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Objetivo: sintetizar o conhecimento científico produzido por meio de estudos observacionais sobre a associação entre microcefalia e vírus Zika. Métodos: revisão integrativa de artigos indexados na PubMed e SciELO, disponíveis na íntegra via internet nos idiomas português e inglês, no período de janeiro de 2016 a março de 2017. Para busca, foram utilizadas as palavras-chave “microcefalia”, “síndrome congênita”, “vírus Zika”, com estudos em humanos. Foram excluídos artigos de revisão, cartas ao leitor, estudos não observacionais. Resultados: foram encontrados 61 artigos, entre os quais 13 compuseram a amostra final. Os artigos demonstram a associação espaço-temporal entre epidemia por vírus Zika e aumento de prevalência de microcefalia, principalmente no Nordeste brasileiro. Os relatos de casos e estudos de caso-controle tornam essa associação mais evidente, estabelecendo relação entre as manifestações clínicas, critérios radiológicos e critérios laboratoriais. Conclusões: verificou-se por meio desse levantamento, que há forte associação entre a infecção pelo vírus Zika durante a gestação e microcefalia em neonatos brasileiros, corroborando achados internacionais. Contudo, há a necessidade de outros estudos que melhor estabeleçam a relação causal entre os agravos, inclusive entre gestantes assintomáticas. Apesar da crise político-financeira brasileira, a descentralização e interiorização das Universidades Públicas e Institutos de pesquisas, consolidação do SUS, sensibilidade dos sistemas de informação para identificação de mudanças nos indicadores, e editais de fomento, possibilitaram pronta resposta à crise.