Prevalence and serological characterization of Toxoplasmosis, Rubella and Cytomegalovirus infection in pregnant women of Luanda, Angola: geospatial analysis of the infections, its association with socio-demographic and clinical determinants

Abstract

Infections acquired in the uterus or in the postnatal period play a prominent role in perinatal and infant morbidity. Although toxoplasmosis, rubella and cytomegalovirus (CMV) infection are diseases that have been widely studied worldwide, there are few studies carried out in Luanda, Angola. There is only one published work on toxoplasmosis and there are no studies of rubella and CMV infections in the Angola´s population. Therefore, the work aimed to: (i) study the seroprevalence of antibodies IgM and IgG anti-T. gondii, anti-Rubella and anti-CMV among pregnant women attended at the Lucrécia Paím Maternity Hospital (LPMH) in Luanda, Angola; (ii) identify maternal primary infection through the profiles of anti-T. gondii, Anti-Rubella and anti-CMV antibodies; (iii) dating the primary maternal infection through the IgG avidity test; (iv) perform the diagnosis of congenital infection using molecular techniques (qPCR); (v) studying the geospatial distribution of infections; (vi) assess the socio-demographic risk factors associated with infections by T. gondii, and Rubella and CMV virus. A longitudinal study for toxoplasmosis and a prospective transversal study were carried out in the case of Rubella and CMV. Blood samples were collected from August 2016 to May 2017 and specific antibodies anti-T. gondii, anti-CMV and anti-Rubella (IgG and IgM) were quantified. The sociodemographic, clinical and behavioral characteristics of the pregnant women were collected using a face-to-face questionnaire after written consent. The spatial distribution was assessed using the Kernel Density Function and the potential risk factors associated with infections were evaluated using bivariate and multivariate binomial logistic regression analysis. Anti-T. gondii antibodies were quantified in 878 pregnant women, and 346 (39.4%) samples were IgG positive, 2 (0.2%) positive for IgM and IgG, and 530 (60.4%) negative for both immunoglobulins. In the longitudinal study, a total of 653 pregnant women were followed during pregnancy: 408 (62.5%) were seronegative and, of these, 178 (33.6%) were in the first trimester of pregnancy and 230 (43.4%) in the second quarter. The cross-sectional study included 225 pregnant women in the third trimester, 103 of whom were positive for anti-T. gondii antibodies and 122 seronegative. The longitudinal study showed that none of the seronegative women seroconverted during the survey. In the two positive samples for IgM and IgG antibodies, the results of the IgG avidity test (high avidity) showed that it was a chronic infection by T. gondii. These results were corroborated by the negative results obtained in the qPCR. Regarding other infections, 226 of pregnant women (25.7%) were positive for hepatitis B, while 118 (13.4%) were HIV-positive The multivariate analysis has shown a significant increased risk for toxoplasmosis in women in the last trimester of pregnancy (OR 1.457, CI: 1.011–2.102), suffering spontaneous abortion (OR 1.863, CI: 1.014–3.465) and having pets at home (OR 1.658, CI: 1.212–2.269). Also, women who tested positive for hepatitis B (OR 1.375, CI: 1.008–1.874) and HIV (OR 1.833, CI: 1.233–2.730) had a significant increased risk for T. gondii infection. There is a significant number of pregnant women in Luanda who are not immunized against toxoplasmosis and, therefore, are at risk of acquiring the primary infection during pregnancy and, consequently, infect the fetus (congenital toxoplasmosis). In the case of the Rubella and CMV study, 396 pregnant women participated in the study. Of the participants, 382 (96.5%) had anti-CMV IgG antibodies, 8 (2.0%) had anti-CMV IgG and IgM antibodies and 6 (1.5%) were seronegative. For Rubella virus, 347 (87.6%) were positive for anti-IgG, 4 (1.0%) positive for anti-IgG and IgM, and 45 (11.4%) were seronegative. The multivariate logistic regression analysis has shown a significant association between Rubella virus infection and pregnant women without child (OR 2.673; CI: 1.026 - 7.007) and suffering spontaneous abortion (OR 3.232; CI: 1.192 - 7.952). In contrast, the level of schooling, residence, occupation, marital status, number of children in the household, basic sanitation, gestational age, history of miscarriages and hepatitis B were not significantly associated with the Rubella virus infection. The seroprevalence of toxoplasmosis, Rubella e CMV infection was similar in most municipalities, however the seroprevalence of toxoplasmosis in municipality of Belas was lower (25.8%; 31 of 120) and multivariate analysis has shown a lower risk for toxoplasmosis in this area (OR 0.471, CI: 0.299–0.728). In conclusion, our study showed that a large number of pregnant women are not immunized for toxoplasmosis and identified the risk factors for this infection in Luanda. We also showed that there is a high seroprevalence of anti-CMV and anti-Rubella antibodies in pregnant women in Luanda. Therefore, it is important a rapid and accurate diagnosis of toxoplasmosis, CMV and Rubella infection in pregnant women to prevent congenital infections. Rubella vaccination should be offered to women non-immune to Rubella. Overall, it would be important to implement national screening for toxoplasmosis, CMV, Rubella and other diseases linked to maternal and child health, as highlighting the need for diagnostic and clinical follow-up of other infectious diseases, such as HIV and hepatitis B during pregnancy.

As infeções adquiridas no útero ou no período pós-natal desempenham um papel proeminente na morbidade perinatal e infantil. Apesar da elevada prevalência global da toxoplasmose, rubéola e infeção por citomegalovírus (CMV), a epidemiologia destas infeções tem sido pouco documentada em Luanda, Angola. De facto, existe somente um trabalho publicado sobre a toxoplasmose e não existem estudos de infeções pelos vírus da Rubéola e CMV na população. Portanto, os objetivos do trabalho foram: (i) estudar a seroprevalência de anticorpos IgM e IgG anti-T. gondii, anti-Rubéola e anti-CMV em mulheres grávidas atendidas na Maternidade Lucrécia Paím (MLP) de Luanda; (ii) identificar a primoinfeção materna através dos perfis de anticorpos anti- T. gondii, Anti-Rubeola e anti-CMV; (iii) datar a primoinfecção materna através do teste de avidez da IgG; (iv) realizar o diagnóstico da infeção congénita através de técnicas moleculares (qPCR) em fragmentos de placenta; (v) estudar a distribuição geoespacial das infeções; (vi) avaliar os fatores de risco sócio-demográficos associados às infeções por T. gondii, Rubéola e CMV. Assim, foi realizado um estudo longitudinal para toxoplasmose e transversal prospectivo no caso da Rubéola e CMV. As amostras de sangue foram recolhidas no período de Agosto de 2016 a Maio de 2017 e os anticorpos específicos anti-T. gondii, anti-CMV e anti-Rubéola (IgG e IgM) foram quantificados. As características sociodemográficas, clínicas e comportamentais das gestantes foram recolhidas mediante um questionário face-to-face após o consentimento escrito. A distribuição espacial foi avaliada através da função de densidade de Kernel e os fatores de risco potencialmente associados às infeções foram determinados por análise de regressão logística binomial bivariada e multivariada. Relativamente à Toxoplasmose, os anticorpos anti-T. gondii foram quantificados em 878 amostras das quais 346 (39,4%) foram positivas para IgG anti-T. gondii, 2 (0,2%) foram positivas para IgM e IgG anti-T. gondii e 528 (60,4%) foram negativas para ambas as imunoglobulinas. No estudo longitudinal, um total de 653 gestantes foram acompanhadas durante a gestação: 408 (62,5%) foram seronegativas e, destas, 178 (33,6%) encontravam-se no primeiro trimestre de gestação e 230 (43,4%) no segundo trimestre. No estudo transversal foram incluídas 225 gestantes no terceiro trimestre, sendo 103 seropositivas para anticorpos anti-T. gondii e 122 seronegativas. Nas duas amostras positivas para anticorpos IgM e IgG, os resultados do teste de avidez da IgG (alta avidez) mostraram que se tratava de uma infeção latente/crónica por T. gondii. Esta conclusão foi corroborada pelos resultados negativos obtidos na qPCR. Assim, existe um número significativo de mulheres grávidas em Luanda que não estão imunizadas contra a toxoplasmose e, portanto, correm o risco de adquirir a infecção primária durante a gravidez e, consequentemente, infectar o feto (toxoplasmose congénita). Em relação a outras infecções, 226 grávidas (25,7%) foram positivas para a hepatite B, enquanto 118 (13,4%) foram positivas para HIV. A análise de regressão logística multivariada mostrou que a idade gestacional (OR 1,457; IC:1,01-2,10), presença de animais domésticos em casa (OR 1,658; IC:1,21-2,26), seropositividade para HIV (OR 1,83; IC: 1,23-2,73) e seropositividade para hepatite B (OR 1,375; IC: 1,00-1,874) são fatores de risco para infecção por T. gondii. No caso do estudo da Rubéola e CMV foram testadas 396 mulheres grávidas. Em relação ao CMV, 382 (96,5%) possuíam anticorpos IgG anti-CMV, 8 (2,0%) anticorpos IgG e IgM e 6 (1,5%) eram seronegativas. Para o vírus da Rubéola, 347 (87,6%) foram positivas para anticorpos IgG, 4 (1,0%) positivas para IgG e IgM e 45 (11,4%) foram seronegativas para os dois anticorpos. A análise de regressão logística multivariada mostrou associação significativa entre infecção pelo vírus da Rubéola e grávidas sem filhos (OR 2,673; IC: 1,026 - 7,007) e que sofreram aborto espontâneo (OR 3,232; IC: 1,192 -7,952). Em contrapartida, escolaridade, residência, ocupação, estado civil, número de filhos em casa, saneamento básico, idade gestacional, história de aborto e hepatite B não apresentaram associação significativa com a infecção pelo vírus da Rubéola. A seroprevalência de toxoplasmose, rubéola e infecção por CMV foi semelhante na maioria dos municípios de Luanda, porém a seroprevalência da toxoplasmose no município de Belas foi mais baixa e a análise multivariada mostrou risco menor para a toxoplasmose nessa área (OR 0,471, CI: 0,299–0,728). Em conclusão, o nosso estudo mostrou que um grande número de mulheres grávidas não está imune para toxoplasmose e identificou os fatores de risco para esta infecção em Luanda. Mostrámos, também, que embora exista uma elevada seroprevalência de anticorpos anti-CMV e anti-Rubéola nas mulheres grávidas em Luanda, um número considerável ainda não está imune à rubéola e por isso devem ser vacinadas. Assim, é muito importante o diagnóstico rápido e preciso da toxoplasmose, rubéola e CMV em mulheres grávidas para prevenir as infeções congénitas e preservar a saúde materno-infantil. Globalmente os resultados sustentam a importância da implementação de rastreios nacionais para toxoplasmose, rubéola, CMV e de outras doenças relacionadas com a saúde materno-infantil bem como evidencia a necessidade de diagnóstico e acompanhamento clínico de outras doenças infeciosas, como HIV e hepatite B, durante a gravidez.