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LA DIFFUSIONE DEL CORONAVIRUS DIPENDE ANCHE DALLE CONDIZIONI ATMOSFERICHE?

      11 marzo 2020 - Luca Mercalli e Daniele Cat Berro
SMI/Redazione Nimbus
(con aggiornamenti successivi)


In questi giorni di emergenza sanitaria legata alla rapida diffusione del nuovo coronavirus SARS-CoV-2, responsabile dell'infezione respiratoria Covid-19, da più parti ci si domanda se il dilagare dell'infezione - oltre che a viaggi e commerci internazionali e ai comportamenti individuali - sia legato anche all'andamento del tempo atmosferico e alle caratteristiche climatiche delle varie regioni del mondo, e se mostrerà fluttuazioni stagionali simili a quelle degli altri virus influenzali che tendono a esplodere d'inverno (aiutati anche dalla concentrazione delle persone in luoghi chiusi) e a estinguersi nei più caldi e soleggiati mesi estivi.


 

Qualsiasi conclusione è al momento prematura e la cautela è d'obbligo (lo stesso Ministero della Salute italiano non si sbilancia in merito), ma osservando la situazione dei contagi documentati nel mondo, al netto di probabili disomogeneità nei metodi e nell'efficacia delle rilevazioni, si nota intanto come le regioni al momento più colpite - Cina, penisola coreana, Iran, Italia, Francia, Stati Uniti nord-occidentali... - si concentrino lungo una fascia latitudinale compresa tra 30° e 50° Nord, da Est a Ovest, in zone caratterizzate da condizioni termo-igrometriche relativamente simili nelle scorse settimane (temperatura medie tra 5 e 11 °C e umidità relativa media tra 47 e 79%).

I principali centri di diffusione del nuovo coronavirus (cerchi bianchi) si allineano attualmente lungo una fascia compresa tra 30° e 50° Nord, con temperature medie tra 5 e 11 °C nelle prime settimane del 2020 (da Sajadi et al., in revisione).
 

E' quanto suggerisce un tentativo di correlazione tra clima e contagi proposto nello studio "Temperature and latitude analysis to predict potential spread and seasonality for COVID-19", sottoposto a revisione sul Social Science Research Network, di un gruppo di ricercatori coordinato da Mohammad M. Sajadi (Institute of Human Virology, University of Maryland School of Medicine, Baltimora). L'obiettivo è aprire la strada a una eventuale previsione della diffusione dell'epidemia nelle prossime settimane e mesi anche su base geografica e climatica.

Seguendo lo spunto offerto da questo articolo, abbiamo provato a riportare in un grafico le temperature medie giornaliere di alcune località rappresentative delle zone più (o meno) colpite dal contagio.
 

Temperature medie giornaliere dal 20 gennaio al 9 marzo 2020 in diverse città del mondo, più o meno interessate dal contagio da nuovo coronavirus
(clicca per ingrandire; fonte dati sinottici internazionali: Ogimet).




Riepilogo delle temperature medie del periodo 10 febbraio - 9 marzo 2020: in blu e in arancione località rappresentative di zone rispettivamente molto fredde e molto calde dove per ora il virus si è poco diffuso, in azzurro zone fresche in cui il contagio è stato invece maggiore, talora esponenziale, come in Italia (probabile intervallo termico tra 5 e 11 °C più "gradito" a SARS-CoV-2).
(*) Per Wuhan si è considerato l'intervallo 20 gennaio-19 febbraio 2020, più consono a descrivere il periodo caratterizzato dalla rapida espansione del virus nella provincia cinese di Hubei.


Considerando il periodo 20 gennaio - 20 febbraio 2020 in cui l'epidemia si è diffusa nella provincia cinese di Hubei, a Wuhan la temperatura media è stata di 6,8 °C; nell'intervallo 10 febbraio - 9 marzo 2020, che ha visto il diffondersi del contagio al di fuori della Cina, si sono registrate medie termiche di 5,3 °C a Seoul, 6,3 °C a Berlino, 7,9 °C a Teheran, 7,8 °C a Piacenza, 8,6 °C a Parigi, 6,0 °C a Seattle... tutte città in regioni caratterizzate da importanti manifestazioni dell'infezione.

In nessuna di queste le medie giornaliere sono scese sotto 0 °C, salvo a Seoul per alcuni giorni in febbraio, e questo potrebbe indicare che condizioni di gelo prolungato limitano la propagazione virale.

In effetti grandi città boreali più fredde, caratterizzate pure esse da alta densità abitativa e intensi scambi internazionali potenzialmente favorevoli al contagio, nonché da sistemi sanitari in grado di censire con una certa efficacia le persone infette, non mostrano almeno per ora situazioni altamente critiche, come ad esempio Mosca, per quanto reduce da un inverno di mitezza record (media 10 febbraio - 9 marzo pari a 2,3 °C, e solo 3 casi di infezione, provenienti peraltro dall'Italia), o Toronto (media -1,4 °C, e 36 casi in tutta la provincia dell'Ontario che ha 13,5 milioni di abitanti).
Tuttavia la situazione è molto evolutiva, e in via di peggioramento anche in diversi paesi nordici dove probabilmente solo adesso la malattia comincia a dilagare.

Ma, all'opposto, soprattutto il caldo potrebbe ostacolare la sopravvivenza e la diffusione del virus, che ad oggi si è scarsamente esteso sia nelle regioni tropicali ed equatoriali, sia nell'insieme dell'emisfero australe, dove sta terminando l'estate.
Uno studio sulla pandemia di SARS del 2003 (Chan et al., 2010) ha dimostrato che i coronavirus tendono a inattivarsi a elevate temperature e umidità dell'aria.

A risultati analoghi è giunta una recentissima ricerca dell'Università Beihang di Pechino (High Temperature and High Humidity Reduce the Transmission of COVID-19, sempre sul Social Science Research Network) condotta confrontando dati meteo e diffusione del virus in cento città cinesi nelle fasi iniziali dell'epidemia (21-23 gennaio 2020): i contagi paiono ridursi all'aumentare di temperatura e umidità relativa, come noto per le altre influenze.

Osservando cosa sta accadendo in luoghi molto caldi, la moderna, cosmopolita e affollatissima Singapore, con i suoi 5,5 milioni di abitanti, ma con un soffocante clima caldo e umido (temperatura media di 29 °C nell'ultimo mese), ha contato d'altronde un numero di positivi al coronavirus relativamente contenuto (166).

Così in India: a Calcutta media di 23,6 °C e solo 60 casi in tutto il subcontinente, numero che tuttavia soffre ragionevolmente di sottostima date le precarie condizioni sanitarie del Paese.

Ulteriori evidenze preliminari di un probabile comportamento stagionale della diffusione del virus, favorita in climi temperato-freschi e relativamente asciutti (fatto che renderebbe improbabile un'esplosione simultanea dei contagi in tutto il mondo), sono descritte nello studio "Spread of SARS-CoV-2 Coronavirus likely to be constrained by climate", inserito il 12 marzo 2020 su "medRxiv", server di articoli scientifici di ambito medico non ancora soggetti a revisione tra pari (peer-review).

Per comprendere meglio la possibile stagionalità sarà interessante osservare l'evoluzione dei casi nell'emisfero australe all'arrivo dell'inverno (da giugno in poi).
 

ANCHE IN ITALIA, IL VIRUS PER ORA NON ESPLODE
NEL SUD PIU' CALDO?

A quasi un mese dall'innesco dell'epidemia in Italia (20 febbraio 2020), e a una settimana dalla "fuga" di persone dal Nord al Sud a seguito dell'annuncio del rafforzamento ed estensione delle misure restrittive per il contenimento del virus (7 marzo), la distribuzione regionale dei contagi sembrerebbe alimentare la possibilità che a SARS-CoV-2 il caldo non piaccia: per ora, e per fortuna, la diffusione della malattia si mantiene infatti di gran lunga inferiore al Centro-Sud, dove nell'ultimo mese le temperature medie sono state di 10,8 °C a Roma-Fiumicino, 11,0 °C a Bari-Palese e 13,8 °C a Palermo-Punta Raisi, rispetto agli 8-9 °C della Valpadana.

Ovviamente anche in questo caso la prudenza è d'obbligo: si tratta di osservazioni preliminari che andranno confermate o meno dagli eventi successivi.

Se si osservano i dati della Spagna (medie di 11,3 °C a Madrid e 13,5 °C a Barcellona) e la rapidissima propagazione del contagio nel Paese iberico, la connessione tra temperature miti e minor numero di casi osservati appare meno evidente (anche altri fattori possono essere implicati nella diffusione).
 

Distribuzione dei casi di Covid-19 nelle varie regioni italiane (al 16 marzo 2020): evidente la concentrazione lungo l'asse padano-veneto, mentre il Centro-Sud per il momento è meno interessato (fonte: Dipartimento Protezione Civile).
 

Riepilogo delle temperature medie del periodo 10 febbraio - 9 marzo 2020: in azzurro città padano-venete (fresche) rappresentative delle zone più colpite, in arancio città del Centro-Sud (più calde) meno penalizzate dai contagi
(fonti dati: Aeronautica Militare, ARPA Lombardia, ARPA Veneto, SMI).
 

Molte domande restano aperte, in particolare: il nuovo coronavirus sparirà dunque dal nostro emisfero in estate come fanno i ceppi virali della comune influenza? Si ripresenterà nell'inverno 2020-21, dando tuttavia il tempo, si spera, alla comunità bio-medica di individuare un vaccino o una cura? Quali saranno eventuali zone-rifugio per il virus? Scomparirà definitivamente?

Il fenomeno - oltre che nuovo per molti aspetti sia virologici sia umani (impatto di una pandemia su una società e un'economia iper-globalizzate e già alle prese con altre precarietà ambientali, dai cambiamenti climatici, alla degradazione di ecosistemi, alla sovrappopolazione) - è estremamente complesso a causa delle molteplici interazioni tra fattori ambientali, biologici, climatici e antropici (misure di contenimento e prevenzione, comportamenti individuali e collettivi...).

I tentativi di previsione, che muovono i primi passi, coinvolgono l'impiego di modelli matematici integrati che mano a mano verranno testati e "tarati" dalla comunità scientifica in base ai dati raccolti.
 

Aggiornamento del 20 marzo 2020

L'Organizzazione Mondiale della Sanità, e in generale la comunità biomedica, restano caute in merito alla (pur) possibile stagionalità di SARS-CoV-2, raccomandando di adottare misure protettive anche se ci si trova in climi caldo-umidi.



In merito alle possibili connessioni tra clima, stagioni e diffusione del virus, segnaliamo il documentato reportage “Sick time” del giornalista e scrittore americano Jon Cohen specializzato in temi sociali e sanitari, pubblicato venerdì 20 marzo su Science.

L'articolo dà conto di una situazione di ricerca e pareri molto complessa e variegata: in generale tra virologi e biologi prevale lo scetticismo e la cautela sulla stagionalità, che si osserva in effetti in diversi virus (tra cui tre coronavirus umani già noti in precedenza e responsabili di malattie respiratorie), ma che nel caso di Sars-Cov-2 potrebbe essere controbilanciata e annullata dal vantaggio, per il patogeno, dovuto all'attuale mancanza di immunità nella popolazione.

Le piste seguite dalla scienza sono molte, tra cui anche quella di variazioni stagionali nell'efficacia del nostro sistema immunitario.

Gli studi proseguono
e, come conclude Cohen, "il tempo dirà"...
 

Aggiornamento del 26 marzo 2020

Ulteriori articoli scientifici alimentano il dibattito sulla possibile stagionalità del coronavirus.

- "Will Coronavirus Pandemic Diminish by Summer?", pubblicato da Qasim Bukhari e Yusuf Jameel del Massachusetts Institute of Technology (MIT), su Social Science Research Network: il 90% dei casi osservati nel mondo entro il 22 marzo 2020 ricade in zone con temperatura media di gennaio-febbraio-inizio marzo compresa tra 3 e 17 °C e con contenuto di vapore acqueo nell'aria (umidità assoluta) tra 4 e 9 g/m3. Tuttavia gli autori mantengono riserve sul fatto che temperatura e umidità possano effettivamente ridurre in maniera rilevanti i contagi in Nord America ed Europa, tenendo presente che condizioni termo-igrometriche significativamente al di sopra dei limiti qui indicati in estate perdurano in genere solo per poche settimane, in queste zone. 

- "Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and
their inactivation with biocidal agents"
, di un gruppo di ricercatori in virologia medicina ambientale, sul Journal of Hospital Infection, fa il punto sui tempi di persistenza di diversi coronavirus umani, che paiono ridursi, diminuendo il potenziale infettivo, a temperature elevate (> 30 °C).

 


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