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Xavier J, Alcantara LCJ, Fonseca V, Lima M, Castro E, Fritsch H, Oliveira C, Guimarães N, Adelino T, Evaristo M, Rodrigues ES, Santos EV, de La-Roque D, de Moraes L, Tosta S, Neto A, Rosewell A, Mendonça AF, Leite A, Vasconcelos A, Silva de Mello AL, Vasconcelos B, Montalbano CA, Zanluca C, Freitas C, de Albuquerque CFC, Duarte Dos Santos CN, Santos CS, Dos Santos CA, Gonçalves CCM, Teixeira D, Neto DFL, Cabral D, de Oliveira EC, Noia Maciel EL, Pereira FM, Iani F, de Carvalho FP, Andrade G, Bezerra G, de Castro Lichs GG, Pereira GC, Barroso H, Franz HCF, Ferreira H, Gomes I, Riediger IN, Rodrigues I, de Siqueira IC, Silva J, Rico JM, Lima J, Abrantes J, do Nascimento JPM, Wasserheit JN, Pastor J, de Magalhães JJF, Luz KG, Lima Neto LG, Frutuoso LCV, da Silva LB, Sena L, de Sousa LAF, Pereira LA, Demarchi L, Câmara MCB, Astete MG, Almiron M, Lima M, Umaki Zardin MCS, Presibella MM, Falcão MB, Gale M, Freire N, Marques N, de Moura NFO, Almeida Da Silva PE, Rabinowitz P, da Cunha RV, Trinta KS, do Carmo Said RF, Kato R, Stabeli R, de Jesus R, Hans Santos R, Kashima S, Slavov SN, Andrade T, Rocha T, Carneiro T, Nardy V, da Silva V, Carvalho WG, Van Voorhis WC, Araujo WN, de Filippis AMB, Giovanetti M. Increased interregional virus exchange and nucleotide diversity outline the expansion of chikungunya virus in Brazil. Nat Commun 2023; 14:4413. [PMID: 37479700 PMCID: PMC10362057 DOI: 10.1038/s41467-023-40099-y] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/20/2023] [Accepted: 07/12/2023] [Indexed: 07/23/2023] Open
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.
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Affiliation(s)
- Joilson Xavier
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Luiz Carlos Junior Alcantara
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil.
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.
| | - Vagner Fonseca
- Organização Pan-Americana da Saúde, Organização Mundial da Saúde, Brasília, Brazil
| | - Mauricio Lima
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte, Brazil
| | - Emerson Castro
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte, Brazil
| | - Hegger Fritsch
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Carla Oliveira
- Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Natalia Guimarães
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte, Brazil
| | - Talita Adelino
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte, Brazil
| | | | | | | | | | - Laise de Moraes
- Instituto Gonçalo Moniz, Fundação Oswaldo Cruz, Salvador, Brazil
| | - Stephane Tosta
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Adelino Neto
- Laboratório Central de Saúde Pública do Piaui, Piauí, Brazil
| | - Alexander Rosewell
- Organização Pan-Americana da Saúde, Organização Mundial da Saúde, Brasília, Brazil
| | | | - Anderson Leite
- Laboratório Central de Saúde Pública de Alagoas, Maceió, Brazil
| | | | | | | | | | - Camila Zanluca
- Instituto Carlos Chagas, Fundação Oswaldo Cruz, Curitiba, Brazil
| | - Carla Freitas
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | | | | | - Cleiton S Santos
- Instituto Gonçalo Moniz, Fundação Oswaldo Cruz, Salvador, Brazil
| | | | | | - Dalane Teixeira
- Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Daniel F L Neto
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | - Diego Cabral
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Natal, Brazil
| | | | - Ethel L Noia Maciel
- Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | | | - Felipe Iani
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte, Brazil
| | | | | | - Gabriela Bezerra
- Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe, Aracaju, Brazil
| | | | - Glauco Carvalho Pereira
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte, Brazil
| | - Haline Barroso
- Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | | | - Hivylla Ferreira
- Laboratório Central de Saúde Pública do Maranhão, São Luís, Brazil
| | - Iago Gomes
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil
| | | | | | | | - Jacilane Silva
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Natal, Brazil
| | | | - Jaqueline Lima
- Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia, Salvador, Brazil
| | - Jayra Abrantes
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil
| | | | - Judith N Wasserheit
- Department of Global Health and Medicine, University of Washington, Washington, USA
| | - Julia Pastor
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Natal, Brazil
| | - Jurandy J F de Magalhães
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Natal, Brazil
- Universidade de Pernambuco, Serra Talhada, Brazil
| | | | | | - Livia C V Frutuoso
- Coordenação Geral das Arboviroses, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | | | - Ludmila Sena
- Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe, Aracaju, Brazil
| | | | | | - Luiz Demarchi
- Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Brazil
| | - Magaly C B Câmara
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil
| | | | | | - Maricelia Lima
- Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, Brazil
| | | | | | - Melissa B Falcão
- Secretaria de Saúde de Feira de Santana, Feira de Santana, Brazil
| | - Michael Gale
- Department of Immunology, University of Washington, Washington, USA
| | - Naishe Freire
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Natal, Brazil
| | - Nelson Marques
- Laboratório Central de Saúde Pública do Paraná, Paraná, Brazil
| | - Noely F O de Moura
- Coordenação Geral das Arboviroses, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | | | - Peter Rabinowitz
- Department of Environmental and Occupational Health Sciences, University of Washington, Washington, USA
| | - Rivaldo V da Cunha
- Fundação Oswaldo Cruz, Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Karen S Trinta
- Fundação Oswaldo Cruz, Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos, Rio de Janeiro, Brazil
| | | | - Rodrigo Kato
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | - Rodrigo Stabeli
- Organização Pan-Americana da Saúde, Organização Mundial da Saúde, Brasília, Brazil
| | - Ronaldo de Jesus
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brasília, Brazil
| | | | - Simone Kashima
- Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Svetoslav N Slavov
- Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, Brazil
- Center for Research Development, CDC, Butantan Institute, São Paulo, Brazil
| | - Tamires Andrade
- Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Themis Rocha
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil
| | - Thiago Carneiro
- Laboratório Central de Saúde Pública da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Vanessa Nardy
- Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia, Salvador, Brazil
| | | | | | | | | | | | - Marta Giovanetti
- Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, Brazil.
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.
- Sciences and Technologies for Sustainable Development and One Health, University of Campus Bio-Medico, Rome, Italy.
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Xavier J, Alcantara L, Fonseca V, Lima M, Castro E, Fritsch H, Oliveira C, Guimarães N, Adelino T, Evaristo M, Rodrigues ES, Santos EV, de La-Roque D, de Moraes L, Tosta S, Neto A, Rosewell A, Mendonça AF, Leite A, Vasconcelos A, Silva de Mello AL, Vasconcelos B, Montalbano CA, Zanluca C, Freitas C, de Albuquerque CFC, Duarte dos Santos CN, Santos CS, dos Santos CA, Maymone Gonçalves CC, Teixeira D, Neto DFL, Cabral D, de Oliveira EC, Noia Maciel EL, Pereira FM, Iani F, de Carvalho FP, Andrade G, Bezerra G, de Castro Lichs GG, Pereira GC, Barroso H, Ferreira Franz HC, Ferreira H, Gomes I, Riediger IN, Rodrigues I, de Siqueira IC, Silva J, Rico JM, Lima J, Abrantes J, do Nascimento JPM, Wasserheit JN, Pastor J, de Magalhães JJF, Luz KG, Lima Neto LG, Frutuoso LCV, da Silva LB, Sena L, de Sousa LAF, Pereira LA, Demarchi L, Câmara MCB, Astete MG, Almiron M, Lima M, Umaki Zardin MCS, Presibella MM, Falcão MB, Gale M, Freire N, Marques N, de Moura NFO, Almeida Da Silva PE, Rabinowitz P, da Cunha RV, Trinta KS, do Carmo Said RF, Kato R, Stabeli R, de Jesus R, Santos RH, Haddad SK, Slavov SN, Andrade T, Rocha T, Carneiro T, Nardy V, da Silva V, Carvalho WG, Van Voorhis WC, Araujo WN, de Filippis AM, Giovanetti M. Increased interregional virus exchange and nucleotide diversity outline the expansion of the chikungunya virus ECSA lineage in Brazil. medRxiv 2023:2023.03.28.23287733. [PMID: 37034611 PMCID: PMC10081416 DOI: 10.1101/2023.03.28.23287733] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 04/30/2023]
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 (CHIKV) across the country since its first detection in 2014 in Northeast Brazil. Faced with this scenario, on-site training activities in genomic surveillance carried out in partnership with the National Network of Public Health Laboratories have led to the generation of 422 CHIKV 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 new genomes increased the amount of available data and allowed a more comprehensive characterization of the dispersion dynamics of the CHIKV East-Central-South-African (ECSA) 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 CHIKV ECSA lineage genetic diversity in Brazil.
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Affiliation(s)
- Joilson Xavier
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz Alcantara
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
- Correspondence: , &
| | - Vagner Fonseca
- Organização Pan-Americana da Saúde, Organização Mundial da Saúde, Brazil
| | - Mauricio Lima
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Brazil
| | - Emerson Castro
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Brazil
| | - Hegger Fritsch
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
| | - Carla Oliveira
- Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Natalia Guimarães
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Brazil
| | - Talita Adelino
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Brazil
| | | | | | | | | | - Laise de Moraes
- Instituto Gonçalo Moniz, Fundação Oswaldo Cruz, Bahia, Brazil
| | - Stephane Tosta
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
| | - Adelino Neto
- Laboratório Central de Saúde Pública do Piaui, Brazil
| | - Alexander Rosewell
- Organização Pan-Americana da Saúde, Organização Mundial da Saúde, Brazil
| | | | | | | | | | | | | | - Camila Zanluca
- Instituto Carlos Chagas, Fundação Oswaldo Cruz, Paraná, Brazil
| | - Carla Freitas
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brazil
| | | | | | | | | | | | | | - Daniel F. L. Neto
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brazil
| | - Diego Cabral
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Brazil
| | | | | | | | - Felipe Iani
- Laboratório Central de Saúde Pública de Minas Gerais, Fundação Ezequiel Dias, Brazil
| | | | | | | | | | | | | | | | | | - Iago Gomes
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Brazil
| | | | | | | | - Jacilane Silva
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Brazil
| | | | | | - Jayra Abrantes
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Brazil
| | | | | | - Julia Pastor
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Brazil
| | - Jurandy J. F. de Magalhães
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Brazil
- Universidade de Pernambuco Campus Serra Talhada
| | | | | | | | | | - Ludmila Sena
- Laboratório Central de Saúde Pública de Sergipe, Brazil
| | | | | | - Luiz Demarchi
- Laboratório Central de Saúde Pública do Mato Grosso do Sul, Brazil
| | | | | | | | | | | | | | - Melissa B. Falcão
- Secretaria de Saúde de Feira de Santana, Feira de Santana, Bahia, Brazil
| | - Michael Gale
- Department of Immunology, University of Washington, USA
| | - Naishe Freire
- Laboratório Central de Saúde Pública de Pernambuco, Brazil
| | | | | | | | - Peter Rabinowitz
- Department of Environmental and Occupational Health Sciences, University of Washington, USA
| | | | - Karen S. Trinta
- Fundação Oswaldo Cruz, Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos, Brazil
| | | | - Rodrigo Kato
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brazil
| | - Rodrigo Stabeli
- Organização Pan-Americana da Saúde, Organização Mundial da Saúde, Brazil
| | - Ronaldo de Jesus
- Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública, Ministério da Saúde, Brazil
| | | | | | - Svetoslav N. Slavov
- Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto, Brazil
- Center for Research Development, CDC, Butantan Institute, Brazil
| | | | - Themis Rocha
- Laboratório Central de Saúde Pública do Rio Grande do Norte, Brazil
| | | | - Vanessa Nardy
- Laboratório Central de Saúde Pública da Bahia, Brazil
| | | | | | | | | | - Ana M.B. de Filippis
- Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Brazil
- Correspondence: , &
| | - Marta Giovanetti
- Instituto Rene Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Minas Gerais, Brazil
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazil
- Sciences and Technologies for Sustainable Development and One Health, University of Campus Bio-Medico, Italy
- Correspondence: , &
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Cunha RV, Trinta KS, Montalbano CA, Sucupira MVF, de Lima MM, Marques E, Romanholi IH, Croda J. Seroprevalence of Chikungunya Virus in a Rural Community in Brazil. PLoS Negl Trop Dis 2017; 11:e0005319. [PMID: 28107342 PMCID: PMC5287455 DOI: 10.1371/journal.pntd.0005319] [Citation(s) in RCA: 35] [Impact Index Per Article: 5.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/13/2016] [Revised: 02/01/2017] [Accepted: 01/10/2017] [Indexed: 11/18/2022] Open
Abstract
BACKGROUND The emergence of the Chikungunya virus (CHIKV) is currently expanding. In 2015, 38,332 cases of Chikungunya were reported to the Brazilian epidemiological surveillance system. Eighteen months after notification of the first case in the city of Feira de Santana, we conducted the first serosurvey to define the magnitude of transmission in a rural community in Brazil. METHODOLOGY/MAIN FINDINGS The serosurvey was conducted in a random sample of 450 residences in the Chapada district, located 100 kilometers from Feira de Santana. We administered questionnaires and tested 120 sera from Chapada district residents for CHIKV IgM- and IgG-specific antibodies. An individual with CHIKV infection was defined as any person with CHIKV IgM or IgG antibodies detected in the serum. One Hundred cases of Chikungunya were reported after prolonged rainfall, which reinforced the relationship between the rainfall index and CHIKV transmission. Eighteen months after the start of the outbreak, we identified a seroprevalence of 20% (95% CI, 15.4-35%). CHIKV IgG- and IgM-specific antibodies were detected in 22/120 (18.3%) and 6/120 (5.0%) individuals, respectively. Among seropositive patients, 13/24 (54.2%) reported fever and joint pain over the previous two years (p<0.01). The rate of symptomatic CHIKV infection was 40.7%. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE We identified a moderate seroprevalence of Chikungunya in the Chapada district, and in half of the confirmed CHIKV infections, patients reported arthralgia and fever over the previous two years.
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Affiliation(s)
- Rivaldo V. Cunha
- Faculty of Medicine, Federal University of Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil
- Oswaldo Cruz Foundation, Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil
| | - Karen S. Trinta
- Bio-Manguinhos, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Camila A. Montalbano
- Faculty of Medicine, Federal University of Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil
| | | | - Maricelia M. de Lima
- Municipal Health Department of Feira de Santana, Feira de Santana, Bahia, Brazil
- State University of Feira de Santana, Feira de Santana, Bahia, Brazil
| | - Erenilde Marques
- State University of Feira de Santana, Feira de Santana, Bahia, Brazil
| | - Izilyanne H. Romanholi
- Faculty of Medicine, Federal University of Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil
| | - Julio Croda
- Oswaldo Cruz Foundation, Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil
- Falcuty of Health Sciences, Federal University of Grande Dourados, Dourados, Mato Grosso do Sul, Brazil
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