Scientific Reports (May 2023)
SARS-CoV-2 intra-host diversity, antibody response, and disease severity after reinfection by the variant of concern Gamma in Brazil
- Felipe Gomes Naveca,
- Valdinete Alves Nascimento,
- Fernanda Nascimento,
- Maria Ogrzewalska,
- Alex Pauvolid-Corrêa,
- Mia Ferreira Araújo,
- Ighor Arantes,
- Érika Rocha Batista,
- Alessandro Álvares Magalhães,
- Fernando Vinhal,
- Tirza Peixoto Mattos,
- Irina Riediger,
- Maria do Carmo Debur,
- Beatriz Grinsztejn,
- Valdiléa G. Veloso,
- Patrícia Brasil,
- Rodrigo Ribeiro Rodrigues,
- Darcita Buerger Rovaris,
- Sandra Bianchini Fernandes,
- Cristiano Fernandes,
- João Hugo Abdalla Santos,
- Lígia Fernandes Abdalla,
- Rubens Costa-Filho,
- Marineide Silva,
- Victor Souza,
- Ágatha Araújo Costa,
- Matilde Mejía,
- Maria Júlia Brandão,
- Luciana Fé Gonçalves,
- George Allan Silva,
- Michele Silva de Jesus,
- Karina Pessoa,
- André de Lima Guerra Corado,
- Debora Camila Gomes Duarte,
- Ana Beatriz Machado,
- Ketiuce de Azevedo Zukeram,
- Natalia Valente,
- Renata Serrano Lopes,
- Elisa Cavalcante Pereira,
- Luciana Reis Appolinario,
- Alice Sampaio Rocha,
- Luis Fernando Lopez Tort,
- Tsuyoshi Sekizuka,
- Kentaro Itokawa,
- Masanori Hashino,
- Makoto Kuroda,
- Filipe Zimmer Dezordi,
- Gabriel Luz Wallau,
- Edson Delatorre,
- Tiago Gräf,
- Marilda Mendonça Siqueira,
- Gonzalo Bello,
- Paola Cristina Resende
Affiliations
- Felipe Gomes Naveca
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Valdinete Alves Nascimento
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Fernanda Nascimento
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Maria Ogrzewalska
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Alex Pauvolid-Corrêa
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Mia Ferreira Araújo
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Ighor Arantes
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Érika Rocha Batista
- Secretaria de Saúde de Aparecida de Goiânia
- Alessandro Álvares Magalhães
- Secretaria de Saúde de Aparecida de Goiânia
- Fernando Vinhal
- Laboratório HLAGYN
- Tirza Peixoto Mattos
- Laboratório Central de Saúde Pública do Amazonas (LACEN-AM
- Irina Riediger
- Laboratório Central de Saúde Pública do Paraná (LACEN-PR) Curitiba
- Maria do Carmo Debur
- Laboratório Central de Saúde Pública do Paraná (LACEN-PR) Curitiba
- Beatriz Grinsztejn
- Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas (INI), Fiocruz
- Valdiléa G. Veloso
- Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas (INI), Fiocruz
- Patrícia Brasil
- Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas (INI), Fiocruz
- Rodrigo Ribeiro Rodrigues
- Laboratório Central de Saúde Pública do Espírito Santo (LACEN-ES)
- Darcita Buerger Rovaris
- Laboratório Central de Saúde Pública do Estado de Santa Catarina (LACEN-SC)
- Sandra Bianchini Fernandes
- Laboratório Central de Saúde Pública do Estado de Santa Catarina (LACEN-SC)
- Cristiano Fernandes
- Fundação de Vigilância em Saúde do Amazonas-Dra Rosemary Costa Pinto
- João Hugo Abdalla Santos
- Hospital Adventista de Manaus
- Lígia Fernandes Abdalla
- Universidade do Estado do Amazonas
- Rubens Costa-Filho
- Hospital Pró-Cardíaco-Rede Américas UHG
- Marineide Silva
- Laboratório Central de Saúde Pública do Amazonas (LACEN-AM
- Victor Souza
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Ágatha Araújo Costa
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Matilde Mejía
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Maria Júlia Brandão
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Luciana Fé Gonçalves
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- George Allan Silva
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Michele Silva de Jesus
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Karina Pessoa
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- André de Lima Guerra Corado
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Debora Camila Gomes Duarte
- Laboratório de Ecologia de Doenças Transmissíveis na Amazônia, Instituto Leônidas e Maria Deane, Fiocruz
- Ana Beatriz Machado
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Ketiuce de Azevedo Zukeram
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Natalia Valente
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Renata Serrano Lopes
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Elisa Cavalcante Pereira
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Luciana Reis Appolinario
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Alice Sampaio Rocha
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Luis Fernando Lopez Tort
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Tsuyoshi Sekizuka
- Pathogen Genomics Center, National Institute of Infectious Diseases
- Kentaro Itokawa
- Pathogen Genomics Center, National Institute of Infectious Diseases
- Masanori Hashino
- Pathogen Genomics Center, National Institute of Infectious Diseases
- Makoto Kuroda
- Pathogen Genomics Center, National Institute of Infectious Diseases
- Filipe Zimmer Dezordi
- Instituto Aggeu Magalhães, Fundação Oswaldo Cruz
- Gabriel Luz Wallau
- Instituto Aggeu Magalhães, Fundação Oswaldo Cruz
- Edson Delatorre
- Departamento de Biologia, Centro de Ciências Exatas, Naturais e da Saúde, Universidade Federal do Espírito Santo
- Tiago Gräf
- Instituto Gonçalo Moniz, Fundação Oswaldo Cruz
- Marilda Mendonça Siqueira
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- Gonzalo Bello
- Laboratório de AIDS e Imunologia Molecular, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ
- Paola Cristina Resende
- Laboratory of Respiratory Viruses and Measles, Oswaldo Cruz Institute (IOC), Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ)
- DOI
- https://doi.org/10.1038/s41598-023-33443-1
- Journal volume & issue
-
Vol. 13,
no. 1
pp. 1 – 11
Abstract
Abstract The rapid spread of the SARS-CoV-2 Variant of Concern (VOC) Gamma in Amazonas during early 2021 fueled a second large COVID-19 epidemic wave and raised concern about the potential role of reinfections. Very few cases of reinfection associated with the VOC Gamma have been reported to date, and their potential impact on clinical, immunological, and virological parameters remains largely unexplored. Here we describe 25 cases of SARS-CoV-2 reinfection in Brazil. SARS-CoV-2 genomic analysis confirmed that individuals were primo-infected with distinct viral lineages between March and December 2020 (B.1.1, B.1.1.28, B.1.1.33, B.1.195, and P.2) and reinfected with the VOC Gamma between 3 to 12 months after primo-infection. We found a similar mean cycle threshold (Ct) value and limited intra-host viral diversity in both primo-infection and reinfection samples. Sera of 14 patients tested 10–75 days after reinfection displayed detectable neutralizing antibodies (NAb) titers against SARS-CoV-2 variants that circulated before (B.1.*), during (Gamma), and after (Delta and Omicron) the second epidemic wave in Brazil. All individuals had milder or no symptoms after reinfection, and none required hospitalization. These findings demonstrate that individuals reinfected with the VOC Gamma may display relatively high RNA viral loads at the upper respiratory tract after reinfection, thus contributing to onward viral transmissions. Despite this, our study points to a low overall risk of severe Gamma reinfections, supporting that the abrupt increase in hospital admissions and deaths observed in Amazonas and other Brazilian states during the Gamma wave was mostly driven by primary infections. Our findings also indicate that most individuals analyzed developed a high anti-SARS-CoV-2 NAb response after reinfection that may provide some protection against reinfection or disease by different SARS-CoV-2 variants.