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Agenti infettivi

Gli agenti infettivi (patogeni) includono non solo batteri ma anche virus, funghi e parassiti. La virulenza di questi agenti patogeni dipende dal loro numero, dalla loro potenza, dalla loro capacità di entrare e sopravvivere nel corpo e dalla suscettibilità dell’ospite. Per esempio, il virus del vaiolo è particolarmente virulento, infettando quasi tutte le persone esposte. Al contrario, il bacillo della tubercolosi infetta solo un piccolo numero di persone, di solito persone con una funzione immunitaria indebolita, o coloro che sono denutriti e vivono in condizioni di affollamento.

I virus sono parassiti intracellulari; cioè, possono riprodursi solo all’interno di una cellula vivente. Alcuni virus, come l’HIV e l’epatite B e C, hanno la capacità di entrare e sopravvivere nel corpo per anni prima che si manifestino i sintomi della malattia. Altri virus, come l’influenza e il COVID-19, annunciano rapidamente la loro presenza attraverso sintomi caratteristici.

Reservoir

Un reservoir è qualsiasi persona, animale, artropode, pianta, suolo o sostanza (o combinazione di questi) in cui un agente infettivo vive e si moltiplica normalmente. L’agente infettivo dipende dal serbatoio per la sopravvivenza, dove può riprodursi in modo tale da poter essere trasmesso a un ospite suscettibile.

I serbatoi animati includono persone, insetti, uccelli e altri animali. I serbatoi inanimati includono suolo, acqua, cibo, feci, liquido endovenoso e attrezzature.

Portale di uscita

Il portale di uscita è il mezzo con cui un patogeno esce da un serbatoio. Per un serbatoio umano, il portale di uscita può includere sangue, secrezioni respiratorie e qualsiasi cosa esca dal tratto gastrointestinale o urinario.

Una volta che un patogeno è uscito dal serbatoio, ha bisogno di un modo di trasmissione per trasferirsi in un ospite. Questo avviene entrando nell’ospite attraverso un portale di ingresso ricettivo. La trasmissione può avvenire per contatto diretto, indiretto o attraverso l’aria.

La trasmissione delle infezioni respiratorie come il COVID-19 avviene principalmente attraverso particelle fluide cariche di virus (cioè goccioline e aerosol) che si formano nel tratto respiratorio di una persona infetta e vengono espulse dalla bocca e dal naso durante la respirazione, la conversazione, il canto, la tosse e gli starnuti. Gli effetti concorrenti di inerzia, gravità ed evaporazione determinano il destino di queste gocce. Le gocce grandi si depositano più velocemente di quanto evaporino e contaminano le superfici circostanti. Le gocce più piccole evaporano più velocemente di quelle che si depositano, formando nuclei di gocce che possono rimanere in volo per ore (diventando aerosoli) e possono essere trasportate su lunghe distanze (Mittal et al., 2020, 10 luglio).

La trasmissione da uomo a uomo del COVID-19 avviene principalmente attraverso tre vie: (1) particelle di grandi dimensioni che vengono espulse con sufficiente slancio in modo da colpire direttamente la bocca, il naso o la congiuntiva del ricevente; (2) contatto fisico con goccioline depositate su una superficie e successivo trasferimento alla mucosa respiratoria del ricevente; e (3) inalazione di nuclei di goccioline aerosolizzate trasportate da correnti d’aria ambientale. Le prime due vie associate a gocce di grandi dimensioni sono indicate come le vie di trasmissione “a gocce” e “a contatto”, mentre la terza è indicata come trasmissione “per via aerea” (Mittal et al, 2020, July 10).

Trasmissione per via aerea (aerosol)

Le scarse prove che descrivono le dinamiche di trasmissione della SARS-CoV-2 hanno portato al cambiamento delle linee guida dell’OMS, del CDC e di altre autorità sanitarie pubbliche. L’evidenza suggerisce che altre malattie emergenti da coronavirus (ad esempio, SARS e MERS) hanno un potenziale di trasmissione per via aerea, oltre alla trasmissione per contatto diretto e tramite goccioline (Santarpia, et al., 2020, 29 luglio).

Gli aerosol sono piccole particelle (≤5 μm) che possono evaporare rapidamente nell’aria, lasciandosi dietro nuclei di goccioline abbastanza piccole e leggere da rimanere sospese nell’aria per ore (Klompas et al., 2020). La trasmissione per via aerea può avvenire quando il residuo di goccioline evaporate da una persona infetta rimane nell’aria abbastanza a lungo da essere trasmesso al tratto respiratorio di un ospite suscettibile.

C’è una crescente evidenza che il coronavirus COVID-19 può muoversi da persona a persona attraverso l’aria, in particolare in spazi chiusi e poco ventilati. Questo significa che un agente infettivo può rimanere infettivo quando è sospeso nell’aria per lunghe distanze e tempo (WHO, 2020, Jun 9).

La trasmissione per via aerea della SARS-CoV-2 è nota per verificarsi durante le procedure mediche che generano aerosol. La comunità scientifica ha discusso e valutato attivamente se la SARS-CoV-2 possa diffondersi anche attraverso gli aerosol in assenza di procedure che generano aerosol, in particolare in ambienti chiusi con scarsa ventilazione (OMS, 2020, giugno 9).

Confrontare la trasmissione per via aerea (aerosol) con quella delle goccioline è una questione importante perché, se la COVID-19 si trasmette facilmente attraverso particelle sospese nell’aria, allora la distanza, le maschere e gli schermi potrebbero non essere sufficienti a proteggere qualcuno dall’esposizione al virus.

Gli investigatori hanno dimostrato che parlare e tossire producono una miscela di goccioline e aerosol di varie dimensioni, che queste secrezioni possono viaggiare insieme fino a 27 piedi, che è possibile che la SARS-CoV-2 rimanga sospesa nell’aria e vitale per ore, che l’RNA della SARS-CoV-2 può essere recuperato da campioni d’aria negli ospedali, e che una scarsa ventilazione prolunga il tempo in cui gli aerosol rimangono nell’aria (Klompas et al., 2020).

Durante l’isolamento iniziale, di tredici individui della nave da crociera Diamond Princess che avevano COVID-19, all’Università del Nebraska Medical Center, i ricercatori hanno raccolto campioni d’aria e di superficie per esaminare lo spargimento virale dagli individui isolati. Hanno rilevato la contaminazione virale tra tutti i campioni, sostenendo l’uso di precauzioni di isolamento aereo quando si curano i pazienti COVID-19 (Santarpia, et al., 2020, 29 luglio).

La presenza di contaminazione sugli oggetti personali era prevista, in particolare quelli che sono abitualmente maneggiati dagli individui in isolamento, come telefoni cellulari e telecomandi, così come le attrezzature mediche che sono in contatto quasi costante con il paziente. L’osservazione della replicazione virale in coltura cellulare per alcuni dei campioni conferma la natura potenzialmente infettiva del virus recuperato (Santarpia, et al., 2020, 29 luglio).

I ricercatori hanno notato una variabilità nel grado di contaminazione ambientale da stanza a stanza e da giorno a giorno. I pazienti con una maggiore acuità di malattia o livelli di cura possono essere associati a livelli maggiori di contaminazione ambientale. Tuttavia, non c’era una forte relazione tra la contaminazione ambientale e la temperatura corporea, riaffermando il fatto che lo spargimento di RNA virale non è necessariamente legato ai segni clinici della malattia (Santarpia, et al., 2020, 29 luglio).

I pazienti più acuti erano generalmente meno mobili, e la distribuzione dei campioni positivi ha suggerito una forte influenza del flusso d’aria. Gli oggetti personali e ad alto contatto non erano universalmente positivi, ma l’RNA virale è stato rilevato nel 100% dei campioni dal pavimento sotto il letto e in tutti i davanzali delle finestre (che non erano utilizzati dal paziente) tranne uno (Santarpia, et al., 2020, luglio 29).

I dati dello studio UNMC hanno indicato una significativa contaminazione ambientale nelle stanze dove i pazienti infettati dalla SARS-CoV-2 erano alloggiati e curati, indipendentemente dal grado dei sintomi o dall’acuità della malattia. La contaminazione esisteva in tutti i tipi di campioni: campioni di aria ad alto e basso volume, così come campioni di superficie tra cui oggetti personali, superfici delle stanze e servizi igienici. I campioni delle toilette dei pazienti che sono risultati positivi all’RNA virale sono coerenti con altre segnalazioni di spargimento virale nelle feci (Santarpia, et al., 2020, 29 luglio).

Il trasporto di nuclei di goccioline su grandi distanze è guidato principalmente dai flussi di aria ambiente, e gli ambienti interni come case, uffici, centri commerciali, aerei e veicoli di trasporto pubblico rappresentano una sfida particolare per la trasmissione della malattia. L’importanza della ventilazione nel controllo della trasmissione aerea delle infezioni è ben nota. Gli spazi interni possono avere flussi estremamente complessi, a causa dei sistemi di ventilazione e di altri fattori che li influenzano (Mittal et al., 2020, 10 luglio).

Contatto indiretto

Il contatto indiretto include sia il contatto veicolato da veicoli che da vettori. Un veicolo è un intermediario inanimato, un intermediario tra il portale di uscita dal serbatoio e il portale di entrata nell’ospite. Oggetti inanimati come utensili per cucinare o mangiare, fazzoletti e fazzoletti, biancheria sporca, maniglie e porte, strumenti chirurgici e medicazioni sono veicoli comuni che possono trasmettere l’infezione. Anche sangue, siero, plasma, acqua, cibo e latte fungono da veicoli. Per esempio, il cibo può essere contaminato da E.coli se chi si occupa di cibo non pratica tecniche appropriate di lavaggio delle mani dopo aver usato il bagno. Se il cibo viene mangiato da un ospite suscettibile, come un bambino piccolo o una persona con HIV/AIDS, l’infezione risultante può essere pericolosa per la vita.

Il contatto vettoriale è la trasmissione tramite un intermediario animato, un animale, un insetto o un parassita che trasporta il patogeno dal serbatoio all’ospite. La trasmissione avviene quando il vettore inietta liquido salivare mordendo l’ospite, o deposita feci o uova in una frattura della pelle. Le zanzare sono vettori della malaria e del virus del Nilo occidentale. I roditori possono essere vettori dell’hantavirus.

Portale di entrata

Gli agenti infettivi entrano nel corpo attraverso vari portali di entrata, comprese le membrane mucose, la pelle non intatta e i tratti respiratorio, gastrointestinale e genitourinario. Gli agenti patogeni spesso entrano nel corpo dell’ospite attraverso lo stesso percorso attraverso il quale sono usciti dal serbatoio, ad esempio, gli agenti patogeni trasportati dall’aria dallo starnuto di una persona possono entrare attraverso il naso di un’altra persona.

Ospite suscettibile

L’ultimo anello della catena di infezione è un ospite suscettibile, qualcuno a rischio di infezione. L’infezione non avviene automaticamente quando l’agente patogeno entra nel corpo di una persona il cui sistema immunitario funziona normalmente. Quando un patogeno virulento entra in una persona immunocompromessa, tuttavia, l’infezione generalmente segue.

Se l’esposizione a un patogeno provoca un’infezione dipende da diversi fattori relativi alla persona esposta (l’ospite), il patogeno (l’agente), e l’ambiente. I fattori dell’ospite che influenzano il risultato di un’esposizione includono la presenza o l’assenza di barriere naturali, lo stato funzionale del sistema immunitario e la presenza o l’assenza di un dispositivo invasivo.

Come si diffonde il COVID-19

Dall’inizio dell’epidemia di COVID-19, era noto che il virus si diffonde attraverso le goccioline respiratorie (agente infettivo). In un telebriefing del CDC del 14 febbraio, Messonnier del CDC ha detto: “Sulla base di ciò che è ora noto sul COVID-19, crediamo che questo virus si diffonda principalmente da persona (serbatoio) a persona tra contatti stretti (definiti come circa due metri) attraverso le goccioline respiratorie prodotte quando una persona infetta tossisce o starnutisce”. Questo è simile al modo in cui l’influenza e altri agenti patogeni respiratori si diffondono. Queste goccioline possono atterrare nella bocca o nel naso delle persone (ospite suscettibile) che si trovano nelle vicinanze o eventualmente essere inalate nei polmoni (portale di ingresso).

Quello che non era inizialmente noto è che le persone asintomatiche possono agire come un serbatoio per il virus, infettando così gli altri. Quelli che sviluppano sintomi sembrano “spargere un virus significativo nel loro compartimento orofaringeo” fino a 48 ore prima di sviluppare i sintomi. “Questo aiuta a spiegare la rapidità con cui questo virus continua a diffondersi nel paese, perché abbiamo trasmettitori asintomatici e abbiamo individui che stanno trasmettendo 48 ore prima di diventare sintomatici”, ha detto il direttore del CDC Robert Redfield.

Un documento scientifico del 9 luglio 2020 dell’Organizzazione Mondiale della Sanità intitolato Transmission of SARS-CoV-2: Implications for Infection Precautions, indica che le particelle infettive molto più piccole delle goccioline possono essere trasportate dall’aria e rimanere sospese nell’aria per lunghi periodi di tempo. Queste cosiddette particelle di aerosol sembrano essere in grado di infettare le persone che le inalano. L’OMS riferisce che i focolai legati ad attività in spazi affollati e chiusi “suggeriscono la possibilità di trasmissione di aerosol combinata con la trasmissione di goccioline” durante attività come le prove del coro, mangiare nei ristoranti e fare esercizio nelle palestre.

Viabilità sulle superfici

La contaminazione di superfici asciutte può servire come via di trasmissione dei coronavirus. Alcuni studi hanno riportato che i coronavirus possono sopravvivere su metalli, vetro, plastica e fibre fino a 9 giorni. COVID-19 può vivere nell’aria e sulle superfici tra diverse ore e diversi giorni. Il 2019-nCoV è vitale fino a 72 ore sulla plastica, 48 ore sull’acciaio inossidabile e 24 ore sul cartone. Le superfici di rame tendono a uccidere il virus in circa 4 ore (van Doremalen et al., 2020).

La ricerca ha inoltre rivelato che il virus potrebbe sopravvivere in goccioline fino a 3 ore dopo essere stato tossito nell’aria. Inoltre, i governi di tutto il mondo stanno mettendo in quarantena le banconote, poiché la pandemia di coronavirus mette sotto i riflettori le proprietà di diffusione dei germi del denaro “reale”. Gli Stati Uniti, la Corea del Sud e la Cina stanno prendendo provvedimenti per la preoccupazione che la malattia possa essere diffusa dalla cartamoneta e dalle monete (van Doremalen et al., 2020).