Coronavirus: il punto su trasmissione, diffusione e permanenza sulle superfici e nell'aria

Una sintesi dei principali articoli di letteratura internazionale ad oggi.


30/5/2020
Il nuovo coronavirus è un virus respiratorio che si diffonde principalmente attraverso le goccioline del respiro delle persone infette (droplets) quando ad es. starnutiscono o tossiscono o si soffiano il naso, e attraverso gli atti del cantare o del parlare con enfasi. 
Altri meccanismi di trasmissione riconosciuti sono il contatto diretto ravvicinato, toccando con le mani contaminate le mucose di bocca, naso e occhi, raramente la via fecale-orale e, non ultimo, il contatto mani-mucose con superfici contaminate.  

Coronavirus e aerosol
Allo stato attuale delle conoscenze, la trasmissione mediante particelle di dimensioni inferiori ai 5 μm non è riconosciuta; tuttavia 
alcune procedure eseguite in ambiente sanitario possono generare aerosol
: intubazione tracheale, aspirazione bronchiale, broncoscopia, induzione dell'espettorato, rianimazione cardiopolmonare. Tali operazioni richiedono pertanto particolari misure di protezione (tra cui utilizzo di DPI, quali FFP2 con schermo facciale) come raccomandato anche dall’OMS. Studi recenti basati su campionamenti dell’aria nelle immediate vicinanze di pazienti affetti da COVID-19 aventi carica virale significativa nelle loro secrezioni respiratorie, non hanno rilevato tracce di RNA del virus; al contrario, RNA virale è stato identificato su superfici nelle immediate vicinanze del paziente[Ong SW, Tan YK, Chia PY, Lee TH, Ng OT, Wong MS, et al. Air, surface environmental, and personal protective equipment contamination by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) from a symptomatic patient. JAMA. 2020 Mar 4 (Epub ahead of print)] [Cheng V, Wong S, Chen J, Yip C, Chuang V, Tsang Yuen K. Escalating infection control response to the rapidly evolving epidemiology of the Coronavirus disease 2019 (COVID-19) due to SARS-CoV-2 in Hong Kong. Infection Control & Hospital Epidemiology, 2020;1-24. doi:10.1017/ice.2020.]. Uno studio recente ha dimostrato che il SARS-CoV-2 aerosolizzato in laboratorio può sopravvivere fino a tre ore (8); tuttavia è importante sottolineare che le condizioni di test in laboratorio sono difficilmente confrontabili con una condizione reale in cui vengono emesse goccioline attraverso l’atto di tossire, starnutire o parlare e con procedure che generano aerosol in ambito clinico. L’OMS sottolinea inoltre che, dall’analisi svolta su oltre 75.000 casi di COVID-19 in Cina, non sono emersi casi di contagio attraverso aerosol [World Health Organization. Modes of transmission of virus causing COVID-19: implications for IPC precaution recommendations. Scientific Brief. Geneva: WHO; 2020. https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipc-precautionrecommendations] [World Health Organization. Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID19). Geneva: WHO; 2020. https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/who-china-joint-missionon-covid-19-final-report.pdf e pertanto continua a raccomandare precauzioni per prevenire la trasmissione via droplet per COVID-19, limitando le precauzioni airborne ai casi particolari legati alle specifiche procedure in ambito ospedaliero [World Health Organization. Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID19). Geneva: WHO; 2020. https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/who-china-joint-missionon-covid-19-final-report.pdf]. 

Coronavirus nell'aria 
Attualmente sono in corso studi sulla capacità dei virus di attaccarsi alle polveri sottili presenti nell’aria e di essere così trasportati dal vento per ampie distanze o restare in sospensione nell’aria ma ad oggi non ci sono evidenze scientifiche pienamente consolidate che il particolato atmosferico possa essere vettore per la diffusione del SARS-CoV-2 nell'aria al di là delle distanze di sicurezza, ovvero in assenza di sistemi che producono aerosol che invece possono trovarsi in ambiente ospedaliero nell’assistenza a pazienti COVID-19. Leggi la nota ISS.

Coronavirus e superfici
Dati sperimentali relativi alla persistenza del virus SARS-CoV-2 su superfici sono stati prodotti in alcuni recenti studi. Chin et al. hanno dimostrato che in condizioni di laboratorio, virus in forma infettiva veniva rilevato per periodi inferiori alle 3 ore su carta da stampa e carta per uso igienico, fino a 24 ore su legno e tessuti, e 3-4 giorni su superfici lisce quali acciaio e plastica [Chin AWH, et al. Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions. The Lancet Microbe 2020;1(1):e10 https://doi.org/10.1016/S2666-5247(20)30003-3]. Il virus persisteva sul tessuto esterno delle mascherine chirurgiche fino a 7 giorni (∼0,1% dell'inoculo originale). Inoltre, van Doremalen et al., hanno dimostrato che il virus infettante è rilevabile, in condizioni di laboratorio, fino a 4 ore su rame, 24 ore su cartone, 48 ore sull’acciaio e 72 ore su plastica, a 21-23°C e con un’umidità relativa del 40% [van Doremalen N, Bushmaker T, Morris DH, Holbrook MG, Gamble A, Williamson BN, et al. Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1. New England Journal of Medicine. 2020].

Studi recenti effettuati sulla sopravvivenza di coronavirus umani su diverse tipologie di superfici mostrano che, in condizioni sperimentali, tali virus possono sopravvivere da 48 ore fino a 9 giorni in dipendenza della matrice/materiale, della concentrazione, della temperatura e dell’umidità [Kampf G, Todt D, Pfaender S, Steinmann E. Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. Journal of Hospital Infection 2020;104(3):246-51]. Uno studio in particolare ha mostrato persistenza di coronavirus umani HCoV-OC43 e HCoV-229E su guanti chirurgici in lattice sterili in un intervallo che andava da meno di un’ora a 3 ore [Sizun J, Yu MW, Talbot PJ. Survival of human coronaviruses 229E and OC43 in suspension and after drying on surfaces: a possible source of hospital-acquired infections. J Hosp Infect 2000;46(1):55-60. doi:10.1053/jhin.2000.0795.]

Per prevenire l'infezione è comunque importante tenere pulite le superfici. L’utilizzo di semplici disinfettanti è in grado di uccidere il virus annullando la sua capacità di infettare le persone, per esempio disinfettanti contenenti alcol (etanolo) al 75% o a base di cloro all’1% (candeggina). Occorre anche disinfettare sempre gli oggetti che si usano frequentemente (telefono cellulare, auricolari, microfono) con un panno inumidito con prodotti a base di alcol o candeggina (tenendo conto delle indicazioni fornite dal produttore). 


Focus: permanenza vitale del virus in ambiente sanitario
Di particolare interesse i risultati pubblicati dal New England Journal of Medicine e dal Journal of the American Medical Association in merito alla permanenza vitale del virus in un ambiente ad elevata concentrazione (sanitario) e sulla distanza che quest’ultimo può percorrere trovandosi in un ambiente favorevole (per temperatura e umidità) in presenza di flussi di aria. Di seguito una sintesi dei principali risultati raggiunti.

Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1
N. van Doremalen, et al.
NEJM, 17 marzo 2020.

Punti essenziali
Gli autori, attraverso l’applicazione di metodi sperimentali, cercano di definire se il decadimento del virus SARS-CoV-2 (COVID-19) in alcune condizioni ambientali (aerosol, plastica, acciaio inossidabile, rame e cartone) sia sovrapponibile a quanto osservato nel virus SARS-CoV-1.
I risultati hanno mostrato che:
  • SARS-CoV-2 è rimasto vivo in aerosol per 3 ore, con una riduzione del titolo infettivo da 103,5 a 102,7 TCID50 per litro di aria (simile a quella osservata con SARS-CoV-1)
  • SARS-CoV-2 era più stabile su plastica e acciaio inossidabile rispetto a rame e cartone con una presenza di virus vivo rilevato fino a 72 ore dopo l'applicazione, sebbene il titolo del virus fosse notevolmente ridotto. Simili i risultati osservati sul virus SARS-CoV-1
  • Sul rame, il SARS-CoV-2 non è stata individuato vivo dopo 4 ore (SARS-CoV-1 vitale non è stata misurata dopo 8 ore)
  • Sul cartone, SARS-CoV-2 non è stato misurato dopo 24 ore (SARS-CoV-1 non è stata misurata dopo 8 ore)
  • Entrambi i virus hanno mostrato un decadimento esponenziale del titolo virale in tutte le condizioni sperimentali
  • Le emivite di SARS-CoV-2 e SARS-CoV-1 erano simili negli aerosol, con stime mediane di circa 1,1 a 1,2 ore (CI 95%; 0,64 - 2,64 per SARS-CoV-2 e 0,78-2,43 per SARS-CoV-1). Simili anche le emivite dei due virus sul rame mentre sul cartone, l'emivita di SARS-CoV-2 è risultata più lunga rispetto a SARS-CoV-1. La vitalità più lunga di entrambi i virus era su acciaio inossidabile e plastica. L'emivita mediana stimata di SARS-CoV-2 era di circa 5.6 ore su acciaio inossidabile e 6.8 ore su plastica
  • Le conclusioni a cui sono giunti hanno messo in evidenza che la stabilità dei due virus (SARS-CoV-2 e SARS-CoV-1) nei contesti testati risultano pressoché sovrapponibili, pertanto le differenze epidemiologiche prodotte da SARS-CoV-2 derivano da fattori diversi fra cui la presenza di elevata carica virale nel tratto respiratorio superiore e la notevole possibilità di trasmissione in fase asintomatica.

Turbulent Gas Clouds and Respiratory Pathogen Emissions Potential Implications for Reducing Transmission of COVID-19
Bourouiba L.
JAMA published online March 26 2020.

Punti essenziali
L’articolo mette in discussione l’applicazione del modello di trasmissione dell’infezione da COVID-19 alla luce di recenti studi effettuati in ambiente sanitario. In sintesi:
  • il vecchio modello (adottato da WHO e CDC) si basa sulle dimensioni delle goccioline mucosalivari (contenenti carica infettiva) che se di grandi dimensioni si depositano sui materiali circostanti (precipitano) e per contatto possono trasmettere l’infezione da un individuo all’altro; le goccioline più piccole, a contatto con l’aria ambiente (aereosol) e possono trasmettere l’infezione da un individuo all’altro per via respiratoria (entro una certa distanza). Attualmente, il sistema di classificazione del diametro della “gocciolina” (da 5 a 10 μm) rappresenta l’unità di misura utilizzata per valutare la modalità di trasmissione di una malattia infettiva.
  • Il nuovo modello preso in esame in questo lavoro, prende in considerazione un altro fattore e cioè la distanza e la sopravvivenza delle goccioline all’interno del soffio di aria rilasciato attraverso lo starnuto o il colpo di tosse. In pratica questa teoria ritiene che il grado di umidità e la temperatura interna all’espirazione (soffio di aria) permette alle goccioline di eludere l’evaporizzazione per molto più tempo del previsto. In queste condizioni, la vita di una gocciolina potrebbe essere molto più estesa (frazione che passa da secondi a minuti). Le condizioni dell’individuo e le condizioni ambientali (umidità e calore) possono far sì che le gocce di patogeno si possano trovare anche a una distanza di 7-8 metri.
  • Quando le goccioline perdono lo slancio possono cadere contaminando le superfici oppure, una parte di esse, rimane sospesa in aria intrappolata nella nuvola (cloud) anche per ore seguendo flussi dell’aria ambiente (ventilazione, condizionatori). L’evaporazione di agenti patogeni nei fluidi è poco conosciuta.
  • Uno studio svolto in Cina in ambiente ospedaliero ha individuato particelle di virus negli impianti di condizionamento delle stanze dei pazienti COVID-19 mettendo, così, in discussione la vecchia teoria dicotomica basata sulle dimensioni della goccia (applicazione della distanza 1 o 2 metri).
  • In base ai risultati ottenuti, l’articolo sottolinea l’importanza che tutto il personale sanitario che lavora con COVID indossi maschere adeguate e DIP non basando, quindi, la prevenzione soltanto sulla teoria della distanza (1-2 metri) e sull’uso di maschere o dispositivi non adeguati.

Commentary: COVID-19 transmission messages should hinge on science
Brosseau L.
ScD | Mar 16 2020.

Punti essenziali
L’articolo prende in considerazione le diverse modalità comportamentali e di trasmissione da attivare nei vari contesti.
  • Inizia ribadendo che il dipartimento di prevenzione, i medici e gli operatori sanitari dovrebbero comunicare a tutti che le esatte modalità di trasmissione per SARS-CoV-2 — il nome tecnico del virus che causa COVID-19 — non sono note. Non ci sono ancora studi che supportano una specifica modalità di trasmissione rispetto a un’altra. Tuttavia, la forte similitudine di COVID-19 con SARS e MERS, che mostrano molte somiglianze con COVID-19, suggerisce di concentrarsi sulla trasmissione via aerosol a corto raggio sia in ambito pubblico che sanitario.
  • Si ripete, quindi, l’importanza di fornire agli operatori sanitari le corrette mascherine di protezione ma, di fronte alla forte carenza, il CDC ha modificato alcuni parametri suggerendo anche l’utilizzo di maschere individuali riutilizzabili (in materiale elastometrico).
  • La popolazione deve adottare: distanziamento sociale, in presenza di sintomi attivare assistenza territoriale. Data la carenza di mascherine, i cittadini non devono accumulare materiale come le mascherine per lasciarle agli operatori sanitari
  • Trasmissione: il CDC cinese afferma che la trasmissione COVID-19 avviene principalmente da parte di goccioline respiratorie a breve distanza. Tuttavia ribadisce la "possibilità di trasmissione di aerosol in un ambiente relativamente chiuso per lungo tempo esposto a elevate concentrazioni di aerosol”.
  • Trasmissione aerosol a breve distanza: le particelle più grandi (da 5 a 15 micrometri [μm]) non cadono immediatamente a terra ma rimangono nell'aria per diversi minuti. Le più piccole (meno di 5 μm) rimangono nell’aria per molti minuti o addirittura ore. Tutte le particelle inizieranno immediatamente ad evaporare (il muco contiene molta acqua), il che significa che la gamma di dimensioni delle particelle diminuirà complessivamente. Le particelle più piccole sono più colpite dalla diffusione che dalla gravità, aumentando la loro permanenza in aria. In assenza di correnti d'aria, le particelle sospese nell'aria si disperderanno lentamente nello spazio.
  • Probabilità di infezione attraverso aerosol a distanza: gli operatori sanitari, che lavorano in ambienti chiusi ad alta concentrazione di virus nell’aria, sono a maggior rischio. In un ospedale temporaneo di Wuhan per il trattamento di pazienti con sintomi lievi, sono state riscontrate alte concentrazioni di RNA nelle aree utilizzate per la rimozione dei DPI (da 18 a 42 copie /m), con le massime concentrazioni riscontrate in particelle da 0,25 a 0,5 μm, e nelle toilette dei pazienti (19 copie / m3). Lo sciacquone può essere fonte di aerosol.
  • Vitalità in aria: uno studio molto recente ha scoperto che gli aerosol SARS-CoV-2 rimangono vitali per un massimo di 3 ore, il che è simile alla vitalità di SARS-CoV in aria e MERS-CoV. Questo è un tempo adeguato per l'esposizione, l'inalazione e l'infezione che si verificano sia vicino che lontano da una fonte.
  • Trasmissione per contatto: studi condotti su animali supportano questo tipo di trasmissione (es. trasmissione trans-congiuntivale nei furetti).




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