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. 2022 Mar 17;39(1):126–128. doi: 10.17843/rpmesp.2022.391.10861
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Emergence of the Cosmopolitan genotype of dengue virus serotype 2 (DENV2) in Madre de Dios, Peru, 2019

M Paquita García 1, Carlos Padilla 2, Dana Figueroa 1, Carlos Manrique 3, César Cabezas 4
PMCID: PMC11397596  PMID: 35766734

To the editor. Dengue is a viral disease transmitted by Aedes aegypti that is increasingly spreading in tropical and subtropical areas. Up to the epidemiological week 52 (December) of 2019, 3,139,335 cases of dengue were reported in the Americas with deaths (lethality 0.049%); while in Peru during that same epidemiological week, 15,297cases of dengue were reported, of which 76.0% corresponded to the Madre de Dios, Loreto, San Martin, Cajamarca and Tumbes regions. In the Madre de Dios region, 4893 cases were reported, 4.3 times more than in 2018. Of the 13,708 cases in these regions, 3831 (78.3%) showed no alarm signs and 1020 (20.8%) did show alarm signs; 42 (0.86%) were severe and 18 (0.37%) died 1 .

Dengue virus (DENV) comprises four serotypes, and each serotype is further divided into distinct genotypes. The increase in the incidence of dengue and the severity of the disease have been associated with the change in circulating genotypes as well as viral evolution.

Serotypes DENV1, DENV2, DENV3, and DENV4 have circulated since 2014 in the Madre de Dios region, located in the Peruvian Amazon 2 . The aim of this study was to show the introduction of a new DENV2 genotype, which does not circulate in the Americas.

During the 2019 dengue outbreak in Madre de Dios, initial diagnosis was made in patients by detecting the NS1 antigen with ELISA. Viral isolation in the C6-36 cell line was successful in 12 samples out of 32 processed. The virus was identified with monoclonal antibodies by indirect immunofluorescence, and simultaneously the samples were analyzed by real-time RT-PCR (qPCR-RT) at the National Referrral Laboratory of Viral Metaxenics of the Instituto Nacional de Salud (INS). All samples were identified as DENV2.

Following the protocol of Santiago et al. 3 , the amplified and purified products were sequenced by the Sanger method at the INS Molecular Biology Laboratory. The obtained sequences were assembled using the SeqScape software to obtain the complete consensus sequence of the E gene. The complete gene sequences were used for phylogenetic analysis using the MEGA X software and the Maximum Likehook algorithm. In addition, the support of each clade was evaluated using the Bootstrap method.

Phylogenetic analysis of twelve evaluated samples groups the sequences into two known DENV2 genotypes; two samples from Madre de Dios cluster in the America/Asia genotype clade that has been circulating in the Loreto region since late 2010 and has been widely distributed since then in Peru. The other ten samples cluster in the Cosmopolitan genotype clade, together with strains from Bangladesh 4 and China 5 , as shown in the phylogenetic tree (Figure 1).

Figure 1. Phylogenetic tree constructed with the Maximum Likehook algorithm showing the homology of DENV2 with the Cosmopolitan genotype from the Madre de Dios-Peru outbreak, 2019. Bootstrap value (>70) is represented at the root of each cluster.

Figure 1

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These results demonstrate the introduction of a “new genotype” of DENV2 derived from the Cosmopolitan genotype, highly homologous to the strains reported in Bangladesh. These results were confirmed by the Centers for Disease Control and Prevention, Dengue Branch-Puerto Rico. This Cosmopolitan genotype is circulating in other parts of the world such as India 4 , Africa 6 , China 5 , Indian Ocean and recently (2019) in the French Polynesia 7 . To our knowledge, this is the first report of an outbreak caused by a Cosmopolitan genotype in the Americas region. The first report of a Cosmopolitan strain detected in the Americas was described in the late 1990s in the Yucatan Peninsula in Mexico, but only one viral isolate was studied and so far, this genotype has not been detected in the Americas region. Determination of the new genotype was made from viral isolates and retrospectively there were limitations to have detailed clinical information.

This finding highlights the need to activate routine genomic surveillance in the laboratory as well as the need for it to include clinical-epidemiological information. It is necessary to conduct genomic surveillance of DENV 2 isolates from other endemic areas of the country to have a broader view of the circulation and to evaluate the route of entry and the spread of this new genotype in the Americas. Additionally, the study should be complemented in order to determine whether or not this new genotype is associated with severe cases of dengue.

Acknowledgements:

To the staff of the Refrerral Laboratory of Madre de Dios and to Biologist Edwin Tineo for handling the samples; to the staff of the National Referral Laboratory of Viral Metaxenic Diseases and to Biologist Adolfo Marcelo and Lic. Nancy Susy Merino for processing the samples; to biologists Omar Cáceres and Henry Baylón of the National Referral Laboratory of Molecular Biology for their support with the phylogenetic analysis and to Dr. Oscar Escalante of the National Public Health Center of the Instituto Nacional de Salud for his opinion on the phylogenetic analysis; to Dr. Karim Pardo, executive director of DEPCEM-MINSA and Dr. Manuel Espinoza for their support with the clinical part of the outbreak intervention. To biologist Fernando Chapilliquen of the Centro Nacional de Epidemiología Prevención y Control de Enfermedades -CDC-Perú, for his epidemiological contributions. Special thanks to Dr. Leticia Franco and Dr. Jairo Mendez for their opinion on the phylogenetic analysis and for linking us with the Dengue Genomic Surveillance (ViGenDA) project of the Arbovirus Laboratory Network (RELDA) of PAHO and to Dr. Gilberto Santiago and Dr. Jorge Muñoz of the Centers for Disease Control and Prevention, Dengue Branch - Puerto Rico, for confirming the results.

Funding: Instituto Nacional de Salud.

Cite as:

García MP, Padilla C, Figueroa D, Manrique C, Cabezas C. Emergence of the Cosmopolitan genotype of dengue virus serotype 2 (DENV2) in Madre de Dios, Peru, 2019. Rev Peru Med Exp Salud Publica. 2022;39(1):126-8. doi: https://doi.org/10.17843/rpmesp.2022.391.10861.

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Rev Peru Med Exp Salud Publica. 2022 Mar 17;39(1):126–128. [Article in Spanish]

Emergencia del genotipo Cosmopolitan del virus dengue serotipo 2 (DENV2) en Madre de Dios, Perú, 2019

M Paquita García 1,2,3,4, Carlos Padilla 1,2,3,4, Dana Figueroa 1,2,3,4, Carlos Manrique 1,2,3,4, César Cabezas 1,2,3,4

Sr. Editor. El dengue es una enfermedad viral transmitida por el Aedes aegypti que se propaga cada vez más en las zonas tropicales y subtropicales. Hasta la semana epidemiológica 52 (diciembre) de 2019, se reportaron 3 139 335 casos de dengue en América con fallecidos (letalidad 0,049%), mientras que en el Perú en esa misma semana epidemiológica se han reportado 15 297casos de dengue, de los cuales el 76,0% correspondieron a las regiones Madre de Dios, Loreto, San Martín, Cajamarca y Tumbes. En la región de Madre de Dios se han reportado 4893 casos, 4,3 veces más que en 2018. De los 13 708 casos que se dieron en estas regiones, 3831 (78,3%) no mostraron signos de alarma, 1020 (20,8%) mostraron signos de alarma, 42 (0,86%), fueron graves y 18 murieron (0,37%) 1 .

El virus del dengue (DENV) comprende cuatro serotipos, y cada serotipo se divide a su vez en distintos genotipos. El aumento de la incidencia del dengue y la gravedad de la enfermedad se han asociado al cambio de los genotipos circulantes, así como a la evolución viral.

En la región de Madre de Dios, ubicada en la Amazonía peruana, los serotipos DENV1, DENV2, DENV3 y DENV4 han circulado desde 2014 2 . El objetivo del estudio fue mostrar la introducción de un nuevo genotipo de DENV 2, que no circula en las Américas.

Durante el brote de dengue en Madre de Dios, del año 2019, se hizo el diagnóstico inicial en los pacientes, determinando el antígeno NS1 por ELISA. El aislamiento viral en la línea celular C6-36 fue exitoso en 12 muestras de 32 procesadas. El virus fue identificado con anticuerpos monoclonales por inmunofluorescencia indirecta, y simultáneamente las muestras fueron analizadas por RT-PCR en tiempo real (qPCR-RT) en el Laboratorio de Referencia Nacional de Metaxénicas Virales del Instituto Nacional de Salud (INS). Todas las muestras fueron identificadas como DENV2.

Siguiendo el protocolo de Santiago et al. 3 , los productos amplificados y purificados se secuenciaron por el método de Sanger en el Laboratorio de Biología Molecular del INS. Las secuencias obtenidas se ensamblaron utilizando el programa informático SeqScape para obtener la secuencia de consenso completa del gen E. Las secuencias completas del gen se utilizaron para realizar un análisis filogenético utilizando el programa informático MEGA X y el algoritmo Maximum Likehook. Además, el soporte de cada clado fue evaluado mediante el método Bootstrap.

El análisis filogenético de doce muestras evaluadas agrupa las secuencias en dos genotipos conocidos de DENV2; dos muestras de Madre de Dios se agrupan en el clado del genotipo América/Asia que circula en la región Loreto desde finales del año 2010 y está ampliamente distribuido desde entonces en el Perú. Las otras diez muestras se agrupan en el clado del genotipo Cosmopolitan, junto con cepas de Bangladesh 4 y China 5 , como se muestra en el árbol filogenético (Figura 1).

Figura 1. Árbol filogenético construido con el algoritmo Maximum Likehook que muestra la homología del DNEV-2 con el genotipo Cosmopolitan del brote de Madre de Dios-Perú, 2019. El valor Bootstrap (>70) es representado en la raíz de cada clúster.

Figura 1

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Estos resultados demuestran la introducción de un «nuevo genotipo» de DENV2 que deriva del genotipo Cosmopolitan, con alta homología con las cepas reportadas en Bangladesh. Estos resultados fueron confirmados por el Centers for Disease Control and Prevention, Dengue Branch-Puerto Rico. Este genotipo Cosmopolitan está circulando en otras partes del mundo como en India 4 , África 6 , China 5 , Océano Índico y recientemente en 2019 en la Polinesia Francesa 7 . Hasta donde sabemos, este es el primer reporte de un brote causado por un genotipo Cosmopolitan en la región de las Américas. El primer informe de una cepa cosmopolitan detectada en las Américas se describió a finales de los años 90, en la península de Yucatán, en México, pero solo se estudió un aislado viral y hasta ahora no se ha detectado este genotipo en la región de las Américas. La determinación del nuevo genotipo fue hecha a partir de aislamientos virales y retrospectivamente hubo limitaciones para tener información clínica detallada.

Este hallazgo destaca la necesidad de activar la vigilancia genómica de manera rutinaria en el laboratorio que incluya información clínico-epidemiológica. Siendo necesario realizar la vigilancia genómica de los aislamientos de DENV 2 procedentes de otras zonas endémicas del país para tener una visión más amplia de la circulación, evaluar la ruta de entrada y la dispersión de este nuevo genotipo en las Américas. Adicionalmente, el estudio debe complementarse para determinar si este nuevo genotipo está asociado o no con casos graves de dengue.

Agradecimientos:

al personal del Laboratorio de Referencia de Madre de Dios y al Blgo. Edwin Tineo por el manejo de las muestras; al personal del Laboratorio de Referencia Nacional de Enfermedades Metaxénicas Virales y al Blgo. Adolfo Marcelo y a la Lic. Nancy Susy Merino; por el procesamiento de las muestras; a los biólogos Omar Cáceres y Henry Baylón del Laboratorio de Referencia Nacional de Biología Molecular por el apoyo con el análisis filogenético y al Dr. Oscar Escalante del Centro Nacional de Salud Pública del Instituto Nacional de Salud, por su opinión sobre el análisis filogenético; a la Dra. Karim Pardo, directora ejecutiva de la DEPCEM-MINSA y al Dr. Manuel Espinoza por su apoyo con la parte clínica en la intervención del brote. Al Blgo. Fernando Chapilliquen del Centro Nacional de Epidemiología Prevención y Control de Enfermedades -CDC-Perú, por los aportes epidemiológicos. Nuestro agradecimiento especial a la Dra. Leticia Franco y al Dr. Jairo Mendez por su opinión sobre el análisis filogenético y por vincularnos con el proyecto de Vigilancia Genómica del Dengue (ViGenDA) de la Red de Laboratorios de Arbovirus (RELDA) de la OPS y a los Doctores Gilberto Santiago y Jorge Muñoz del Centers for Disease Control and Prevention, Dengue Branch - Puerto Rico, por la confirmación de los resultados.

Financiamiento: Instituto Nacional de Salud.

Citar como: García MP, Padilla C, Figueroa D, Manrique C, Cabezas C. Emergencia del genotipo Cosmopolitan del virus dengue serotipo 2 (DENV2) en Madre de Dios, Perú, 2019. Rev Peru Med Exp Salud Publica. 2022;39(1):126-8. doi: https://doi.org/10.17843/rpmesp.2022.391.10861.

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