Esistono più ceppi di SARS-CoV-2?

Esistono più ceppi di SARS-CoV-2?

A inizio marzo dei ricercatori dell’Università di Peking (Tang et al, 2020)[1] hanno pubblicato uno studio in cui descrivevano due “tipi” di SARS-CoV-2, denominati “L” e “S”, differenziati da due mutazioni e presenti rispettivamente nel 70 e 30% dei campioni analizzati. Secondo Tang e colleghi, il virus SARS-CoV-2 sarebbe comparso nella forma S e sarebbe poi evoluto in quella L, dando origine a un ceppo più aggressivo, perché più infettivo o più abile nel replicasi. La notizia è presto arrivata alla stampa ed è stata diffusa da diversi giornali.

L‘analisi di Tang si basava sul confronto di 103 genomi virali. L’epidemia di SARS-CoV-2 è infatti stata accompagnata da un intenso sforzo nel sequenziamento del genoma virale partendo dai campioni prelevati dai pazienti. Ad oggi il database Gisaid (https://www.gisaid.org/) riporta una raccolta di oltre 31 mila genomi virali di SARS-CoV-2. Questa raccolta di sequenze permette di individuare mutazioni nel genoma del virus, alcune delle quali si traducono in mutazioni nelle proteine virali. Le mutazioni sono una realtà comune per i virus, specie quelli a RNA come i Coronavirus; la frequenza delle mutazioni può variare da virus a virus ma il tasso di mutazione del SARS-CoV-2 non alimenta particolare preoccupazione nei ricercatori in quanto ritenuto “mediocre” [2] quando confrontato con altri virus come quello dell’influenza. Lo studio di queste mutazioni sta alla base del lavoro dei bio-informatici che possono tracciare la pandemia, ricostruire l’albero genealogico che separa questo virus dagli altri Coronavirus noti (come SARS-CoV e MERS-CoV ma anche i Coronavirus trovati nei pipistrelli, come RaTG13) e appunto stimare il tasso di mutazione del virus.

Tuttavia la presenza di mutazioni nelle proteine virali non è osservazione sufficiente per definire la presenza di più ceppi (o tipi) in quanto non sempre comporta differenze biologiche (come patogenicità, viralità, resistenza alle temperature) tra i due virus. Come spiegato da Vincent Racaniello, Professore di Microbiologia e Immunologia alla Columbia University, quando un virus viene prelevato dal paziente e sequenziato, si parla di “isolato virale” [3]. Il termine “ceppo virale” andrebbe usato esclusivamente quando il nuovo isolato dimostra di avere proprietà biologiche nuove, un fenotipo che differisce dal virus noto. Ma dimostrare che il virus abbia acquisito caratteristiche nuove non è un percorso semplice, richiede molteplici esperimenti in laboratorio che confrontino i due virus in esame usando un modello controllato. Ad oggi risulta esserci un solo ceppo virale di SARS-CoV-2, che corrisponde al virus isolato per la prima volta a Wuhan.

L’articolo di Tang è stato criticato da un gruppo di bioinformatici del Centre for Virus Research di Glasgow (MacLean et al, 2020)[4]. MacLean e colleghi affrontano in particolare la fallacia dell’assunto “maggiore distribuzione = maggior capacità infettiva”. La maggior diffusione di una mutazione può essere spiegata dall’effetto del fondatore, non raro all’inizio di nuove epidemie: dall’epicentro dell’epidemia alcune copie del virus arrivano in nuove aree geografiche dove, trovando una popolazione completamente suscettibile, si propagano facilmente. In questo modo, mutazioni che magari erano rare nell’epicentro dell’epidemia si propagano in questi nuovi focolai, diventando molto comuni senza che abbiano in realtà una capacità infettiva maggiore. Anche il processo di deriva genetica può essere alla base della distribuzione di una mutazione in quanto la trasmissione di un virus rispetto all’altro può dipendere da eventi casuali, come l’infezione di una persona che, con uno stile di vita più sociale, riesce a trasmettere l’infezione a un maggior numero di persone rispetto ad altri. Il tipo L si sarebbe quindi potuto diffondere per motivazioni casuali e non per forza perché piú aggressivo.

MacLean e colleghi fanno anche un’osservazione sui bias intrinseci nell’analisi dei sequenziamenti virali. Essi infatti dipendono dalla capacità di una nazione di sequenziare il genoma degli isolati virali ma sono anche strettamente collegati al tracciamento dei contatti. La maggior presenza di alcune mutazioni nei sequenziamenti potrebbe non rappresentare la reale distribuzione di quella mutazione nella popolazione ma rispecchiare piuttosto infezioni collegate, a cui si è risaliti tramite il tracciamento dei contatti.

Ultimamente sui giornali la minor gravità dei casi di Covid-19 rilevata dai medici viene spesso associata a un “ingentilimento” del virus, ovvero possibili mutazioni che renderebbero il virus meno aggressivo. Tuttavia neanche in questo caso vi sono prove che stia ora circolando un nuovo ceppo del virus. A Brescia il gruppo del Professor Arnaldo Caruso avrebbe isolato una variante del virus che mostra una ridotta replicazione in coltura cellulare[5]. Il lavoro è in corso e non è stato ancora pubblicato ma la notizia è giunta sui giornali, alimentando la narrativa del virus che perde aggressività. Tuttavia lo stesso Caruso spiega che non hanno idea di quanto quella variante sia diffusa e stanno ancora sequenziando il genoma del virus, cosa che crea uno scenario opposto a quello descritto da Tang e colleghi, ovvero in questo caso il fenotipo è stato osservato ma manca ancora la sequenza genomica. Anche dopo aver sequenziato il genoma di questo isolato, per capire cosa renda il virus più debole serviranno molti studi, che potranno associare una o più mutazioni al fenotipo osservato.

La riduzione dei casi gravi che molti medici osservano può avere altre spiegazioni, primi tra tutti i mesi di confinamento a cui è stata sottoposta la popolazione, che ha portato a una minor circolazione del virus e ha allentato la pressione sul sistema sanitario, che può ora prendere in cura i pazienti agli stadi precoci della malattia. I medici hanno inoltre fatto esperienza nel curare questa malattia che a inizio anno era del tutto sconosciuta. E’ probabile poi che il distanziamento fisico riduca la carica virale a cui gli infetti sono sottoposti ed è ancora poco chiaro il ruolo che possa avere o meno la bella stagione.
Attribuire il declino dell’epidemia a una miracolosa mutazione del virus non solo non è supportato da prove ma sarebbe anche pericoloso. Infatti, se non vi sono ancora prove che dall’inizio epidemia a Wuhan il virus sia mutato in una forma più o meno aggressiva, è invece indubbio che sia cambiato l’ambiente in cui circola in quanto, in questi mesi, siamo cambiati noi e i nostri comportamenti, mirati a ridurre il rischio di infezione.

1) Xiaolu TangChangcheng WuXiang LiYuhe SongXinmin YaoXinkai WuYuange DuanHong ZhangYirong WangZhaohui QianJie Cui, and Jian Lu.
On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2. Natl Sci Rev. 2020 Mar 3 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7107875/ 

2) Lucy van DorpMislav AcmanDamien RichardLiam P. ShawCharlotte E. FordLouise OrmondChristopher J. Owen, Juanita PangCedric C.S. TanFlorencia A.T. BoshierArturo Torres Ortiz and François Ballouxa.
Emergence of genomic diversity and recurrent mutations in SARS-CoV-2. Infect Genet Evol. 2020 Sep
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7199730/

3) Vincent Racaniello
There is one, and only one strain of SARS-CoV-2
https://www.virology.ws/2020/05/07/there-is-one-and-only-one-strain-of-sars-cov-2/

4) Oscar A MacLeanRichard J OrtonJoshua B SingerDavid L Robertson
No evidence for distinct types in the evolution of SARS-CoV-2
Virus Evolution, Volume 6, Issue 1, January 2020
https://academic.oup.com/ve/article/6/1/veaa034/5827470

5) Covid 19. “Abbiamo isolato il virus, è meno forte”. Svolta in laboratorio: ecco le prove https://www.quotidiano.net/cronaca/coronavirus-meno-aggressivo-1.5166597