Descreve a "história" científica da pandemia à medida que se desenrolava, e sublinha a importância da vigilância genómica de alta velocidade e de grande escala para compreender e responder a surtos infeciosos.

Em março de 2020, quando a Inglaterra se preparava para entrar no primeiro de vários bloqueios, o consórcio COVID-19 Genomics UK (COG-UK) foi criado para monitorizar a propagação e evolução da SARS-CoV-2, sequenciando o genoma do vírus.

Desde então, o consórcio identificou e monitorizou numerosas linhagens virais, incluindo Alpha, identificada pela primeira vez em Kent em setembro de 2020 e delta, identificada pela primeira vez na Índia em abril de 2021. Ambas as linhagens mudaram posteriormente o curso da pandemia, não só na Inglaterra, mas a nível global.

Para este estudo, os investigadores analisaram os dados de vigilância genómica SARS-CoV-2 da Inglaterra recolhidos entre setembro de 2020 e junho de 2021. Caracterizaram as taxas de crescimento e a propagação geográfica de 71 linhagens e reconstruíram a forma como as linhagens recém-emergentes se espalhavam.

A ascensão e queda de novas linhagens

No final de 2020, a linhagem Alpha (B.1.1.7) espalhou-se apesar de uma série de restrições, incluindo um bloqueio nacional em novembro e restrições regionais em dezembro. Embora estas medidas tenham abrandado a propagação de outras linhagens, a variante Alpha foi encontrada possuindo uma vantagem de crescimento de 50 a 60 por cento sobre as linhagens anteriores e continuou a espalhar-se rapidamente.

No sistema de restrições hierárquicos que operam em dezembro de 2020, as taxas de infeção foram mais elevadas em áreas com menos restrições. Esta variante só foi controlada num terceiro bloqueio nacional entre janeiro e março de 2021, que foi introduzido após um pico de 72.088 casos diários em 29 de dezembro. Esta medida eliminou simultaneamente a maioria das linhagens que tinham sido dominantes em setembro e outubro de 2020. Quando as restrições começaram a ser levantadas a 8 de março de 2021, a taxa diária de casos tinha caído para 5.500.

Enquanto a variante Alpha estava a ser controlada, as linhagens associadas a uma maior capacidade de contornar a imunidade da vacinação ou da infeção anterior continuaram a aparecer no Reino Unido em níveis baixos no início de 2021. Estas linhagens foram caracterizadas pela mutação de pico E484K, a mais significativa das quais foram a linhagem Beta (B.1.351, identificada pela primeira vez na África do Sul) e a linhagem Gama (P.1, identificada pela primeira vez no Brasil). Mas apesar das repetidas apresentações destas linhagens, limitavam-se a surtos locais de curta duração.

Em março de 2021, as primeiras amostras de B.1.617, originárias da Índia, começaram a aparecer em dados de sequência. Tratava-se, de facto, de duas linhagens, Kappa (B.1.617.1) e Delta (B.1.617.2). As mutações no Delta tornaram o vírus muito mais transmissível do que as linhagens anteriores. Enquanto Kappa se espalhou lentamente e desde então se desvaneceu, a Delta espalhou-se para todas as autoridades locais e foi responsável por 98 por cento dos genomas virais sequenciados até 26 de junho de 2021.

Um vírus em mudança

"O tempo provou o quão engenhosa foi a ideia de criar o consórcio COVID-19 Genomics UK no início da pandemia", disse Moritz Gerstung, autor sénior do artigo da EMBL-EBI e do Centro Alemão de Investigação do Cancro (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ). "Poder ver linhagens lado a lado, mapeadas para locais específicos, tem sido incrivelmente informativo em termos de compreensão de como esta série de epidemias se desenrola. Ver o Alpha crescer mais depressa em quase 250 das 315 autoridades locais foi um sinal claro de que estávamos a lidar com algo muito diferente. Ao mesmo tempo, aprendemos que a genética da SARS-CoV-2 é incrivelmente complexa. Apesar de sabermos todas as mutações da Delta, não ficou imediatamente claro que se tornaria a linhagem dominante, por exemplo."

A análise da Delta indica que a sua taxa de crescimento foi cerca de 60% superior à de Alpha, a maior vantagem de crescimento observada em qualquer outra linhagem até à data. Globalmente, os investigadores estimam que a propagação de linhagens mais transmissíveis entre agosto de 2020 e o início do verão de 2021 mais do que duplicou a taxa média de crescimento do vírus em Inglaterra.

"Graças à vigilância genómica no Reino Unido e internacionalmente, é evidente que estamos a lidar com um vírus que mudou consideravelmente desde o que enfrentámos em março de 2020", disse Meera Chand, diretora de incidentes da COVID-19 na Agência de Segurança sanitária do Reino Unido (UKHSA) e uma das autoras do artigo. "Continuaremos a monitorizar o vírus SARS-CoV-2 para garantir que podemos usar as vacinas, tratamentos e medidas de saúde pública mais eficazes contra as variantes atuais e futuras."

O valor da vigilância genómica

Embora continue a ser impossível prever o que o vírus irá fazer a seguir, o consórcio COG-UK avançou consideravelmente o campo de vigilância genómica e provou o valor da monitorização dos agentes infeciosos. Apenas 18 meses após a sua criação, o programa fornece agora informações epidemiológicas quase em tempo real para informar a resposta de saúde pública do Reino Unido. Espera-se que um dia os cientistas possam utilizar esta informação para prever o surgimento de novas linhagens.

"Estes dados de vigilância genómica deram-nos uma forma totalmente nova de ver um surto desenrolar-se, o que nos ensinou muito sobre como um novo agente infecioso se espalha e evolui", explicou Jeff Barrett, autor sénior do artigo e Diretor da Covid-19 Genomics Initiative do Instituto Wellcome Sanger. "A minha esperança é que programas semelhantes de vigilância genómica sejam desenvolvidos em todo o mundo, para que estejamos tão bem preparados quanto possível para responder a futuros surtos de doenças infeciosas – sejam eles agentes patogénicos familiares ou novos."