Severamente mesi in una pandemia che ha rivendicato centinaia di migliaia di vite e decimato le economie di tutto il mondo, gli scienziati ancora non hanno una comprensione completa di come il virus che ha causato è trasmesso. Le chiusure si stanno già attenuando in alcuni luoghi e la gente si prepara a tornare a una versione del lavoro e della vita sociale. Ma una domanda cruciale rimane ostinatamente: Può l’agente patogeno dietro il COVID-19 essere “aereo”?

Per mesi, i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie e l’Organizzazione mondiale della sanità hanno sostenuto che il nuovo coronavirus si diffonde principalmente tramite goccioline da qualcuno che tossisce, starnutisce o addirittura parla a pochi metri di distanza. Ma i rapporti aneddotici suggeriscono che potrebbe essere trasmissibile attraverso particelle sospese nell’aria (la cosiddetta “trasmissione aerosol”). E l’OMS ha recentemente invertito la sua guida per dire che tale trasmissione, in particolare in “luoghi chiusi dove ci sono spazi affollati e inadeguatamente ventilati dove le persone infette trascorrono lunghi periodi di tempo con gli altri, non può essere esclusa”. Dopo aver partecipato alle prove di un coro nello Stato di Washington all’inizio di marzo, a decine di persone sono stati diagnosticati o sviluppati i sintomi del COVID-19 anche se non si erano stretti la mano o stavano vicini gli uni agli altri. Almeno due sono morte. Dopo aver cenato in un ristorante con aria condizionata in Cina alla fine di gennaio, tre famiglie ai tavoli vicini si sono ammalate del virus, probabilmente attraverso gocce soffiate nell’aria.

Per affrontare la prospettiva della diffusione per via aerea del nuovo coronavirus, è necessario prima capire cosa intendono gli scienziati per “per via aerea”. Il termine si riferisce alla trasmissione di un agente patogeno tramite aerosol – minuscole goccioline respiratorie che possono rimanere sospese nell’aria (note come nuclei di goccioline) – al contrario di goccioline più grandi che cadono a terra entro pochi metri. In realtà, però, la distinzione tra goccioline e aerosol non è chiara. “La separazione tra ciò che è indicato come ‘diffusione per via aerea’ e ‘diffusione di goccioline’ è davvero uno spettro,” soprattutto quando si parla di distanze relativamente piccole, dice Joshua Santarpia, un professore associato di patologia e microbiologia presso l’Università del Nebraska Medical Center.

La diffusione per via aerea è stata ipotizzata per altri coronavirus mortali, compresi quelli che causano la sindrome respiratoria acuta grave (SARS) e la sindrome respiratoria del Medio Oriente (MERS). Una manciata di studi suggerisce che il nuovo coronavirus, SARS-CoV-2, può esistere come aerosol in ambienti sanitari. Ma molto rimane sconosciuto se il virus aerosolizzato sia infettivo e a quale quantità di virus bisogna essere esposti per ammalarsi, conosciuta come la dose minima infettiva. Anche se la trasmissione tramite aerosol avviene, non è chiaro quanto sia comune, rispetto ad altre vie di trasmissione, come goccioline o superfici. Scoprire queste informazioni è di vitale importanza, soprattutto in considerazione del fatto che le persone possono diffondere la SARS-CoV-2 quando non hanno sintomi.

Forse “Il coronavirus è trasmesso per via aerea?” è la domanda sbagliata. COVID-19 può avere il potenziale per la diffusione per via aerea, dice Stanley Perlman, professore di microbiologia all’Università dell’Iowa. “Ma se è importante dal punto di vista clinico è davvero la domanda che si vuole sapere”, dice.

Prove della trasmissione per via aerea

Una delle prove più forti che la trasmissione per via aerea del nuovo coronavirus può essere possibile viene da uno studio pubblicato alla fine del mese scorso su Nature. In esso, i ricercatori hanno misurato il materiale genetico del virus, o RNA, in aerosol campionati in febbraio e marzo in due ospedali a Wuhan, Cina – la città dove l’epidemia è ampiamente creduto di aver iniziato. I ricercatori hanno trovato livelli molto bassi di RNA virale nell’aria nei reparti di isolamento degli ospedali e nelle stanze ventilate dei pazienti. Ma c’erano livelli misurabilmente più alti in alcune delle aree dei servizi igienici dei pazienti. Hanno anche trovato alti livelli di RNA virale in luoghi dove gli operatori medici rimuovono l’equipaggiamento protettivo, così come in due luoghi a rischio di affollamento vicino agli ospedali. “Il nostro studio e diversi altri studi hanno dimostrato l’esistenza di aerosol di SARS-CoV-2 e hanno implicato che la trasmissione di aerosol di SARS-CoV-2 potrebbe essere un percorso non trascurabile da portatori infetti a qualcuno nelle vicinanze”, dice il co-autore dello studio Ke Lan, un professore e direttore del State Key Laboratory of Virology all’Università di Wuhan.

Uno studio preprint (non ancora pubblicato) condotto da Santarpia e dai suoi colleghi ha trovato analogamente prove di contaminazione virale in campioni d’aria e superfici di stanze dove i pazienti COVID-19 erano tenuti in isolamento. “Penso che ci siano molti di noi – me compreso – che sentono fortemente che la via di trasmissione per via aerea è molto possibile”, dice. “Esiterei a chiamarla provata con ogni mezzo. Ma penso che ci siano sempre più prove a sostegno.”

Sia lo studio Nature che il documento di Santarpia hanno misurato l’RNA virale, non il virus vero e proprio, quindi non è chiaro che il materiale trovato negli aerosol fosse funzionalmente infettivo. “Trovare l’RNA non ti dice che hai una diffusione nell’aerosol”, dice Perlman, che non è stato coinvolto in nessuno dei due studi.

Un altro studio, pubblicato di recente sul New England Journal of Medicine, ha dimostrato che il virus infettivo della SARS-CoV-2 può rimanere negli aerosol per almeno tre ore e per diversi giorni su varie superfici in un ambiente di laboratorio. Ma la quantità di virus vitale è diminuita significativamente durante questo tempo. Gli scienziati non conoscono la dose infettiva di SARS-CoV-2. (Per l’influenza, gli studi hanno dimostrato che solo tre particelle di virus sono sufficienti per far ammalare qualcuno.)

In generale, la maggior parte delle prove che la SARS-CoV-2 può essere trasmessa per via aerea proviene da ambienti clinici – che tendono ad avere molte persone malate e possono ospitare procedure invasive, come le intubazioni, che possono far tossire i pazienti, generando aerosol. Non è chiaro quanto siano rappresentativi degli ambienti quotidiani queste aree. “Non ci sono molte prove convincenti che la diffusione di aerosol è una parte importante della trasmissione” di COVID-19, Perlman dice.

Questa valutazione non significa che non si sta verificando, tuttavia. Benjamin Cowling, capo della divisione di epidemiologia e biostatistica presso l’Università di Hong Kong School of Public Health, dice che c’è un malinteso popolare che se un virus può diffondersi attraverso l’aria a tutti, deve essere in grado di diffondere su una lunga distanza. Egli dà l’analogia di essere in un ristorante dove qualcuno sta fumando: “Se la persona dall’altra parte del ristorante sta fumando, probabilmente non sentiresti l’odore e non te ne accorgeresti nemmeno. Questo perché il fumo non ti raggiungerebbe mai”, dice. “Non significa che non ci sia fumo prodotto”. In altre parole, solo perché la SARS-CoV-2 potrebbe non essere trasmessa a lungo raggio, ciò non significa che non sia trasmessa per via aerea. Come il fumo di sigaretta, le particelle di aerosol si diffondono intorno a una persona in una nuvola, con la concentrazione più alta vicino al fumatore e più bassa man mano che ci si allontana.

Anche se gli aerosol non viaggiano più lontano della maggior parte delle goccioline, la spesso citata “regola dei sei piedi” per la distanza sociale può dipendere dalle circostanze, dice Cowling. Se c’è un ventilatore o un condizionatore d’aria, gli aerosol infettivi (o anche goccioline, come si sospettava nel caso di quel ristorante in Cina) potrebbero potenzialmente ammalare qualcuno più lontano che è sottovento.

Alcune prove suggeriscono che parlare potrebbe essere una modalità significativa di trasmissione virale. Uno studio pubblicato il 13 maggio in Proceedings of the National Academy of Sciences USA ha usato la diffusione della luce laser per visualizzare le minuscole goccioline di saliva espulse durante il discorso. La ricerca non ha misurato goccioline con virus SARS-CoV-2 vitale. Ma se si presume che le goccioline contengano sette milioni di particelle di virus per millilitro, un minuto di discorso forte potrebbe generare più di 1.000 goccioline contenenti virus che potrebbero rimanere nell’aria per otto minuti o più, scrivono i ricercatori nello studio. “C’è una sostanziale probabilità che il parlare normale causi la trasmissione del virus per via aerea in ambienti confinati”, concludono.

Fattori che influenzano il rischio di diffusione per via aerea

Cowling ipotizza che molti virus respiratori possano essere diffusi per via aerea, ma che il grado di contagiosità sia basso. Per l’influenza stagionale, il numero di riproduzione di base, o R0 – una designazione tecnica per il numero medio di persone che una persona malata infetta – è circa 1,3. Per il COVID-19, si stima che sia da qualche parte tra due e tre (anche se forse fino a 5,7). Rispetto al morbillo, che ha un R0 tra 12 e 18, questi valori suggeriscono che la maggior parte delle persone con la malattia causata dalla SARS-CoV-2 non sono estremamente contagiose.

Ma ci sono delle apparenti eccezioni, come le prove del coro nello stato di Washington, dice Cowling. Un rapporto del CDC sull’evento pubblicato il 12 maggio ha rilevato che delle 61 persone che hanno partecipato alla pratica di 2,5 ore (una delle quali aveva sintomi di coronavirus), 32 hanno sviluppato infezioni confermate da COVID-19 e 20 hanno sviluppato infezioni probabili. Il rapporto ha concluso che “la trasmissione è stata probabilmente facilitata dalla stretta vicinanza (entro 2 metri) durante la pratica e aumentata dall’atto di cantare” e che il canto “potrebbe aver contribuito alla trasmissione attraverso l’emissione di aerosol, che è influenzata dal volume della vocalizzazione”. Per ragioni sconosciute, alcuni individui sembrano infettare molte più persone di altri. Questi cosiddetti superdiffusori sono stati documentati anche nell’epidemia di SARS del 2003. In quella che è diventata nota come la regola del 20/80, circa l’80% degli eventi di trasmissione di malattie infettive può essere associato solo al 20% dei casi, nota Cowling. “Non sappiamo come identificare quel 20 per cento”, dice. “Ma se fossimo in grado di farlo, in qualche modo, allora sarebbe un grande progresso”.

La ventilazione probabilmente gioca anche un ruolo importante nella facilità con cui il virus può essere trasmesso attraverso l’aria. Gli spazi interni probabilmente presentano un rischio maggiore rispetto a quelli esterni, soprattutto se sono scarsamente ventilati, dicono Cowling e altri. Aree affollate come bar, ristoranti e treni della metropolitana potrebbero essere rischiose, specialmente se le persone sono asintomatiche e trascorrono lunghi periodi di tempo in tali aree. Precauzioni potrebbero includere una migliore ventilazione, pulizia regolare e indossare maschere.

Cowling co-autore di uno studio, pubblicato all’inizio di aprile in Nature Medicine, di pazienti con infezioni respiratorie in un ambulatorio di Hong Kong tra il 2013 e il 2016. Questa ricerca ha rilevato RNA da coronavirus stagionali – il tipo che causa raffreddori, non COVID-19 – così come i virus dell’influenza stagionale e rinovirus, in entrambe le goccioline e aerosol nel respiro esalato dei pazienti. L’articolo, guidato da Nancy Leung, assistente professore alla scuola di salute pubblica dell’Università di Hong Kong, ha scoperto che indossare maschere chirurgiche ha ridotto le quantità di RNA dell’influenza nelle goccioline e di RNA del coronavirus stagionale negli aerosol.

Anche se lo studio non ha esaminato specificamente COVID-19, i risultati supportano l’uso della maschera come un modo efficace per limitare la trasmissione del virus da una persona infetta – noto nel linguaggio medico come controllo della fonte. Non ci sono molte prove che le maschere trasmettano protezione alle persone sane, anche se è possibile (e può dipendere dal tipo di maschera). Data la prevalenza di infezione asintomatica con COVID-19, tuttavia, c’è qualche giustificazione per l’uso universale della maschera per evitare che coloro che non sanno di essere malati infettino gli altri. A Hong Kong, che ha mantenuto il suo focolaio relativamente sotto controllo, le maschere sono indossate dalla stragrande maggioranza della popolazione, dice Cowling.

La probabilità di trasmissione per via aerea, soprattutto rispetto ad altre vie, come goccioline o superfici, rimane poco chiara. La maggior parte dei ricercatori pensa ancora che il nuovo coronavirus si diffonda principalmente tramite goccioline e toccando persone o superfici infette. Quindi il lavaggio diligente delle mani e la distanza sociale sono ancora le misure più importanti che le persone possono prendere per evitare l’infezione.

Leung mette i rischi in prospettiva. La maggior parte di ciò che la gente sa sulla trasmissione dell’aerosol proviene dalla tubercolosi, dal morbillo e dalla varicella, dice, e questi patogeni hanno di solito un’alta trasmissibilità, con il potenziale di diffusione a lungo raggio. “Il pensiero convenzionale è, quindi, una volta che si parla di trasmissione per via aerea, tutti sono così preoccupati perché la trasmissibilità è più alta e che è più difficile da controllare”, spiega. Ma anche se c’è una trasmissione per via aerea, può avvenire solo a breve distanza, all’interno della quale altre vie di infezione possono essere altrettanto o più probabili. Così, Leung aggiunge, “avendo un più alto rischio di trasmissione aerosol stesso non necessariamente si traduce in più trasmissibilità.”

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Nota dell’editore (7/9/20): Questo articolo è stato aggiornato alla luce del riconoscimento da parte dell’Organizzazione Mondiale della Sanità della potenziale trasmissione per aerosol del nuovo coronavirus. L’inversione è arrivata dopo che più di 200 scienziati hanno contribuito a una lettera aperta che indica le prove cumulative di questo tipo di trasmissione. Il testo era stato precedentemente modificato il 15 maggio per includere nuove informazioni sulle goccioline diffuse parlando e su una pratica corale nello Stato di Washington che ha ammalato molte persone.