2023; 11:2938. [PMID: 38138081 PMCID: PMC10745878 DOI: 10.3390/microorganisms11122938] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/28/2023] [Revised: 11/14/2023] [Accepted: 11/24/2023] [Indexed: 12/24/2023] Open
Abstract
Mutations in the SARS-CoV-2 genome can alter the virus' fitness, leading to the emergence of variants of concern (VOC). In Brazil, the Gamma variant dominated the pandemic in the first half of 2021, and from June onwards, the first cases of Delta infection were documented. Here, we investigate the introduction and dispersal of the Delta variant in the RS state by sequencing 1077 SARS-CoV-2-positive samples from June to October 2021. Of these samples, 34.7% were identified as Gamma and 65.3% as Delta. Notably, 99.2% of Delta sequences were clustered within the 21J lineage, forming a significant Brazilian clade. The estimated clock rate was 5.97 × 10-4 substitutions per site per year. The Delta variant was first reported on 17 June in the Vinhedos Basalto microregion and rapidly spread, accounting for over 70% of cases within nine weeks. Despite this, the number of cases and deaths remained stable, possibly due to vaccination, prior infections, and the continued mandatory mask use. In conclusion, our study provides insights into the Delta variant circulating in the RS state, highlighting the importance of genomic surveillance for monitoring viral evolution, even when the impact of new variants may be less severe in a given region.
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Affiliation(s)
- Thaís Regina y Castro
- Laboratório de Biologia Molecular e Bioinformática Aplicadas a Microbiologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Bruna C. Piccoli
- Laboratório de Biologia Molecular e Bioinformática Aplicadas a Microbiologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Andressa A. Vieira
- Laboratório de Biologia Molecular e Bioinformática Aplicadas a Microbiologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Bruna C. Casarin
- Laboratório de Biologia Molecular e Bioinformática Aplicadas a Microbiologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Luíza F. Tessele
- Laboratório de Biologia Molecular e Bioinformática Aplicadas a Microbiologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Richard S. Salvato
- Centro Estadual de Vigilância em Saúde, Secretaria Estadual da Saúde do Rio Grande do Sul (CEVS/SES-RS), Porto Alegre 90610-000, Brazil
| | - Tatiana S. Gregianini
- Centro Estadual de Vigilância em Saúde, Secretaria Estadual da Saúde do Rio Grande do Sul (CEVS/SES-RS), Porto Alegre 90610-000, Brazil
| | - Leticia G. Martins
- Centro Estadual de Vigilância em Saúde, Secretaria Estadual da Saúde do Rio Grande do Sul (CEVS/SES-RS), Porto Alegre 90610-000, Brazil
| | - Paola Cristina Resende
- Laboratório de Vírus Respiratórios e Sarampo, Instituto Oswaldo Cruz Institute, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Rio de Janeiro 21040-360, Brazil
| | - Elisa C. Pereira
- Laboratório de Vírus Respiratórios e Sarampo, Instituto Oswaldo Cruz Institute, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Rio de Janeiro 21040-360, Brazil
| | - Filipe R. R. Moreira
- Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-853, Brazil
| | - Jaqueline G. de Jesus
- Instituto de Medicina Tropical, Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo 05508-220, Brazil
| | - Ana Paula Seerig
- Vigilância em Saúde, Secretaria Municipal da Saúde de Santa Maria, Santa Maria 97060-001, Brazil
| | - Marcos Antonio O. Lobato
- Departamento de Saúde Coletiva, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Marli M. A. de Campos
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Juliana S. Goularte
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade FEEVALE, Novo Hamburgo 93510-235, Brazil
| | - Mariana S. da Silva
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade FEEVALE, Novo Hamburgo 93510-235, Brazil
| | - Meriane Demoliner
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade FEEVALE, Novo Hamburgo 93510-235, Brazil
| | - Micheli Filippi
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade FEEVALE, Novo Hamburgo 93510-235, Brazil
| | | | - Alexandre V. Schwarzbold
- Departamento de Clínica Médica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
| | - Fernando R. Spilki
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade FEEVALE, Novo Hamburgo 93510-235, Brazil
| | - Priscila A. Trindade
- Laboratório de Biologia Molecular e Bioinformática Aplicadas a Microbiologia Clínica, Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria 97105-900, Brazil
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