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Sobrevivência do SARS-CoV-2 em Condições Variáveis de Temperatura e Humidade e a Ocorrência Sazonal da COVID-19 Destaque

 

Ilustração dos coronavírus.1

 

Aires Walter Mavunge Carlos1, Orlis Loret de Mola2, Maurício Catau Miguel1

1 Faculdade de Medicina Veterinária, Universidade José Eduardo dos Santos, Huambo

2 Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade José Eduardo dos Santos, Huambo

 

Introdução

Nas últimas duas décadas, o surgimento de epidemias virais representa grande ameaça à saúde humana e a sociedade, principalmente no continente Africano. Algumas destas infecções são conhecidas, tais como a febre hemorrágica de Marburg, a Febre Amarela e o Ebola.

A COVID-19 é causada pelo SARS-CoV-2 que pode evoluir para uma síndrome respiratória aguda grave (SARS). Os primeiros casos desta doença foram identificados na China, no passado 31 de dezembro de 2019, na cidade de Wuhan, província de Hubei (Huang et al., 2020; Zhou et al., 2020). Inicialmente tratou-se de um surto e com o transcorrer do tempo foi-se expandindo pelos diferentes continentes e declarado como pandemia pela OMS, aos 11 de Março de 2020.

O vírus SARS-CoV-2 pertence a família Coronaviridae e possui um genoma unimolecular com RNA de sentido positivo. Segundo estudos realizados pelo grupo de estudo dos coronavírus (CSG) do Comité Internacional de Taxonomia dos Vírus (ICTV), o SARS-CoV-2 é um vírus pertencente a ordem Nidovirales, subordem Comidovirineae, família Coronaviridae, subfamília Orthocoronavirinae, género Betacoronavírus, subgénero Sabecovirus (Gorbalenya et al., 2020).

No continente Africano os primeiros casos (importados) foram confirmados no Egipto, no dia 14 de fevereiro de 2020, e posteriormente foram registados em toda a sua extensão, inicialmente como casos importados, principalmente da Europa. Na África Subsaariana vários países foram considerados com risco moderado de importação de COVID-19, entre eles a Nigéria, a Etiópia, o Sudão, a Tanzânia, o Gana, o Quénia e Angola, devido ao pouco tráfego aéreo existente entre estes países e as cidades da China com circulação comunitária do vírus (Gilbert et al., 2020). No caso particular de Angola, os primeiros casos foram confirmados no dia 20 de Março do ano em curso, sendo casos importados do continente Europeu (Portugal).

Na actualidade, a COVID-19 é considerada uma emergência de saúde pública de interesse internacional, despertando grande interesse na comunidade científica. Vários trabalhos relacionados ao SARS-CoV-2 têm estado a decorrer, dentre os quais muitos deles ainda não publicados. Os poucos publicados sobre o assunto, abordam fundamentalmente aspectos sobre a virologia, origem, genômica, epidemiologia, manifestações clínicas, patologia e tratamento da infecção.

Este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão da literatura cientifica disponível relacionada com a sobrevivência do SARS-CoV-2 em condições variáveis de temperatura e humidade e a sua ocorrência sazonal, proporcionando assim uma base para a compreensão sobre a sua dispersão pelo mundo e nos países afectados, em particular em Angola, podendo vir a contribuir para definir medidas e políticas de prevenção e combate à pandemia.

Para cumprir com o objetivo proposto, a presente revisão bibliográfica, busca dar resposta as seguintes questões:

  1. Que influência terão a temperatura e a humidade relativa na sobrevivência do SARS-CoV-2?
  2. Existe alguma relação entre as estações do ano e a sobrevivência do SARS-CoV-2?

Para responder estas questões, serão feitas duas abordagens: a primeira estará direccionada aos resultados das investigações realizadas e publicadas referentes ao efeito da temperatura e da humidade relativa em condições controladas (laboratório) e a segunda sobre as experiências naturais em diversas regiões geográficas.

 

Aspectos moleculares do SARS-CoV-2.

Cientistas chineses obtiveram a sequência genética do SARS-CoV-2, a partir do isolamento do vírus em pacientes infectados. Isto facilitou que os laboratórios de diferentes países pudessem produzir testes específicos de diagnóstico por PCR para detectar a nova infecção. Estes estudos revelaram que se trata de um Betacoronavirus (β CoV) do grupo 2B com pelo menos 70% de similaridade na sequência genética com o SARS-CoV (Lu et al., 2020).

Shereen et al. (2020) encontraram como resultado de estudos genômicos, que o SARS-CoV-2 representa uma nova espécie de Betacoronavírus zoonótico que está filogeneticamente relacionado com SARS-CoV e MERS-CoV.

Xie e Chen (2020), nas suas revisões sobre o SARS-CoV-2 afirmam que o genoma do mesmo se assemelha parcialmente ao SARS-CoV e MERS-CoV, indicando uma origem a partir do morcego. O SARS-COV-2 geralmente se propaga rapidamente, tendo um longo período de incubação, um curto intervalo serial e uma baixa taxa de mortalidade (muito maior em pacientes com riscos) quando comparado ao SARS-CoV e ao MERS-CoV. A apresentação clínica e patologia da COVID-19 assemelha-se muito mais com a SARS que com a MERS,

Wu et al. (2020), em investigação molecular revelam que o genoma do SARS-CoV-2 é idêntico em mais de 80% ao coronavírus humano anterior (CoV semelhante ao SARS), existindo apenas diferenças na ausência de proteína 8a e flutuação no número de aminoácidos na proteína 8b e 3c em relação ao SARS-CoV.

Romero, (2020), nas suas pesquisas sobre a caracterização bioinformática dos genomas do SARS-CoV-2, concluiu que existem actualmente depositados nas bases de dados (Ontologias) internacionais e de acesso aberto, como GISAID ou a base de dados de sequências genéticas GenBank, 3734 sequências de SARS-CoV-2 no GISAID e 446 no GenBank.

O estudo de ul Qamar et al., (2020) revelou que o 3CLpro conservado no SARS-CoV-2 é altamente semelhante ao 3CLpro no SARS-CoV, com algumas diferenças em relação a outros betacoronavírus. Apesar da semelhança geral significativa com a estrutura da 3CLpro do SARS-CoV, o local de ligação ao substrato 3CLpro do SARS-CoV-2 apresentou algumas diferenças importantes, o que destacou a necessidade da descoberta rápida de medicamentos para tratar da alarmante pandemia de COVID-19. Os compostos de plantas medicinais já são usados para tratar com sucesso inúmeras doenças virais. Aqui examina-se um banco de dados de plantas medicinais contendo 32.297 potenciais fitoquímicos antivirais e se selecionam os nove principais sucessos que podem inibir a actividade da 3CLpro do SARS-CoV-2 e a replicação do vírus, o que faz prever que as ideias obtidas do estudo possam ser valiosas para explorar e desenvolver novos agentes terapêuticos naturais anti-COVID-19 no futuro.

 

Estudos sobre o efeito da temperatura e da humidade na sobrevivência do SARS-CoV-2 em condições controladas

A literatura científica publicada até a presente data referente aos estudos realizados em condições controladas sobre a sobrevivência do SARS-CoV-2 em condições variáveis de temperaturas e humidade e a ocorrência sazonal em condições controladas (laboratório) é escassa. Não obstante, Chin et al., (2020), determinaram a estabilidade do SARS-CoV-2 em diferentes condições ambientais. A estirpe foi transportada mediante o sistema de transporte de vírus (VTM; concentração final: 6,8 logs TCID50 / ml), incubada por um período de 14 dias e, posteriormente, testada quanto à sua inactividade, a diferentes temperaturas. Observou-se que, de 3 a 4o C, houve apenas uma redução de ± 0,7 unidades logarítmicas no final de 14 dias de incubação; a 22oC, uma redução de 3 unidades logarítmica após 7 dias e nenhuma detecção aos 14 dias; a 37oC, uma redução de 3 unidades logarítmicas após 1 dia e nenhum vírus detectado posteriormente; a 70°C, o vírus se inactivou aos 5 minutos, concluindo-se que o vírus é altamente estável a 4°C, mas é sensível ao calor.

Van Doremalen et al., (2020), compararam a estabilidade entre estirpes de SARS-CoV-2 e SARS-CoV-1 em diferentes superfícies (plástico, aço inoxidável AISI 304, cobre [99,9%] e papelão) e em aerossóis a temperaturas de 21 e 23°C, e 65% humidade relativa (RH). Concluiram que, de uma forma geral, a estabilidade foi muito semelhante entre o SARS-CoV-2 e o SARS-CoV-1. Descobriram que os vírus viáveis podem ser detectados em aerossóis até 3 horas após a aerossolização, até 4 horas em cobre, até 24 horas em papelão e até 2 a 3 dias em plástico e aço inoxidável. O SARS-CoV-2 e o SARS-CoV-1 exibiram similar sobrevivência em aerossóis, com estimativas médias em torno de 2,7 horas. Ambos vírus mostraram viabilidade relativamente longa em aço inoxidável e polipropileno em comparação com o cobre ou papelão. A estimativa média de sobrevivência para o SARS-CoV-2 é de cerca de 13 horas em aço e 16 horas em polipropileno. Estes resultados indicam que a transmissão em aerossol e em objectos com SARS-CoV-2 é admissível, pois o vírus pode permanecer viável nos aerossóis por várias horas e em várias superfícies por até vários dias.

Até a presente data, os estudos disponíveis sobre temperatura e humidade relativa, relacionados com o SARS-CoV-2, são escassos. Não obstante, os resultados encontrados nos estudos sobre o SARS-CoV-2 são similares aos encontrados em outras espécies de Betacoronavirus como SARS-CoV (agente causal da síndrome respiratória aguda grave) e MERS-CoV (da síndrome respiratória do Oriente Médio), podendo servir de base na compreensão da vulnerabilidade do SARS-CoV-2 a certos factores ambientais como a temperatura ambiente e a humidade relativa, embora uma comparação entre os diferentes estudos experimentais deva ser muito cautelosa.

Neste sentido, Lowen et al., (2007), avaliaram os efeitos de vários níveis de temperatura e humidade relativa na propagação do vírus influenza em condições controladas (câmara ambiental), utilizando cobaias (porquinhos-da-índia). Descobriram que quando as cobaias foram mantidas a 5°C a transmissão ocorreu com maior frequência do que a 20°C, enquanto que, a 30°C não foi detectada nenhuma transmissão. No tocante a humidade relativa, encontraram que, valores entre 20% a 35% eram mais favoráveis para a transmissão do vírus, enquanto que a 80% a transmissão foi completamente bloqueada. Concluindo que as temperaturas frias e baixas humidades relativas, favorecem a propagação do vírus influenza.

Chan et al. (2011), estudando o efeito da temperatura e da humidade relativa em superfícies lisas na viabilidade do SARS-CoV, demostraram que em ambiente seco e superfícies lisas (ar condicionado) manteve a sua viabilidade por mais de 5 dias em temperaturas de 22 a 25°C e humidade relativa de 40 a 50%. No entanto, a viabilidade do vírus foi rapidamente perdida (> 3 log10) em temperaturas e humidade relativa mais altas (por exemplo, 38°C e humidade relativa de > 95%). O SARS-CoV revelou-se mais estável em ambiente de baixa temperatura e baixa humidade, sendo facilmente eliminado por aquecimento a 56°C por 15 minutos quando se encontra num meio liquido. Estes resultados demonstram o efeito sinérgico das altas temperaturas e da alta humidade relativa na inactivação e inviabilidade do SARS CoV.

Van Doremalen et al. (2013) realizaram trabalhos relacionados com a estabilidade do coronavírus da síndrome respiratória do Oriente Médio (MERS-CoV) e analisaram três níveis de temperatura (° C) e humidade relativa (%): (20°C e 40%); (30°C e 30%) e (30°C e 80%). Os resultados mostraram que o MERS-CoV foi mais estável a baixa temperatura e condições de baixa humidade, podendo ser recuperado após 48 horas o que sugere que este vírus, MERS-CoV, pode ser potencialmente transmitido por contacto ou fomentar a transmissão devido a sua presença prolongada no ambiente.

Otter et al. (2016), nas investigações realizadas com os coronavírus (SARS-CoV e MERS-CoV) e os vírus influenza (H1N1, H5N1 e H5N7), concluem que estes vírus podem sobreviver em superfícies por longos períodos, às vezes até meses e que SARS-CoV e o MERS-CoV podem ser lançados no meio ambiente e transferidos para as mãos de pacientes e profissionais de saúde podendo iniciar-se a auto-inoculação nas mucosas do nariz, olhos ou boca, pelo que as implicações de prevenção e controlo da infecção incluem a necessidade de higiene das mãos e protecção individual.

A relativa semelhança quanto a estabilidade ambiental e propagação que compartilham o SARS-CoV e o MERS-CoV com SARS-CoV-2, talvez esteja relacionada com a similaridade genética que indicam os estudos moleculares (genômica) (Kissler et al., 2020).

 

Sobrevivência e sazonalidade de ocorrência da COVID-19 em estudos de história natural em diversas regiões geográficas.

Sajadi et al., (2020), analisando o efeito da temperatura, humidade e latitude na prevenção, propagação e sazonalidade para o agente da COVID-19 examinaram dados climáticos de cidades com disseminação comunitária significativa do SARS-CoV-2, verificaram uma distribuição significativa de surtos na comunidade com estreita relação entre latitude, temperatura e humidade, apresentando um comportamento de um vírus respiratório sazonal. Além disto, os autores propuseram um modelo simplificado que mostra uma zona de maior risco quanto a velocidade de propagação do SARS-CoV-2. Usando a modelagem climática, pode ser possível prever as regiões com maior risco de disseminação significativa do SARS-CoV-2 na comunidade, permitindo a concentração de esforços para mitigar os impactos negativos.

Notari, (2020) analisou a taxa de transmissão do COVID-19 em função da temperatura. O estudo foi realizado em diferentes países. No estágio inicial foram utilizados dados de (42 países ) e posteriormente estendeu- se para  (88 países) que desenvolveram a epidemia mais recentemente. O ponto de partida foi de 30 casos em cada pais, analisando a evolução da transmissão durante 12 dias consecutivos. Observou um crescimento exponencial homogêneo entre os países analisados. A relação entre a taxa α e a temperatura média (T) de cada país no mês do crescimento da epidemia, evidenciou para todos os países uma diminuição da taxa de crescimento em função de T, para um limite de confiança (C.L) de 99,66% nos países de estágio inicial e de 99,86% nos que desenvolveram a epidemia mais recente e, o pico de transmissão foi de cerca (7,7 ± 3,6°C). Estes resultados sugerem que para os países do hemisfério norte, a taxa de transmissão deve diminuir significativamente no verão (altas temperaturas) podendo interromper completamente a propagação do vírus antes da chegada do próximo inverno (baixas temperaturas).

Wang et al. (2020) investigaram a influência da temperatura ambiente e da humidade relativa do ar na transmissão do SARS-CoV-2 em 100 cidades chinesas com mais de 40 casos. Estes concluíram que a alta temperatura e a alta humidade relativa reduzem significativamente a transmissão do SARS-CoV-2, o aumento de 1°C na temperatura e aumento de 1% na humidade relativa diminui o número reprodutivo diário eficaz (R) em 0,0225 e 0,0158, respectivamente. Os mesmos, consideram os resultados consistentes pelo facto de que a alta temperatura e a alta humidade reduzem a transmissão do vírus da influenza. Estes dados indicam que a chegada do verão e da estação chuvosa no hemisfério norte podem efectivamente reduzir a transmissão do SARS-CoV-2 , explorando como a variação sazonal pode modular na transmissibilidade da pandemia da COVID-19.

Poole et al. (2020) encontraram uma correlação entre a propagação do SARS-CoV-2, com as temperaturas e latitude climatológicas. O estudo se realizou ao longo de uma área observada de 25-55° de latitude norte e dentro de uma faixa climatológica de 4-12°C, observando-se uma rápida disseminação da doença entre dezembro e fevereiro de 2019-2020. Embora exista correlação entre os perfis de temperatura e a disseminação da doença, podem existir em paralelo outros elementos causais associados à cinética viral do SARS-CoV-2, já que os dados da pesquisa confirmam que o vírus não se inactivou  rapidamente em faixas de temperatura fora do perfil térmico ambiental óptimo observado neste estudo (4-12 °C). É possível que isto esteja relacionado com outro factor como a radiação atmosférica, podendo ser outro factor importante na aparente variação sazonal da COVID-19.

Roy, (2020), em um artigo sobre a influência do clima na propagação e vulnerabilidade do SARS-CoV-2, destaca que a temperatura e a humidade são importantes na transmissão do vírus, sendo a temperatura o factor mais influente, referindo que um ambiente seco e fresco é o estado mais favorável para a propagação do vírus e um ambiente de alta temperatura reduz significativamente o risco do vírus e que provavelmente, lugares e países quentes sejam menos vulneráveis. Os resultados fornecem as primeiras estimativas causais plausíveis da relação entre a transmissão do SARS-CoV-2 e a temperatura local, a partir de uma amostra global composta por 166.686 novos casos confirmados de COVID-19 de 134 países, de 22 de janeiro a 15 de março de 2020. Nestes estudos, encontraram-se evidências estatísticas que indicam que um aumento de 1°C na temperatura local reduz a transmissão em 13%. Por outro lado, não encontraram influência da humidade ou precipitação específica na transmissão da COVID-19.

Carleton et al., (2020), fazendo estimativas empíricas causais sugerem que as taxas de transmissão do SARS-CoV-2 são altamente sazonais. Por outro lado, os autores simularam temperaturas sazonais e projectaram que as mudanças de temperatura entre março de 2020 e julho de 2020 farão com que a transmissão do SARS-CoV-2 caia 43% em média nos países do hemisfério norte e aumentem 71% em média nos países do hemisfério sul. As referidas projecções, invertem-se à medida que o inverno se aproxima, com as temperaturas sazonais em janeiro de 2021 aumentando a transmissão média do SARS-CoV-2 em 59% em relação a março de 2020 nos países do Norte e diminuindo a transmissão em 2% nos países do sul. Os resultados sugerem que os países do hemisfério sul devem esperar maior transmissão nos próximos meses.

Ma et al. (2020) estudaram a relação entre o número de óbitos por COVID-19 e os parâmetros climáticos. Recolheram dados sobre os números de óbitos diários de COVID-19, parâmetros meteorológicos e dados de poluentes ambientais de 20 de janeiro de 2020 a 29 de fevereiro de 2020 em Wuhan, China. Aplicaram um modelo aditivo generalizado para explorar o efeito da temperatura, humidade e temperatura diurna nas contagens diárias de óbitos de COVID-19. Houve 2299 contagens de óbitos por COVID-19 em Wuhan durante o período do estudo. Observando uma relação positiva com a contagem diária de óbitos de COVID-19 para a faixa de temperatura diurna (r = 0,44) e uma relação negativa para a humidade relativa (r = -0,32). Além disso, um aumento unitário na faixa de temperatura diurna foi associado apenas a um aumento de 2,92% nas mortes por COVID-19. No entanto, tanto o aumento de 1 unidade de temperatura e da humidade relativa foram relacionados a diminuição de mortes por COVID-19, sugerindo que a variação da temperatura e a humidade também podem ser factores importantes que afectam a mortalidade por COVID-19.

 

O clima em Angola (temperatura e humidade relativa)

Angola situa-se na parte ocidental da África Austral, o clima é caracterizado por ser tropical na região norte e subtropical na região sul, com temperaturas médias a rondar os 27°C de máxima e 17°C de mínima (Figura 1). Existem duas estações: a época chuvosa (com altas temperaturas e alta humidade relativa), que ocorre entre os meses de setembro a maio, e a época seca (com baixas temperaturas e baixa humidade relativa) que ocorre nos meses de maio a setembro (ENAC, 2017).

(A) (B)

 

Figura 1. Diagramas climáticos de Angola. Representado pela letra (A) as temperaturas (°C) e pela letra (B) a humidade relativa (%)2.

 

Como se pode observar na figura 1, em relação às temperaturas,  aproxima-se a época fria e seca, caracterizada por factores climáticos considerados por vários estudos como favoráveis para propagação do COVID-19.  

 

Conclusões

Actualmente existem muitas investigações a decorrer e esta revisão proporciona uma base para a melhor compreensão dos mecanismos de dispersão e transmissão do SARS-CoV-2 pelo mundo e sobretudo em Angola onde a variabilidade climática poderia ser um factor de risco.

A análise da informação existente sobre a sobrevivência e sazonalidade da ocorrência da COVID-19, demonstra evidências de associação entre esta doença e os factores meteorológicos, tais como as baixas temperaturas e a humidade relativa. Não obstante, estes factores não estão isolados podendo coexistir com outros na sobrevivência do SARS-COV-2.

Cabe destacar que apesar das evidências experimentais tanto a nível laboratorial como da história natural, não podemos ignorar as possíveis fontes de erro associados a este tipo de investigações tais como o tempo de observação (dias), a similaridade entre as condições reais de temperatura e humidade com as utilizadas no laboratório, o número reduzido de países analisados e estando a maioria localizados no hemisfério norte e sob as mesmas condições ambientais (inverno) e o número reduzido de réplicas dos experimentos para chegar a uma conclusão definitiva.

Por outro lado, é um tanto contraditório o facto de que em países como o Equador e outros países centro-americanos, ou mesmo a Singapura, cujas temperaturas rondam os 30°C, reportadas como letais para este vírus, a pandemia também se alastrou com muita rapidez.

 

1- https://duux.com/en/the-effects-of-temperature-and-humidity-on-covid-19-corona-virus/

2- https://www.datosmundial.com/africa/angola/clima.php

 

 

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Modificado emsegunda-feira, 25 maio 2020 22:05
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