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Resumen Las variantes de preocupación (COV) del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) han sido impulsores clave de las nuevas olas pandémicas de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). Para comprender mejor las características epidemiológicas variantes, aquí aplicamos un sistema de inferencia de modelos para reconstruir la dinámica de transmisión del SARS-CoV-2 en Sudáfrica, un país que ha experimentado tres ondas pandémicas de VOC (es decir, Beta, Delta y Omicron BA.1) por Febrero de 2022. Estimamos cantidades epidemiológicas clave en cada una de las nueve provincias de Sudáfrica durante marzo de 2020 a febrero de 2022, teniendo en cuenta las tasas de detección cambiantes, la estacionalidad de la infección, las intervenciones no farmacéuticas y la vacunación. La validación del modelo muestra que las tasas de infección subyacente estimadas y los parámetros clave (por ejemplo, la tasa de detección de infecciones y el riesgo de mortalidad por infección) están en línea con los datos e investigaciones epidemiológicos independientes. Además, las predicciones retrospectivas capturan trayectorias pandémicas más allá del período de entrenamiento del modelo. Estas estimaciones de inferencia de modelo detalladas y validadas permiten la cuantificación tanto del potencial de erosión inmune como de la transmisibilidad de los tres VOC principales del SARS-CoV-2, es decir, Beta, Delta y Omicron BA.1. Estos hallazgos ayudan a dilucidar la dinámica cambiante de COVID-19 e informan la futura planificación de salud pública. |
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Un modelo de la dinámica de la COVID-19 en Sudáfrica revela las características epidemiológicas de las principales variantes preocupantes del SARS-CoV-2 y destaca su potencial para causar nuevos brotes.
Sus hallazgos resaltan la necesidad de una planificación y preparación más proactivas para futuras variantes de preocupación (COV), incluido el desarrollo de una vacuna universal que pueda bloquear la infección por SARS-CoV-2 y prevenir enfermedades graves.
Al igual que en muchos lugares, para febrero de 2022, Sudáfrica había experimentado cuatro ondas pandémicas distintas causadas por el virus SARS-CoV-2 original (o ancestral) y tres COV: Beta, Delta y Omicron.
“Estas olas pandémicas repetidas han sido impulsadas por nuevos COV que erosionan la inmunidad previa por infección o vacunación, aumentan la transmisibilidad o una combinación de ambos”, explica el autor del estudio Wan Yang, profesor asistente de epidemiología en la Escuela de Salud Pública Mailman de la Universidad de Columbia, Nueva York, EE. UU. “Aunque los estudios de laboratorio y de campo brindan información sobre las características epidemiológicas variantes, cuantificar el alcance de la erosión inmune y los cambios en la transmisibilidad para cada VOC es un desafío”.
Para comprender mejor las características de los diferentes VOC de COVID-19, el equipo desarrolló un modelo matemático utilizando datos semanales de casos y muertes de nueve provincias sudafricanas, desde marzo de 2020 hasta finales de febrero de 2022, para reconstruir la dinámica de transmisión del SARS-CoV-2.
Validaron su modelo utilizando tres conjuntos de datos independientes y descubrieron que las tasas de infección acumuladas estimadas coincidían aproximadamente con los datos de serología a lo largo del tiempo, y la cantidad estimada de infecciones coincidía con la cantidad de hospitalizaciones para las cuatro olas pandémicas causadas por las variantes ancestral, Beta, Delta y Omicron. Los números de infección modelados también coincidieron con las tasas de mortalidad de las ondas ancestral, Beta y Delta, pero menos para Omicron, porque en esta etapa la infección previa y las vacunas redujeron la cantidad de personas infectadas que sufrían resultados mortales.
Utilizando los datos que surgieron en el momento de las nuevas variantes, Delta y Omicron, el modelo también pudo predecir retrospectivamente las ondas Delta y Omicron antes del pico de casos y muertes observado en la vida real causado por estos COV. El equipo descubrió que el modelo predijo con precisión las trayectorias restantes de casos y muertes en la mayoría de las nueve provincias.
Después de validar su modelo, lo usaron para estimar las características epidemiológicas de cada VOC, incluidas las tasas de detección de infecciones, las tasas de mortalidad por infección, la susceptibilidad y transmisibilidad de la población, y compararon estas dinámicas entre provincias. Estas "estimaciones de inferencia del modelo" se utilizaron luego para cuantificar la erosión inmune y el aumento de la transmisibilidad para cada VOC.
Descubrieron que la variante Beta erosionaba la inmunidad entre aproximadamente el 65 % de las personas previamente infectadas con el SARS-CoV-2 ancestral y era un 35 % más transmisible que el virus original. Este hallazgo fue respaldado por la experiencia de participantes previamente infectados en uno de los ensayos de vacunas, que tenían una susceptibilidad similar a la variante Beta que aquellos que no tenían infección previa.
Las estimaciones para Delta variaron entre provincias, pero en general, la variante erosionó la inmunidad de una infección o vacunación previa en aproximadamente un 25 % y fue un 50 % más transmisible. Esto se alinea con una tasa de reinfección reportada del 27,5% observada durante la ola Delta en Delhi, India.
Finalmente, para Omicron, las estimaciones variaron pero destacaron consistentemente su mayor transmisibilidad conocida que los COV anteriores. Los autores estimaron que Omicron era aproximadamente un 95 % más transmisible que el SARS-CoV-2 ancestral y erosionaba la inmunidad en un 55 % (infecciones y vacunas previas).
Estos resultados ilustran que una alta inmunidad previa al SARS-CoV-2 no excluye nuevos brotes de COVID-19, ya que ni la infección previa ni la vacunación actual bloquean por completo la infección de una nueva variante.
Múltiples variantes de SARS-CoV-2 de preocupación e interés han surgido en los dos años desde que comenzó la pandemia, y es un desafío predecir la frecuencia y dirección de la futura mutación viral, especialmente los niveles de erosión inmunológica, cambios en la transmisibilidad y enfermedades innatas, dicen Yang y el coautor Jeffrey Shaman, profesor y director del Programa de Clima y Salud de la Escuela de Salud Pública Mailman de la Universidad de Columbia.
Agregan que hasta ahora, los COV, excepto Alpha, produjeron cierto grado de erosión inmunológica, y los COV posteriores, como Delta y Omicron, son más distintos genéticamente de las variantes anteriores, lo que los hace más capaces de causar una reinfección a pesar de la exposición y la vacunación previas diversas. Dado este patrón, los autores sugieren que se necesita con urgencia una vacuna universal que pueda bloquear la infección por SARS-CoV-2 y prevenir enfermedades graves.