Infecciones por coronavirus: más que solo el resfriado común

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• 25 de enero de 2020
• Alergología e Inmunología Clínica
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Catharine I. Paules, MD1; Hilary D. Marston, MD, MPH2; Anthony S. Fauci, MD2

JAMA Publicado en línea el 23 de enero de 2020. doi: 10.1001 / jama.2020.0757

Los coronavirus humanos (HCoV) se han considerado patógenos intrascendentes durante mucho tiempo, causando el “resfriado común” en personas sanas. Sin embargo, en el siglo XXI, 2 HCoV altamente patógenos, el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV) y el coronavirus del síndrome respiratorio del Medio Oriente (MERS-CoV), surgieron de los reservorios animales para causar epidemias globales con morbilidad y mortalidad alarmantes. En diciembre de 2019, se reconoció en Wuhan, China, otro HCoV patógeno, el nuevo coronavirus 2019 (2019-nCoV), que causó graves enfermedades y la muerte. El alcance y efecto final de este brote no está claro en la actualidad ya que la situación está evolucionando rápidamente.

Los coronavirus son virus de ARN de cadena positiva grandes y envueltos que se pueden dividir en 4 géneros: alfa, beta, delta y gamma, de los cuales se sabe que los CoV alfa y beta infectan a los humanos.1 Cuatro HCoV (HCoV 229E, NL63, OC43 y HKU1) son endémicos a nivel mundial y representan del 10% al 30% de las infecciones del tracto respiratorio superior en adultos. Los coronavirus son ecológicamente diversos, con la mayor variedad observada en los murciélagos, lo que sugiere que son los reservorios de muchos de estos virus.2 Los mamíferos peridomésticos pueden servir como hospedadores intermedios, facilitando eventos de recombinación y mutación con expansión de la diversidad genética. La glicoproteína del pico de superficie (S) es crítica para la unión de los receptores de la célula huésped y se cree que representa un determinante clave de la restricción del rango del huésped.

Hasta hace poco, los HCoV recibían relativamente poca atención debido a sus fenotipos leves en humanos. Esto cambió en 2002, cuando se describieron casos de neumonía atípica grave en la provincia de Guangdong, China, lo que causó preocupación mundial a medida que la enfermedad se propagó a través de viajes internacionales a más de 2 docenas de países.2 La nueva enfermedad se conoció como síndrome respiratorio agudo severo (SRAS), y se identificó un beta-HCoV, llamado SARS-CoV, como el agente causal. Debido a que los primeros casos compartieron una historia de contacto entre humanos y animales en los mercados de juegos en vivo, se sospechaba fuertemente de la transmisión zoonótica del virus. sin embargo, a medida que se disponía de más datos de secuencias virales, surgió el consenso de que los murciélagos eran los huéspedes naturales.

Los síntomas comunes del SRAS incluyeron fiebre, tos, disnea y ocasionalmente diarrea acuosa.2 De los pacientes infectados, del 20% al 30% requirieron ventilación mecánica y el 10% fallecieron, con tasas de mortalidad más altas en pacientes mayores y con comorbilidades médicas. La transmisión de persona a persona se documentó, principalmente en entornos de atención médica. Esta propagación nosocomial puede explicarse por la virología básica: el receptor humano predominante para la glucoproteína SARS S, la enzima convertidora de angiotensina humana 2 (ACE2), se encuentra principalmente en el tracto respiratorio inferior, en lugar de en la vía aérea superior. La distribución de los receptores puede explicar tanto la escasez de síntomas del tracto respiratorio superior como el hallazgo de que la eliminación viral máxima se produjo tarde (~ 10 días) en la enfermedad cuando las personas ya estaban hospitalizadas. La atención del SARS a menudo requirió procedimientos de generación de aerosol, como la intubación, que también pueden haber contribuido a la propagación nosocomial prominente.

Varios eventos de transmisión importantes ocurrieron en la comunidad, como el mini brote bien caracterizado en el Hotel Metropole en Hong Kong desde donde los clientes infectados viajaron y propagaron el SARS a nivel internacional. Otro brote ocurrió en el complejo de viviendas Amoy Gardens, donde se infectaron más de 300 residentes, lo que proporciona evidencia de que a veces puede ocurrir la transmisión de SARS-CoV en el aire.4 Casi 20 años después, los factores asociados con la transmisión de SARS-CoV, que van desde Los eventos limitados de transmisión de animal a humano a los superespagadores humanos siguen siendo poco conocidos.

En última instancia, las medidas clásicas de salud pública pusieron fin a la pandemia de SARS, pero no antes de que 8098 personas fueran infectadas y 774 murieran.2 La pandemia le costó a la economía global un estimado de $ 30 mil millones a $ 100 mil millones.1 El SARS-CoV demostró que los CoV animales podrían saltar la barrera de especies, expandiendo así la percepción de amenazas de pandemia.

En 2012, otro beta-CoV altamente patógeno hizo que la especie saltara cuando se reconoció el síndrome respiratorio del Medio Oriente (MERS) y se identificó el MERS-CoV en el esputo de un hombre saudí que murió de insuficiencia respiratoria.3 A diferencia del SARS-CoV, que rápidamente se extendió por todo el mundo y fue contenido y eliminado en relativamente poco tiempo, el MERS ha ardido, caracterizado por una transmisión zoonótica esporádica y cadenas limitadas de propagación humana. MERS-CoV aún no ha sostenido la difusión comunitaria; en cambio, ha provocado eventos explosivos de transmisión nosocomial, en algunos casos vinculados a un solo superespagador, que son devastadores para los sistemas de salud.

MERS shares many clinical features with SARS such as severe atypical pneumonia, yet key differences are evident. Patients with MERS have prominent gastrointestinal symptoms and often acute kidney failure, likely explained by the binding of the MERS-CoV S glycoprotein to dipeptidyl peptidase 4 (DPP4), which is present in the lower airway as well as the gastrointestinal tract and kidney.³ MERS necessitates mechanical ventilation in 50% to 89% of patients and has a case fatality rate of 36%.²

While MERS has not caused the international panic seen with SARS, the emergence of this second, highly pathogenic zoonotic HCoV illustrates the threat posed by this viral family. In 2017, the WHO placed SARS-CoV and MERS-CoV on its Priority Pathogen list, hoping to galvanize research and the development of countermeasures against CoVs.

The action of the WHO proved prescient. On December 31, 2019, Chinese authorities reported a cluster of pneumonia cases in Wuhan, China, most of which included patients who reported exposure to a large seafood market selling many species of live animals. Emergence of another pathogenic zoonotic HCoV was suspected, and by January 10, 2020, researchers from the Shanghai Public Health Clinical Center & School of Public Health and their collaborators released a full genomic sequence of 2019-nCoV to public databases, exemplifying prompt data sharing in outbreak response. Preliminary analyses indicate that 2019-nCoV has some amino acid homology to SARS-CoV and may be able to use ACE2 as a receptor. This has important implications for predicting pandemic potential moving forward. The situation with 2019-nCoV is evolving rapidly, with the case count currently growing into the hundreds. Human-to-human transmission of 2019-nCoV occurs, as evidenced by the infection of 15 health care practitioners in a Wuhan hospital. The extent, if any, to which such transmission might lead to a sustained epidemic remains an open and critical question. So far, it appears that the fatality rate of 2019-nCoV is lower than that of SARS-CoV and MERS-CoV; however, the ultimate scope and effects of the outbreak remain to be seen.

Drawing on experience from prior zoonotic CoV outbreaks, public health authorities have initiated preparedness and response activities. Wuhan leaders closed and disinfected the first identified market. The United States and several other countries have initiated entry screening of passengers from Wuhan at major ports of entry. Health practitioners in other Chinese cities, Thailand, Japan, and South Korea promptly identified travel-related cases, isolating individuals for further care. The first travel-related case in the United States occurred on January 21 in a young Chinese man who had visited Wuhan.

Additionally, biomedical researchers are initiating countermeasure development for 2019-nCoV using SARS-CoV and MERS-CoV as prototypes. For example, platform diagnostic modalities are being rapidly adapted to include 2019-nCoV, allowing early recognition and isolation of cases. Broad-spectrum antivirals, such as remdesivir, an RNA polymerase inhibitor, as well as lopinavir/ritonavir and interferon beta have shown promise against MERS-CoV in animal models and are being assessed for activity against 2019-nCoV.⁵ Vaccines, which have adapted approaches used for SARS-CoV or MERS-CoV, are also being pursued. For example, scientists at the National Institute of Allergy and Infectious Diseases Vaccine Research Center have used nucleic acid vaccine platform approaches.⁶ During SARS, researchers moved from obtaining the genomic sequence of SARS-CoV to a phase 1 clinical trial of a DNA vaccine in 20 months and have since compressed that timeline to 3.25 months for other viral diseases. For 2019-nCoV, they hope to move even faster, using messenger RNA (mRNA) vaccine technology. Other researchers are similarly poised to construct viral vectors and subunit vaccines.

While the trajectory of this outbreak is impossible to predict, effective response requires prompt action from the standpoint of classic public health strategies to the timely development and implementation of effective countermeasures. The emergence of yet another outbreak of human disease caused by a pathogen from a viral family formerly thought to be relatively benign underscores the perpetual challenge of emerging infectious diseases and the importance of sustained preparedness.

Published Online: January 23, 2020. doi:10.1001/jama.2020.0757

Conflict of Interest Disclosures: None reported.