Korzystając z narzędzi do datowania molekularnego i symulacji epidemiologicznych, naukowcy z University of California San Diego School of Medicine, wraz z kolegami z University of Arizona oszacowali, że wirus SARS-CoV-2 prawdopodobnie bytował niewykrywany przez około dwa miesiące przed opisaniem pierwszych przypadków COVID-19 u mieszkańców Wuhan w Chinach pod koniec grudnia 2019 r.
Wirus naturalnie obumiera i nie powoduje epidemii?
Naukowcy zauważają również, że ich symulacje sugerują, że mutujący wirus ginie w sposób naturalny przez ponad trzy czwarte czasu obecności, nie powodowałby więc epidemii.
– Nasze badanie miało odpowiedzieć na pytanie, jak długo SARS-CoV-2 mógł krążyć w Chinach, zanim został odkryty – powiedział starszy autor dr Joel O. Wertheim, profesor nadzwyczajny Wydziału Chorób Zakaźnych i Zdrowia Publicznego w UC San Diego School of Medicine.
– Aby odpowiedzieć na to pytanie, połączyliśmy trzy ważne informacje: szczegółowe zrozumienie, w jaki sposób SARS-CoV-2 rozprzestrzeniał się w Wuhan przed ogłoszeniem pandemii, różnorodność genetyczną wirusa w Chinach oraz doniesienia o najwcześniejszych przypadkach COVID-19 w Chinach. Łącząc te rozbieżne linie dowodów, byliśmy w stanie ustalić górną granicę na połowę października 2019 r., kiedy SARS-CoV-2 zaczął krążyć w prowincji Hubei.
Przypadki COVID-19 po raz pierwszy zgłoszono pod koniec grudnia 2019 r. w Wuhan, położonym w prowincji Hubei w środkowych Chinach. Wirus szybko rozprzestrzenił się poza Hubei. Chińskie władze otoczyły region i wdrożyły środki łagodzące w całym kraju. Do kwietnia 2020 r. Lokalna transmisja wirusa była pod kontrolą, ale do tego czasu COVID-19 był pandemią, w której ponad 100 krajów zgłosiło przypadki.
SARS-CoV-2 to odzwierzęcy koronawirus, który prawdopodobnie przeszedł z nieznanego zwierzęcia na człowieka. Dużym wysiłkiem było zidentyfikowanie, kiedy wirus zaczął się rozprzestrzeniać wśród ludzi. Pierwsza grupa przypadków – i najwcześniejsze zsekwencjonowane genomy SARS-CoV-2 – były związane z rynkiem owoców morza Huanan, ale autorzy badania twierdzą, że jest mało prawdopodobne, aby klaster ten wyznaczył początek pandemii, ponieważ najwcześniej udokumentowany przypadek COVID-19 nie miał związku z rynkiem.
Raporty z gazet regionalnych sugerują, że diagnozy COVID-19 w Hubei sięgają co najmniej 17 listopada 2019 r., co sugeruje, że wirus już aktywnie krążył, gdy chińskie władze wprowadziły środki w zakresie zdrowia publicznego.
Zegar molekularny
W nowym badaniu naukowcy wykorzystali analizy ewolucyjne zegara molekularnego, aby spróbować ustalić, kiedy wystąpił pierwszy lub pierwszy zindeksowany przypadek SARS-CoV-2. „Zegar molekularny” to termin określający technikę, która wykorzystuje współczynnik mutacji genów do wnioskowania, kiedy dwie formy życia (lub więcej) rozprzestrzeniły się – w tym przypadku, gdy istniał wspólny przodek wszystkich wariantów SARS-CoV-2, oszacowany w tym badaniu już w połowie listopada 2019 r.
Datowanie molekularne ostatniego wspólnego przodka jest często uważane za synonim przypadku odnotowania pojawiającej się choroby. Jednak współautor, dr Michael Worobey, profesor ekologii i biologii ewolucyjnej na University of Arizona mówi:
– Taki przypadek może prawdopodobnie poprzedzać wystąpienie wspólnego przodka. Faktyczny pierwszy przypadek tej epidemii mógł mieć miejsce na dni, tygodnie lub nawet wiele miesięcy przed szacowanym wspólnym przodkiem. Ustalenie długości tego „bezpiecznika filogenetycznego” było sednem naszego dochodzenia.
Na podstawie tej pracy naukowcy szacują, że mediana liczby osób zakażonych SARS-CoV-2 w Chinach była mniejsza niż 1 do 4 listopada 2019 r. Trzynaście dni później były to cztery osoby, a 1 grudnia 2019 r. zaledwie dziewięć osób. Pierwsze hospitalizacje w Wuhan ze schorzeniem zidentyfikowanym później jako COVID-19 miały miejsce w połowie grudnia.
Autorzy badania wykorzystali różnorodne narzędzia analityczne do ustalania, w jaki sposób wirus SARS-CoV-2 mógł zachowywać się podczas początkowej epidemii i wczesnych dni pandemii, kiedy był to w dużej mierze nieznany podmiot, a zakres zagrożenia dla zdrowia publicznego nie był jeszcze w pełni zdawany.
Narzędzia te obejmowały symulacje epidemii oparte na znanych czynnikach biologicznych wirusa, takich jak zdolność przenoszenia się i inne czynniki. Zaledwie w 29,7% tych symulacji wirus był w stanie wywołać samoutrzymujące się epidemie. W pozostałych 70,3 procentach wirus zainfekował stosunkowo niewiele osób przed wymarciem. Średnia nieudana epidemia kończyła się zaledwie osiem dni po wystąpieniu indeksu.
Nieustanne bombardowanie patogenami
– Zazwyczaj naukowcy wykorzystują różnorodność genetyczną wirusa, aby określić moment, w którym wirus zaczął się rozprzestrzeniać – powiedział Wertheim. – Nasze badanie dodało kluczowy element do tego podejścia, modelując, jak długo wirus mógł krążyć, zanim wywołał obserwowaną różnorodność genetyczną.
– Nasze podejście przyniosło zaskakujące rezultaty. Widzieliśmy, że ponad dwie trzecie czynnika epidemicznego, który próbowaliśmy symulować, wyginęło. Oznacza to, że gdybyśmy mogli cofnąć się w czasie i powtórzyć rok 2019, COVID-19 sam wygasłby bez wywołania pandemii. To odkrycie potwierdza pogląd, że ludzie są nieustannie bombardowani zoonotycznymi patogenami.
Wertheim zauważył, że nawet gdy SARS-CoV-2 krążył w Chinach jesienią 2019 roku, model naukowców sugeruje, że działo się to na niskim poziomie co najmniej do grudnia tego roku.
– Biorąc to pod uwagę, trudno jest pogodzić te niskie poziomy wirusa w Chinach z twierdzeniami o infekcjach w Europie i USA w tym samym czasie – powiedział Wertheim. – W tamtym czasie byłem dość sceptyczny wobec doniesień o COVID-19 poza Chinami.
Autorzy piszą, że pierwotny szczep SARS-CoV-2 stał się czynnikiem epidemicznym, ponieważ był mocno rozproszony, co sprzyja pogłębianiu jego trwałości, a także dlatego, że rozwijał się na obszarach miejskich, gdzie transmisja była łatwiejsza. W symulowanych epidemiach obejmujących mniej gęste społeczności wiejskie, epidemie wyginęły w 94,5 do 99,6 procent czasu.
Czytaj też:
Kolejne alarmujące dane z Ministerstwa Zdrowia. „Chciałbym mieć dobre informacje, ale...”Czytaj też:
Brytyjska odmiana koronawirusa dalej mutuje. Wykryto dwa nowe, niebezpieczne wariantyCzytaj też:
Służba zdrowia obciążona do granic wytrzymałości. Niepokojące doniesienia z różnych części kraju