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Qual è l'origine del coronavirus SARS-CoV-2 e dell'epidemia di COVID-19?
Testo aggiornato al 2020-12-22
Il virus SARS-CoV-2 è imparentato con i coronavirus dei pipistrelli della Cina meridionale. Non sappiamo ancora come i primi esseri umani siano stati infettati. La questione dell'origine del SARS-CoV-2 è stata relativamente poco studiata dai ricercatori, anche se le sue ripercussioni scientifiche e politiche sono importanti.
Sono stati proposti vari scenari relativi all'origine del virus responsabile del COVID-19, il SARS-CoV-2, prima del suo rilevamento a Wuhan a dicembre 2019.
Da dove viene il SARS-CoV-2?
- Il coronavirus SARS-CoV-2 fa parte della famiglia dei betacoronavirus. È imparentato ai coronavirus che infettano naturalmente i pipistrelli.
- Il virus più simile al SARS-CoV-2 è il RaTG13 (il 96% delle sequenze corrisponde, il che corrisponde a circa 1 100 mutazioni tra le 30 000 lettere del genoma totale, a indicazione di qualche decennio di distanza tra i due). Il RaTG13 è stato trovato nel 2013 in un pipistrello Rinolophus affinis in una vecchia miniera abbandonata a Yunnan (1900 km da Wuhan), dove nel 2012 diverse persone avevano avuto una grave polmonite dopo aver pulito escrementi di pipistrello.
- Il RaTG13 non è l'antenato del SARS-CoV-2 ,ma un cugino. Quindi c'è un altro virus dei pipistrelli da cui derivano RaTG13 e SARS-CoV-2. Lo chiameremo il virus antenato e probabilmente è originato in Cina meridionale.
Come si è formato il SARS-CoV-2 a partire dal virus antenato?
- SARS-CoV-2, RaTG13 e altri virus dei pipistrelli hanno sequenze simili, il che suggerisce un rapporto di parentela tra essi.
- Il SARS-CoV-2 si è evoluto rispetto al virus antenato e contiene brevi sequenze che gli permettono di legarsi alle cellule umane e di infettarle.
- ll SARS-CoV-2 non contiene frammenti di sequenze di coronavirus precedentemente rese pubbliche in banche dati. Da questo si può dedurre che non è un virus costruito in laboratorio assemblando sequenze note.
- Piccoli pezzi di RNA del coronavirus sono identici alle sequenze presenti nel genoma del virus HIV-1. Gli studi filogenetici indicano che si tratta di inserzioni avvenute in tempi diversi nella storia evolutiva del virus, non tutte insieme. Inoltre queste sequenze sono così corte che la somiglianza tra i genomi dei due virus è molto probabilmente casuale. Non ci sono dati attuali che mostrino che SARS-CoV-2 risulta da ricombinazioni con l'HIV-1.
Come è iniziata l'epidemia?
Cosa sappiamo
- Le sequenze del coronavirus SARS-CoV-2 all'inizio dell'epidemia sono tutte estremamente vicine tra loro (hanno solo poche differenze nucleotidiche), mentre le sequenze odierne sono molto più diversificate. Questo indica che l'intera epidemia si è sviluppata a partire da un primo focolaio infettivo, databile tra ottobre e inizio dicembre 2019. I primi pazienti COVID-19 di Wuhan, da cui arrivano i primi campioni, vengono da questo focolaio. Ma il primo essere umano ad essere stato infettato (paziente zero) non è stato identificato e potrebbe essere stato contagiato in precedenza. Il virus potrebbe dunque essere circolato insospettato nella popolazione prima di innescare il primo focolaio rilevabile.
- Il mercato del pesce della Cina meridionale a Wuhan ha probabilmente avuto un ruolo nella diffusione dell'epidemia, ma non è dove il primo essere umano è stato infettato poiché i primi pazienti a mostrare sintomi, all'inizio di dicembre 2019, non avevano legami con questo mercato.
Cosa non sappiamo
- Dove e quando il primo essere umano (paziente zero) è stato infettato.
- Se c'è stato un ospite intermedio tra il pipistrello e l'uomo... Per gli altri due coronavirus che hanno causato epidemie nell'uomo, è stato identificato un ospite intermedio: cammello per MERS-CoV e zibetto per SARS-CoV. Questi ospiti hanno costituito un serbatoio che ha permesso ai virus di evolversi rapidamente e di acquisire la capacità di infettare l'uomo. L'ipotesi del pangolino come ospite intermedio per SARS-CoV-2 non è supportata da dati convincenti.
- Se il virus è inizialmente circolato senza destare sospetti in una popolazione umana prima di acquisire le sue proprietà infettive.
Dunque, a dicembre 2020, mancano ancora elementi chiave per comprendere le origini dell'epidemia. Sono possibili diversi scenari:
- Il primo è l'infezione di un essere umano da parte di un pipistrello e poi si diffonde all'interno della popolazione umana.
- C'è stato un ospite intermedio tra il pipistrello e l'uomo, che ha permesso al virus di acquisire il suo carattere altamente contagioso. Questo scenario è plausibile perché corrisponde a ciò che è stato osservato nelle epidemie di SARS e MERS. Tuttavia, non è dimostrato che sia avvenuto anche per il SARS-CoV-2 perché l'ospite intermedio non è stato ad ora identificato.
- LA terza potesi è che il virus SARS-CoV-2 fosse conservato in laboratorio e sia stato accidentalmente rilasciato. Questo possibile scenario ha alimentato le teorie complottiste sull'origine dell'epidemia.
Al momento, nessuno di questi 3 scenari può essere né confermato né escluso. Per capire quale sia la verità, sarebbe necessario identificare i virus imparentati con il SARS-CoV-2, in un ospite intermedio o in campioni prelevati da pazienti prima dell'inizio dell'epidemia.
Quali sono gli elementi che hanno ispirato teorie del complotto?
- Il Wuhan Institute of Virology ospita l'équipe di Zheng-Li Shi, specialista nello studio dei coronavirus dei pipistrelli, che ha pubblicato il primo genoma di SARS-CoV-2 e quello del RaTG13. Si trova a 15 km dal mercato del pesce, dove l'epidemia ha cominciato a diffondersi. Uno degli edifici del Wuhan Centre for Disease Control, che conduce anche ricerche sui coronavirus, si trova a 300 m dal mercato dei frutti di mare. Data la possibilità di un incidente di laboratorio, Zheng-Li Shi è stato rapidamente interrogato sulla possibile origine di SARS-CoV-2 e sulle ricerche effettuate nel suo laboratorio. Ha poi trasmesso le sue informazioni relative all'origine del virus con parsimonia, a luglio e di nuovo a novembre 2020. La cancellazione di una banca dati sui bat-virus che aveva pubblicato nel 2019, nonché i conflitti di interesse esistenti all'interno delle commissioni (Lancet e OMS) istituite per indagare sull'origine di SARS-CoV-2 contribuiscono ad alimentare i sospetti.
- Luc Montagnier, premio Nobel per la sua ricerca sul virus dell'HIV, ha detto che il virus è stato costruito da zero. Questa affermazione è basata su un articolo non pubblicato ed erroneo, che è stato rapidamente ritirato.
Nel febbraio 2020 il governo cinese ha inasprito le norme di sicurezza nei laboratori di ricerca biologica. La ricerca sui virus con potenziale pandemico è importante, ma è un'arma a doppio taglio: può migliorare le nostre conoscenze, ma anche aumentare il rischio di pandemia in caso di incidenti di laboratorio.
In conclusione, non sappiamo come sia iniziata l'epidemia. Qualunque sia l'origine del SARS-CoV-2, questa pandemia ci ha mostrato quanto sia fragile la popolazione umana di fronte alle nuove malattie contagiose.
Fonti
Il 3 febbraio 2020, il team di Zheng-Li Shi ha pubblicato le prime sequenze di SARS-CoV-2 e di RaTG13, un virus dei pipistrelli, identiche al 96,2%,il che corrisponde a circa 1100 mutazioni sparse tra le 30.000 lettere del genoma.
Zhou, P., Yang, X. L., Wang, X. G., Hu, B., Zhang, L., Zhang, W., ... & Shi, Z.-L.. (2020). A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579(7798), 270-273.La risposta di Zheng-Li Shi alle domande della rivista Science, ottenuta dopo 3 mesi, pubblicata il 24 luglio 2020. Nessuna menzione della miniera e della polmonite del 2012. Sono state rilevate tracce di SARS-CoV-2 in campioni ambientali provenienti da maniglie di porte, suolo e acque reflue del Wuhan Seafood Market, ma non sono state rilevate tracce di SARS-CoV-2 in campioni di animali congelati.
Coen, J. (2020). Trump ‘owes us an apology.’ Chinese scientist at the center of COVID-19 origin theories speaks out. Science.Addendum all'articolo Nature's February 2020, pubblicato nel novembre 2020, che spiega per la prima volta il legame tra il RaTG13 e una miniera in cui diverse persone avevano contratto una grave polmonite nel 2012.
Zhou, P., Yang, X. L., Shi Z.-L. (2020). Addendum : A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 588, E6.Analisi delle sequenze di SARS-CoV-2 e di virus correlati per ricostruirne la storia evolutiva. L'articolo esclude la modifica deliberata del virus perché nelle banche dati non sono state identificate delle porzioni di sequenza uniche per il SARS-CoV-2 . Due ipotesi sono considerate: la contaminazione di un essere umano da parte di un virus che poi è mutato in SARS-CoV-2 o l'evoluzione in un serbatoio animale e poi il passaggio agli umani. Gli autori interpretano l'esistenza di sequenze comuni tra dei virus del pangolino e il SARS-CoV-2 come indicative di mutazioni naturali. La possibilità di manipolazioni di laboratorio seguite da perdite accidentali è esclusa in base al fatto che il laboratorio in questione non ha mai menzionato di aver isolato un virus estremamente vicino o addirittura identico al SARS-CoV-2.
Andersen, K. G., Rambaut, A., Lipkin, W. I., Holmes, E. C., & Garry, R. F. (2020). The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature medicine, 26(4), 450-452.Una preprint - un articolo non ancora convalidato dalla comunità scientifica né pubblicato - conteneva informazioni errate sul collegamento tra la sequenza di HIV e di SARS-CoV-2. L'articolo è stato rapidamente ritirato.
Pradhan,P., Pandey, A. K., Mishra, A., Gupta, P., Tripathi, P. K., Menon, M. B., … Kundu, B. (2020). Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag. BioRxiv, 2020.01.30.927871. RITIRATOAnalisi delle sequenze di SARS-CoV-2 e di virus correlati per ricostruirne la storia evolutiva. I dati attuali non ci permettono di affermare con certezza che SARS-CoV-2 sia il risultato di una zoonosi (passaggio dall'animale all'uomo) o della fuga accidentale di un ceppo di laboratorio. L'ipotesi del pangolino come ospite intermedio non è chiara dai dati attuali. Le somiglianze tra il SARS-CoV-2 e il virus HIV-1 sono piccole e quindi possono essersi verificate per caso.
Sallard, E., Halloy, J., Casane, D., Decroly, E., & van Helden, J. (2020). Tracing the origins of SARS-COV-2 in coronavirus phylogenies. arXiv preprint arXiv:2011.12567.Il sito web https://nextstrain.org analizza le sequenze pubblicate del SARS-CoV-2 e pubblica regolarmente dei rapporti per il pubblico. Il rapporto del 10 aprile 2020 indica che l'antenato comune dei virus in circolazione è emerso a Wuhan, in Cina, a fine novembre o inizio dicembre 2019.
Bell, S.M., Müller, N, Wagner, C., Hodcroft, E., Hadfield J., Neher, R. Bedford, T. (2020). Genomic analysis of COVID-19 spread. Nextstrain. Situation report 2020-04-10.Dei primi 41 pazienti con COVID-19 ricoverati in ospedale a Wuhan, 14 non avevano alcun legame con il mercato del pesce di Wuhan (tra cui il caso più lontano nel tempo). NB: il rapporto dell'OMS del novembre 2020 menziona in realtà 124 pazienti con COVID-19 a Wuhan alla fine di dicembre 2019. https://sciencespeaksblog.org/2020/11/28/five-questions-on-new-data-from-china-who-showing-124-confirmed-coronavirus-patients-in-december-2019/
Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y., ... & Cheng, Z. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The lancet, 395(10223), 497-506.I virus SARS-CoV e MERS-CoV derivano dai coronavirus dei pipistrelli e le infezioni nei primi esseri umani sono state causate rispettivamente da zibetti e cammelli.
Cui, J., Li, F., & Shi, Z. L. (2019). Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nature Reviews Microbiology, 17(3), 181-192.Descrizione del progetto di ricerca guidato da Peter Daszak e finanziato dall'NIH, iniziato nel luglio 2019. La terza parte ("obiettivo 3") prevede di testare diverse sequenze di coronavirus per misurarne l'infettività.
NIH Project 2R01AI110964-06: UNDERSTANDING THE RISK OF BAT CORONAVIRUS EMERGENCE.Un team internazionale di 10 esperti è stato incaricato dall'OMS di ricercare l'origine di SARS-CoV-2. Questo team comprende Peter Daszak, che finanzia il team di Zheng-Li Shi all'Istituto di Virologia di Wuhan attraverso l'EcoHealth Alliance, il che rappresenta un significativo conflitto di interessi.
McCarthy, S. (2020) WHO names line-up for international team looking into coronavirus origins. 25 Nov 2020. South China Morning Post. Last accessed 7 Dec 2020.La commissione istituita da The Lancet per esaminare l'origine del SARS-CoV-2 è guidata da Peter Daszak, che finanzia il Wuhan Institute of Virology attraverso l'EcoHealth Alliance.
Nuki, P., Nemey, S. (2020). Scientists to examine possibility Covid leaked from lab as part of investigation into virus origins. The Telegraph. 15 Sept 2020.EcoHealth Alliance è un'organizzazione non governativa che mira a proteggere persone, animali e ambiente dalle malattie infettive emergenti. È guidata da Peter Daszac. Ha ricevuto 3 milioni di dollari di finanziamenti dall'NIH per 5 anni (2015-2019). Parte di questo denaro è stato inviato al team di Zheng-Li Shi per ricerche sul campo e analisi dei coronavirus dei pipistrelli. Secondo Peter Daszac, "Il progetto di ricerca sui pipistrelli cinesi è stato finanziato interamente attraverso la sovvenzione dell'NIH".
Aizenman, N. (2020). Why The U.S. Government Stopped Funding A Research Project On Bats And Coronaviruses. Npr. 29 April 2020. Last accessed 7 Dec 2020.Archivio Internet di un articolo del team di Zheng-Li Shi pubblicato nel 2019 che descrive un database contenente più di 22000 sequenze di virus. L'articolo e il corrispondente database sono scomparsi dalla pagina web della rivista scientifica nel 2020 e non sono più accessibili a partire dal 10 dicembre 2020. Gli altri articoli pubblicati dalla rivista (compresi i doi - digital object identifier - precedente e successivo) sono disponibili su internet.
Yijie, T., Bei, L., Zijian, Z., Yan, Y., Kai, Z., Lili, M., Yuewei, W., Shi, ZL. (2019). Bat and rodent-borne viral pathogen database. vol 4 (4). doi: 10.11922/csdata.2019.0018.zh