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Análisis

SARS-COV-2, una biografía

¿Qué sabemos del coronavirus y de la enfermedad que produce? ¿Cómo se contagia? ¿Cuál es su letalidad? ¿A quién afecta? ¿Deja secuelas?

David Pino / Enric Álvarez 8/06/2020

<p>Extracción de muestras de Sars-Cov-2 en un laboratorio de Pensilvania.</p>

Extracción de muestras de Sars-Cov-2 en un laboratorio de Pensilvania.

Natalie Kolb

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Cuando a principios de enero empezaron a llegar a los hospitales de Hubei pacientes con complicaciones graves pulmonares que tenían difícil tratamiento, el diagnóstico se asoció a problemas respiratorios rutinarios de pacientes mayores, o bien a muertes debidas a un historial médico previo complicado. Cuando los problemas pulmonares empezaron a aparecer en personas más jóvenes, y con unas manchas muy claras y características en los dos pulmones en la radiografía, saltaron las alarmas. No sabemos exactamente el retraso que se produjo en el sistema chino de detección de exceso de mortalidad en la parte hospitalaria, pero una vez identificado el problema clínico se tardó poco en identificar a un nuevo virus respiratorio como responsable. En apenas un mes se había secuenciado (ahora mismo se conocen múltiples variantes) el material genético del virus SARS-CoV-2 (así bautizado), y se conocía ya cómo es capaz de penetrar en las células humanas y utilizarlas como cadenas reproductoras. Como todo virus, tenía capacidad de contagio y podía ser totalmente eliminado por cualquier jabón que destruya su capa bilípida (grasa). Pero a parte de esto, se sabía poco más.

No se tardó mucho en tener evidencias de que la capacidad de contagio era, como mínimo, igual que la gripe. Probablemente nunca una metáfora ha hecho tanto daño. Porque aún en el caso que realmente se contagie siguiendo los mismos parámetros de la gripe, cosa de la que cada vez hay más evidencias en contra, es un virus completamente diferente, que mata de forma completamente diferente a la gripe y que, sobre todo, al ser nuevo, actúa sobre una población sin ninguna inmunidad. Todos, más que menos, estamos parcialmente protegidos frente a algunas cepas de gripes. No ante el SARS-CoV-2. Ante esta evidencia, que, por desgracia, costó entender, las decisiones de las autoridades chinas fueron muy drásticas para intentar controlar la epidemia. 

Desde aquel momento, la investigación del virus ha crecido exponencialmente. Se publican, literalmente, decenas de estudios a diario sobre todos los aspectos posibles del virus. Además, debido a la novedad de la epidemia, que hace necesario compartir los resultados lo antes posible, muchas de estas investigaciones se hacen públicas antes de pasar un proceso de revisión por pares, instrumento fundamental para certificar la validez y reproducibilidad de los resultados. De hecho, es posible que muchos de los resultados que se están obteniendo nunca aparezcan en revistas de calidad a pesar de haberse hecho públicos en diferentes servidores de acceso libre. Por estos motivos, es imprescindible un análisis bibliográfico intensivo y crítico para tener una visión correcta del problema al que nos enfrentamos. 

¿Cuál es su letalidad?

Empecemos por el principio, ¿cómo de letal es el virus? Mucho más que la gripe, especialmente si eres una persona mayor o con problemas médicos previos. Por el contrario, parece afectar de manera leve o sin síntomas a los menores de 20 años. La pregunta formulada en términos académicos es cuál es el porcentaje de gente que muere de todos aquellos infectados (letalidad) en función de su sexo y edad. La letalidad del virus parece ser más elevada en hombres que en mujeres, pero donde realmente hay cambios enormes es en su dependencia con la edad. La mejor forma de visualizarlo es estudiar los casos que acaben en muerte dividido por los casos detectados en aquellos países que han desarrollado una mayor capacidad de realizar test a todos los contactos de positivos (a poder ser no sólo familiares y amigos sino a familiares y amigos de estos). En el caso de Corea del Sur la letalidad aumenta rápidamente con la edad, llegando a ser mayor del 5% para los mayores de 80 años. 

La letalidad promedio en un país desarrollado (es decir, con muchas personas mayores de 70) coincide con la obtenida en el buque Diamond Princess . Los viajeros de aquel crucero fueron unos conejillos de indias circunstanciales para un experimento controlado. Prácticamente todos se contagiaron, a todos se les hizo test y todos fueron aislados del exterior. La letalidad del virus aparente fue muy alta, del 2% inicialmente, pero cuando se analizaron todos los casos bajó hasta el 1% en una población razonablemente envejecida.

Recientemente algunos países han hecho públicos los resultados de muestreos aleatorios de la población con el fin de detectar el porcentaje de personas que habían desarrollado anticuerpos frente al SARS-CoV-2. Estos estudios, aunque pueden presentar bastantes falsos negativos si no se acompañan de una prueba PCR, parecían dar una visión contradictoria de esta letalidad con valores promedios de 0.3-0.7%. Un estudio bibliográfico en profundidad revela que la discrepancia no es tal. Los estudios que dan una letalidad claramente por debajo del 1% se han realizado en zonas con poca penetración de la enfermedad, con una población mayor de 65 años no especialmente afectada. En este sentido, incluso en Corea del Sur la fracción de muertos dividida por detectados ha ido aumentando, y se sitúa ahora en el 2%. Así pues, los números orientativos son 0.5% de letalidad si no ha penetrado mucho el virus en un país con una demografía similar a la de los países europeos, y del 1% si lo ha hecho. La gripe tiene una letalidad, como mínimo, 20 veces menor.

Es conocido que el virus no solo afecta al sistema respiratorio sino que se han descrito trombos, daños en el corazón, afectaciones en el aparato digestivo o renal, erupciones cutáneas, etc. De los posibles efectos permanentes de la enfermedad sobre los pacientes en este momento hay unos pocos estudios que indican, además de problemas psicológicos, afectaciones en los riñones o cardiovasculares, pero hasta que no pase más tiempo para analizarlo no sabremos la magnitud de dichos problemas. Eso sí, pacientes recuperados de un virus similar, el SARS-CoV-1, han sufrido problemas pulmonares y óseos durante un período de hasta 12 años después de infectarse.

Estos mismos números indican que el porcentaje de personas con pocos síntomas o con síntomas muy leves, pero que pueden transmitir el virus, pueden estar en torno al 20-40% de los casos. Personas prácticamente indetectables por un sistema de vigilancia epidemiológico no habituado a esta situación. Finalmente, es importante señalar las diferencias con otros coronavirus recientes que no produjeron una epidemia (SARS-CoV-1 en 2003 y MERS en 2012) y cuyos síntomas eran más graves, aparecían poco después de infectar a una persona, y cuya transmisión se producía a partir de los tres días posteriores a mostrar síntomas. Los pacientes infectados por SARS-CoV-2 tardan entre 4 y 7 días en desarrollar síntomas, pero durante este periodo pueden ser transmisores. Es decir, la letalidad del virus es lo suficiente alta como para causar un número importante de muertes, tarda en mostrar síntomas y un porcentaje importante de infectados lo pueden transmitir sin mostrar síntomas. Estos tres factores hacen extremadamente complicada una vigilancia epidemiológica correcta. 

La propagación

No sólo nuestra protección natural inmune es nula, y la tenemos que generar al pasar la enfermedad, sino que además, a diferencia de la gripe, la temperatura y la humedad no parecen jugar, por ahora, un papel importante en disminuir la transmisión del virus. 

Temperatura y humedad ayudan a disminuir la propagación de otros virus principalmente por tres motivos:

– Las condiciones ambientales: en los países no situados en el Ecuador o en los trópicos, temperaturas elevadas y mayor contenido de vapor de agua en la atmósfera, disminuyen su transmisión. Esto sucede por dos motivos, el virus se mantiene menos tiempo activo en esas condiciones ambientales y las mucosas nasales son más efectivas para expulsar los virus si la cantidad de vapor de agua es mayor.

– El comportamiento humano: en invierno solemos pasar más tiempo en espacios cerrados y poco ventilados, lo que favorece los contagios.

– El sistema inmunitario: hay estudios que muestran que la falta de luz solar disminuye los niveles de melatonina y vitamina D debilitando el sistema inmunitario del huésped.

Deberíamos añadir un cuarto motivo no relacionado con el ambiente, pero que explica la estacionalidad de muchos virus: la disminución de personas susceptibles de enfermar porque no tienen inmunidad. Todas las enfermedades infecciosas aumentan exponencialmente, llegan a un máximo y luego disminuyen, porque hay más gente con defensas para los virus que ya existían. En el caso del SARS-CoV-2 este último punto no lo podemos considerar, ya que la población susceptible de contagiarse era la población mundial.

Pacientes recuperados de un virus similar, el SARS-CoV-1, han sufrido problemas pulmonares y óseos hasta 12 años después de infectarse

Si la temperatura parece que no será la solución a corto-medio plazo, la vacuna tampoco lo será. El desarrollo de una vacuna requiere tiempo, y aunque se aceleren los plazos muy difícilmente llegarán antes del próximo año. Con suerte podremos tener alguna opción terapéutica a nivel hospitalario con medicamentos que ya se saben seguros en su uso, y que tal vez puedan tener un efecto en su prognosis (en reducir complicaciones de salud y las probabilidades de morir).

El precio de la inmunidad de grupo

Igualmente, los últimos estudios sobre porcentaje de población infectada en la primera oleada de la epidemia en España muestran que también cabe olvidarse de la famosa inmunidad en grupo. En una sociedad conectada (no vale para una residencia), si el número de personas que no puede transmitir la enfermedad es del orden de 1- 1/R, la propagación se ancla. El parámetro R, que se ha descrito en muchos medios de comunicación, ha servido como parámetro paraguas bajo el cual se cobijan parámetros definidos de maneras ligeramente diferentes, y normalmente en contextos epidémicos que no son aplicables en esta epidemia. En todos ellos tiene relación con el número de contagios que se producen a partir de una persona contagiada. A pesar de ello, se estima que R sería del entorno de 3 o 4. Por lo tanto para conseguir inmunidad de grupo debería infectarse el 70% de la población. Dejamos al lector hacer el cálculo de cuántos muertos son necesarios para conseguir la inmunidad de grupo. Para España, calculen el 70% de su población y sobre este número calculen el 0.7% si son optimistas y el 1.3% si son pesimistas.

Así pues, sólo queda tener una visión clara de lo que sabemos de la propagación del virus para poder evitar el contagio. Y es en este aspecto donde encontramos que la investigación se encuentra en desarrollo, con resultados parciales interesantes pero no concluyentes.

¿Cómo se contagia? 

En general los virus se transmiten de tres maneras diferentes: 

– Por contacto directo.

– Mediante vía aérea, inhalando pequeñas gotas de agua (aerosoles) expulsadas por un contagiado.

– Tocando una superficie con virus activos y llevándose la mano a nariz, boca, u ojos.

La segunda de las formas de contagio depende de la cantidad de virus activo que emite una persona contagiada al estornudar, toser o hablar, y también de la facilidad con la que estos aerosoles sean inhalados por otra persona. Estudios recientes han mostrado que una persona hablando emite 114 dosis infecciosas por hora , y que una persona inhalará fácilmente aerosoles de otra persona si está a menos de 2 metros. Sin embargo, una gran parte de las partículas emitidas no contienen partes activas del virus y el SARS-CoV-2 parece viable en aire sólo durante 3 horas.

La tercera de las formas de contagio depende claramente del tiempo que el virus puede mantenerse activo en diferentes superficies, lo que probablemente no sólo dependa del material de la superficie sino también de la temperatura y humedad del ambiente. 

En estos momentos no está claro qué porcentaje de contagios proviene de cada forma de transmisión, pero, por lo dicho anteriormente es evidente que el uso de mascarillas homologadas (y sin filtro, por supuesto), así como mantener una distancia de más de 2 metros reduce de manera importante las dos primeras de las formas de contagio. Estudios recientes han demostrado que en función de las condiciones ambientales, los 2 metros de distancia pueden no ser suficientes si estás en un lugar mal ventilado, con aire acondicionado, o estás cantando, por ejemplo. ¿Cómo evitar la tercera forma de contagio? No tocándonos la cara, y lavándonos frecuentemente las manos. Por lo contrario, el uso de guantes puede darnos una sensación de falsa seguridad ya que, en promedio, el virus permanece más tiempo activo sobre el guante (4 días) que sobre la piel (10 minutos).  

Para conseguir inmunidad de grupo debería infectarse el 70% de la población

Las diferencias fuertes en la sintomatología que presentan las personas, las propias propiedades del virus, y la diferente situación social/ambiental de los contagios, llevan a que no todas las personas con el virus tengan la misma capacidad de contagiar. No todas los infectados activos (menos de 14 días desde que contrajeron la enfermedad) tienen la misma capacidad de contagiar. Uno de los datos más importantes para entender la epidemia es saber cuán de diferenciada es dicha capacidad. Es ya conocimiento generalizado que para contener la epidemia se necesita que una persona infectada contagie, en promedio, a menos de una persona. Poco esfuerzo se ha realizado en explicar que en la zona de desescalada el parámetro importante para entender el proceso de rebrotes es el de clusterización (del inglés clustering, agrupamiento). Para explicar este concepto lo mejor es imaginar una situación en la que, en promedio, una persona infecta a otra persona. Si tenemos 100 personas infectadas, de estas, al ser la letalidad del 1%, 99 se curarán y una morirá, pero en el proceso infectarán en total a otras 100. Estas 100 personas a su vez repetirán el proceso si R=1 y la letalidad es del 1%. Hay dos situaciones totalmente diferentes que son compatibles con esta situación. En una, cada persona infectada literalmente infecta a otra persona. En otra, una persona infecta a 100 personas, y el resto no infecta a ninguna. En ambos casos por cada 100 personas infectadas aparecen otras 100 nuevas, pero en el primer caso la propagación es uniforme mientras que en la segunda la propagación se dice que está totalmente clusterizada. La epidemia se mantiene principalmente porque los contagios en grandes clústeres (grupos) son muy importantes. En este sentido, la información que tenemos hasta el momento indica que nos encontramos en una situación más cercana al segundo caso que al primero. Esto tiene unas repercusiones que la sociedad no ha analizado con detenimiento.

Por un lado, el control de la epidemia depende mucho de comportamientos imprudentes de pocas personas. Por otro, si se localizan las situaciones donde se puede generar un clúster grande es más fácil controlar la epidemia. Los clústeres se han generado principalmente, además de en residencias de ancianos y servicios religiosos, en dormitorios comunes de trabajadores, en el interior de hoteles, restaurantes y salas de reuniones incluidas clases particulares. Cines y teatros, en cambio, no han sido origen de ningún gran foco. Igualmente, a pesar de la impresión general, no hay ningún caso de propagación grande focalizada en el transporte público que hayamos localizado en la literatura. La falsa impresión de que el transporte público es un foco de elevadísimo contagio en el interior de buses o trenes se debe a una investigación, retirada posteriormente, que publicitó un contagio importante en un autobús de larga distancia en China. Dicho contagio, probablemente, no existió nunca. No se debe confundir la aparente menor relevancia del transporte público en grandes agrupaciones de casos con el hecho de que no se produzcan contagios, en el autobús o en un tren o en otro recinto, entre personas cercanas en el mismo sentido que se producen en el núcleo familiar si el contacto y la conversación es cercana. En cambio, la influencia de la conectividad aportada por las redes de transporte en la propagación del virus sí tiene estudios que corroboran su relevancia. La influencia, por ejemplo, del AVE entre Madrid y Ciudad Real no son los casos que se producen en dicho trayecto sino el transporte de personas contagiosas desde una zona con alta incidencia a otra con menor.

Así pues, las consecuencias socio-económicas de estos resultados son fáciles de comprender. El sector turístico y de clases particulares necesitará un cambio estructural profundo y estará siempre pendiente de comportamientos individualizados de riesgo. La imagen de un sector turístico volviendo a la normalidad de forma rápida no parece compatible con los datos disponibles hasta ahora.

¿Influyen las condiciones atmosféricas?

Respecto a la relación entre la transmisión del SARS-CoV-2 y las condiciones ambientales, en nuestra opinión, no existe una evidencia clara y si la hay es mucho menos importante que otros factores, como las medidas de aislamiento o protección individual. En estos momentos ya existen varios centenares de estudios, la gran mayoría sin pasar un proceso de revisión por pares, que analizan usando herramientas estadísticas la influencia de las condiciones ambientales en la transmisión del virus, ya sea por factores naturales (temperatura, humedad, velocidad del viento, …) o por factores antrópicos (contaminación).

Ningún estudio ha sido capaz de explicar por qué el virus se está transmitiendo de manera tan efectiva en países tropicales (Brasil, Perú, por ejemplo)

Aunque la mayoría de las investigaciones concluyen que las altas temperaturas y una mayor cantidad de vapor de agua en la atmósfera dificultan la transmisión del virus, muchos de estos estudios presentan errores de metodología. 

Si restringimos el análisis a los estudios que realizan la investigación de manera adecuada, no hay resultados concluyentes y algunos sugieren que no hay ninguna, o muy poca relación, y otros que es uno de los factores fundamentales. Además, ninguno de estos estudios ha sido capaz de explicar por qué, en la actualidad, el virus se está transmitiendo de manera tan efectiva en países tropicales (Brasil, Perú, por ejemplo) o en países de regiones templadas sin medidas estrictas de confinamiento, como EE.UU.

En definitiva, por el momento, no hay suficientes estudios con garantías que indiquen que con la llegada del verano en el hemisferio norte (aumento de la temperatura y de la cantidad de vapor de agua en la atmósfera) la transmisión del virus vaya a disminuir, en el caso de relajar las medidas de movilidad y contacto social. 

Respecto a la influencia de la contaminación, aunque muchos estudios siguen teniendo defectos metodológicos, son algo más concluyentes en que una elevada concentración de contaminantes (se han analizado PMs, NO2 principalmente) aumenta la transmisión del virus  y, sobretodo, la letalidad. Esto puede ser debido a dos motivos:

– Las propias partículas contaminantes pueden ayudar a distribuir el virus.

– Es conocido que las personas sometidas a altos niveles de contaminación son más propensas a tener enfermedades cardio-respiratorias.

De nuevo, es importante remarcar que correlación no quiere decir necesariamente causalidad. Las áreas de mayor contaminación suelen ser áreas de mayor densidad de población, factor que evidentemente ayuda a transmitir el virus, por lo que las variables no son independientes haciendo difícil, de nuevo, obtener conclusiones totalmente robustas. 

¿Nos podemos volver a contagiar?

Las personas contagiadas de covid-19 generan anticuerpos que en principio impedirían que se pudieran volver a contagiar. Es cierto que, tanto en China como en Corea del Sur, ha habido casos de personas que han dado PCR+ después de haber sido negativos, pero con posterioridad se ha confirmado que esto no se debió a reinfecciones, sino a positivos producidos por partes de virus no activos, y en ningún caso estas personas podían transmitir el virus. Sin embargo, aún hay una incertidumbre evidente: no sabemos cuánto dura la inmunidad. El virus lleva circulando 6 meses, por lo que lo único que sabemos es que una persona contagiada puede ser inmune 6 meses.

Hemos sido un experimento. Sobre la necesidad de evitar volver a serlo

El hecho de saber que las mascarillas sin filtro, la reducción de contactos y la higiene ayudan a disminuir la transmisión del virus, no quiere decir que sepamos cuantificar sus efectos. No hay ningún estudio sobre cuánto se reducen los contagios en transporte público si todo el mundo lleva mascarilla respecto a si no la lleva. No hay resultados definitivos tampoco sobre cómo de infecciosos son jóvenes y adolescentes hacia sus progenitores. No sabemos el efecto en la transmisión del virus si los menores de 20 años se ponen o no mascarilla para proteger a otras personas de una enfermedad que, en promedio, a ellos les afecta poco.

En las próximas semanas, la sociedad española y la europea en su conjunto van a ser objeto de un experimento en epidemiología sin precedentes

Así pues, en las próximas semanas, la sociedad española y la europea en su conjunto van a ser objeto de un experimento en epidemiología sin precedentes. Vamos a observar cómo los aumentos de movilidad y de contactos afectan a la propagación del virus. Vamos a ver si la generación de brotes pequeños locales, que siempre existirán, crece (o no) en función del número de contactos en el exterior en ciudades densas (efectos de fase 1 en Madrid y Barcelona) y, después, en función del contacto masivo en interiores, pero con cierta distancia y protección (fase 3).

El resultado del experimento de una sociedad totalmente susceptible a un virus con una letalidad promedio del 1%, con alta diferenciación por edades, con bajo parámetro de dispersión (alto agrupamiento) en temperaturas y humedades típicas del sur de Europa, en invierno, con densidad de población significativa en algunas áreas concretas, y con completa movilidad y gran interacción en espacios interiores sin protección, es algo que ya conocemos.

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Enric Álvarez (@kilocurie) y David Pino (@pino_in_bcn) son profesores agregados del Departamento de Física de la Universitat Politècnica de Catalunya y miembros de los Grupos de Investigación en Biología Computacional y Sistemas Complejos (@BIOCOMSC1), y de Dinámica de Fluidos, respectivamente. Durante la epidemia forman parte del grupo que realiza informes diarios enviados a las direcciones generales DG-CONNECT y DG-HEALTH de la Comisión Europea, focalizándose en la influencia de la movilidad y las condiciones ambientales en la propagación del virus y su letalidad.

Cuando a principios de enero empezaron a llegar a los hospitales de Hubei pacientes con complicaciones graves pulmonares que tenían difícil tratamiento, el diagnóstico se asoció a problemas respiratorios rutinarios de pacientes mayores, o bien a muertes debidas a un historial médico previo complicado. Cuando los...

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Enric Álvarez

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