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SARS-CoV-2 virus under the microscope. Credit: National Institute of Allergies and Infectious Diseases
The emergence of the study dates from October 2019; simulations suggest that in most cases, zoonotic viruses die naturally before causing a pandemic.
Using molecular dating tools and epidemiological simulations, researchers at the University of California San Diego School of Medicine, along with colleagues from the University of Arizona and Illumina, Inc. , believe that the SARS-CoV-2 the virus probably circulated undetected for up to two months before the first human cases of COVID-19[feminine ont été décrits à Wuhan, en Chine, fin décembre 2019.
Rédaction dans le numéro en ligne du 18 mars 2021 de Science, ils notent également que leurs simulations suggèrent que le virus mutant s’éteint naturellement plus des trois quarts du temps sans provoquer d’épidémie.
«Notre étude a été conçue pour répondre à la question de savoir combien de temps le SRAS-CoV-2 a-t-il pu circuler en Chine avant sa découverte», a déclaré l’auteur principal Joel O. Wertheim, PhD, professeur agrégé à la Division des maladies infectieuses et de la santé publique mondiale. à l’École de médecine de l’UC San Diego.
«Pour répondre à cette question, nous avons combiné trois informations importantes: une compréhension détaillée de la propagation du SRAS-CoV-2 à Wuhan avant le verrouillage, la diversité génétique du virus en Chine et les rapports sur les premiers cas de COVID-19. en Chine. En combinant ces éléments de preuve disparates, nous avons pu fixer une limite supérieure à la mi-octobre 2019 pour le moment où le SRAS-CoV-2 a commencé à circuler dans la province du Hubei.
Des cas de COVID-19 ont été signalés pour la première fois fin décembre 2019 à Wuhan, située dans la province du Hubei au centre de la Chine. Le virus s’est rapidement propagé au-delà du Hubei. Les autorités chinoises ont bouclé la région et mis en œuvre des mesures d’atténuation dans tout le pays. En avril 2020, la transmission locale du virus était sous contrôle mais, à ce moment-là, le COVID-19 était pandémique avec plus de 100 pays signalant des cas.
Le SRAS-CoV-2 est un coronavirus zoonotique, qui aurait sauté d’un hôte animal inconnu à l’homme. De nombreux efforts ont été déployés pour identifier le moment où le virus a commencé à se propager chez les humains, sur la base d’enquêtes sur des cas diagnostiqués précocement de COVID-19. Le premier groupe de cas – et les premiers génomes du SRAS-CoV-2 séquencés – étaient associés au marché de gros de Huanan Seafood, mais les auteurs de l’étude disent que le cluster de marché n’a probablement pas marqué le début de la pandémie, car le premier COVID-19 documenté les affaires n’avaient aucun lien avec le marché.
Des articles de journaux régionaux suggèrent que les diagnostics de COVID-19 dans le Hubei remontent au moins au 17 novembre 2019, suggérant que le virus circulait déjà activement lorsque les autorités chinoises ont adopté des mesures de santé publique.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des analyses de l’évolution de l’horloge moléculaire pour essayer de déterminer le moment où le premier cas, ou indice, de SRAS-CoV-2 s’est produit. «L’horloge moléculaire» est un terme pour une technique qui utilise le taux de mutation des gènes pour déduire quand deux ou plusieurs formes de vie ont divergé – dans ce cas, quand l’ancêtre commun de toutes les variantes du SRAS-CoV-2 existait, estimé dans cette étude à la mi-novembre 2019.
La datation moléculaire de l’ancêtre commun le plus récent est souvent considérée comme synonyme du cas index d’une maladie émergente. Cependant, a déclaré le co-auteur Michael Worobey, PhD, professeur d’écologie et de biologie évolutive à l’Université de l’Arizona: «Le cas index peut probablement être antérieur à l’ancêtre commun – le premier cas réel de cette épidémie peut s’être produit des jours, des semaines ou même plusieurs mois. avant l’ancêtre commun estimé. La détermination de la longueur de ce «fusible phylogénétique» était au cœur de notre enquête. »
Sur la base de ces travaux, les chercheurs estiment que le nombre médian de personnes infectées par le SRAS-CoV-2 en Chine était inférieur à une jusqu’au 4 novembre 2019. Treize jours plus tard, il s’agissait de quatre personnes, et de seulement neuf le 1er décembre 2019. Les premières hospitalisations à Wuhan avec un état identifié plus tard comme COVID-19 ont eu lieu à la mi-décembre.
Les auteurs de l’étude ont utilisé divers outils analytiques pour modéliser le comportement du virus SRAS-CoV-2 pendant la flambée initiale et les premiers jours de la pandémie alors qu’il s’agissait d’une entité largement inconnue et que la portée de la menace pour la santé publique n’était pas encore pleinement réalisée. .
Ces outils comprenaient des simulations d’épidémie basées sur la biologie connue du virus, comme sa transmissibilité et d’autres facteurs. Dans seulement 29,7% de ces simulations, le virus était capable de créer des épidémies auto-entretenues. Dans les 70,3% restants, le virus a infecté relativement peu de personnes avant de s’éteindre. L’épidémie moyenne échouée a pris fin huit jours seulement après le cas index.
«En règle générale, les scientifiques utilisent la diversité génétique virale pour connaître le moment où un virus a commencé à se propager», a déclaré Wertheim. «Notre étude a ajouté une couche cruciale à cette approche en modélisant combien de temps le virus aurait pu circuler avant de donner lieu à la diversité génétique observée.
«Notre approche a donné des résultats surprenants. Nous avons vu que plus des deux tiers des épidémies que nous avons tenté de simuler ont disparu. Cela signifie que si nous pouvions remonter le temps et répéter 2019 cent fois, deux fois sur trois, le COVID-19 se serait étouffé sans déclencher de pandémie. Cette découverte confirme l’idée que les humains sont constamment bombardés d’agents zoonotiques. »
Wertheim a noté que même si le SRAS-CoV-2 circulait en Chine à l’automne 2019, le modèle des chercheurs suggère qu’il le faisait à de faibles niveaux jusqu’au moins en décembre de cette année.
“Compte tenu de cela, il est difficile de concilier ces faibles niveaux de virus en Chine avec des allégations d’infections en Europe et aux États-Unis en même temps”, a déclaré Wertheim. «Je suis assez sceptique quant aux allégations de COVID-19 en dehors de la Chine à ce moment-là.»
La souche originale de SRAS-CoV-2 est devenue épidémique, écrivent les auteurs, parce qu’elle était largement dispersée, ce qui favorise la persistance, et parce qu’elle prospérait dans les zones urbaines où la transmission était plus facile. Lors d’épidémies simulées impliquant des communautés rurales moins denses, les épidémies se sont éteintes 94,5 à 99,6% du temps.
Le virus a depuis muté plusieurs fois, un certain nombre de variantes devenant plus transmissibles.
«La surveillance pandémique n’était pas préparée pour un virus comme le SRAS-CoV-2», a déclaré Wertheim. «Nous recherchions le prochain SRAS ou MERS, quelque chose qui a tué des gens à un taux élevé, mais avec le recul, nous voyons comment un virus hautement transmissible avec un taux de mortalité modeste peut également jeter le monde bas.»
Référence: «Timing the SARS-CoV-2 Index case in Hubei province» par Jonathan Pekar, Michael Worobey, Niema Moshiri, Konrad Scheffler and Joel O. Wertheim, 18 mars 2021, Science.
DOI: 10.1126 / science.abf8003
Les co-auteurs comprennent: Jonathan Pekar et Niema Moshiri, UC San Diego; et Konrad Scheffler, Illumina, Inc.
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