COVID-19: la diffusione del ceppo di coronavirus mutato in Gran Bretagna è in media del 56% più contagiosa rispetto alla versione originale

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Un ceppo di coronavirus mutato che si sta diffondendo in Gran Bretagna è in media del 56% più contagioso rispetto alla versione originale, gli scienziati hanno avvertito in uno studio, sollecitando una rapida introduzione del vaccino per aiutare a prevenire più morti.

Secondo lo studio pubblicato mercoledì dal Center for Mathematical Modeling of Infectious Diseases presso la London School of Hygiene e Medicina tropicale , la nuova variante, emersa nel sud-est dell’Inghilterra a novembre e che si sta diffondendo rapidamente, è probabile che l’anno prossimo aumenti i ricoveri e le morti per COVID. 

I ricercatori, concentrandosi sul sud-est inglese, sull’est e su Londra, hanno affermato che non è ancora chiaro se il ceppo mutato fosse più o meno mortale del suo predecessore.

“Tuttavia, è probabile che l’aumento della trasmissibilità porti a un grande aumento dell’incidenza, con i ricoveri e i decessi per COVID-19 che dovrebbero raggiungere livelli più elevati nel 2021 rispetto a quelli osservati nel 2020, anche se vengono mantenute le restrizioni a più livelli regionali implementate prima del 19 dicembre, ” loro hanno detto.

Gli autori hanno avvertito che è improbabile che un blocco nazionale imposto in Inghilterra a novembre prevenga un aumento delle infezioni “a meno che non vengano chiuse anche le scuole primarie, secondarie e le università”.

Nel frattempo, qualsiasi allentamento delle misure di controllo indurrebbe probabilmente ” una grande recrudescenza del virus”.

Ciò significava che “potrebbe essere necessario accelerare notevolmente il lancio del vaccino per avere un impatto apprezzabile nella soppressione del carico di malattia risultante”.

Nell’annunciare misure di blocco più rigorose durante le vacanze di Natale, il primo ministro britannico Boris Johnson ha dichiarato sabato che il nuovo ceppo virale “potrebbe essere fino al 70% più trasmissibile rispetto alla versione originale della malattia”.

La scoperta del nuovo ceppo ha fatto scattare un campanello d’allarme in tutto il mondo proprio mentre più paesi hanno iniziato campagne di vaccinazione per fermare una pandemia che ha causato più di 1,7 milioni di vittime da quando è emersa un anno fa in Cina.

Molti paesi hanno rapidamente imposto divieti sui viaggi dalla Gran Bretagna, ma da allora i governi dell’UE hanno iniziato ad allentare le restrizioni.

Il co-fondatore di BioNTech – una delle aziende dietro il vaccino che è stato lanciato in tutto il mondo questa settimana – ha detto che il suo farmaco è “altamente probabile” per funzionare contro il ceppo mutato rilevato in Gran Bretagna e altrimenti può essere adattato in sei settimane.


Nelle ultime settimane, il Regno Unito ha dovuto affrontare un rapido aumento dei casi di COVID-19 (Figure 1 e 2, Allegati Figure 5 e 6).

 Questo aumento è stato pronunciato nel sud-est dell’Inghilterra, con un aumento del tasso di notifica dei casi di 14 giorni da 100 casi per 100.000 abitanti nella settimana 41/2020 a oltre 400 per 100.000 nella settimana 50/2020 (Fig.1 e allegato Fig . 6).

Questo aumento ha portato a una maggiore indagine epidemiologica e virologica. L’analisi utilizzando i dati della sequenza del genoma virale ha identificato una grande proporzione (> 50%) dei casi apparteneva a un nuovo singolo cluster filogenetico [1]. Questa variante è indicata nel Regno Unito come SARS-CoV-2 VUI 202012/01 (Variant Under Investigation, anno 2020, mese 12, variante 01).

Complessivamente, circa il 5-10% di tutti i casi di COVID-19 viene regolarmente sequenziato nel Regno Unito, con una copertura di sequenziamento nel Kent, la parte del sud-est dell’Inghilterra più colpita, di circa il 4%. Al 13 dicembre 2020, 1 108 individui erano stati identificati con questa variante del virus in Inghilterra, con il primo caso identificato dal 20 settembre 2020.

Il rapido aumento osservato nei casi COVID-19 in generale è stato temporaneamente associato all’emergere della nuova variante in quest’area nel novembre 2020. I casi COVID-19 segnalati relativi alla variante VUI 202012/01 sono concentrati nel Kent e nel sud-est dell’Inghilterra più ampia , comprese le regioni di Londra e dell’Inghilterra orientale, ma vi sono indicazioni di una più diffusa presenza di casi in tutto il Regno Unito, nonché di un numero ridotto di casi rilevati in altri paesi.

In Galles, al 14 dicembre 2020, 20 individui erano stati identificati con questa variante del virus di 4 733 campioni sequenziati raccolti dal 1 ° novembre. Inoltre, la Danimarca ha segnalato nove casi [2], i Paesi Bassi hanno segnalato un caso [3] e un caso dall’Australia è stato identificato tramite il database GISAID EpiCov. I media riferiscono che negli ultimi mesi sono stati individuati quattro casi in Belgio [4].

Il 19 dicembre 2020, in risposta all’aumento di questa variante, i paesi del Regno Unito hanno annunciato misure più severe da applicare a partire dal 20 dicembre e nelle prossime settimane, con le aree colpite che entreranno a un livello “ Tier 4 ” con restrizioni di movimento entro e tra zone più e meno colpite [5,6]. 

Queste misure includono raccomandazioni per i residenti delle aree più colpite di limitare i movimenti e i viaggi, compresi i viaggi internazionali, al di fuori di queste aree. Il governo scozzese ha annunciato un divieto di viaggio tra la Scozia e il resto del Regno Unito dal 26 dicembre.

Inoltre, i Paesi Bassi hanno emesso un divieto di viaggio dal Regno Unito a partire dalle ore 6:00 del 20 dicembre 2020 fino al 1 ° gennaio 2021 [3] e il Belgio ha interrotto i viaggi aerei e ferroviari nel Regno Unito per un periodo di 24 ore a partire dalla mezzanotte del 20 Dicembre 2020 [7].

Epidemiologia

Le indagini sulle proprietà di questa nuova variante sono in corso e ad oggi non sono stati riportati esiti clinici peggiori, mortalità più elevata o gruppi particolarmente colpiti. I casi con la variante VUI 202012/01 sono prevalentemente identificati nelle persone di età inferiore ai 60 anni, ma l’aumento dei casi complessivi di COVID-19 in Inghilterra è similmente guidato da questa fascia di età (Figura 2). 

I risultati della modellazione preliminare mostrano una forte associazione tra la presenza della nuova variante nella regione del Kent / Inghilterra sudorientale e la crescente incidenza di COVID-19. Tra i 20 casi VUI 202012/01 identificati in Galles, i casi hanno un’età media di 41 anni (range 11-71 anni) e si trovano principalmente nel Galles meridionale, dove anche l’incidenza è in aumento.

Proprietà genomiche della nuova variante SARS-CoV-2

Questa nuova variante del virus SARS-CoV-2 è indicata nel Regno Unito come SARS-CoV-2 VUI 202012/01. È definito da mutazioni multiple della proteina spike (delezione 69-70, delezione 144, N501Y, A570D, D614G, P681H, T716I, S982A, D1118H) presenti così come mutazioni in altre regioni genomiche [8]. Una delle mutazioni (N501Y) si trova all’interno del dominio di legame del recettore. La variante appartiene a Nextstrain clade 20B [9,10], GISAID clade GR [11,12], lignaggio B.1.1.7 [13,14].

L’analisi filogenetica (Figura 4) rivela che ci sono pochissime forme intermedie tra questa variante e altri virus circolanti segnalati a GISAID. Il cluster differisce per 29 sostituzioni nucleotidiche dal ceppo Wuhan originale, che è superiore alle stime attuali dell’orologio molecolare di circa due sostituzioni per genoma al mese [10].

La frazione di mutazioni non sinonime nella proteina spike per la variante è molto più alta del previsto da mutazioni casuali (il 27% delle 22 sostituzioni acquisite poiché l’antenato comune del clade 20B di Nextstrain si trova nel gene S, che comprende il 13% di il genoma virale e tutte queste sostituzioni non sono sinonimi).

Tre sequenze dalla Danimarca e una dall’Australia, da campioni raccolti nel novembre 2020, raggruppati con la variante britannica, molto probabilmente indicano che si è verificata una diffusione internazionale, sebbene l’entità rimanga sconosciuta.

Il Regno Unito ha un consorzio consolidato di sequenziamento del genoma SARS-CoV-2 chiamato COG-UK. È costituito dagli istituti nazionali di sanità pubblica, dalle organizzazioni del servizio sanitario nazionale, dalle istituzioni accademiche e dal Wellcome Sanger Institute [15]. Stanno lavorando per mantenere la copertura del sequenziamento alta e geograficamente rappresentativa e per mantenere bassi i tempi di consegna.

Il consorzio è di gran lunga il più grande contributore al database GISAID EpiCov nel mondo, con più di 120.000 dei circa 270.000 genomi pubblicati finora. Questa iniziativa aumenta la probabilità che le varianti emergenti siano identificate e possano essere valutate in modo tempestivo.

Figura 4. Albero filogenetico, dataset sottocampionato incentrato sulle varianti N501Y di SARS-CoV-2 da Nextstrain [16] – I nodi all’interno del cluster formato dalla nuova variante SARS-CoV-2 VUI 202012/01 (scatola nera) sono colorati da Paese: Regno Unito (arancione), Australia (grigio) e Danimarca (verde). Altri colori indicano paesi non coinvolti nel cluster.

Possibili fonti di varianti del virus SARS-CoV-2 con un numero elevato di mutazioni nella proteina spike

Il numero insolitamente elevato di mutazioni della proteina spike, altre proprietà genomiche della variante e l’elevata copertura del sequenziamento nel Regno Unito suggeriscono che la variante non è emersa attraverso un accumulo graduale di mutazioni nel Regno Unito. È anche improbabile che la variante possa essere derivata dalla pressione selettiva dei programmi di vaccinazione in corso poiché l’aumento osservato non corrisponde ai tempi di tali attività.

Una possibile spiegazione per l’emergenza della variante è l’infezione prolungata da SARS-CoV-2 in un singolo paziente, potenzialmente con immunocompetenza ridotta, simile a quanto precedentemente descritto [17,18]. Tale infezione prolungata può portare all’accumulo di mutazioni di fuga immunitaria a un tasso elevato.

Un’altra possibile spiegazione potrebbe essere i processi di adattamento in un virus che si verificano in una diversa specie animale suscettibile e viene quindi ritrasmesso agli esseri umani dagli animali ospiti. Ciò ha portato alla comparsa di una variante con mutazioni multiple della proteina spike (inclusa la mutazione RBD Y453F e delezione 69-70) in Danimarca durante la trasmissione tra i visoni [19].

Nei Paesi Bassi sono state descritte anche diverse mutazioni della proteina spike associate al visone [20]. Il Regno Unito ha riferito all’ECDC e all’Ufficio regionale dell’OMS per l’Europa che non esiste un chiaro legame epidemiologico con gli animali per VUI 202012/01, quindi questa spiegazione è meno probabile per questa variante [1].

Infine, è anche possibile che la variante sia emersa attraverso la circolazione in paesi con copertura di sequenziamento nulla o molto bassa. Questa ipotesi è meno plausibile, tuttavia, poiché le mutazioni casuali acquisite durante la circolazione del virus non spiegherebbero la percentuale insolitamente alta di mutazioni della proteina spike e la circolazione non rilevata per un tempo abbastanza lungo da far accumulare l’elevato numero di mutazioni (circa 10 mesi secondo alle attuali stime dell’orologio molecolare) non è molto probabile a causa dei modelli di viaggio globali.

Il Sudafrica riporta attraverso il database GISAID EpiCoV [11] e un comunicato stampa pubblico [21,22] un rapido aumento simile da ottobre di una variante con la mutazione della proteina spike N501Y, due mutazioni RBD aggiuntive e più mutazioni aggiuntive della proteina spike. Questa variante non ha una stretta relazione evolutiva con VUI 202012/01 ma dimostra che l’emergere di varianti di successo con proprietà simili potrebbe non essere raro.

Opzioni di risposta e considerazioni a sostegno dell’azione di sanità pubblica

Le quattro nazioni del Regno Unito hanno annunciato misure più severe da applicare dal 20 dicembre e nelle prossime settimane. Queste misure includono raccomandazioni per i residenti delle aree più colpite di limitare i movimenti e i viaggi, compresi i viaggi internazionali, al di fuori di queste aree.

Il governo scozzese ha annunciato un divieto di viaggio tra la Scozia e il resto del Regno Unito dal 26 dicembre. Inoltre, i Paesi Bassi e il Belgio hanno emesso un divieto di viaggio immediato per i voli che trasportano passeggeri dal Regno Unito.

Dato che attualmente mancano prove che indichino che la nuova variante del virus è ampiamente diffusa e la presenza è limitata a pochi paesi o aree locali, gli sforzi tempestivi per prevenire e controllare la diffusione della variante dovrebbero rispecchiare quelli efficaci in una fase precoce fase epidemica, compresa la prevenzione di viaggi non essenziali da e verso le aree colpite, nonché maggiori sforzi di test, tracciamento dei contatti e isolamento dei casi confermati con collegamento epidemiologico alle aree colpite.

Gli sforzi per eseguire la sequenza dei casi in modo tempestivo, compresi i casi che sono stati recentemente o sono in contatto con persone delle aree colpite, è importante per comprendere la diffusione della variante. L’ECDC, in collaborazione con gli Stati membri dell’UE / SEE, continuerà a monitorare e riferire sulle nuove aree colpite.

L’ECDC ha precedentemente raccomandato di ridurre i viaggi non essenziali e le attività sociali [33].

L’evoluzione genetica di SARS-CoV-2 ha il potenziale di avere un impatto sulle proprietà antigeniche, sulla trasmissibilità o sulla gravità del virus. È quindi importante monitorare l’evoluzione attraverso il sequenziamento degli isolati di virus e valutare se sia necessario che gli Stati membri dell’UE / SEE adeguino la loro risposta al COVID-19. I seguenti suggerimenti dovrebbero essere presi in considerazione per la risposta della salute pubblica.

Le autorità sanitarie pubbliche nazionali dovrebbero:

  • Identificare immediatamente le persone con un collegamento epidemiologico a casi con la nuova variante o storia di viaggio in aree note per essere colpite al fine di testare, isolare e seguire i loro contatti in modo da fermare la diffusione della nuova variante. Gli isolati di virus da tali casi dovrebbero essere sequenziati in modo tempestivo per identificare i casi della nuova variante.
  • Continuare a consigliare la popolazione sulla necessità di interventi non farmaceutici in base alle loro politiche nazionali e prendere in considerazione in particolare le linee guida per evitare viaggi e attività sociali non essenziali.
  • Continuare a monitorare i bruschi cambiamenti nei tassi di trasmissione o nella gravità della malattia come parte del processo di identificazione e valutazione dell’impatto delle varianti.
  • Notifica i casi della nuova variante e delle nuove varianti SARS-CoV-2 potenzialmente preoccupanti tramite il sistema di allarme rapido e risposta dell’Unione europea.
  • Monitorare le segnalazioni di casi sospetti di reinfezione da COVID-19 e avviare l’analisi della sequenza degli isolati di virus da questi casi.
  • Monitorare le segnalazioni di casi con insuccesso del trattamento utilizzando plasma convalescente o anticorpi monoclonali come recentemente descritto [17] e avviare l’analisi della sequenza degli isolati di virus da questi casi.
  • Assicurarsi che sia in atto un attento monitoraggio degli individui vaccinati con COVID-19 per quanto riguarda il fallimento della vaccinazione e le infezioni rivoluzionarie e avviare l’analisi della sequenza degli isolati del virus da questi casi, quindi condurre la caratterizzazione antigenica per confermare o escludere i mutanti di fuga del vaccino.
  • Sviluppare meccanismi standardizzati, in collaborazione con le parti interessate globali, compresi i trigger per indagare e valutare le nuove varianti emergenti di SARS-CoV-2 in termini di serbatoio animale, caratteristiche antigeniche, trasmissibilità, gravità dell’infezione, protezione crociata e anche per quanto riguarda l’adattamento del ceppo vaccinale raccomandazioni. Se necessario, stabilire sistemi per rivalutare la composizione e la strategia del vaccino.

I laboratori nazionali di sanità pubblica dovrebbero:

  • Il virus di sequenza si isola dai casi con un collegamento epidemiologico ai paesi in cui è presente la variante, attualmente Regno Unito, Danimarca e Paesi Bassi secondo i rapporti ufficiali, e forse anche il Belgio.
  • Aumentare il numero di isolati del virus SARS-CoV-2 sequenziati per identificare nuove varianti simili alle varianti del Regno Unito negli Stati membri dell’UE / SEE. I laboratori possono fare riferimento alla prossima nota tecnica Sequencing of SARS-CoV-2, in preparazione dall’ECDC e dall’Ufficio regionale dell’OMS per l’Europa, per indicazioni sulle tecnologie e sulla selezione dei campioni. L’ECDC può offrire servizi di sequenziamento ai paesi con capacità nazionale limitata in questo settore.
  • Aumentare la rappresentatività degli isolati selezionati per il sequenziamento in base alla popolazione e alla posizione geografica delle infezioni per identificare le varianti emergenti e valutare la diffusione.
  • Valutare le implicazioni dell’abbandono della RT-PCR target del gene S in uso a fini diagnostici e adattare le regioni target del gene per la diagnostica PCR SARS-CoV-2. Se la capacità di sequenziamento è limitata, i saggi RT-PCR multi-target che includono un bersaglio del gene S che è influenzato dalle delezioni presenti nella variante possono essere utilizzati per identificare gli isolati che mostrano un drop-out del gene S come segnale per ulteriori indagini. Si noti che la delezione nelle posizioni 69-70 della proteina spike non è esclusiva di questa variante. Si consiglia la conferma mediante sequenziamento.
  • Aumentare le capacità di eseguire analisi approfondite di caratterizzazione dei virus geneticamente e antigenicamente o condividere isolati con laboratori di riferimento SARS-CoV-2 per ulteriori indagini genetiche e antigeniche.

Riferimenti

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