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Temperatura e umidade interferem na disseminação do novo coronavírus?


- Artigo atualizado no dia 20 de maio de 2020 -

          Em dezembro de 2019, um novo coronavírus causou um grande surto de doença pulmonar na cidade de Wuhan, a capital da província de Hubei na China, e tem desde então se espalhado globalmente. O vírus eventualmente foi nomeado SARS-CoV-2, devido ao fato do seu genoma (constituído de RNA) ser ~82% idêntico ao coronavírus (SARS-CoV) responsável pelo SARS (síndrome respiratória aguda grave). Ambos os vírus pertencem ao clado b do gênero Betacoronavirus. A doença causada pelo SARS-CoV-2 é chamada COVID-19. Apesar dos casos de infecção inicialmente estarem conectados ao mercado de animais e alimentos marinhos de Wuhan, uma eficiente transmissão humano-para-humano levou ao crescimento exponencial do número de casos e a eventual declaração de uma pandemia pela Organização Mundial de Saúde (OMS).

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          No momento, são mais de 4,8 milhões casos oficialmente confirmados e mais de 319 mil mortes. No geral, pacientes contraindo a forma severa da doença constituem aproximadamente 15% dos casos. Nenhum tratamento efetivo ou vacina ainda existe para a COVID-19.

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(I) Para mais informações sobre o assunto, acesse: O que se sabe até o momento sobre o novo coronavírus?

          Uma característica notável da nova pandemia é a substancial variação nas taxas de novos casos e de mortalidade entre diferentes países. Enquanto que nos EUA e em alguns países Europeus casos já estão próximos ou ultrapassaram os 100 mil, em outros a transmissão foi controlada de forma relativamente rápida, como na Coreia do Sul. O mesmo ocorre com as taxas de mortalidade, as quais vão de 0,6% até valores de 12% em relação ao número de casos confirmados.

          Apesar de fatores diversos como densidade populacional, distribuição etária da população e desenvolvimento econômico decididamente atuam nessas variações, cientistas também desconfiam que variações nas condições temporais (temperatura e umidade em especial) possam também afetar a transmissão do SARS-CoV-2, assim como ocorre com outros vírus que causam infecções respiratórias. Mas quais as evidências até o momento?



   TEMPERATURA, TEMPO E CORONAVÍRUS

          As infecções do trato respiratório (ITR) são as infecções mais comuns ao redor do mundo, especialmente a gripe e o resfriado, ambas causadas por vírus - e o último englobando coronavírus como agente de causa. Existe uma forte ligação entre baixas temperaturas/baixa umidade do ar e as ITR, o que explica a sazonalidade dessas doenças: são altamente mais prevalentes no inverno, onde o clima é caracterizado por baixas temperaturas e ar seco. Existe um número de hipóteses para explicar esse padrão, indo desde danos no sistema imune associado ao trato respiratório causados pelo frio e ar seco até estabilidade da estrutura viral (II).

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(II) Para uma discussão mais detalhada sobre essa questão, acesse: Qual é a relação da gripe e do resfriado com o frio?

          Aliás, estudos prévios já tinham encontrado que durante o surto de SARS em 2003, quando a temperatura estava baixa, o risco de aumento da taxa diária de incidência da infecção podia ser 18,18 vezes maior do que sob maiores temperaturas. Somando-se a isso, o surto de SARS em Guangdong, província na China, gradualmente foi desaparecendo com a chegada de uma estação mais quente, praticamente finalizando em julho. Isso pode sugerir, à primeira vista, que o SARS-CoV-2 segue um comportamento parecido já que compartilha grande similaridade genética com os SARS-CoV, apesar da mais alta virulência.

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          Experimentos laboratoriais publicados em 2011 (Ref.1) revelaram que o SARS-CoV podia se manter ativo por pelo menos cinco dias sobre superfícies lisas em um ambiente onde a temperatura era de 22-25°C e a umidade relativa de 40-50%. Quando a temperatura aumentava para 38°C e a umidade relativa para 95%, o vírus rapidamente perdia sua atividade. Já experimentos conduzidos em 2013 (Ref.2) para o vírus causador da MERS (síndrome respiratória do Oriente Médio) - MERS-CoV - mostraram que este podia manter sua atividade tanto em gotículas depositadas em superfícies sólidas quanto em aerossóis (pequenas gotículas suspensas no ar) contando o ambiente estivesse em um ambiente de baixa temperatura e baixa umidade. Experimentos com outros coronavírus também chegaram a mesma conclusão.


   COVID-19 E O FRIO

         Para melhor esclarecer o comportamento do SARS-CoV-2 frente às variações temporais, três estudos recentes publicados no periódico medRxiv (todos como preprint) resolveram investigar a relação entre as taxas de novos casos ou de mortalidade associadas ao COVID-19 e os parâmetros temporais ao longo do território Chinês e de outras partes do mundo no período pré-pandêmico.

         No primeiro estudo (Ref.3), os pesquisadores coletaram dados diários do número de mortes por COVID-19, de parâmetros meteorológicos e de poluição do ar do dia 20 de janeiro de 2020 até 29 de fevereiro em Wuhan, China, o epicentro inicial da pandemia e uma região com um clima subtropical, úmido e inverno muito frio e verão muito quente. Aplicando um modelo de análise explorando o impacto da temperatura, umidade e temperatura diurna nas taxas de mortalidade (um total de 2299 mortes). Os resultados revelaram uma associação positiva entre temperatura diurna e mortalidade, mas uma associação negativa para a umidade relativa. Em adição, cada 1 unidade de aumento de temperatura diurna foi somente associado com um aumento de 2,92% de aumento na mortalidade. No entanto, 1 unidade de aumento de temperatura e da umidade absoluta estava relacionada com uma redução na mortalidade do COVID-19.




          Já no segundo estudo (Ref.4), os pesquisadores coletaram o número cumulativo de casos confirmados de todas as cidades e regiões afetadas pelo COVID-19 no mundo de 20 de janeiro de 2020 até 4 de fevereiro de 2020 - 24139 casos na China (68,01% em Wuhan) e 26 em outros países -, relacionando-o com as variações regionais de temperatura. Após a análise desses dados acumulados, os pesquisadores chegaram a dois picos de temperatura: um mínimo a 6,70°C e um máximo a 12,42°C. Sob a circunstância de menor temperatura, cada 1°C de aumento nas temperaturas média, mínima e máxima levaram a um substancial aumento do número cumulativo de casos. Em um cenário de maiores temperaturas, cada 1°C de aumento na temperatura mínima levou a uma substancial diminuição do número cumulativo de casos.

          Na conclusão desse último estudo, os pesquisadores sugeriram que, até uma certa extensão, a temperatura pode mudar significativamente a transmissão do SARS-CoV-2, podendo existir, de fato, uma temperatura ideal para a transmissão viral, o que pode explicar porque o primeiro surto ocorreu em Wuhan (região estava atravessando um período rigoroso de inverno). Menores temperaturas parecem contribuir para o crescimento e transmissão do vírus. Nesse sentido, países e regiões atravessando condições de baixas temperaturas ao redor do mundo podem precisar adotar medidas de controle mais restritas para prevenir futuras reversões da contenção viral. Estratégias de isolamento social precisariam continuar quando as temperaturas forem previstas de baixar na maior parte de um país.

          Por fim, no terceiro estudo (Ref.6), o pesquisador Xinhua Yu, da Universidade de Memphis, avaliou 30 das maiores áreas metropolitanas nos EUA, comparando a magnitude e mudanças dos números de reprodução efetiva (Rt) do vírus ao longo do tempo. Cada uma das cidades tinha pelo menos 1,5 milhão de habitantes em 2019 e mais de mil casos confirmados no começo da análise. Entre os achados, o pesquisador observou uma diminuição média do Rt - ou seja, menor transmissibilidade do vírus - em regiões de maior temperatura, apesar de encontrarem substanciais variações entre regiões de temperaturas similares, ou mesmo em uma mesma região ao longo do tempo. Parte importante dessas variações pareceu estar associada às diferentes ações dos governos regionais para conter a pandemia - medidas mais ou menos restritivas de isolamento social. No entanto, o pesquisador reforçou que muitos co-fatores podem também explicar as variações de transmissibilidade do vírus ao invés da simples variação de temperatura, e que estudos mais robustos precisam ser feitos para melhor se entender o comportamento do vírus. Mas, na conclusão, ele alertou que o país precisa se preparar para um possível retorno do vírus mais tarde no ano, quando as temperaturas abaixarem novamente.

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         Com exceção da temperatura diurna, o primeiro estudo também corrobora o segundo e o terceiro no sentido de que menores temperaturas parecem fomentar mais a disseminação do SARS-CoV-2, e que as condições temporais podem alterar substancialmente as taxas de transmissão. Somando-se a isso, condições de ar mais seco mostraram positivamente associadas com uma maior virulência. E considerando evidências prévias de outros vírus causando infecções respiratórias, incluindo coronavírus, baixa temperatura e baixa umidade parecem ser, de fato, condições ideias para uma mais prolongada sobrevivência e maior capacidade de infecção do SARS-CoV-2. Mas é válido lembrar que os estudos nesse tópico ainda são ainda preliminares e limitados.

         Esse é um alerta para países como o Brasil que já apresentam significativa taxa de disseminação do novo coronavírus e de mortalidade mesmo em um período de temperaturas mais altas. Em junho, o inverno no nosso país tem início, então é mais do que importante agora conter ao máximo possível a disseminação viral para não sofrermos piores consequências nos próximos meses, especialmente considerando que outras doenças respiratórias preocupantes também estarão circulando com maior intensidade, como a gripe.

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ATUALIZAÇÃO (08/04/20): Mais um estudo preprint, publicado na medRxiv (Ref.6), encontrou uma associação entre a incidência de COVID-19 e regiões localizadas na latitude de 30° ou acima. Dados históricos climáticos até o dia 27 de março mostraram também significativa redução nas taxas de casos confirmados quando as temperaturas médias estavam acima de ~22,5°C. No entanto, variações a nível local não puderam ser bem explicadas por variações na temperatura e na posição geográfica.

ATUALIZAÇÃO (13/05/20): Por outro lado, em um estudo cohort prospectivo analisando todas as 144 áreas geopolíticas ao redor do mundo, e publicado no periódico Canadian Medical Association Journal (Ref.13), os pesquisadores não encontraram significativa associação entre o crescimento epidêmico da COVID-19 e a latitude e a temperatura. A única associação, fraca, foi entre umidade absoluta ou relativa: quanto maior a umidade, menor a taxa de disseminação da doença. O fator mais significativo encontrado associado às taxas de transmissão foi o grau de restrição para a aglomeração de pessoas e de distanciamento social.

ATUALIZAÇÃO (20/05/20): Em um estudo publicado como preprint no medRxiv (Ref.15), pesquisadores encontraram que no início da pandemia do COVID-19, a habilidade de transmissão tinha uma temperatura ideal de 6,3°C. Eventualmente, a habilidade de transmissão mostrou diminuir em condições de mais alta temperatura sob a intervenção humana (medidas não-farmacológicas de contenção). Em ambos os casos, a transmissão estava positivamente associada com o tamanho da população em cada localidade. Os pesquisadores concluíram que nos próximos verões, o risco de transmissão da COVID-19 aumentará nas regiões de mais alta latitude ou alta altitude mas diminuirá em regiões de baixa latitude ou baixa altitude; no entanto, intervenção humana será essencial para conter a disseminação da doença.
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          No entanto, como sugere um estudo publicado na Science (Ref.14), mesmo com as evidências indicando uma participação do clima na disseminação do vírus, poucas pessoas ainda possuem imunidade contra o SARS-CoV-2. Isso significa que o fator climático pouco alterará as taxas pandêmicas por si só. Variações sazonais de temperatura e de umidade só terão impacto significativo quando boa parte da população tiver imunidade. Os autores do estudo concluíram que sem controles efetivos (farmacológicos e não-farmacológicos), fortes surtos são prováveis em climas mais úmidos e a estação de verão não irá substancialmente limitar o crescimento pandêmico. Aliás, os graves surtos epidêmicos no Brasil são uma prova disso. 

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MITOS: Apesar das evidências científicas acumuladas até o momento apontarem que que as condições temporais (temperatura e umidade) representarem um fator limitante de disseminação do novo coronavírus, esse fator por si só não necessariamente irá desacelerar de forma robusta a epidemia em uma região, com outros fatores como higiene pessoal, medidas de isolamento social e infraestrutura de saúde sendo mais importantes. Além disso, é importante ressaltar que menores temperatura e umidade no ambiente não interferem significativamente no curso da infecção após o indivíduo ser infectado pelo SARS-CoV-2 ou por outros vírus. Por fim, as evidências ainda são escassas e limitadas para quaisquer conclusões sobre o padrão de comportamento do SARS-CoV-2 frente às variações temporais.

POLUIÇÃO DO AR: Outro fator que pode explicar variações geográficas é o nível de poluição exposto à população. Cada vez mais evidências vêm fortemente indicando que a poluição - assim como o fumo (Ref.7) - pode ser um fator crucial na progressão da doença e suscetibilidade de infecção (Ref.8-10). Nos EUA, um reporte recente da Associação Americana do Pulmão (Ref.11) mostrou que quase metade da população Norte-Americana (~150 milhões) está vivendo e respirando ar substancialmente poluído, o que talvez possa explicar em parte o porquê do país ter sido afetado tão fortemente pela pandemia (são mais de 1 milhão de casos confirmados e quase 70 mil mortes registradas, e em New York a taxa de mortalidade de pacientes hospitalizados chegou a 29-36%, Ref.12)
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REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. K.H. Chan, J.S.M. Peiris, S.Y. Lam, L.L.M. Poon, K. Yuen, W.H. Seto, The Effects ofTemperature and Relative Humidity on the Viability of the SARS Coronavirus, Advances inVirology, 2011 (2011) 734690-734690
  2. N. van Doremalen, T. Bushmaker, V.J. Munster, Stability of Middle East respiratory syndromecoronavirus (MERS-CoV) under different environmental conditions, urosurveillance, 18(38) (2013) 20590
  3. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.22.20025791v1.full.pdf
  4. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.15.20036426v1.full.pdf
  5. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.02.20051524v1
  6. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.26.20081083v1.full.pdf
  7. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.13.20063669v1
  8. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.22.20075986v1
  9. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972032221X
  10. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720321215
  11. https://www.lung.org/research/about-signature-reports
  12. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.19.20062117v2
  13. https://www.cmaj.ca/content/early/2020/05/08/cmaj.200920
  14. https://science.sciencemag.org/content/early/2020/05/15/science.abc2535
  15. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.14.20102459v1