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Faria NR, Kraemer MUG, Hill SC, Goes de Jesus J, Aguiar RS, Iani FCM, Xavier J, Quick J, du Plessis L, Dellicour S, Thézé J, Carvalho RDO, Baele G, Wu CH, Silveira PP, Arruda MB, Pereira MA, Pereira GC, Lourenço J, Obolski U, Abade L, Vasylyeva TI, Giovanetti M, Yi D, Weiss DJ, Wint GRW, Shearer FM, Funk S, Nikolay B, Fonseca V, Adelino TER, Oliveira MAA, Silva MVF, Sacchetto L, Figueiredo PO, Rezende IM, Mello EM, Said RFC, Santos DA, Ferraz ML, Brito MG, Santana LF, Menezes MT, Brindeiro RM, Tanuri A, Dos Santos FCP, Cunha MS, Nogueira JS, Rocco IM, da Costa AC, Komninakis SCV, Azevedo V, Chieppe AO, Araujo ESM, Mendonça MCL, Dos Santos CC, Dos Santos CD, Mares-Guia AM, Nogueira RMR, Sequeira PC, Abreu RG, Garcia MHO, Abreu AL, Okumoto O, Kroon EG, de Albuquerque CFC, Lewandowski K, Pullan ST, Carroll M, de Oliveira T, Sabino EC, Souza RP, Suchard MA, Lemey P, Trindade GS, Drumond BP, Filippis AMB, Loman NJ, Cauchemez S, Alcantara LCJ, Pybus OG. Genomic and epidemiological monitoring of yellow fever virus transmission potential. Science 2018; 361:894-899. [PMID: 30139911 PMCID: PMC6874500 DOI: 10.1126/science.aat7115] [Citation(s) in RCA: 204] [Impact Index Per Article: 34.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/31/2018] [Accepted: 07/20/2018] [Indexed: 12/21/2022]
Abstract
The yellow fever virus (YFV) epidemic in Brazil is the largest in decades. The recent discovery of YFV in Brazilian Aedes species mosquitos highlights a need to monitor the risk of reestablishment of urban YFV transmission in the Americas. We use a suite of epidemiological, spatial, and genomic approaches to characterize YFV transmission. We show that the age and sex distribution of human cases is characteristic of sylvatic transmission. Analysis of YFV cases combined with genomes generated locally reveals an early phase of sylvatic YFV transmission and spatial expansion toward previously YFV-free areas, followed by a rise in viral spillover to humans in late 2016. Our results establish a framework for monitoring YFV transmission in real time that will contribute to a global strategy to eliminate future YFV epidemics.
Collapse
Affiliation(s)
- N R Faria
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK.
| | - M U G Kraemer
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
- Computational Epidemiology Lab, Boston Children's Hospital, Boston, MA, USA
- Department of Pediatrics, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
| | - S C Hill
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - J Goes de Jesus
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - R S Aguiar
- Laboratório de Virologia Molecular, Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - F C M Iani
- Laboratório Central de Saúde Pública, Instituto Octávio Magalhães, FUNED, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - J Xavier
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - J Quick
- Institute of Microbiology and Infection, University of Birmingham, Birmingham, UK
| | - L du Plessis
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - S Dellicour
- Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute, KU Leuven, Leuven, Belgium
| | - J Thézé
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - R D O Carvalho
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - G Baele
- Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute, KU Leuven, Leuven, Belgium
| | - C-H Wu
- Department of Statistics, University of Oxford, Oxford, UK
| | - P P Silveira
- Laboratório de Virologia Molecular, Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - M B Arruda
- Laboratório de Virologia Molecular, Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - M A Pereira
- Laboratório Central de Saúde Pública, Instituto Octávio Magalhães, FUNED, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - G C Pereira
- Laboratório Central de Saúde Pública, Instituto Octávio Magalhães, FUNED, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - J Lourenço
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - U Obolski
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - L Abade
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
- The Global Health Network, University of Oxford, Oxford, UK
| | - T I Vasylyeva
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - M Giovanetti
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - D Yi
- Department of Statistics, Harvard University, Cambridge, MA, USA
| | - D J Weiss
- Malaria Atlas Project, Big Data Institute, Nuffield Department of Medicine, University of Oxford, Oxford, UK
| | - G R W Wint
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK
| | - F M Shearer
- Malaria Atlas Project, Big Data Institute, Nuffield Department of Medicine, University of Oxford, Oxford, UK
| | - S Funk
- Faculty of Epidemiology and Population Health, London School of Hygiene and Tropical Medicine, London, UK
| | - B Nikolay
- Mathematical Modelling of Infectious Diseases and Center of Bioinformatics, Institut Pasteur, Paris, France
- CNRS UMR2000: Génomique Évolutive, Modélisation et Santé, Institut Pasteur, Paris, France
| | - V Fonseca
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- KwaZulu-Natal Research, Innovation and Sequencing Platform (KRISP), School of Laboratory Medicine and Medical Sciences, University of KwaZulu-Natal, Durban, South Africa
| | - T E R Adelino
- Laboratório Central de Saúde Pública, Instituto Octávio Magalhães, FUNED, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - M A A Oliveira
- Laboratório Central de Saúde Pública, Instituto Octávio Magalhães, FUNED, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - M V F Silva
- Laboratório Central de Saúde Pública, Instituto Octávio Magalhães, FUNED, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - L Sacchetto
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - P O Figueiredo
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - I M Rezende
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - E M Mello
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - R F C Said
- Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - D A Santos
- Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - M L Ferraz
- Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - M G Brito
- Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - L F Santana
- Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - M T Menezes
- Laboratório de Virologia Molecular, Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - R M Brindeiro
- Laboratório de Virologia Molecular, Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - A Tanuri
- Laboratório de Virologia Molecular, Departamento de Genética, Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - F C P Dos Santos
- Núcleo de Doenças de Transmissão Vetorial, Instituto Adolfo Lutz, São Paulo, Brazil
| | - M S Cunha
- Núcleo de Doenças de Transmissão Vetorial, Instituto Adolfo Lutz, São Paulo, Brazil
| | - J S Nogueira
- Núcleo de Doenças de Transmissão Vetorial, Instituto Adolfo Lutz, São Paulo, Brazil
| | - I M Rocco
- Núcleo de Doenças de Transmissão Vetorial, Instituto Adolfo Lutz, São Paulo, Brazil
| | - A C da Costa
- Instituto de Medicina Tropical e Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - S C V Komninakis
- Retrovirology Laboratory, Federal University of São Paulo, São Paulo, Brazil
- School of Medicine of ABC (FMABC), Clinical Immunology Laboratory, Santo André, São Paulo, Brazil
| | - V Azevedo
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - A O Chieppe
- Coordenação de Vigilância Epidemiológica do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - E S M Araujo
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - M C L Mendonça
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - C C Dos Santos
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - C D Dos Santos
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - A M Mares-Guia
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - R M R Nogueira
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - P C Sequeira
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - R G Abreu
- Departamento de Vigilância das Doenças Transmissíveis da Secretaria de Vigilância em Saúde, Ministério da Saúde, Brasília-DF, Brazil
| | - M H O Garcia
- Departamento de Vigilância das Doenças Transmissíveis da Secretaria de Vigilância em Saúde, Ministério da Saúde, Brasília-DF, Brazil
| | - A L Abreu
- Secretaria de Vigilância em Saúde, Coordenação Geral de Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brasília-DF, Brazil
| | - O Okumoto
- Secretaria de Vigilância em Saúde, Coordenação Geral de Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brasília-DF, Brazil
| | - E G Kroon
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - C F C de Albuquerque
- Organização Pan - Americana da Saúde/Organização Mundial da Saúde - (OPAS/OMS), Brasília-DF, Brazil
| | - K Lewandowski
- Public Health England, National Infections Service, Porton Down, Salisbury, UK
| | - S T Pullan
- Public Health England, National Infections Service, Porton Down, Salisbury, UK
| | - M Carroll
- NIHR HPRU in Emerging and Zoonotic Infections, Public Health England, London, UK
| | - T de Oliveira
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
- KwaZulu-Natal Research, Innovation and Sequencing Platform (KRISP), School of Laboratory Medicine and Medical Sciences, University of KwaZulu-Natal, Durban, South Africa
- Centre for the AIDS Programme of Research in South Africa (CAPRISA), Durban, South Africa
| | - E C Sabino
- Instituto de Medicina Tropical e Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - R P Souza
- Núcleo de Doenças de Transmissão Vetorial, Instituto Adolfo Lutz, São Paulo, Brazil
| | - M A Suchard
- Department of Biostatistics, UCLA Fielding School of Public Health, University of California, Los Angeles, CA, USA
- Department of Biomathematics and Human Genetics, David Geffen School of Medicine at UCLA, University of California, Los Angeles, CA, USA
| | - P Lemey
- Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute, KU Leuven, Leuven, Belgium
| | - G S Trindade
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - B P Drumond
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - A M B Filippis
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil
| | - N J Loman
- Institute of Microbiology and Infection, University of Birmingham, Birmingham, UK
| | - S Cauchemez
- Mathematical Modelling of Infectious Diseases and Center of Bioinformatics, Institut Pasteur, Paris, France
- CNRS UMR2000: Génomique Évolutive, Modélisation et Santé, Institut Pasteur, Paris, France
| | - L C J Alcantara
- Laboratório de Flavivírus, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Rio de Janeiro, Brazil.
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - O G Pybus
- Department of Zoology, University of Oxford, Oxford, UK.
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