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PARLA CARLO FERRARI

Tutte le risposte ai dubbi sulla pandemia

16 settembre 2020, 05:04

Tutte le risposte ai dubbi sulla pandemia

Prof. CARLO FERRARI

Direttore del reparto di Malattie infettive
del Maggiore e professore ordinario
di Malattie infettive dell'Università di Parma

 

 

Dopo la fase iniziale di emergenza Covid-19 è stata condotta tantissima ricerca, aumentando enormemente le nostre conoscenze sulle caratteristiche di SARS-CoV-2 e dell’infezione associata, che si spera possano portare all’acquisizione di nuovi importanti strategie diagnostiche e terapeutiche. Un grande problema però è che una buona parte dei dati che sono stati pubblicati non sono andati incontro ad un processo di revisione critica prima della loro pubblicazione, per cui molte informazioni che sono state diffuse a livello mediatico potrebbero risultare non attendibili. In questo momento è quindi fondamentale fare chiarezza su quali siano i risultati credibili e validati e che realmente possono contribuire alla crescita delle nostre conoscenze nel settore e che cosa invece deve essere valutato con estrema cautela per l’assenza di dati sufficientemente solidi e controllati.

 

In quest’ultimo periodo oltre ad un’incidenza contenuta, sia pure in lieve costante aumento, di nuove infezioni, i casi riscontrati sono risultati per gran parte poco severi, suggerendo la possibilità che il virus possa avere perso aggressività nei confronti dell’organismo infettato.

DATI SPERIMENTALI E CLINICI

Ma esistono dati sperimentali e clinici che supportino quest’ipotesi? Questa possibilità è in particolar modo suggerita dal fatto che SARS-CoV-2 è un virus che ha il suo patrimonio genetico racchiuso in molecole di RNA e che per questo motivo presenta un’alta propensione a mutare, con possibilità di modificare in tal modo la sua struttura e la sua funzione, comprese le sue caratteristiche di infettività e di virulenza. In realtà, i dati disponibili indicano che i coronavirus, come SARS-CoV-2, vanno incontro a mutazioni in modo più lento rispetto ad altri virus ad RNA, come per esempio il virus influenzale o il virus dell’epatite C, in quanto dotati di elementi costitutivi specifici (denominati enzimi) che agiscono da veri e propri correttori di bozze, conferendo al virus la capacità di correggere quegli errori che si possono verificare nella fase di replicazione e che portano all’insorgenza delle mutazioni e alle conseguenti possibili modifiche funzionali e strutturali del virus. Nonostante questo meccanismo di protezione di cui è dotato il virus, i dati derivati dal paragone delle sequenze dell’RNA virale ottenute in varie parti del mondo hanno mostrato che a livello della proteina di superficie del virus (la cosiddetta spike, che viene utilizzata dal virus stesso per aggredire le cellule del polmone ed infettarle) è comparsa e si è selezionata una mutazione che si è diffusa a livello globale e che ha portato a specifici cambiamenti strutturali della proteina spike, rendendo il virus più propenso ad infettare le cellule dell’organismo umano. Questa mutazione in posizione 614, che è quasi sempre associata ad ulteriori tre mutazioni in altre posizioni dell’RNA virale, non rende l’infezione più grave, ma sembra associarsi a più alti livelli di virus a livello dell’albero respiratorio. Questo dato ha trovato conferma in laboratorio attraverso l’utilizzo di particelle virali (denominate pseudovirus) modificate ed ingegnerizzate ad esprimere la mutazione naturale della proteina spike, che hanno mostrato come la presenza della mutazione in posizione 614 renda le particelle virali mutate effettivamente più infettive. Ma la più forte evidenza che questa mutazione possa veramente modificare in vivo nell’infezione umana la capacità di diffusione del virus deriva da studi recentemente compiuti in UK, nei quali sono stati analizzati la bellezza di circa 25.000 campioni differenti di virus, che hanno mostrato come la mutazione non determini cambiamenti evidenti nell’andamento clinico dell’infezione, ma induca una trasmissione più rapida del virus, stimata in circa il 20% in più a paragone dei virus senza mutazione.

Ma il dato forse più interessante derivato da studi di sequenza dell’RNA virale è il riscontro di varianti virali che presentano una perdita di una porzione di RNA (cioè una delezione) in una delle regioni cosiddette non strutturali del virus, la regione denominata ORF8, fondamentale per il ciclo replicativo del virus stesso. Tale delezione conduce ad una attenuazione della severità dell’infezione, in quanto associata a quadri clinici più blandi, con livelli più elevati di ossigeno nel sangue e più basse concentrazioni di citochine e chemochine, la cui concentrazione nel sangue risulta aumentata nelle forme più severe di infezione da Covid-19. Di estremo interesse il fatto che simili delezioni in ORF8 sono state riscontrate inizialmente a Singapore, dove la mortalità è pressochè nulla, ma anche in Cina, in Australia, in Spagna, in Bangladesh. Ed ancora più rilevante è il fatto che delezioni di questa regione dell’RNA virale sono state riscontrate nell’epidemia di SARS del 2002-2003, conducendo anche in quel caso ad un’attenuazione della patologia polmonare e al successivo controllo dell’epidemia. Anche se questa variante virale non mostra una diffusione globale, come è il caso della mutazione 614 della proteina spike, il suo riscontro indica tuttavia come eventi mutazionali capaci di rendere il virus meno aggressivo possano veramente realizzarsi, anche se nella nostra area geografica non esistono per ora evidenze di questo tipo. Un evento di questo genere è stato molto importante per lo spegnimento dell’epidemia da SARS, ma sarà molto più complesso da realizzarsi globalmente in una pandemia come quella da COVID-19, nella quale è ovviamente necessario che le particelle virali meno aggressive prendano il sopravvento su quelle più aggressive in tutto il mondo.

 

Nel nostro contesto attuale quindi la minore incidenza di casi gravi potrebbe essere per lo più imputabile al fatto che le nuove infezioni si realizzano in soggetti prevalentemente giovani, con sintomatologia assente o minima e che probabilmente sono infettati con più basse quantità di virus, che determinano per questo motivo infezioni più blande.

 

PAZIENTI ASINTOMATICI E CONTAGIO

Ma abbiamo a disposizione dati sufficientemente solidi per potere affermare con certezza che i pazienti asintomatici abbiano poco virus nel loro organismo e che quindi non siano pericolosi dal punto di vista della trasmissione dell’infezione? I pazienti asintomatici vengono comunemente considerati dei bassi diffusori di virus, che, come tali, non dovrebbero costituire un importante rischio per la diffusione dell’infezione, sia in comunità che all’interno degli ospedali. In realtà i dati disponibili non sono univoci, ma risultano spesso contraddittori. Quindi il quesito è se davvero la quantità di virus presente nell’organismo infettato sia sempre differente in chi ha malattia severa rispetto a chi è asintomatico o pauci-sintomatico.

 

A tale proposito, un dato da considerare è che le più alte quantità di virus sono solitamente dimostrabili nelle fasi iniziali dell’infezione, subito dopo l’inizio della sintomatologia, e che i più alti livelli sono solitamente presenti a livello della mucosa nasale. In linea con quest’osservazione, studi recenti pubblicati sulla prestigiosa rivesta Cell, indicano che l’espressione del recettore cellulare che il virus utilizza per infettare le cellule del tratto respiratorio, denominato ACE2, presenta un gradiente di distribuzione a livello dell’albero respiratorio, con sua massima espressione a livello delle cellule mucose del naso e progressiva diminuzione a livello delle cellule delle vie respiratorie più basse. Inoltre, la quantità di virus presente nell’organismo tende a diminuire in relazione al tempo di infezione, per cui i livelli di virus solitamente si abbassano in coincidenza della seconda fase dell’infezione, la cosiddetta fase infiammatoria, nella quale subentrano i sintomi più gravi nei pazienti che non riescono a controllare l’infezione in tempi rapidi. Quindi, la valutazione sequenziale della carica virale in tamponi naso-faringei seriali potrebbe teoricamente essere un parametro utilizzabile per identificare i casi in cui la diminuzione del virus non viene a coincidere con un miglioramento clinico, suggerendo in questo modo il momento ottimale in cui iniziare le terapie antinfiammatorie specifiche. I dati disponibili però non mostrano una correlazione sufficientemente stretta fra quantità di virus e severità del quadro polmonare, per cui questo parametro predittivo non può per ora essere applicabile alla pratica clinica quotidiana nel singolo paziente.

 

Questo significa anche che non esiste una costante differenza fra pazienti sintomatici ed asintomatici relativamente alla quantità di virus presente nell’organismo infettato, il che implicherebbe una non irrilevante possibilità di trasmissione dell’infezione anche da parte dei pazienti asintomatici. Su questo punto però i dati sono contraddittori, perché altri studi mostrano come la carica virale nei casi severi sia molto superiore rispetto ai casi lievi, addirittura fra 50 e 100 volte più alta. Quindi leggendo criticamente la letteratura e basandoci anche sui dati generati nei nostri laboratori si può realisticamente affermare che i pazienti asintomatici presentino sicuramente una più bassa potenzialità di trasmissione dell’infezione, che tuttavia non può essere totalmente esclusa per il fatto che alcuni pazienti asintomatici possono albergare quantità piuttosto elevate di virus nell’organismo e per il fatto che nel singolo paziente si possono realizzare fluttuazioni dei livelli di virus nel tempo prima del completo controllo dell’infezione stessa. Questo quindi significa che anche i pazienti asintomatici debbono comunque essere considerati, dal punto di vista epidemiologico, pazienti a rischio di trasmissione, sia all’interno della comunità, che all’interno dell’ambiente ospedaliero.

 

I coronavirus sono virus che non cronicizzano, cioè che non persistono indefinitamente all’interno dell’organismo infettato, ma che vengono eliminati in tempi più o meno lunghi grazie alla risposta immunitaria che l’organismo infettato riesce a montare. Questo implica quindi che quei pazienti che mostrano positività dei tamponi per periodi più lunghi della media riusciranno comunque a controllare con successo l’infezione.

 

Una volta che l’infezione è stata controllata ed il virus è stato eliminato dall’organismo, gli anticorpi anti-SARS-Cov-2 rappresentano il parametro laboratoristico che rimane positivo a testimonianza dell’avvenuta esposizione al virus. Fra i vari tipi e le varie classi di anticorpi che vengono prodotti sono compresi anche gli anticorpi neutralizzanti, che svolgono un ruolo fondamentale nel controllo e nell’eliminazione del virus dall’organismo. Relativamente a questo rimangono però molti questi irrisolti. Non abbiamo infatti dati definitivi riguardanti la durata degli anticorpi nel tempo, la loro reale capacità proteggente in vivo nell’infezione naturale, le eventuali differenze di risposta anticorpale in pazienti che abbiano sviluppato infezioni asintomatiche, lievi o severe, la qualità e la quantità degli anticorpi che garantiscano protezione del singolo individuo e quindi la possibilità di reinfezione anche in soggetti che siano stati capaci di sviluppare efficientemente risposte anticorpali, guarendo da una precedente infezione da SARS-Cov-2.

 

ANTICORPI: QUANTO RIMANGONO?

Quindi, la produzione di anticorpi anti-SARS-Cov-2 è duratura nel tempo o tende a svanire rapidamente dopo la guarigione dall’infezione? Per esempio, i pazienti che vengono infettati con i comuni coronavirus responsabili dei raffreddori stagionali sviluppano anticorpi che li possono proteggere per un certo periodo di tempo. E’ stato d’altronde dimostrato che anticorpi neutralizzanti in pazienti guariti da SARS rimangono positivi anche per alcuni anni.

 

Ma cosa sappiamo riguardo al comportamento degli anticorpi nei pazienti infettati da SARS-CoV-2? Innanzi tutto, possiamo assumere che praticamente tutti i soggetti che sono guariti da un’infezione da SARS-CoV-2 siano in grado di sviluppare anticorpi, come per esempio dimostrato da un recente studio condotto alla Mount Sinai School of Medicine in New York, in cui, di 1300 pazienti con sintomi di malattia, il 99% ha sviluppato anticorpi. Inoltre, sembra esistere una correlazione fra gravità dell’infezione e quantità di anticorpi presenti nell’organismo, nel senso che le maggiori quantità di anticorpi sembrano essere prodotte dai soggetti che hanno infezioni più severe. Questo è un dato non totalmente previsto e in qualche modo sorprendente, perché una maggiore quantità di anticorpi è attesa essere presente nei pazienti che guariscono più rapidamente e più facilmente dall’infezione. Questa osservazione quindi suggerisce la possibilità che non tutti gli anticorpi abbiano un effetto positivo sull’esito dell’infezione, ma che in taluni casi possano addirittura avere un effetto nocivo. Anche la semplice durata degli anticorpi nel siero dei pazienti guariti è un elemento fortemente controverso. Per esempio, uno studio condotto su pazienti guariti con una durata del monitoraggio di circa tre mesi dopo l’inizio dei sintomi mostra come i pazienti con più alte quantità di anticorpi in fase acuta di malattia siano quelli in cui gli anticorpi persistono per la tutta durata del periodo di monitoraggio, mentre un forte declino o una negativizzazione totale degli anticorpi si realizzerebbe nei soggetti con quantità minori di anticorpi in fase acuta. Questi risultati sono stati però contraddetti da uno studio successivo condotto in Islanda con un più lungo periodo di monitoraggio, mostrando che i livelli di anticorpi tendono ad aumentare nei primi due mesi successivi alla diagnosi, raggiungendo un livello di plateau che si mantiene stabile in tutti i pazienti per l’intera durata del follow-up. Quindi, in considerazione di questi dati controversi che cosa possiamo concludere rispetto alla protezione che gli anticorpi possono conferire dopo guarigione da una prima infezione? E quindi, che cosa possiamo dire rispetto alla possibilità di reinfezione dopo guarigione da una prima malattia causata da Covid-19?

 

GUARIGIONE E IMMUNITÀ

In altre parole è possibile o non è possibile una reinfezione di un paziente guarito da una prima infezione da SARS-Cov-2?

 

Per rispondere a questo quesito, dobbiamo considerare un concetto immunologico generale ed assodato, che è applicabile a tutte le infezioni virali, e cioè che dopo guarigione dell’infezione permane la cosiddetta memoria immunologica, che garantisce una rapida ed efficiente attivazione dei meccanismi immunologici che ci proteggono dalle infezioni, molto più rapida ed efficiente di quanto viene messo in campo a seguito di una prima infezione. Gli attori principali della memoria immunologica, come anche d’altronde delle risposte primarie contri i virus, sono i linfociti: i linfociti B che sono responsabili della produzione degli anticorpi e i linfociti T che hanno il ruolo essenziale di favorire e sostenere l’attivazione dei linfociti B stessi (linfociti CD4+ helper), ma soprattutto di eliminare il virus una volta che esso si sia localizzato e nascosto all’interno delle cellule dell’organismo umano, grazie alla loro capacità citotossica, cioè di distruggere le cellule che riconoscono come infettate (linfociti CD8+ citotossici). Quindi, gli anticorpi che continuano ad essere prodotti dopo guarigione sono proprio il risultato della memoria immunologica. Tuttavia, anche dopo la loro scomparsa dal siero del paziente guarito non è assolutamente detto che il paziente stesso non sia più protetto da un’ulteriore infezione, proprio perché le risposte memoria che si innescano una volta che l’agente virale re-infetti l’organismo sono così rapide ed efficienti da impedire la diffusione del virus nell’organismo ospite. Questo significa pertanto che la durata degli anticorpi nel siero del paziente guarito e la loro quantità non sono gli unici elementi da considerare per valutare la probabilità che l’individuo guarito da una precedente infezione sia protetto, proprio perché la rapidità e l’efficienza delle risposte memoria secondarie è una caratteristica che accomuna tutti i soggetti che sono stati una prima volta esposti ad un determinato patogeno, nel nostro caso a SARS-CoV-2. Questo è il concetto generale, però ogni infezione può fare storia a sé. Per esempio, nel campo delle infezioni da virus epatitici, l’infezione da virus B conferisce una memoria completamente proteggente e duratura, mentre l’infezione da virus C determina lo sviluppo di risposte immunitarie che non sempre sono proteggenti rispetto alla reinfezione. Anche se il paragone può essere solo parzialmente calzante, in quanto i virus epatitici sono virus che cronicizzano, mentre i coronavirus determinano soltanto infezioni acute che si risolvono spontaneamente senza cronicizzare, la situazione per l’infezione da SARS-CoV-2 potrebbe essere molto simile. Questo è suggerito da studi preclinici compiuti in macachi che sono risultati protetti dalla reinfezione dopo essere riusciti a controllare con successo una prima infezione con SARS-CoV-2. Nell’infezione naturale umana la maggior parte dei casi in cui una prima negativizzazione del test molecolare sul tampone è seguita a distanza di settimane o addirittura di mesi da una nuova positivizzazione sono quasi sempre riconducibili ad una eliminazione del virus lenta nel tempo con possibili oscillazioni della quantità di virus presente nell’organismo. In tal modo i livelli di virus risulterebbero in alcuni punti tempo al di sotto della sensibilità delle metodiche utilizzate, in altri punti tempo invece i livelli di virus sarebbero sufficienti per dimostrarne la presenza. Diversa interpretazione richiedono invece i casi descritti recentemente a Hong Kong e in Nevada, per i quali si è invece potuto dimostrare con tecniche molecolari di sequenziamento dell’intero RNA del virus, che le popolazioni virali che hanno determinato la prima e la seconda infezione erano differenti dal punto di vista della loro sequenza, suggerendo che in taluni casi una reinfezione possa realmente realizzarsi. La reinfezione descritta ad Hong Kong ha dato esito ad una patologia lieve, come ci si potrebbe attendere nel caso di risposte memoria che non siano in grado di prevenire completamente l’infezione, ma che siano tuttavia in grado di diminuirne la gravità. Nel caso descritto invece in Nevada i sintomi della seconda infezione sono risultati inaspettatamente più severi rispetto alla prima infezione, come se la presenza di un sistema immunitario già capace di riconoscere il virus al momento della reinfezione potesse essere di danno, piuttosto che di giovamento per l’organismo infettato, confermando quindi la possibilità che in taluni casi gli anticorpi anti-SARS-CoV-2 possano giocare un ruolo di aggravamento piuttosto che di controllo dell’infezione.

 

Studi futuri dovranno definire la reale frequenza con cui le reinfezioni, che per ora sono da considerarsi eventi eccezionali, possano realmente realizzarsi nell’ambito della popolazione complessiva dei pazienti che riescono a guarire e controllare una prima infezione da SARS-CoV-2, ed eventualmente dopo quanto tempo dalla guarigione della prima infezione il paziente guarito possa tornare a rischio di infezione.

 

NOVITÀ NELLA DIAGNOSTICA

Esistono delle novità per migliorare la gestione dell’infezione? Anche se le nuove informazioni derivate dagli studi compiuti in questi ultimi mesi hanno spesso condotto a risultati contraddittori, sollevando nuovi quesiti a cui si dovrà dare risposta nel prossimo futuro, grazie ad essi si stanno comunque delineando alcune importanti novità nel campo della diagnostica dell’infezione da SARS-Cov-2.

 

Per l’identificazione e il monitoraggio delle infezioni da SARS-CoV-2 i test di riferimento continuano ad essere i test molecolari eseguiti sul materiale biologico ottenuto tramite tampone nasofaringeo e i test anticorpali sierologici, che vengono prevalentemente utilizzati a scopo epidemiologico per valutare il livello di circolazione del virus all’interno di una determinata popolazione, ma che possono anche rappresentare utili strumenti diagnostici nel caso in cui i test molecolari risultino negativi, allo scopo di confermare che i casi con sospetto clinico di infezione siano realmente causati da SARS-CoV-2. Le più importanti novità sono rappresentate dalla possibilità, molto prossima alla clinica, di potere utilizzare la saliva anziché il secreto nasofaringeo per la diagnosi molecolare di infezione, e dall’introduzione nella diagnostica corrente dei test rapidi per l’identificazione degli antigeni di SARS-CoV-2, il cui significato è sovrapponibile a quello dei test molecolari su tampone, ma con il grande vantaggio della rapidità di esecuzione. E’ ovvio che l’utilizzo di un campione di saliva, anziché di un campione di secreto nasofaringeo semplificherebbe grandemente l’acquisizione del materiale biologico per i test molecolari, rendendoli più affidabili e riproducibili perché il campionamento della saliva è molto più agevole e sicuro rispetto all’esecuzione di un tampone e per di più molto meglio tollerato dal paziente, che potrebbe addirittura eseguire autonomamente il prelievo di un campione salivare. Gli studi fino ad oggi pubblicati mostrano un elevato livello di correlazione fra i risultati dei test molecolari eseguiti su saliva o su secreto naso-faringeo, per cui l’utilizzo clinico del test dovrebbe essere molto vicino. I test antigienici, pur richiedendo di essere eseguiti sul materiale biologico derivato da tampone nasofaringeo, semplificheranno notevolmente la diagnostica, soprattutto perché di facile e rapida esecuzione. Gli stessi strumenti che leggono i test sierologici rapidi potrebbero essere utilizzabili anche per la lettura dei test antigienici, e questo potrebbe rendere possibile un’esecuzione e una lettura rapida contemporanea dei due test, forse anche all’interno degli stessi locali di Pronto Soccorso o per lo meno in locali contigui.

 

I test antigienici, pur essendo altamente specifici per SARS-Cov-2 e quindi poco gravati da problemi di falsi positivi, hanno ancora il limite di una scarsa sensibilità, per cui i pazienti con bassi livelli di virus potrebbero non essere identificati da questo tipo di esame, che sarà certamente molto utile nel periodo di epidemia influenzale per distinguere rapidamente i pazienti sintomatici affetti da COVID-19 o da influenza e permettere il loro rapido smistamento dal Pronto Soccorso ai reparti più idonei dell’Ospedale, con riduzione del tempo di stazionamento in Pronto Soccorso dove l’assembramento dei pazienti potrebbe creare situazioni a rischio di trasmissione dell’infezione da SARS-Cov-2.

 

AUTUNNO, LA GRANDE INCOGNITA

Quali possibili strategie adottare in questa fase della pandemia per contenere la diffusione dell’infezione? La maggiore preoccupazione attuale per la sanità è che in autunno l’epidemia influenzale si possa sovrapporre ad una ripresa nella trasmissione dell’infezione da SARS-Cov-2. Questo potrebbe portare ad un sovraccarico degli ospedali per un’eccessiva richiesta di letti per ricovero. Certamente il distanziamento sociale e l’utilizzo di dispositivi di protezione individuale, come le mascherine, dovrebbero ridurre la trasmissione anche di altre infezioni respiratorie, come l’influenza. Questo è stato effettivamente osservato in altre aree del mondo in cui la stagione dell’influenza è già arrivata, sovrapponendosi all’infezione da SARS Cov-2. Nonostante questo, la raccomandazione più forte che può essere fatta è di utilizzare nel modo più ampio possibile il vaccino antinfluenzale, il cui uso mai è stato importante come ora. Questo risulta fondamentale sia per prevenire un possibile sovraccarico eccessivo di infezioni respiratorie che potrebbero intasare gli ospedali, creando una gravissima criticità sanitaria complessiva, ma anche per evitare che singoli soggetti possono essere infettati contemporaneamente da due virus diversi, che potrebbero potenziarsi reciprocamente nel determinare danno del polmone.