Genomic epidemiology as a tool for understanding drivers of hepatitis A community outbreaks in Massachusetts and New Hampshire

L'epatite A è un virus che si diffonde quando piccole quantità di materia fecale di una persona infetta entrano accidentalmente nella bocca di un'altra persona. Ciò accade solitamente attraverso cibo o acqua contaminati, ma può anche diffondersi facilmente tra persone che vivono in condizioni di sovraffollamento o che mancano di accesso a una sana igiene. Sebbene un vaccino sicuro ed efficace esista da decenni, molti adulti negli Stati Uniti non sono stati vaccinati durante l'infanzia e non sono mai stati infetti, rimanendo così vulnerabili. Quando grandi gruppi di questi adulti non vaccinati affrontano condizioni di vita precarie, il virus può scatenare epidemie a livello comunitario difficili da fermare.

Negli ultimi anni, le autorità sanitarie del Massachusetts e del New Hampshire hanno osservato un aumento dei casi di epatite A, in particolare tra le persone senza dimora e tra chi fa uso di droghe. Per capire come si stesse muovendo il virus, i ricercatori si sono rivolti a uno strumento potente chiamato epidemiologia genomica. Questo approccio consiste nel leggere l'intero codice genetico del virus trovato nei pazienti. Confrontando questi codici genetici, gli scienziati possono vedere quanto siano strettamente correlati i diversi casi, tracciando efficacemente l'albero genealogico del virus per vedere chi ha probabilmente infettato chi e come l'epidemia si sia spostata attraverso il territorio.

Un team di scienziati provenienti dai dipartimenti di sanità pubblica e da istituti di ricerca del Massachusetts e del New Hampshire si è posto l'obiettivo di mappare le epidemie di epatite A avvenute tra il 2018 e il 2024. Hanno raccolto campioni di sangue da centinaia di persone che erano state infette e hanno generato sequenze genetiche complete per 241 di esse. Il loro obiettivo era determinare se l'epidemia scoppiata nel 2023 fosse una continuazione della massiccia ondata che aveva colpito la regione nel 2018, o se fosse un nuovo inizio con un virus diverso. Volevano anche vedere se il virus si stesse diffondendo principalmente all'interno di gruppi specifici di persone o se stesse saltando tra diverse comunità.

I ricercatori hanno scoperto che le due epidemie erano causate da ceppi completamente diversi del virus. L'ondata che aveva colpito nel 2018 e nel 2019 era guidata da una specifica versione genetica del virus che si era diffusa rapidamente nella regione. Nel frattempo, quando i casi hanno iniziato a salire di nuovo nel 2023, quel ceppo originale era in gran parte scomparso. La nuova ondata era causata da una diversa versione genetica del virus, indicando che l'epidemia del 2023 era un evento separato, non un residuo persistente di quella precedente. Questa distinzione è cruciale perché significa che le autorità sanitarie non possono presumere che fermare un'epidemia impedisca automaticamente la successiva; ognuna richiede la propria indagine e risposta.

All'interno dell'epidemia del 2018, i dati genetici hanno rivelato come il virus si muovesse nella comunità. I ricercatori hanno osservato che le persone che vivevano senza dimora o facevano uso di droghe erano centrali per la diffusione. Il virus viaggiava più frequentemente tra individui che condividevano questi fattori di rischio, creando stretti cluster di infezione. Tuttavia, i dati hanno anche mostrato che il virus non rimaneva bloccato all'interno di questi gruppi. Saltava dalle persone con questi fattori di rischio ad altre che non li riportavano, e attraversava i confini statali, spostandosi tra il Massachusetts e il New Hampshire. Infatti, l'evidenza genetica suggeriva che l'epidemia nel New Hampshire fosse stata probabilmente innescata da casi provenienti dal vicino Massachusetts.

Lo studio ha inoltre evidenziato una preoccupante tendenza nella vaccinazione. Sebbene gli sforzi mirati a vaccinare gli adulti abbiano aiutato a ridurre il numero di casi dopo l'iniziale ondata del 2018, i tassi complessivi di vaccinazione per gli adulti sono diminuiti significativamente dopo l'inizio della pandemia di COVID-19. Questi tassi non sono mai tornati ai livelli precedenti durante il periodo di studio. Questa diminuzione ha lasciato una vasta parte della popolazione adulta scoperta, creando un terreno fertile affinché il virus potesse tornare quando le condizioni lo permettevano. I ricercatori hanno osservato che le persone che fanno uso di droghe o sono senza dimora non sono gruppi statici; nuovi individui entrano costantemente in queste situazioni, portando con sé una mancanza di immunità che mantiene alto il rischio di future epidemie.

Per dare senso a questi dati complessi, il team ha sviluppato nuovi strumenti open-source che consentono ad altri scienziati di analizzare i genomi dell'epatite A in modo rapido e accurato. Hanno confrontato il loro metodo di lettura dell'intero genoma virale con il vecchio metodo standard che legge solo un piccolo frammento del codice del virus. Hanno scoperto che leggere l'intero genoma forniva un quadro molto più chiaro della trasmissione, permettendo loro di distinguere tra casi che sembravano identici con il vecchio metodo ma che erano in realtà diversi. Questa maggiore risoluzione ha aiutato a confermare che le persone che vivevano vicine e condividevano fattori di rischio si stavano effettivamente infettando a vicenda.

I ricercatori hanno anche scoperto che il virus spesso viaggiava insieme ad altre infezioni. Utilizzando metodi di sequenziamento in grado di rilevare più virus contemporaneamente, hanno scoperto che molti pazienti con epatite A erano anche infetti da epatite C, un virus che si diffonde attraverso percorsi simili. Questa co-infezione ha probabilmente contribuito alla gravità delle malattie e ai tassi di mortalità più elevati osservati durante le epidemie, poiché le persone con danni epatici preesistenti erano meno capaci di combattere la nuova infezione.

In definitiva, lo studio ha dimostrato che combinare i dati genetici con le indagini sanitarie tradizionali fornisce una visione molto più nitida di come si diffondano le malattie. I ricercatori hanno mostrato che, sebbene i fattori di rischio come l'essere senza dimora o l'uso di droghe siano forti motori di trasmissione, il virus non rispetta i confini sociali. Si muove tra le persone con e senza questi fattori di rischio e attraversa i confini geografici con facilità. Le conclusioni suggeriscono che, per fermare le future epidemie, le autorità sanitarie devono mantenere programmi di vaccinazione forti per gli adulti, specialmente in contesti comunitari come i centri sanitari che servono le popolazioni vulnerabili. Devono inoltre migliorare le infrastrutture igieniche, come l'accesso a servizi igienici puliti e stazioni per il lavaggio delle mani, per interrompere la catena di trasmissione. Utilizzando questi nuovi strumenti genetici, i team di sanità pubblica possono ora vedere i percorsi invisibili del virus e indirizzare le loro attività di intervento in modo più preciso, potenzialmente salvando vite e prevenendo future ondate di infezione.