comentarisviruslents

Aquest blog és una seguit de comentaris personals i probablement poc transferibles sobre ciència i política.

Archivos en la Categoría: Junin

Comentaris virus-lents (132): Persistència ambiental d’agents patògens selectes Categoria A.

L’alliberament de patògens letals amb finalitats bioterroristes pot tenir efectes devastadors, provocant un daltabaix social amb pèrdues de vides humanes, carestia de menjar, mortalitat de ramats, i desbaratament de la economia. Aquest potencial és tan més gran quan més es coneix agent i malaltia i més fàcil de manipular o exacerbar és (per tant és màxim ara, encara que les contramesures també han avançat espectacularment).

Un agent biològic potencialment “útil” ha de ser fàcilment produïble i dispersable (aire, aigua, menjar, terres i fomites), ha de causar un efecte retardat i poc traçable (a diferència dels agents químics i de moltes toxines, l’efecte depèn de la replicació dins l’hoste, la qual cosa garanteix un retard de dies, si no setmanes, des de la dispersió a l’aparició de simptomatologies), i ha de ser prou mortal o incapacitant per suposar un repte sanitari o social de primer ordre ja que el que es cerca es generar nerviosisme o histèria, potser més que el dany directe produït.

bioterrorism signal

D’això explicat és evident que una part important de l’efecte d’un agent bioterrorista estarà lligat a la seva capacitat de persistència o viabilitat en el medi ambient en el que sigui alliberat. Alhora, la inactivació o pèrdua de viabilitat en aquestes circumstàncies  tenen a veure amb els processos de descontaminació a seguir a les àrees afectades, i a la delimitació de les mateixes. A més, a l’hora d’alliberar l’agent pot ser que es faci servir una via que no sigui “natural” permeten que el patogen entri també a l’organisme per una via no clàssica. El potencial de transmissió, doncs, estarà lligat al mètode de transport o disseminació i la persistència del patogen en el medi ambient particular en el que sigui alliberat.

No tots els agents biològics tenen potencial bioterrorista. Aquells que ho tenen, pels seus efectes intrínsecs però també pels extrínsecs (socials) se inclouen a la “Category A Select Agents” del Centre de Control de Malalties (CDC, Centers for Disease Control, en anglès). Aquest agents són els virus de la verola, l’antrax (Bacillus anthracis), la pesta (Yersinia Pestis), Franciscella tularensis (agent causal de la tularèmia) i els agents virals causants de febres hemorràgiques (febre de Lassa, febre hemorràgica de Junin, febre hemorràgica veneçolana dins la família Arenaviridae; hantavirus dins la família Bunyaviridae; febres hemorràgiques d’Ebola i Marburg a la família Filoviridae; encefalitis de Sant Louis i encefalitis Japonesa tipus B per la família Flaviviridae). Tanmateix hi ha agents que no estan a la llista que podrien ser emprats com agents bioterroristes com el SARS o el MERS Coronavirus, per exemple.

Tots els patògens esmentats poden arribar al medi ambient a través de les secrecions o excrecions d’animals o persones infectades, en alguns casos a concentracions prou elevades. Des de la seva sortida a l’exterior el patogen es veurà afectat per una sèrie de factors fora del seu control com la temperatura, l’humitat relativa, dessecació, efecte de la radiació ultravioleta. El factor clau, la temperatura; particularment pels agents que no podem replicar-se o propagar-se a l’exterior, com serien els virus, com més alta és la temperatura més progressa la inactivació, menys virus quedaran disponibles per infectar persones o animals. La inactivació durant la dessecació dels aerosols o de l’aigua en la que està l’agent, influïda a l’hora per la humitat relativa ambiental té també importància quan parlem d’aerosols o fomites.

Per poder fer comparacions els investigadors recorrem a paràmetres com T90 o T99, que podrien traduir com el temps necessari per que caigui la infectivitat un 90 o un 99% respectivament. Un 90% de caiguda d’ infectivitat, que restin 10 partícules infeccioses on inicialment havien 100, també pot expressar-se con 1 log10R (1 logaritme de reducció del títol infecciós); un 99% d’inactivació, són doncs 2 log10R. Aquestos càlculs es fan assumint en molts casos que les cinètiques de inactivacions són lineals, és a dir, si un agent té una T90 de 1 dia, la T99 serà de dos dies…i la T99,99 seria de 4 dies. Els que ens dediquen a estudiar la inactivació vírica i bacteriana sabem que no és ben bé així, però de vegades cal treballar amb la brotxa grossa, amb traç gruixut. Anem ara a donar algunes dades de persistència de patògens “letals” en diferents ambients on podrien ser dispersats…

Aerosols: Les formes vegetatives bacterianes són molt més sensibles que les espores bacterianes; de la mateixa manera els virus amb embolcall pateixen durant la formació (moltes vegades implica una liofilització, amb deshidratació prèvia) i exposició de l’aerosol la inactivació per pèrdua de contingut d’aigua i acció radiació ultravioleta. Cal comptar que del títol inicial que es liofilitza es passarà a un títol que pot ser significativament inferior; addicionalment, durant els primers minuts de l’aerosolització s’ha descrit una inactivació major que en moments posteriors. Les formes de resistència, les espores, però, poden persistir per molts mesos a l’aigua de llacs, mars, a la llet i per anys, dècades inclús, en papers o tèxtils, però també a sols i terres. Yesinia pestis presenta T90 i T99 de 30 minuts i 60 minuts respectivament a 26ºC i 50%  d’humitat relativa (HR). En funció de la HR aquestos valors canvien; per HR per damunt del 85% la supervivència és menor. Pel virus Vaccinia, un model del virus de la verola, a 22ºC i 20% HR els valor de T90 i T99 són 55 hores i 5 dies aproximadament, i a les pitjors condicions (32-33ºC) calen 9 hores per assolit T90. Per Franciscella tularensis els valors mitjans estan en un màxim de 2 hores per T90. Pels virus hemorràgics (Arenaviridae, Flaviviridae,…) a temperatures sobre els  20-25ºC els valors de T90 es mouen entre 1 i 2 hores. Sense que sigui un comportament general sembla que HR mitges o baixes (per sota 50%) afavoreixen persistència de virus i bacteris en forma aerosolitzada.

bioterrorism

Fomites:: La persistència en fomites està lligada a les pròpies característiques de la fomite, o superfícies, de la temperatura i de la HR. A tall d’exemple no són el mateix superfícies poroses com fustes, tèxtils i papers que superfícies no poroses com plàstics, acer inoxidable, alumini, vidre. Yersinia pestis manté millor la seva viabilitat en superfície poroses com el paper (a 20ºC la T90 està en 12-24 hores; si han arribat a la fomite 106 bacteris (un milió de bacteris) caldran un mínim de 6 dies, si la inactivació és lineal, per poder començar  a assumir que aquesta fomite no pot propagar la infecció). Per Franciscella, a 25ºC en metall, la T90 està entre 15 i 87 hores depenent de la HR; pels virus hemorràgics entre 1 i 2 hores i pel virus Vaccinia, T90 de 100 a 180 hores.

Aigües: Clarament el medi en el que s’han fet menys estudis; abunden però els estudis per patògens vírics i bacterianes de transmissió fecal/oral; aquests patògens de Categoria A també poden secretar-se i excretar-se i arribar a rius i llacs. A més tant Franciscella turalensis com Bacillus anthracis poden propagar-se en el medi ambient en absència d’hoste. Yersinia pestis és capaç de persistir per 16 dies en aigües, i si aquestes s’aerosolitzen poden ser infeccioses; novament la ingesta no té una gran capacitat de transmissió, ja que no és la ruta habitual de transmissió. La persistència d’espores de Bacillus anthracis és espectacular i es xifra en dècades o segles. Les formes vegetatives però tenen T90 d’uns pocs dies. Altre cop, la ruta de entrada, “massa original” dificulta molt la posterior infecció. Per virus de la família Hantavirus es precisen de 20 dies per assolir caigudes de 99,9%. Vaccinia virus té T90 de 3 a 5 dies depenent del tipus d’aigua, a temperatures de 19-23ºC.

Terres: Pels virus, els terres funcionen com les fomites i estan subjectes als mateixos agents: temperatura, HR (o activitat d’aigua). Bacillus i Franciscella poden propagar-se en condicions favorables. Y.pestis pot persistir per més de 10 mesos a sols a 4-8ºC, a terres amb un adequat contingut de matèria orgànica i humitat, i per més de 3 mesos a 20-22ºC. Les espores de Bacillus poden persistir per anys, més enllà de la nostra vida.

De tot allò mostrat es poden extreure unes poques generalitzacions:

  • Totes les dades s’han d’agafar amb prevenció; recordem que les cinètiques no són lineals, que és molt habitual una forta inactivació inicial i una lenta inactivació posterior de les partícules infeccioses restants. Si de cas les dades s’han d’agafar com valors mínims, períodes de temps mínims.
  • Sembla que l’estabilitat està promoguda en els ambients aquàtics (particularment favorables per Franciscella tularensis) i és més reduïda en els processos d’aerosolització i persistència en fomites. Com si diguéssim (sobre tot pels virus i les formes vegetatives) la dessecació és garantia raonable de reducció intensa de l’infectivitat.
  • La forma aerosol és transitòria, i “ràpidament” es diposita sobre superfícies líquides (aigües), o fomites (superfícies sòlides). D’aquests compartiments poden tornar-se a donar fenòmens d’aerosolització.
  • Els virus, però, semblen més estables en forma aerosol que les formes vegetatives bacterianes.
  • Vaccinia (model de la verola) i les espores de anthracis són els agents bioterroristes més estables a les condicions mediambientals, en forma natural, no modificada.

Poques conclusions i potser massa generals, pensareu, no?. Però és el que sovinteja a la microbiologia ambiental i més quan bona part de les dades estan classificades.

Però aquesta, aquesta és una altra història.

Anuncios

Comentaris virus-lents (102): La llista de virus més perillosos? N’hi ha moltes, aquí una.

Tota llista que fem implica escollir i prioritzar. Per tant no deixa de reflectir aquell que fa la llista, en aquest cas, de virus en funció de la seva taxa de mortalitat. Els que la llegeixen han de tenir molt clar que una llista com aquesta mai podrà copsar l’enormitat de la variabilitat vírica i que potser algun virus existent sigui més perillós que els aquí descrits i que, senzillament, encara no s’ha manifestat entre nosaltres. 

Els Lissavirus: Aquest gènere compren no sols el virus de la ràbia (que causa la mort a quasi tothom que resulta infectat) si no també virus com el  Duvenhage, el Mokola, o els lissavirus de ratpenats australians. Encara que es reporten pocs casos anualment, exceptuant els casos de ràbia, que acumulen més de 50.000 morts anuals al món, aquells que es coneixen són sempre fatals. En el cas de la ràbia, si no s’administra una profilaxis post-exposició, aquesta infecció, que progressa cap a una encefalitis (inflamació del cervell) aguda, és gairebé mortal amb la manifestació de símptomes. Els ratpenats son els vectors transmissors d’aquest virus, amb l’única excepció del Mokola. Per la ràbia hi ha vacunes altament efectives, inclús si s’administra a post-exposició, poc després de l’event infecciós. Si l’infecció avança, i els símptomes treuen el cap, no hi ha tractament.

Els filovirus. Potser al capdavant de tots, el virus Marburg. Porta el nom d’un poble petit i idíl·lic a la vora del riu Lahn (Alemanya). El virus Marburg és un virus de febre hemorràgica, del gènere Filovirus com l’Ebola. Igual que amb l’Ebola, el virus Marburg provoca convulsions i hemorràgia de les membranes mucoses, pell i òrgans. Té una taxa de mortalitat que arriba al 90 per cent.Hi ha cinc soques del virus Ebola, quatre amb noms de països i regions d’Àfrica: Zaire, Sudan, Tai Forest, Bundibugyo i una cinquena, Reston, d’un poble als EEUU. El virus Ebola Zaire és el més mortal, amb una mortalitat que sovinteja el 90%. És la soca actualment activa a Guinea, Sierra Leone i Libèria. Fins aquest any sense cap vacuna realment disponible; el tractament continua sent el suport de les constants vitals.

Els Hantavirus inclou diverses tipologies virals que desencadenen dues síndromes prou diferenciades: febre hemorràgica amb síndrome renal (i que s’estén per Europa, Àfrica i Asia) o les síndromes pulmonars, respiratoris, reclosos a tot el continent americà. La taxa de mortalitat, depenent de la especie estaria entre el 30 i el 40%. Porta el nom d’un riu, el Hantan, on els soldats nord-americans, de campanya a la guerra de Corea del la dècada dels 50 del segle passat, van ser primerament infectats per aquest virus fins aquell moment desconegut. Van arribar als 3000 afectats amb un 10% de mortalitat. Per més detalls d’un brot més recent mireu entrada 10. No hi ha vacuna aprovada pel seu ús a Europa o EEUU, ni cap tractament antiviral més enllà del suport a les constants vitals i l’administració de rivabirina a etapes inicials de la malaltia. Però sí s’administren preparats vacunals, a partir de cervells o cèl·lules de ronyó de rosegadors infectats, un cop inactivats, a Corea i Xina.

Els virus de la grip aviària, amb diferents soques (H5N1, H7N9…) que regularment arriben al compartiment humà causant cert pànic mediàtic; fins a cert punt està justificat ja que la taxa de mortalitat és de 70 per cent. Però, de fet, el risc de contraure la soca H5N1 – un dels més coneguts – és força baixa. Ara per ara la infecció únicament és possible, no diem probable, si s’està en contacte directe, i jo diria continuat, amb aus de corral o anàtids infectats. Això explica per què la majoria dels casos apareixen a Àsia, on les persones viuen sovint prop de les aus de corral (pollastres, ànecs). No hi ha una vacuna específica i el tractament és el suport de les constants vitals

El gènere Henipavirus engloba a tres membres anomenats Hendra virus (HeV, primera descripció, 1994), Nipah virus (NiV, primera descripció, 1999), i Cedar virus (CedPV, 2012), que encara compartir moltes semblances amb els dos primers, no infecta a animals de laboratori susceptible a l’infecció per paramixovirus, ni s’ha descrit en humans, i es considerat no perillós. Però pels altres dos virus, la letalitat és la seva senyera, amb taxes entre el 50 i el 100%. Hendra causa afectacions respiratòries, incloent hemorràgies i edemes als pulmons, o encefalitis i meningitis. Pel que fa a Nipah, anomenat així pel lloc on es va aïllar (mireu també entrada 10 sobre aquest tema) el primer brot que afecta a éssers humans i a porcs es caracteritza per símptomes encefalítics a humans i respiratoris als porcs. Brots epidèmics posteriors, però, han causat afectacions respiratòries en humans, incrementat la probabilitat de transmissió humà-humà i indicant l’existència de soques més perilloses, per transmissibles;  de fet està qualificat com potencial agent bioterrorista (agent categoria C, pel CDC). Encara que es creien virus australians o asiàtics, la descripció d’un virus a Ghana amb característiques semblants fa pensar que la zona endèmica inclouria també Africa. Hi ha vacunes pels cavalls (que també s’infecten i de fet són transmissors a l’esser humà) però no per aquests. Hi ha alguns tractaments experimentals post-exposició en assaig, no disponibles encara.

El virus de Lassa es va manifestar inicialment infectant una infermera a la ciutat de Lassa (Nigèria) i va ser oficialment descobert per un català, el doctor Jodi Casals-Ariet, l’any 1969. El virus es transmet per rosegadors (un ratolí, Mastomys natalensis). Es una malaltia endèmica, és a dir, que afecta de forma continuada una regió específica, en aquest cas l’Àfrica occidental, alternant períodes de baix afectació amb crisis o brots intensos. La febre de Lassa causa 5.000 morts anuals (d’uns 500.000 afectats); per tant una taxa del 1%. La taxa de mortalitat dels casos simptomàtics hospitalitzats, però, estaria entre el 15-20%, encara que alguns suggereixen que es troba al voltant del 50% als períodes epidèmics. Se suposa que el 15 per cent dels rosegadors a l’Àfrica occidental són portadors del virus, i per tant, susceptibles de transmetre’l. No hi ha vacuna però els tractaments immediats amb rivabirina semblen efectius.

El virus Junín (descobert el 1958) s’associa amb febre hemorràgica argentina. Les persones infectades amb el virus pateixen símptomes com conjuntivitis, petèquies i púrpures (petites hemorràgies dèrmiques) i ocasionalment sepsis, desembocant en alteracions greus dels sistema immune, vascular o neurològic. La taxa de mortalitat es troba entre el 20 i el 30%. El problema amb aquest virus, i amb altres, com el mateix Ebola, és que els símptomes inicials són prou indefinits o comuns com per que la malaltia sigui ben detectada en la primera instància. Els hostes naturals tornen a ser els rosegadors. La seva àrea d’afectació ha passat dels 15.000 km2 als 150.000 km2 en els darrers 50 anys. Hi ha vacuna disponible.

El virus de la febre de Crimea-Congo (descrit a 1944 a Crimea) és transmès per paparres (Hyaloma) i és una zoonosi que salta d’animals domèstics i silvestres a humans. És similar als virus Ebola i Marburg en la forma en què progressa als malalts. Durant els primers dies de la infecció, els pacients presenten petits botons hemorràgics a la cara, la boca i la faringe. La taxa de mortalitat està entre el 10 i el 30% a la segona setmana de l’aparició dels símptomes (en la majoria de brots). És una malaltia endèmica a tota Àfrica, els Balcans, l’Orient Mitjà i a bona part d’Asia (Pakistan, Iran, India…). Hi ha una vacuna d’antigen inactivat que s’administra a Bulgària i una desenvolupada per un equip turc encara pendent d’aprovació per la Food and Drug Administration (FDA). Respecte el tractament, suport de les constants vitals; a Turquia un tractament a partir de sèrum de pacients de CCHF ha demostrat un 90% d’efectivitat.

El virus Machupo (descrit per primer cop a Bolívia, 1962) s’associa amb febre hemorràgica boliviana, també coneguda com tifus negre; és una altra zoonosi. La infecció provoca febre alta, malestar general, mal de cap, dolor muscular (símptomes no gaire diferents a la malària). Les petèquies i el sagnat de nas i genives ve després quan la malaltia llisca cap a la fase hemorràgica. Progressa de forma similar al virus Junin i la seva taxa de mortalitat està entre el 5 i el 30%. Aquest virus sí que es pot transmetre ocasionalment d’humà a humà, però habitualment s’adquireix per contacte o inhalació de partícules de les femtes de rosegadors (el ratolí Calomys callosus). És considerat també com base per una potencial arma biològica. Sense vacuna ni tractament efectiu més enllà del suport de les constants vitals.

La febre del dengue és una amenaça constant, i la seva incidència s’ha incrementat fortament en les darreres dècades, des de la segona Guerra Mundial; actualment més de 110 països son endèmics a l’agent, un flavivirus o virus de la familia Flaviviridae, com el virus de la febre groga o el virus West Nile. La seva taxa de mortalitat està entre 1 i 5%; però és clarament inferior al 1% si es rep atenció adequada. Si estem planejant unes vacances al tròpic ja cal que ens informem bé. El dengue es transmès per mosquits, i afecta entre 50 i 100 milions de persones a l’any a destinacions turístiques populars, com Tailàndia i l’Índia, causant unes 25.000 morts anuals. Però és un problema més general ja que més de 2 mil milions de persones viuen en àrees que estan amenaçades per la febre del dengue, degut a l’urbanització creixent d’indrets feréstecs, impulsada pel creixement de la població, i l’escalfament global. No hi ha vacuna disponible, el tractament es basa en la rehidratació i el suport de les constants vitals.

El virus desconegut. Per aquest no tenim, evidentment ni vacuna ni tractament. Caldrà cercar-lo entre els disponibles i passaran mesos fins que disposem d’alguna eina diagnòstica específica i anys fins que tinguem eines terapèutiques (vacunes). És, aquest, el proper virus que ens vindrà, una conseqüència probable d’envair un nou entorn natural, forçar el contacte entre la natura, els animals (la majoria dels virus que hi ha a la llista són zoonótics) i les poblacions humanes, o com a conseqüència de l’escalfament global que canvia patrons de disseminació o localització de moltes especies, algunes d’elles que hostatgen virus que poden trobar nous hostes més predisposats.

Tot un equip de futbol, onze integrants d’un equip de malsons però també de reptes. En una propera entrada farem un nou llistat no en funció de la seva mortalitat i disponibilitat de contramesures si no de la afectació total (de l’efecte acumulat amb els anys).

Perquè aquesta, aquesta serà una altra història.