Infezione da SARS-CoV-2 in cani e gatti di esseri umani con diagnosi di COVID-19

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Nell’attuale pandemia di coronavirus (COVID-19) causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), ci sono lacune significative nella comprensione del ruolo dei vertebrati nella loro trasmissione e se ci sono ospiti intermedi che possono agire come serbatoi e/o ospiti amplificatori.

Si ritiene che SARS-CoV-2 abbia avuto origine negli animali selvatici e, successivamente, sia stato trasmesso all’uomo [1]. Uno studio ha mostrato che SARS-CoV-2 era identico al 96% a un coronavirus trovato nei pipistrelli, suggerendo che questi animali sarebbero serbatoi dell’antenato di questo virus [2].

Tuttavia, gli ospiti intermedi che hanno causato la trasmissione all’uomo sono ancora sconosciuti [3]. L’indagine sugli ospiti intermedi di SARS-CoV-2 può aiutare a comprendere le dinamiche di COVID-19 e a valutare la possibilità di trasmissione zoonotica. Recenti scoperte hanno suggerito che l’infezione nei visoni può provocare una ricaduta negli esseri umani [4].

L’infezione degli animali con il virus SARS-CoV-2 può avere implicazioni per la salute e il benessere degli animali, la conservazione della fauna selvatica e la ricerca biomedica [4].

Gli studi hanno dimostrato che alcuni animali selvatici e domestici possono essere infettati naturalmente o sperimentalmente da SARS-CoV-2 [5]. Tuttavia, l’infezione acuta nei gatti o nei cani è stata segnalata meno [6, 7]. Pochi studi hanno dimostrato che l’infezione da SARS-CoV-2 nei cani e nei gatti viene rilevata principalmente negli animali che vivono in famiglie con almeno un essere umano infetto da SARS-CoV-2, suggerendo che la trasmissione potrebbe essersi verificata dall’uomo agli animali domestici [8- 16].

Tuttavia, le indagini epidemiologiche e gli studi longitudinali sono limitati e coinvolgono un piccolo numero di animali [8, 9, 11, 15, 17]. Pertanto, non è ancora noto con quale frequenza si verifichi questa infezione, nonché se gli animali sviluppino segni clinici e se vi sia una trasmissione zoonotica e animale di questo virus in condizioni naturali.

In Brasile, ci sono stati quasi nove milioni di casi confermati di COVID-19 e 214mila decessi entro il 22 gennaio 2021 [18]. Lo stato di Rio de Janeiro (RJ) situato nel sud-est del Brasile è uno degli stati più colpiti del Paese [18].

Finora, in Brasile sono stati segnalati solo cinque casi di infezione da SARS-CoV-2 nei gatti e sei casi nei cani [16, 19, 20] e nessuno di questi proveniva da RJ.

Gli obiettivi principali di questo studio erano 1) Valutare l’esposizione, l’infezione e la persistenza di SARS-CoV-2 nelle secrezioni nasofaringee e orofaringee (tamponi nasali e orali) e nelle feci (tampone rettale) di cani e gatti che vivono in famiglie con un caso umano COVID-19; 2) Valutare i fattori di rischio associati all’infezione da SARS-CoV-2 negli animali domestici.

Discussione
Combinando due metodi molecolari estremamente sensibili (la RT-PCR in tempo reale e il sequenziamento di Sanger) a un test sierologico altamente specifico (PRNT90), abbiamo dimostrato che cani e gatti che vivono nella stessa casa dei loro proprietari con COVID-19 possono essere esposto e infettato da SARS-CoV-2.

La persistenza dell’RNA SARS-CoV-2 potrebbe essere evidenziata in alcuni animali. Inoltre, i segni clinici non specificati (quando presentati) negli animali erano lievi e reversibili, con manifestazioni principalmente respiratorie e gastrointestinali. I dati qui presentati suggeriscono che lo stretto contatto con i casi umani di COVID-19 è un importante fattore di rischio per l’infezione da SARS-CoV-2 negli animali da compagnia.

La frequenza di gatti positivi (40%), cani (28%) e famiglie (47,6%) è stata superiore rispetto a studi simili che utilizzano RT-PCR e/o sequenziamento in tutto il mondo [8, 9, 11, 15, 17, 30 ]. In questi studi, le frequenze dell’infezione da SARS-CoV-2 confermate con metodi molecolari sono state: 17,6% nei gatti, 1,7% nei cani e 10,3% delle famiglie in Texas, Stati Uniti d’America [17]; 4% nei gatti e tutti i cani negativi in ​​Francia [9]; Tutti i cani e gatti negativi in ​​Italia [30]; 12% nei gatti e 13% nei cani di Hong Kong, Cina [8, 15]; e infine, il 12% nei gatti e tutti i cani negativi a La Rioja, Spagna [11].

La maggiore frequenza di positività qui presentata può essere spiegata dall’approccio longitudinale con raccolte di campioni seriali di tutti gli animali in un periodo di quasi 30 giorni dopo la prima raccolta. Inoltre, tutti gli animali testati provenivano da famiglie con almeno un caso umano di COVID-19 e i campioni animali sono stati raccolti in prossimità dell’insorgenza dei sintomi nell’uomo.

Secondo i nostri dati, il 41,7% (5/12) degli animali aveva rilevato RT-PCR nella seconda e terza visita. Questi risultati rafforzano l’importanza degli studi longitudinali per studiare l’infezione da SARS-CoV-2 negli animali domestici. Il fatto che l’unico studio con un disegno simile [17] abbia trovato la seconda più alta frequenza di positività nei gatti e la terza più alta frequenza nei cani rafforza questa ipotesi.

Secondo uno studio condotto in Texas, USA, la differenza di frequenza potrebbe essere spiegata dal diverso numero di animali indagati, nonché dalle abitudini e dalle caratteristiche degli animali da compagnia [17]. Come riportato in Texas, i nostri risultati suggeriscono che anche animali da compagnia di Rio de Janeiro sono stati esposti a SARS-CoV-2 in famiglie con almeno un caso umano di COVID-19.

Il presente studio corrobora altri studi simili che hanno riscontrato una maggiore positività nei gatti rispetto ai cani [9, 11, 17, 30]. Insieme, questi risultati confermano che sia i cani che i gatti sono suscettibili all’infezione da SARS-CoV-2, ma che le popolazioni di gatti sono state più colpite clinicamente, il che è stato confermato da studi sperimentali [31, 32].

La simile suscettibilità di cani e gatti alla SARS-CoV-2 può essere spiegata dal fatto che entrambe le specie condividono con l’uomo il recettore del virus, l’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2). Il fatto che l’ACE2 dei gatti sia più strettamente correlato all’ACE2 dell’uomo rispetto all’ACE2 dei cani, può spiegare perché i gatti sono più colpiti dall’infezione da SARS-CoV-2 [33].

La persistenza dell’RNA virale nell’NP/OP dei cani qui presentati è già stata descritta nei cani altrove [8, 32]. Un cane è stato trovato positivo per SARS-CoV-2 RNA 13 giorni dopo il primo campione positivo e fino a 28 giorni dopo l’insorgenza dei segni clinici del relativo caso umano COVID-19 in Cina [8, 32]. In uno studio condotto in Texas [17], la persistenza dell’RNA virale è stata rilevata solo nei gatti. Due gatti sono risultati positivi alla RT-PCR in tempo reale fino a 25 giorni dopo il primo campione positivo e 32 giorni dopo la conferma dell’infezione da SARS-CoV-2 nel proprietario.

Negli studi condotti in Cina e negli Stati Uniti, la persistenza dell’RNA SARS-CoV-2 è stata riscontrata nei gatti da 8 a 17 giorni corrispondenti al periodo da 22 a 34 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi del caso umano COVID-19 [12, 15 ]. Nel presente studio, solo uno dei quattro gatti infetti ha raccolto più di un campione e per questo motivo non siamo stati in grado di valutare completamente la persistenza dell’RNA. Combinando questi risultati, è stato possibile dimostrare che la persistenza dell’RNA di SARS-CoV-2 nei cani non era rara.

È stato dimostrato sperimentalmente che i gatti possono diffondere virus infettivi fino a 5-6 giorni e che i gatti infetti possono trasmettere il virus orizzontalmente ad altri gatti. D’altra parte, non è stata ancora segnalata la diffusione di virus infettivi da parte dei cani [31, 32]. Le prove molecolari qui presentate non sono sufficienti per confermare la presenza di un virus infettivo e potrebbero essere dovute a frammenti residui di RNA virale da un ciclo di replicazione abortito rilevato dai metodi molecolari altamente sensibili qui utilizzati.

Pertanto, la persistenza dell’RNA virale fino a 32 giorni nei cani e 25 giorni nei gatti deve essere interpretata con cautela e non deve essere utilizzata da sola per determinare il periodo di quarantena per cani e gatti infetti da SARS-CoV-2. Sono necessari più studi longitudinali e sperimentali, compreso l’isolamento del virus nelle colture cellulari, per una migliore comprensione del ruolo di cani e gatti nella diffusione di SARS-CoV-2.

I risultati di cani e gatti infetti naturali o sperimentalmente suggeriscono che questi animali da compagnia possono produrre anticorpi per SARS-CoV-2, indicando che possono sviluppare una risposta immunologica contro il virus [8-10, 14, 30-32, 34-38] . Rispetto ai nostri risultati, studi precedentemente riportati che coinvolgono lo studio degli anticorpi neutralizzanti per SARS-CoV-2 negli animali hanno riscontrato sieroprevalenze più elevate per SARS-CoV-2 principalmente nei cani. Le frequenze di sieropositività nei cani sono state dell’11,9% (7/59), del 12,8% (6/47) e del 13,3% (2/15) con titoli compresi tra 8 e 160 nei cani degli Stati Uniti [17], Italia [30 ] e Cina [15], rispettivamente.

La sieroprevalenza per gli anticorpi neutralizzanti per SARS-CoV-2 è solitamente più bassa nei gatti, ma varia notevolmente dal 4% al 43,8% (7/16), con titoli che vanno da 16 a 2048 [15, 17, 30]. Tuttavia, è importante ricordare che la percentuale di neutralizzazione utilizzata come criterio di sieropositività negli studi sugli anticorpi neutralizzanti varia notevolmente in un’analisi di confronto difficile [8, 15, 17, 30].

Altri studi sierologici che utilizzano metodologie diverse come ELISA, test di immunoprecipitazione, dosaggio immunologico delle microsfere, misurazione dell’attività di neutralizzazione e test di microneutralizzazione interni hanno rilevato frequenze di sieropositività per gli anticorpi SARS-CoV-2 che vanno dallo 0% al 23,5% in cani e gatti in Francia [37], Croazia [36] e Cina [34].

Questi diversi test anticorpali utilizzati per rilevare la precedente esposizione di animali da compagnia a SARS-CoV-2 eseguiti in tutto il mondo dimostrano che è necessaria la standardizzazione di un test sierologico per valutare e confrontare meglio i sierosondaggi.

Secondo i nostri dati, le frequenze di cani e gatti sieropositivi per gli anticorpi neutralizzanti per SARS-CoV-2 erano inferiori alle frequenze di positività mediante RT-PCR (2 volte inferiori nei gatti e 8 volte inferiori nei cani). Inoltre, solo il 16,7% (2/12) degli animali che sono risultati positivi alla RT-PCR era sieropositivo per gli anticorpi neutralizzanti.

Questi risultati differiscono da un altro studio longitudinale con un disegno simile condotto in Texas in cui la sieroprevalenza (18,6%) era superiore alla frequenza di positività mediante RT-PCR (5,2%) [17]. In quello studio, il 50% di questi animali risultati positivi alla RT-PCR era sieropositivo per gli anticorpi neutralizzanti [17]. Nello stesso studio, il parametro utilizzato per il campionamento di cani e gatti era il giorno in cui al membro umano della famiglia è stato diagnosticato un caso di COVID-19.

I casi RT-PCR-positivi in ​​tempo reale sono stati rilevati da tre a 27 giorni dopo la diagnosi umana e gli animali sieropositivi tra cinque e 93 giorni dopo la diagnosi umana.

Nel presente studio, il parametro utilizzato per iniziare la raccolta di campioni di animali da compagnia è stato l’insorgenza dei sintomi del COVID-19 nel proprietario. I casi positivi alla RT-PCR in tempo reale sono stati rilevati tra 18 e 51 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi del caso umano COVID-19 e gli animali sieropositivi sono stati rilevati da 18 a 45 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi.

Si raccomanda il campionamento precoce dopo l’insorgenza dei sintomi nell’uomo per aumentare la sensibilità per il rilevamento di SARS-CoV-2 mediante RT-PCR e migliorare l’affidabilità del risultato [26]. Inoltre, cani e gatti sviluppano anticorpi contro SARS-CoV-2 misurati dal PRNT già sette e 14 giorni dopo l’infezione. Sono necessari studi futuri per definire il miglior momento di raccolta dei campioni per la RT-PCR in tempo reale e i test anticorpali per la diagnosi di infezione da SARS-CoV-2 o esposizione in cani e gatti per una migliore valutazione della storia naturale della SARS -Infezione da CoV-2 negli animali da compagnia.

Gli animali del nostro studio hanno sviluppato segni di malattia non specificati, lievi e reversibili senza importanti anomalie di laboratorio. Sono stati osservati anche segni respiratori e/o gastrointestinali nei gatti del Belgio, Francia, Italia, Spagna e nei due gatti degli Stati Uniti [9, 10, 12-14]. La prevalenza di infezioni trasmesse da vettori passate o attuali nei cani nel nostro studio era quasi del 30%, ma non era un fattore di rischio per l’infezione animale da SARS-CoV-2.

È stato dimostrato che la sterilizzazione riduce il rischio di cancro mammario, piometra o cancro ai testicoli e aumenta il rischio di alcune malattie autoimmuni [39]. Una marcata riduzione o eliminazione dei comportamenti sessualmente dimorfici di cani e gatti, come il roaming, specialmente nei gatti, e una diminuzione dell’aggressività (che aumenta l’interazione), specialmente nei cani, sono altri effetti negli animali sterilizzati [40-42]. La sterilizzazione nel presente studio era un fattore di rischio per l’infezione da SARS-CoV-2 negli animali.

Un’ipotesi per questo risultato è che la riduzione del roaming porti l’animale a rimanere in casa a stretto contatto con il proprietario infetto da SARS-CoV-2. Rafforzando questa ipotesi, la caratteristica dell’animale di trascorrere la maggior parte del tempo in casa è stata anche associata all’infezione animale da SARS-CoV-2 nel presente studio. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per chiarire meglio la fisiopatologia di questa associazione.

I nostri dati suggeriscono che lo stretto contatto dell’animale con il proprietario con COVID-19, come condividere il letto con il proprietario con COVID-19, sembra essere il principale fattore di rischio per l’infezione degli animali. Pertanto, si raccomanda che gli esseri umani sospetti o confermati con COVID-19 evitino il contatto ravvicinato con i loro animali da compagnia e che un altro membro non infetto da SARS-CoV-2 della loro famiglia si prenda cura di loro. L’uso di maschere per il viso e misure igieniche di base dovrebbero essere seguite durante la manipolazione e la cura degli animali.

Il nostro studio ha alcune limitazioni:

1) Anche con un disegno longitudinale che include tre raccolte in momenti diversi dopo la diagnosi umana di COVID-19, non è stato possibile determinare la durata dell’eliminazione virale e della risposta anticorpale in tutti gli animali con infezione da SARS-CoV-2. Cinque animali hanno mostrato evidenza di infezione da SARS-CoV-2 solo nell’ultima raccolta di campioni e alcuni animali, in particolare i gatti, non hanno avuto campioni raccolti in tutte le visite per scelta dei loro proprietari;

2) Non è stato possibile valutare il confronto delle sequenze nucleotidiche SARS-CoV-2 tra i casi umani di COVID-19 e i loro animali domestici positivi a causa della notevole bassa carica virale rilevata da tutti i campioni animali risultati positivi. A causa della bassa carica virale, non siamo stati in grado di ottenere sequenze complete del genoma attraverso il Next-Generation Sequencing (NGS) (tecnologia Illumina) per migliori analisi filogenetiche. Per questo motivo, deve ancora essere chiarito se l’infezione dell’animale è stata causata dallo stesso virus dei loro tutori e se sono state presentate mutazioni virali nei campioni dell’animale;

3) Non siamo stati inoltre in grado di valutare se la presenza di altri problemi di salute sottostanti come il cancro e l’immunosoppressione potesse essere correlata alla rilevazione di SARS-CoV-2 a causa delle buone condizioni di salute degli animali arruolati nello studio;

4) I dati sui fattori associati all’infezione da SARS-CoV-2 negli animali dovrebbero essere interpretati con cautela a causa della piccola dimensione del campione dello studio, che può riflettersi negli intervalli di confidenza più ampi osservati; 5) Sebbene il PRNT che utilizza un criterio altamente conservativo di positività del 90% di neutralizzazione sia il test più specifico per gli anticorpi neutralizzanti, senza l’inclusione di altri coronavirus come diagnosi differenziale la possibilità di cross-reattività non può essere completamente scartata.

Il presente studio evidenzia il ruolo dell’approccio One Health nella mitigazione e nel controllo della pandemia di COVID-19 [43, 44]. L’infrastruttura di sorveglianza integrata dell’Istituto nazionale di malattie infettive Evandro Chagas e del Laboratorio di riferimento regionale nelle Americhe per il Coronavirus è stata in grado di monitorare e rilevare tempestivamente l’insorgenza dell’infezione da SARS-CoV-2 sia nell’uomo che negli animali utilizzando un approccio multi-professionale , compresi veterinari, medici, altri professionisti della salute e uno statistico I risultati del nostro studio sono stati forniti al Ministero brasiliano dell’agricoltura, del bestiame e dell’approvvigionamento alimentare e possono contribuire all’indagine sui punti caldi SARS-CoV-2 degli animali.

In conclusione, questo studio ha dimostrato la presenza e la persistenza dell’infezione da SARS-CoV-2 in diversi campioni biologici di cani e gatti che vivevano nella stessa residenza dei proprietari infetti da SARS-CoV-2. L’indagine dei segni clinici associati all’infezione e l’analisi dei dati di laboratorio di questi animali suggerisce che gli animali domestici possono presentare da un’assenza di segni clinici a manifestazioni respiratorie e gastrointestinali transitorie non specificate e lievi, senza anomalie di laboratorio significativamente associate.

I risultati qui presentati suggeriscono che le persone con diagnosi di COVID-19 dovrebbero evitare il contatto diretto con i loro animali domestici finché rimangono malati e che devono essere condotti ulteriori studi longitudinali per confermare questi risultati.

link di riferimento: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0250853

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