La alta variabilidad a nivel individual en la diseminación del SARS-CoV-2 puede explicar la superpropagación


Investigadores en los Estados Unidos han proporcionado una descripción de alta resolución de la dinámica viral involucrada en la infección aguda con el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente que causa la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19).

El muestreo longitudinal diario del equipo de 60 individuos recién infectados reveló que una variación significativa de persona a persona en la diseminación del virus infeccioso contribuye a la superpropagación.

La superpropagación es el término utilizado para describir una pequeña fracción de las personas infectadas que representan un nivel desproporcionado de transmisión comunitaria.

“Estos resultados proporcionan el primer perfil empírico multiparamétrico de alta resolución de la infección aguda por SARS-CoV-2 en humanos e implican la variación de persona a persona en la diseminación de virus infecciosos en los patrones de conducción de la propagación epidemiológica de la pandemia”, escribe Christopher. Brooke de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y colegas.

Una versión preimpresa del trabajo de investigación está disponible en el medRxiv* servidor, mientras que el artículo se somete a revisión.

Estudio: el muestreo diario de la infección temprana por SARS-CoV-2 revela una heterogeneidad sustancial en la infecciosidad.  Haber de imagen: Thomas Stockhausen / Shutterstock

La dinámica de la diseminación del SARS-CoV-2 es poco conocida

“Se han ofrecido numerosas explicaciones ambientales y de comportamiento para explicar la heterogeneidad de la transmisión, pero no está claro hasta qué punto las características subyacentes del proceso de infección dentro de los huéspedes individuales contribuyen al fenómeno de superpropagación”, dicen Brooke y el equipo.

Los investigadores dicen que abordar esta brecha de conocimiento informará el diseño de estrategias más específicas y efectivas para controlar la propagación comunitaria.

¿Qué hicieron los investigadores?

El equipo realizó un muestreo longitudinal diario de sesenta individuos infectados con SARS-CoV-2 durante 14 días para capturar la dinámica del virus infeccioso y la diseminación de ARN viral durante la infección aguda.

Al ajustar modelos mecanicistas, el equipo estimó directamente la reproducción viral, el aclaramiento y la infecciosidad de cada individuo.

Durante el otoño de 2020 y la primavera de 2021, todos los profesores, el personal y los estudiantes de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign se sometieron a la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcripción inversa (RT-qPCR) para el SARS-CoV-2 al menos dos veces al año. semana.

Brooke y sus colegas aprovecharon este examen a gran escala para inscribir a las personas infectadas (edad media 28 años; rango de edad de 19 a 73 años) y analizaron muestras nasales y de saliva diarias para generar un retrato de alta resolución de la dinámica viral durante la etapa inicial de la infección.

¿Qué encontraron?

Los resultados revelaron un alto nivel de variación de persona a persona en la diseminación de virus infecciosos, lo que, según el equipo, proporciona una explicación parcial del papel que desempeñan los superpropagadores en la transmisión comunitaria del SARS-CoV-2.

El estudio reveló diferencias significativas a nivel individual en la duración de la diseminación del virus infeccioso, en la cinética de depuración y en la relación temporal entre la diseminación en los compartimentos nasal y de saliva.

Cuando los investigadores compararon las frecuencias de síntomas informadas durante los días en los que los individuos dieron positivo o negativo en el cultivo para la infección, fue significativamente más probable que se informaran dolores musculares, secreción nasal y picazón en la garganta en los días en que los participantes dieron positivo.

Esto sugiere que estos síntomas específicos podrían servir como indicadores potenciales del estado infeccioso, dicen los investigadores.

Dinámica viral del SARS-CoV-2 capturada mediante muestreo diario.  (A) Tendencias temporales para la saliva RTqPCR (puntos verde azulado), el hisopo nasal RTqPCR (puntos azul marino), el cultivo viral del hisopo nasal (cruces rojas) y los resultados positivos de la prueba del antígeno del hisopo nasal (área sombreada mostaza oscura).  El eje X muestra los días desde el pico medido en la carga del genoma viral del frotis nasal, que se indica mediante una línea de puntos vertical.  El eje Y izquierdo indica los valores Ct para el ensayo RTqPCR en saliva (covidSHIELD) y los valores Cn para el ensayo RTqPCR con hisopo nasal (Abbott Alinity).  El eje Y derecho indica los resultados de los ensayos de cultivo viral, donde el día de cultivo positivo indica el día de incubación en el que> 50% de las células Vero-TMPRSS2 infectadas con la muestra dieron positivo para el efecto citopático.  La línea discontinua horizontal indica el límite de detección de RTqPCR y ensayos de cultivo viral.  El título de cada gráfico indica el ID de participante de las 30 personas principales con la mayor cantidad de puntos de datos (los 30 participantes restantes se muestran en la figura S1).  Un asterisco junto a la identificación del participante indica la variante de infección B.1.1.7.  (B) Valores individuales de Ct (para saliva) y Cn (para hisopos nasales) de muestras trazadas en base a resultados concurrentes del ensayo de cultivo viral.” height=”1430″ src=”https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg” srcset=”https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/1430/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 1430w, https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/1350/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 1350w, https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/1150/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 1150w, https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/950/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 950w, https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/750/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 750w, https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/550/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 550w, https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/image-handler/ts/20210714121941/ri/450/picture/2021/7/2021.07.12.21260208v1.jpg 450w” sizes=”(min-width: 1200px) 673px, (min-width: 1090px) 667px, (min-width: 992px) calc(66.6vw – 60px), (min-width: 480px) calc(100vw – 40px), calc(100vw – 30px)” title=”Dinámica viral del SARS-CoV-2 capturada mediante muestreo diario.  (A) Tendencias temporales para la saliva RTqPCR (puntos verde azulado), el hisopo nasal RTqPCR (puntos azul marino), el cultivo viral del hisopo nasal (cruces rojas) y los resultados positivos de la prueba del antígeno del hisopo nasal (área sombreada mostaza oscura).  El eje X muestra los días desde el pico medido en la carga del genoma viral del frotis nasal, que se indica mediante una línea de puntos vertical.  El eje Y izquierdo indica los valores Ct para el ensayo RTqPCR en saliva (covidSHIELD) y los valores Cn para el ensayo RTqPCR con hisopo nasal (Abbott Alinity).  El eje Y derecho indica los resultados de los ensayos de cultivo viral, donde el día de cultivo positivo indica el día de incubación en el que> 50% de las células Vero-TMPRSS2 infectadas con la muestra dieron positivo para el efecto citopático.  La línea discontinua horizontal indica el límite de detección de RTqPCR y ensayos de cultivo viral.  El título de cada gráfico indica el ID de participante de las 30 personas principales con la mayor cantidad de puntos de datos (los 30 participantes restantes se muestran en la figura S1).  Un asterisco junto a la identificación del participante indica la variante de infección B.1.1.7.  (B) Valores individuales de Ct (para saliva) y Cn (para hisopos nasales) de muestras trazadas en base a resultados concurrentes del ensayo de cultivo viral.” width=”1430″/></p>
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La diseminación del genoma viral alcanzó su punto máximo antes en las muestras de saliva

Brooke y sus colegas observaron un sorprendente grado de discordancia en la dinámica viral entre las muestras nasales y de saliva entre la mayoría de los participantes.

Entre 41 de 54 individuos analizados, la diseminación del genoma viral alcanzó su punto máximo al menos un día antes en las muestras de saliva que en las nasales.

El equipo dice que esto indica una fuerte compartimentación de las cavidades nasal y oral y sugiere que la saliva podría servir como un sitio de muestreo superior para la detección temprana de infecciones.

Además, el aclaramiento viral difirió significativamente entre las muestras nasales y de saliva, y la carga del genoma viral posterior al pico disminuyó más rápidamente en las muestras nasales que en las muestras de saliva.

La infecciosidad a nivel individual también fue muy variable, con una diferencia de más de 30 veces entre la infecciosidad estimada más alta y más baja.

“Esto enfatiza el potencial de un pequeño subconjunto de individuos que exhiben una alta infecciosidad intrínseca para funcionar como ‘superpropagadores’ si tienen contactos frecuentes y / o de alto riesgo durante el período infeccioso”, escriben los investigadores.

Comparación del linaje B.1.17 (alfa) y virus no B.1.17

Los investigadores compararon la dinámica de diseminación entre la variante B.1.1.7 (alfa) del SARS-CoV-2 y los virus no B.1.1.7 para investigar si alguna diferencia significativa en la diseminación podría explicar la transmisibilidad mejorada de B.1.1.7.

El análisis de 15 individuos infectados con B.1.1.7 sugirió que la dinámica de diseminación del genoma viral en muestras nasales es indistinguible entre infecciones B.1.1.7 y no B.1.1.7 y que no hubo diferencias significativas en la infecciosidad general entre B. 1.1.7 y virus no B.1.1.7.

Sin embargo, el análisis de las muestras de saliva reveló un aumento más lento de las cargas virales antes del pico para B.1.1.7, en comparación con los virus no B.1.1.7.

“Debido a que el inicio de los síntomas parece ocurrir en el momento del pico la carga viral, la excreción prolongada antes del pico en la saliva por parte de B.1.1.7 podría potencialmente mejorar la transmisibilidad al extender el período de excreción presintomática del virus ”, sugiere el equipo. “Sin embargo, se necesitan más datos para determinar si existe un vínculo mecánico entre la cinética de desprendimiento previo al pico y el potencial de transmisión”.

¿Qué concluyeron los autores?

Brooke y sus colegas dicen que los resultados de este muestreo diario multicompartimental de la dinámica viral entre docenas de personas recién infectadas con SARS-CoV-2 proporcionan la descripción más completa y de alta resolución de la dinámica de eliminación y eliminación del SARS-CoV-2 en humanos para fecha.

“En conjunto, nuestros datos brindan una visión sin precedentes de la dinámica viral longitudinal de la infección por SARS-CoV-2 en humanos e implican heterogeneidad a nivel individual en diseminación viral y el compartimento oral y como jugando papeles críticos en la transmisión ”, concluyen.

*Noticia importante

medRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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