Utilizzando strumenti di datazione molecolare e simulazioni epidemiologiche, i ricercatori della University of California della San Diego School of Medicine, con i colleghi dell’Università dell’Arizona e Illumina, Inc., hanno stimato che il virus SARS-CoV-2 probabilmente circolava inosservato da almeno due mesi prima che fossero identificati i primi casi di COVID-19 a Wuhan, in Cina, a fine dicembre 2019.
Scrivendo nel numero online di Science del 18 marzo 2021, gli autori notano anche che le simulazioni suggeriscono che i virus mutanti si estinguono naturalmente più di tre quarti delle volte senza causare un’epidemia.
“Il nostro studio è stato progettato per rispondere alla domanda su quanto tempo il SARS-CoV-2 ha potuto circolare in Cina prima di essere scoperto“, ha spiegato l’autore senior Joel O. Wertheim, PhD, professore associato nella Divisione di malattie infettive e salute pubblica globale presso la UC San Diego School of Medicine.
Covid-19 era già presenta a novembre
“Per rispondere a questa domanda, abbiamo combinato tre importanti informazioni: una comprensione dettagliata di come la SARS-CoV-2 si è diffusa a Wuhan prima del blocco, la diversità genetica del virus in Cina e i rapporti dei primi casi di COVID-19 in Cina. Combinando queste diverse linee di prova, siamo stati in grado di stabilire un limite massimo di metà ottobre 2019 per il momento in cui SARS-CoV-2 ha iniziato a circolare nella provincia di Hubei“.
I casi di COVID-19 sono stati segnalati per la prima volta alla fine di dicembre 2019 a Wuhan, nella provincia di Hubei della Cina centrale. Il virus si è diffuso rapidamente oltre Hubei. Le autorità cinesi hanno isolato la regione e implementato misure di mitigazione a livello nazionale. Ad aprile 2020, la trasmissione locale del virus era sotto controllo ma, a quel punto, COVID-19 era una pandemia con più di 100 paesi che segnalavano casi.
SARS-CoV-2 è un coronavirus zoonotico, che si ritiene sia passato da un ospite animale sconosciuto all’uomo. Sono stati compiuti numerosi sforzi per identificare quando il virus ha iniziato a diffondersi per la prima volta tra gli esseri umani, sulla base delle indagini sui casi diagnosticati precocemente di COVID-19.
Il primo gruppo di casi – ed i primi genomi di SARS-CoV-2 sequenziati – erano associati al mercato all’ingrosso di frutti di mare di Huanan, ma gli autori dello studio affermano che è improbabile che il cluster del mercato abbia segnato l’inizio della pandemia perché il primo caso di COVID-19 documentato non aveva alcun collegamento con il mercato.
I rapporti dei giornali regionali suggeriscono che le diagnosi di COVID-19 nell’Hubei risalgono almeno al 17 novembre 2019, suggerendo che il virus stava già circolando attivamente quando le autorità cinesi hanno emanato misure di salute pubblica.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato analisi evolutive dell’orologio molecolare per cercare di individuare quando si è verificato il primo caso di SARS-CoV-2.
“Orologio molecolare” è un termine che identifica una tecnica che utilizza il tasso di mutazione dei geni per dedurre quando due o più forme di vita si sono differenziate – in questo caso, quando è emerso l’antenato comune di tutte le varianti di SARS-CoV-2, stimato in questo studio a metà novembre 2019.
La datazione molecolare dell’antenato comune più recente è spesso considerata sinonimo del caso indice di una malattia emergente. Tuttavia, ha detto il coautore Michael Worobey, PhD, professore di ecologia e biologia evolutiva presso l’Università dell’Arizona: “Il caso indice può presumibilmente precedere l’antenato comune – il primo caso effettivo di questo focolaio potrebbe essersi verificato giorni, settimane o anche molti mesi prima dell’antenato comune stimato. Determinare la lunghezza di quella “miccia filogenetica” era al centro della nostra indagine“.
Sulla base di questo lavoro, i ricercatori stimano che il numero medio di persone infettate da SARS-CoV-2 in Cina fosse inferiore a uno fino al 4 novembre 2019. Tredici giorni dopo, erano quattro individui e solo nove il 1° dicembre 2019. I primi ricoveri a Wuhan con una condizione successivamente identificata come COVID-19 si sono verificati a metà dicembre.
Gli autori dello studio hanno utilizzato una varietà di strumenti analitici per modellare come il virus SARS-CoV-2 potrebbe essersi comportato durante le fasi iniziali dell’epidemia e nei primi giorni della pandemia quando era in gran parte un’entità sconosciuta e la portata della minaccia per la salute pubblica non era ancora pienamente compresa.
Questi strumenti comprendono simulazioni epidemiche basate sulla biologia nota del virus, come la sua trasmissibilità e altri fattori. In appena il 29,7% di queste simulazioni il virus ha potuto creare epidemie autosufficienti. Nell’altro 70,3%, il virus ha infettato relativamente poche persone prima di scomparire. In media, le epidemie mancate si sono concluse solo otto giorni dopo il caso indice.
“In genere, gli scienziati utilizzano la diversità genetica virale per ottenere il momento in cui un virus ha iniziato a diffondersi“, ha detto Wertheim. “Il nostro studio ha aggiunto uno strato cruciale a questo approccio modellando per quanto tempo il virus avrebbe potuto circolare prima di dare origine alla diversità genetica osservata“.
“Il nostro approccio ha prodotto risultati sorprendenti. Abbiamo visto che oltre i due terzi delle epidemie che abbiamo tentato di simulare si sono estinte. Ciò significa che se potessimo tornare indietro nel tempo e ripetere il 2019 cento volte, due su tre volte, COVID-19 svanirebbe da solo senza innescare una pandemia. Questa scoperta supporta l’idea che gli esseri umani siano costantemente bombardati da agenti patogeni zoonotici“.
Wertheim ha osservato che anche se SARS-CoV-2 circolava in Cina nell’autunno del 2019, il modello dei ricercatori suggerisce che lo ha fatto a livelli bassi almeno fino a dicembre di quell’anno.
“Detto questo, è difficile conciliare questi bassi livelli di virus in Cina con le supposte infezioni in Europa e negli Stati Uniti nello stesso periodo“, ha detto Wertheim. “Sono piuttosto scettico sulle affermazioni della presenza di COVID-19 al di fuori della Cina in quel momento“.
Il ceppo originale di SARS-CoV-2 è diventato epidemico, scrivono gli autori, perché era ampiamente disperso, il che favorisce la persistenza, e perché prosperava nelle aree urbane dove la trasmissione era più facile. Nelle epidemie simulate che coinvolgono comunità rurali meno dense, le epidemie si sono estinte dal 94,5% al 99,6% delle volte.
Da allora il virus è mutato più volte, con una serie di varianti che sono diventate più trasmissibili.
“La sorveglianza pandemica non era preparata per un virus come SARS-CoV-2“, ha detto Wertheim. “Stavamo cercando la prossima SARS o MERS, qualcosa in grado di uccidere le persone ad un ritmo elevato, ma col senno di poi, ora vediamo come un virus altamente trasmissibile con un tasso di mortalità modesto ha potuto diffondersi in tutto il mondo“.
Riferimento: “Timing the SARS-CoV-2 index case in Hubei province” di Jonathan Pekar, Michael Worobey, Niema Moshiri, Konrad Scheffler e Joel O. Wertheim, 18 marzo 2021, Science .
DOI: 10.1126 / science.abf8003
