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COVID-19: un’emergenza globale

L'Organizzazione Mondiale della Sanità dichiara lo stato di pandemia

Con questo articolo, cercheremo di fare chiarezza su un’emergenza globale che rappresenta una seria minaccia per la tutela della salute pubblica e lo faremo passando in rassegna la letteratura scientifica disponibile. Ricordiamo che BioPills ha lo scopo di divulgare informazioni scientifiche in modo chiaro e facilmente comprensibile da tutti pertanto per ulteriori approfondimenti tecnici si rimanda alla bibliografia.

Dai primi casi di infezione da COVID-19 registrati il 31 Dicembre 2019 ad oggi si è susseguita una cronologia che conta più di 100.000 casi in tutto il mondo[1,2]. I primi si sono verificati a Wuhan, una città della Cina centrale con una popolazione che eccede gli 11 milioni di abitanti[3]. In tempi brevi, la diffusione del contagio ha coinvolto diverse aree geografiche anche al di fuori del territorio asiatico con numeri in continua crescita. Proprio oggi, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha dichiarato che questa è la prima pandemia causata da un coronavirus. Il contagio avvenuto al di fuori della Cina è da ricondurre ai viaggi internazionali nelle zone interessate dall’epidemia e agli spostamenti effettuati da soggetti provenienti dalla aree a rischio[1]. L’OMS ribadisce l’importanza dell’implementazione di robuste misure di contenimento nonché di attività di controllo al fine di rallentare la rapida diffusione dell’epidemia[4].

Cosa sono i coronavirus

In questi giorni abbiamo imparato a conoscere un nemico invisibile attraverso una serie di termini che in alcuni casi hanno generato confusione.

Occorre, quindi, fare chiarezza sulla terminologia:

  • 2019-nCoV è il nome del virus usato provvisoriamente dalle autorità sanitarie internazionali;
  • SARS‐CoV‐2 è il nome definitivo attribuito al nuovo coronavirus identificato;
  • COVID-19 (Coronavirus disease 2019) è la malattia causata dal virus SARS-CoV-2.

Che il nome SARS-CoV-2 attribuito al nuovo virus richiami una nostra conoscenza (neanche tanto vecchia) non è casuale. La sindrome respiratoria acuta grave che si diffuse nel 2002, comunemente nota come SARS, fu causata dal coronavirus SARS-CoV. Nel 2012, invece, fu scoperto e studiato il MERS-CoV responsabile della sindrome respiratoria medio orientale (MERS)[5]. Questi tre coronavirus (CoV), insieme ad altri 4 oggi noti, appartengono alla famiglia Coronaviridae, alla sottofamiglia Orthocoronavirinae, al genere Betacoronavirus.

In generale, i coronavirus sono tipicamente ospitati nei mammiferi e negli uccelli e più comunemente nei cammelli, pipistrelli, gatti e bestiame da allevamento[5]. Non sorprende quindi che i primi casi di COVID-19 registrati in Cina abbiano riferito di essere stati esposti alla commercializzazione di animali vivi in un mercato di Wuhan. I coronavirus animali sono responsabili di importanti disordini sia respiratori che gastroenterici negli animali e, seppur raramente, possono infettare anche l’uomo attraverso la classica catena di trasmissione da uomo a uomo[6,7].

Dal punto di vista strutturale, i coronavirus sono sferici e presentano un genoma formato da RNA a singolo filamento con polarità positiva. Quello che tecnicamente viene definito “envelope” del virus rappresenta una sorta di involucro esterno che, oltre a proteggere il materiale genetico virale, è caratterizzato anche dalla presenza delle proteine “spike” (proteine S). Fu proprio osservando al microscopio la disposizione a forma di corona di queste proteine che si decise di dare il nome “coronavirus” a tutti i virus che avrebbero presentato questa caratteristica strutturale. Già da questo aspetto è facile intuire che le proteine spike assumano una funzione importante per il virus: l’ingresso nell’ospite[5].

L’ingresso del virus nella cellula ospite

Le proteine S sono coinvolte nell’interazione del virus con l’ospite, che sia esso animale o uomo. Inizialmente, le proteine S si legano ai recettori dell’ospite consentendo, in un secondo momento, alla membrana della particella virale di fondersi con quella della cellula ospite. Nelle prossime righe spiegheremo il legame che avviene tra la proteina spike e il recettore umano. Nel dettaglio, la subunità S1 della proteina spike presente sul virus contiene il dominio RBD (receptor binding domain) che “si aggancia” al recettore presente sulle cellule umane. Una volta agganciato il recettore dell’uomo, la subunità S2 della proteina spike può ultimare la fusione della membrana virale con quella della cellula ospite considerando il coronavirus ufficialmente all’interno dell’organismo umano.

Recenti studi dimostrano che ad essere coinvolto sia il recettore umano ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2) per il quale il coronavirus che ci minaccia da giorni sembra avere molta affinità così da riconoscerlo come la migliore porta d’ingresso per infettare l’uomo[8,9]. In condizioni normali, l’enzima ACE converte l’angiotensina 1 in angiotensina 2, un potente vasocostrittore responsabile dell’aumento della pressione del sangue. L’enzima ACE2, maggiormente espresso nei polmoni, inattiva l’angiotensina 2  fungendo da regolatore negativo dell’intero sistema. Inattivando l’angiotensina 2 (vasocostrittore), l’ACE2 induce vasodilatazione mantenendo la regolarità di perfusione sanguigna e assicurando quindi il giusto apporto di ossigeno ai vari tessuti.

È stato dimostrato, infatti, che l’enzima ACE2 protegga da una grave insufficienza polmonare acuta. Alla luce di ciò, l’infezione virale che prevede il legame spike-ACE2 altera la funzione di quest’ultimo compromettendo la sua normale attività protettiva a livello polmonare[9,10,11]. Probabili vie terapeutiche potrebbero essere rappresentate dall’impiego di farmaci che bloccano i recettori dell’angiotensina impedendole quindi di svolgere la sua funzione di vasocostrittore[10].

Vie di trasmissione del virus

Quello che succede quando il coronavirus SARS-CoV-2 si trova all’interno del corpo umano si può riassumere con il termine COVID-19 e viene descritto ogni giorno dalle pagine di cronaca italiana e non solo. L’Italia ad oggi si presenta tra gli stati maggiormente colpiti insieme ovviamente alla Cina, da dove il focolaio epidemico ha avuto origine, alla Repubblica di Corea e all’Iran[1]. È importante ricordare che tra i casi registrati come positivi si includono soggetti asintomatici cioè persone venute a contatto con il virus ma che non manifestano alcun sintomo.

Questo fattore, unito al lungo periodo di incubazione, complica il controllo della diffusione del contagio. Infatti, se una persona è stata infettata dal virus ma non avverte alcun disturbo può inconsapevolmente contagiare altre persone svolgendo le normali attività quotidiane. Secondo l’OMS, la principale via di trasmissione del virus avviene attraverso uno stretto contatto con persone che hanno dei sintomi (contatto diretto). Il virus viaggia attraverso piccole gocce di saliva (droplet) che dalla persona infetta possono essere rilasciate attraverso colpi di tosse, starnuti oppure parlando a distanze ravvicinate[13].

L’OMS, sulla base degli studi effettuati, riporta un periodo di sopravvivenza del virus su superfici e oggetti che può variare da alcune ore fino ad alcuni giorni. Non ci sono dati certi anche perché la sopravvivenza al di fuori dell’ospite può subire l’azione di diversi fattori come la temperatura, l’umidità dell’ambiente e il tipo di superficie. Pertanto, non si può escludere la via di trasmissione per contatto indiretto[14]. I casi di trasmissione del virus da persone che si trovano nelle fasi iniziali della malattia e che quindi non hanno sintomi oppure manifestano sintomi lievi sono rari ma possibili[12]. Stesso discorso può essere fatto considerando il tempo di incubazione, stimato approssimativamente di 5,2 giorni.

Durante questo periodo, il soggetto infetto può non manifestare sintomi e avere tutto il tempo per diffondere il virus alle persone con cui viene in contatto. Studi epidemiologici condotti su campioni di soggetti infettati hanno permesso di stimare un periodo di incubazione di 14 giorni prendendo in considerazione l’intervallo che va dal momento in cui si sono manifestati i primi sintomi dopo il contagio (6 giorni) fino al decesso (41 giorni)[13]. Il periodo di incubazione deve essere correlato all’età del soggetto nonché al suo stato di salute.

Sintomi

Dalla fine di febbraio 2020, i casi di COVID-19 sono stati registrati anche in Europa. Tra i sintomi comunemente riportati nei pazienti ricoverati sono inclusi:

  • febbre;
  • tosse;
  • dispnea (respirazione affaticata);
  • mialgia (dolori muscolari);
  • affaticamento.

Al contrario, diarrea e vomito sono sintomi riscontrati con minor frequenza. L’80% dei pazienti ha mostrato sintomi classificati tra lievi e moderati includendo anche casi di polmonite, il 13.8% ha riportato disturbi molto gravi e il 6.1% dei casi sono stati definiti critici per il manifestarsi di gravi disfunzioni di uno o più organi e shock settico. Le persone ad alto rischio hanno un’età superiore ai 60 anni con stati di salute compromessi da ipertensione, diabete, problemi cardiovascolari, forme tumorali e disturbi respiratori cronici. Nei bambini, l’infezione da COVID-19 sembra rara (2.4%) e dai sintomi lievi[15].

Epidemiologia

Non è possibile definire un quadro epidemiologico chiaro a causa della continua evoluzione del COVID-19 in tutto il mondo. Al fine di fornire qualche numero, riportiamo lo studio epidemiologico condotto sui primi 425 casi confermati dai laboratori di Wuhan. L’analisi ha rivelato un’età media degli infettati di 59 anni (range dai 15 agli 89), il 56% di questi era di sesso maschile e l’R0 era pari a 2,2[16].

Per definizione, l’R0 è il numero di riproduzione di base del virus. Questo numero quantifica i casi secondari attesi nella popolazione in seguito ad una singola infezione[17].

In altre parole, il fattore R0 indica il numero di persone che possono essere contagiate da un soggetto infetto. Un fattore R0=2 vuol dire che una persona infetta ne contagia altre due e così via.

Fig 1. Fattore di riproduzione di base R0 (fonte: https://www.medscape.com/viewarticle/924319)

L’OMS ha aggiornato i criteri clinici ed epidemiologici utilizzati per classificare i casi durante i programmi di sorveglianza globale. La definizione di caso sospetto ora include:

  • le persone con infezione respiratoria acuta proveniente da un’area con trasmissione locale o contatto con un caso confermato;
  • tutti i casi di infezioni respiratorie acute gravi senza altra eziologia indipendentemente dall’anamnesi di viaggio o dal contatto con un caso confermato come casi sospetti.

A questi criteri, l’ECDC aggiunge l’inclusione di pazienti con infezioni respiratorie acute gravi indipendentemente da eventuali viaggi o dalla residenza in aree con trasmissione locale in Europa e in altri Paesi extraeuropei. Tutti i casi che soddisfano questi criteri devono essere segnalati attraverso il sistema europeo di sorveglianza (TESSy)[15].

Le stime del rischio di mortalità da COVID-19 sono tuttora carenti e distorte a causa della rapida evoluzione della situazione mondiale. Per esempio, l’ECDC riporta che non sono ancora disponibili i dati complessivi riguardanti la porzione di casi asintomatici e di quelli con sintomi lievi che quindi non richiedono ospedalizzazione. Tuttavia, è possibile fornire dei dati sulla mortalità sulla base di studi epidemiologici eseguiti in Cina dove il virus ha avuto origine e le indagini sono in atto da più tempo. Qui, il rischio di mortalità tra i casi confermati in laboratorio era più alto nelle prime fasi dell’epidemia per poi abbassarsi, dal 17,3% registrato tra i casi con sintomi manifestati dal primo al 10 gennaio allo 0,7% tra i casi con sintomi comparsi dopo il 1 febbraio. Se guardiamo alla fascia d’età, la mortalità era più alta tra i pazienti con più di 80 anni.

Nonostante si tratti di dati del tutto preliminari, le analisi epidemiologiche in corso indicano che la mortalità associata al COVID-19 (4%) sia inferiore rispetto a SARS (28%) e MERS (65%). Le autorità internazionali evidenziano come il confronto dei tassi di mortalità debba tener conto di numerosi fattori come quello temporale, la disponibilità di test diagnostici, la trasmissibilità e lo stato di salute dei pazienti deceduti[15]. Ciò che è importante sottolineare è la modalità di trasmissione del coronavirus che è molto alta proprio perché coinvolge i contatti diretti tra le persone aumentando vertiginosamente e rapidamente i casi di contagio. L’ECDC, infatti, descrive il rischio di infezione da COVID-19 da moderato ad alto[15].

La situazione in Italia

I primi casi di COVID-19 in Italia sono stati confermati dall’Istituto Superiore di Sanità (ISS) il 30 gennaio 2020. Due turisti cinesi erano stati infatti ricoverati il giorno prima presso l’Istituto nazionale per le malattie infettive “Lazzaro Spallanzani” dopo aver manifestato difficoltà respiratorie. Sono state subito attuate tutte le misure del caso da parte delle Autorità sanitarie regionali che hanno provveduto a tracciare i contatti avuti dai cittadini cinesi in via precauzionale. Tutti i casi sospetti si sono poi rivelati negativi. Purtroppo, il 21 febbraio è stato confermato il primo caso italiano di COVID-19 risultato positivo all’Ospedale Sacco di Milano. A questo punto, la Regione Lombardia in accordo con l’Istituto Superiore di Sanità e il Ministero della Salute, ha avviato tutte le indagini sui possibili contatti che il paziente potesse aver avuto in modo da adottare le misure preventive necessarie[18].

La situazione italiana all’11 Marzo 2020 conta 10590 casi positivi, 827 deceduti e 1045 guariti (ultimo aggiornamento 11 Marzo 2020, ore 18:00). Questi, purtroppo, sono dati in continuo aumento e mentre stiamo leggendo questo articolo si saranno aggiunti altri casi ma la speranza è quella che aumentino anche i soggetti guariti. Ricordiamo che per tutti gli aggiornamenti sul COVID-19 è possibile collegarsi al sito del Ministero della Salute[19] al seguente link: http://www.salute.gov.it/nuovocoronavirus.

Oltre al 112, l’Italia ha attivato il numero di pubblica utilità 1500 attraverso cui gli operatori sanitari possono fornire assistenza alle persone che ritengono di aver contratto l’infezione e rispondere alle domande dei cittadini. Ricordiamo che il numero è attivo 24 ore su 24 e il sito del Ministero fornisce indicazioni chiare su tutti gli aspetti legati al COVID-19 con aggiornamenti quotidiani[19].

Quando si registra un caso sospetto, i tamponi vengono inizialmente analizzati presso i laboratori di riferimento individuati in ogni Regione. La conferma del caso viene successivamente data dall’Istituto Superiore di Sanità che effettua un secondo test e il dato viene inviato alle autorità sanitarie internazionali, l’ECDC (Centro europeo per la prevenzione e controllo delle malattie) e l’OMS (Organizzazione Mondiale della Salute)[19].

Sia l’ECDC che l’OMS hanno definito eccellenti le misure che l’Italia ha applicato per rallentare la diffusione del virus. Le aree della Lombardia e del Veneto in cui si sono verificati i primi casi sono state subito isolate e ad oggi non si sono registrati nuovi casi, segno che tali misure seppur severe siano stato necessarie ed efficaci. A seguito dell’aumento del numero dei casi in altre regioni, il Governo ha adottato ulteriori misure di controllo molto più stringenti estendendo il provvedimento di contenimento a tutta la penisola e sospendendo le attività didattiche di ogni ordine e grado fino al 3 Aprile. Dal 9 Marzo, in tutta Italia è vietato spostarsi liberamente se non per comprovate esigenze lavorative e di lavoro previa autocertificazione da mostrare alle autorità di controllo; è comunque garantita l’apertura dei locali commerciali alimentari, delle farmacie e delle attività di ristorazione fino alle ore 18:00[15,19].

Trattamento e prevenzione

Al momento non esistono farmaci antivirali specifici né un vaccino per il trattamento del COVID-19. L’isolamento del paziente è stato affiancato da terapie sperimentali che hanno previsto l’impiego di farmaci generalmente usati per l’infezione da HIV e per la cura dei casi di Ebola[13]. Mentre i ricercatori di tutto il mondo sono concentrati sia sullo sviluppo di farmaci antivirali che di preparazioni valide per la formulazione di un vaccino, è importante concentrare tutte le attenzioni sulla prevenzione.

La prevenzione riduce il rischio di infezione, rallentando la diffusione del virus fino ad arrivare al completo blocco della sua circolazione nella popolazione. Rallentare la corsa del virus significa soprattutto proteggere i soggetti più a rischio ed evitare il collasso del sistema sanitario nazionale e internazionale. La prevenzione, a questo punto, è nelle mani del singolo individuo che facendo la sua parte contribuisce alla tutela della salute di tutti.

Le raccomandazioni del Ministero della Salute

  • lavarsi spesso le mani. Si raccomanda di mettere a disposizione in tutti i locali pubblici, palestre, supermercati, farmacie e altri luoghi di aggregazione, soluzioni idroalcoliche per il lavaggio delle mani;
  • evitare il contatto ravvicinato con persone che soffrono di infezioni respiratorie acute;
  • evitare abbracci e strette di mano;
  • mantenimento, nei contatti sociali, di una distanza interpersonale di almeno un metro;
  • igiene respiratoria (starnutire e/o tossire in un fazzoletto o nella piega del gomito evitando il contatto delle mani con le secrezioni respiratorie);
  • evitare l’uso promiscuo di bottiglie e bicchieri, in particolare durante l’attività sportiva;
  • non toccarsi occhi, naso e bocca con le mani;
  • coprirsi bocca e naso se si starnutisce o tossisce;
  • non prendere farmaci antivirali e antibiotici, a meno che siano prescritti dal medico;
  • pulire le superfici con disinfettanti a base di cloro o alcol;
  • usare la mascherina solo se si sospetta di essere malati o se si presta assistenza a persone malate.

Infine, riportiamo quanto indicato dall’Istituto superiore di sanità che sottolinea l’importanza delle misure di distanziamento sociale.

“Hanno lo scopo di evitare una grande ondata epidemica, con un picco di casi concentrata in un breve periodo di tempo iniziale che è lo scenario peggiore durante un’epidemia per la sua difficoltà di gestione. Nel caso del coronavirus dobbiamo tenere conto, inoltre, che l’Italia ha una popolazione anziana, peraltro molto più anziana di quella cinese, e bisogna proteggerla il più possibile da contagi. Le misure indicate dalle autorità quindi vanno seguite nella loro totalità”[20].

Alla luce di quanto descritto, l’emergenza da COVID-19 è diversa da quelle a cui abbiamo assistito in passato. Tutte le ricerche in corso forniscono dati preliminari in continuo aggiornamento e probabilmente le informazioni oggi disponibili necessiteranno di revisioni in futuro e di conseguenza anche il presente articolo. Tuttavia, la missione di BioPills è quella di presentare il quadro dell’emergenza che stiamo vivendo sulla base dei dati scientifici attuali contribuendo alla divulgazione chiara e precisa a cui teniamo da sempre.

Referenze

  1. Coronavirus disease 2019 (COVID-19) Situation Report – 47. WHO available online.
  2. Hussin A. Rothan and Siddappa N. Byrareddy. The epidemiology and pathogenesis of coronavirus disease (COVID-19) outbreak. Journal of Autoimmunity.
  3. Sohrabi C. et al., 2020. World Health Organization declares Global Emergency: A review of the 2019 Novel Coronavirus (COVID-19), International Journal of Surgery.
  4. WHO. WHO statement on cases of COVID-19 surpassing 100 000, available online.
  5. Hossam et al., 2020. Insights into the Recent 2019 Novel Coronavirus (SARS‐CoV‐2) in Light of Past Human Coronavirus Outbreaks. Pathogens 2020, 9, 186; doi:10.3390/pathogens9030186
  6. Su, S.; Wong, G.; Shi, W.; Liu, J.; Lai, A.C.K.; Zhou, J.; Liu, W.; Bi, Y.; Gao, G.F. Epidemiology, Genetic Recombination, and Pathogenesis of Coronaviruses. Trends Microbiol. 2016, 24, 490–502
  7. Forni, D.; Cagliani, R.; Clerici, M.; Sironi, M. Molecular Evolution of Human Coronavirus Genomes. Trends Microbiol. 2017, 25, 35–48.
  8. Wrapp, D.; Wang, N.; Corbett, K.S.; Goldsmith, J.A.; Hsieh, C.L.; Abiona, O.; Graham, B.S.; McLellan, J.S. Cryo‐EM structure of the 2019‐nCoV spike in the prefusion conformation. Science 2020,doi:10.1126/science.abb250
  9. Yan et al., 2020. Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full length human Ace2. Science. 10.1126/science.abb2762
  10. Gurwitz David, 2020. Angiotensin receptor blockers as tentative SARS‐CoV‐2 therapeutics. Drug development research. doi: 10.1002/ddr.21656
  11. Donogue et al., 2000. A Novel Angiotensin-Converting Enzyme–Related Carboxypeptidase (ACE2) Converts Angiotensin I to Angiotensin 1-9. Circulation research. 2000;87:e1–e9
  12. Coronavirus e nuovo coronavirus SARS-CoV-2 – FAQ. Epicentro, 2020
  13. Rothan and Siddappa, 2020. The epidemiology and pathogenesis of coronavirus disease (COVID-19) Outbreak. Journal of Autommunity.
  14. Q&A on coronaviruses (COVID-19), WHO.
  15. ECDC, 2020. Outbreak of novel coronavirus disease 2019 (COVID-19): increased transmission globally – fifth update
  16. Li et al., 2020. Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia. The New England of Medicine. DOI: 10.1056/NEJMoa2001316
  17. van den Driessche, 2017. Reproduction numbers of infectious disease models. Infectious disease models. 2(3): 288–303
  18. Focolaio di infezione da nuovo coronavirus SARS-CoV-2: la situazione in Italia. Epicentro, 2020.
  19. Nuovo coronavirus. Ministero della Salute, 2020.
  20. Covid-19, nuove raccomandazioni di igiene contro il virus. Ministero della Salute.
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