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Dec 28, 2023

L'evoluzione della SARS

Nature Reviews Microbiology volume 21, pagine 361–379 (2023) Cita questo articolo 38k Accessi 33 Citazioni 1310 Dettagli metriche altmetriche La sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ha

Nature Reviews Microbiology volume 21, pagine 361–379 (2023)Citare questo articolo

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La sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ha causato milioni di morti e una sostanziale morbilità in tutto il mondo. L’intenso sforzo scientifico per comprendere la biologia della SARS-CoV-2 ha prodotto un numero scoraggiante di sequenze genomiche. Abbiamo assistito a eventi evolutivi che per lo più potevano essere dedotti indirettamente in precedenza, come l’emergere di varianti con fenotipi distinti, ad esempio trasmissibilità, gravità ed evasione immunitaria. Questa recensione esplora i meccanismi che generano la variazione genetica nella SARS-CoV-2, alla base dei processi all’interno dell’ospite e a livello di popolazione che sono alla base di questi eventi. Esaminiamo le forze selettive che probabilmente hanno guidato l’evoluzione di una maggiore trasmissibilità e, in alcuni casi, una maggiore gravità durante il primo anno della pandemia e il ruolo dell’evoluzione antigenica durante il secondo e terzo anno, insieme alle implicazioni della fuga immunitaria e delle reinfezione e la crescente evidenza e la potenziale rilevanza della ricombinazione. Per comprendere come vengono generati i lignaggi principali, come le varianti preoccupanti (COV), confrontiamo l’evidenza del modello di infezione cronica alla base dell’emergenza dei COV con la possibilità che un serbatoio animale svolga un ruolo nella SARS-CoV-2 evoluzione e concludere che la prima è più probabile. Valutiamo le incertezze e delineiamo scenari per le possibili traiettorie evolutive future di SARS-CoV-2.

La pandemia di COVID-19 è causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), un betacoronavirus, strettamente correlato al virus SARS-CoV umano, la causa dell’epidemia di SARS del 2002-2004. A tre anni dall’inizio della prima pandemia di coronavirus a memoria d’uomo, l’attenzione si rivolge comprensibilmente a come potrebbe essere il futuro con il virus SARS-CoV-2. La pandemia ha visto anche la generazione di quantità senza precedenti di dati genomici per un singolo agente patogeno1, utili per combattere ma anche per comprendere la biologia di questo virus. Abbiamo assistito a eventi evolutivi che in precedenza erano in gran parte appannaggio dell’inferenza indiretta, inclusa la diversificazione di SARS-CoV-2 in varianti con caratteristiche fenotipiche distinte tra cui trasmissibilità, gravità ed evasione immunitaria. Monitorare l’evoluzione di questo agente patogeno in tempo reale offre la speranza di comprendere i processi che generano questa diversità, prevedendo potenzialmente possibili future traiettorie evolutive del virus e offrendo strade per la prevenzione e il trattamento. Per facilitare tali possibilità c’è l’urgente necessità di rivedere criticamente i fattori chiave dell’evoluzione della SARS-CoV-2 e di spiegare i processi che generano diversità e novità nel virus.

Come la maggior parte dei virus a RNA, i coronavirus si evolvono rapidamente, la loro evoluzione avviene su scale temporali di mesi o anni ed è spesso osservabile e misurabile. L'evoluzione avviene su scale temporali paragonabili agli eventi di trasmissione del virus e alle dinamiche ecologiche (come i cambiamenti nel numero di individui infetti nel tempo, i profili immunitari e la mobilità umana). Di conseguenza, i processi evolutivi, ecologici ed epidemiologici si influenzano a vicenda, una caratteristica dei virus a RNA2. L’evoluzione dei virus è guidata dalla velocità con cui le mutazioni vengono generate e diffuse nelle popolazioni. La selezione naturale agirà per fissare mutazioni vantaggiose, come ad esempio la mutazione D614G, che conferisce elevata trasmissibilità3. L’evoluzione virale comporta un ulteriore livello di complessità, poiché i virus si replicano e si evolvono all’interno degli individui, ma devono anche trasmettersi con successo da persona a persona, determinando un’evoluzione su scala diversa. La maggior parte della variazione viene persa durante gli stretti colli di bottiglia imposti alla trasmissione, mentre alcune mutazioni vengono spesso trasmesse per caso, senza vantaggio selettivo4. Oltre a questi processi a livello di popolazione, man mano che i lignaggi virali si diversificano, includendo ceppi potenzialmente antigenicamente distinti, emergono processi di livello superiore come la competizione e l’estinzione dei lignaggi.