You’re Infected With the Coronavirus. But How Infected? / Sei stato infettato dal Coronavirus. Ma come infettato?

You’re Infected With the Coronavirus. But How Infected? / Sei stato infettato dal Coronavirus. Ma come infettato?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa /  Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Knowing the amount of virus carried in the body could help doctors predict the course of a patient’s illness.

As Covid-19 patients flood into hospitals nationwide, doctors are facing an impossible question. Which patients in the E.R. are more likely to deteriorate quickly, and which are most likely to fight off the virus and to recover?

 

As it turns out, there may be a way to help distinguish these two groups, although it is not yet widely employed. Dozens of research papers published over the past few months found that people whose bodies were teeming with the coronavirus more often became seriously ill and more likely to die, compared with those who carried much less virus and were more likely to emerge relatively unscathed.

 

The results suggest that knowing the so-called viral load — the amount of virus in the body — could help doctors predict a patient’s course, distinguishing those who may need an oxygen check just once a day, for example, from those who need to be monitored more closely, said Dr. Daniel Griffin, an infectious disease physician at Columbia University in New York.

 

Tracking viral loads “can actually help us stratify risk,” Dr. Griffin said. The idea is not new: Managing viral load has long formed the basis of care for people with H.I.V., for example, and for tamping down transmission of that virus.

 

Little effort has been made to track viral loads in Covid-19 patients. This month, however, the Food and Drug Administration said clinical labs might report not just whether a person was infected with the coronavirus, but an estimate of how much virus was carried in their body.

This is not a change in policy — labs could have reported this information all along, according to two senior F.D.A. officials who spoke on the condition of anonymity because they were not authorized to speak publicly about the matter.

 

Still, the news came as a welcome surprise to some experts, who have for months pushed labs to record this information.

 

“This is a very important move by the F.D.A.,” said Dr. Michael Mina, an epidemiologist at the Harvard T.H. Chan School of Public Health. “I think it’s a step in the right direction to making the most use of one of the only pieces of data we have for many positive individuals.”

 

The F.D.A.’s change followed a similar move by the Florida Department of Health, which now requires all labs to report this information.

 

The omission of viral load from test results was a missed opportunity not just to optimize strained clinical resources, but also to better understand Covid-19, experts said. Analyzing the viral load soon after exposure, for example, could help reveal whether people who die from Covid-19 are more likely to have high viral loads at the start of their illnesses.

 

And a study published in June showed that the viral load decreases as the immune response surges, “just like you’d expect it to be for any old virus,” said Dr. Alexander Greninger, a virologist at the University of Washington in Seattle, who led the study.

 

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An uptick in the average viral load throughout entire communities could indicate an epidemic on the rise. “We can get an idea of whether the epidemic is growing or declining, without relying on case counts,” said James Hay, a postdoctoral researcher in Dr. Mina’s lab.

 

Fortunately, data on viral load — or at least a rough approximation of it — is readily available, built into results from the P.C.R. tests that most labs use to diagnose a coronavirus infection.

 

A P.C.R. test is performed in “cycles,” each doubling the amount of viral genetic material originally drawn from the patient’s sample. The higher the initial viral load, the fewer cycles the test needs to find genetic material and produce a signal.

 

A positive result at a low cycle threshold, or Ct, implies a high viral load in the patient. If the test is not positive until many cycles have been completed, the patient probably has a lower viral load.

 

Researchers at Weill Cornell Medicine in New York recorded viral loads among more than 3,000 hospitalized Covid-19 patients on the day of their admission. They found that 40 percent of patients with high viral loads — whose tests were positive at a Ct of 25 or below — died while in the hospital, compared with 15 percent of those with positive tests at higher Cts and presumably lower viral loads.

In another study, the Nevada Department of Public Health found an average Ct value of 23.4 in people who died from Covid-19, compared with 27.5 in those who survived their illnesses. People who were asymptomatic had an average value of 29.6, suggesting they carried much less virus than the other two groups.

 

These numbers may seem to vary by very little, but they correspond to millions of viral particles. “These are not subtle differences,” Dr. Greninger said. A study from his lab showed that patients with a Ct of less than 22 had more than four times the odds of dying within 30 days, compared with those with a lower viral load.

 

But the use of Ct values to estimate viral load is a fraught practice. Viral load measurements for H.I.V. are highly precise, because they are based on blood samples. Tests for the coronavirus rely on swabbing the nose or throat — a procedure that is subject to user error and whose results are less consistent.

 

The amount of coronavirus in the body changes drastically over the course of the infection. The levels rise from undetectable to yielding positive test results in just hours, and viral loads continue to increase until the immune response kicks in.

 

Then viral loads quickly decline. But viral fragments may linger in the body, triggering positive test results long after the patient has stopped being infectious and the illness has resolved.

 

Given this variability, capturing viral load at one point in time may not be useful without more information about the trajectory of illness, said Dr. Celine Gounder, an infectious disease specialist at Bellevue Hospital Center and a member of the incoming administration’s coronavirus advisory group.

 

“When on that curve are you measuring the viral load?” Dr. Gounder asked.

 

The exact relationship between a Ct value and the corresponding viral load can vary between tests. Rather than validate this quantitative relationship for each machine, the F.D.A. authorized the tests to deliver diagnoses based on a cutoff for the cycle threshold.

 

Most manufacturers conservatively set their machine’s thresholds for diagnosis from 35 to 40, values that generally correspond to an extremely low viral load. But the exact threshold for a positive result, or for a specific Ct to indicate infectiousness, will depend on the instrument used.

 

“That’s why I get very anxious about a lot of these assessments on the basis of Ct values,” said Susan Butler-Wu, director of clinical microbiology at the University of Southern California.

 

“Certainly, it is a value that can be useful in certain clinical circumstances,” Dr. Butler-Wu said, “but the idea that you can have a unicorn Ct value that correlates perfectly with an infectious versus noninfectious state makes me very nervous.”

 

Other experts acknowledged these limitations, but said the benefit from recording Ct values outweighed the concerns.

 

“All of those are valid points when looking at an individual patient’s test results, but it doesn’t change the fact that on average, when you look at the admission test results of these Ct values, they really identify patients at high risk of decompensating and dying,” said Dr. Michael Satlin, an infectious diseases physician and lead researcher of the Weill Cornell study.

 

Dr. Satlin said adjusting his team’s results for duration of symptoms and several other variables did not alter the high risk of death in patients with high viral loads. “No matter how you try to adjust, statistically, this association is extremely strong and will not go away,” he said.

 

At a population level, too, Ct values can be valuable during a pandemic, Dr. Hay said. High viral loads in a large group of patients can indicate recent exposure to the virus, signaling a nascent surge in community transmission.

 

“This could be a great surveillance tool for less well-resourced settings who need to understand the epidemic trajectory, but do not have the capacity to carry out regular, random testing,” Dr. Hay said.

 

Over all, he and others said, viral load information is too valuable a metric to be ignored or discarded without analysis.

 

“One of the things that’s been tough in this pandemic is everybody wants to do evidence-based medicine and wants to go at the appropriate speed,” Dr. Greninger said. “But we also should expect certain things to be true, like more virus is usually not good.”

Researchers at Weill Cornell Medicine in New York recorded viral loads among more than 3,000 hospitalized Covid-19 patients on the day of their admission. They found that 40 percent of patients with high viral loads — whose tests were positive at a Ct of 25 or below — died while in the hospital, compared with 15 percent of those with positive tests at higher Cts and presumably lower viral loads.

Doctors observed a Covid patient in the I.C.U. 

Data on viral load, or at least an approximation of it, is readily available in the results from P.C.R. tests, which most labs use to diagnose infection.Credit...Jae C. Hong/Associated Press

In another study, the Nevada Department of Public Health found an average Ct value of 23.4 in people who died from Covid-19, compared with 27.5 in those who survived their illnesses. People who were asymptomatic had an average value of 29.6, suggesting they carried much less virus than the other two groups.

 

These numbers may seem to vary by very little, but they correspond to millions of viral particles. “These are not subtle differences,” Dr. Greninger said. A study from his lab showed that patients with a Ct of less than 22 had more than four times the odds of dying within 30 days, compared with those with a lower viral load.

 

But the use of Ct values to estimate viral load is a fraught practice. Viral load measurements for H.I.V. are highly precise, because they are based on blood samples. Tests for the coronavirus rely on swabbing the nose or throat — a procedure that is subject to user error and whose results are less consistent.

 

The amount of coronavirus in the body changes drastically over the course of the infection. The levels rise from undetectable to yielding positive test results in just hours, and viral loads continue to increase until the immune response kicks in.

 

Then viral loads quickly decline. But viral fragments may linger in the body, triggering positive test results long after the patient has stopped being infectious and the illness has resolved.

 

Given this variability, capturing viral load at one point in time may not be useful without more information about the trajectory of illness, said Dr. Celine Gounder, an infectious disease specialist at Bellevue Hospital Center and a member of the incoming administration’s coronavirus advisory group.

 

“When on that curve are you measuring the viral load?” Dr. Gounder asked.

 

The exact relationship between a Ct value and the corresponding viral load can vary between tests. Rather than validate this quantitative relationship for each machine, the F.D.A. authorized the tests to deliver diagnoses based on a cutoff for the cycle threshold.

 

Most manufacturers conservatively set their machine’s thresholds for diagnosis from 35 to 40, values that generally correspond to an extremely low viral load. But the exact threshold for a positive result, or for a specific Ct to indicate infectiousness, will depend on the instrument used.

 

“That’s why I get very anxious about a lot of these assessments on the basis of Ct values,” said Susan Butler-Wu, director of clinical microbiology at the University of Southern California.

 

“Certainly, it is a value that can be useful in certain clinical circumstances,” Dr. Butler-Wu said, “but the idea that you can have a unicorn Ct value that correlates perfectly with an infectious versus noninfectious state makes me very nervous.”

 

Other experts acknowledged these limitations, but said the benefit from recording Ct values outweighed the concerns.

 

“All of those are valid points when looking at an individual patient’s test results, but it doesn’t change the fact that on average, when you look at the admission test results of these Ct values, they really identify patients at high risk of decompensating and dying,” said Dr. Michael Satlin, an infectious diseases physician and lead researcher of the Weill Cornell study.

 

Dr. Satlin said adjusting his team’s results for duration of symptoms and several other variables did not alter the high risk of death in patients with high viral loads. “No matter how you try to adjust, statistically, this association is extremely strong and will not go away,” he said.

 

At a population level, too, Ct values can be valuable during a pandemic, Dr. Hay said. High viral loads in a large group of patients can indicate recent exposure to the virus, signaling a nascent surge in community transmission.

 

“This could be a great surveillance tool for less well-resourced settings who need to understand the epidemic trajectory, but do not have the capacity to carry out regular, random testing,” Dr. Hay said.

 

Over all, he and others said, viral load information is too valuable a metric to be ignored or discarded without analysis.

 

“One of the things that’s been tough in this pandemic is everybody wants to do evidence-based medicine and wants to go at the appropriate speed,” Dr. Greninger said. “But we also should expect certain things to be true, like more virus is usually not good.”

ITALIANO

Conoscere la quantità di virus trasportati nel corpo potrebbe aiutare i medici a prevedere il decorso della malattia di un paziente.

Mentre i pazienti Covid-19 si riversano negli ospedali a livello nazionale, i medici si trovano ad affrontare una domanda impossibile. Quali pazienti al pronto soccorso hanno maggiori probabilità di deteriorarsi rapidamente e quali hanno maggiori probabilità di combattere il virus e di riprendersi?

 

A quanto pare, potrebbe esserci un modo per aiutare a distinguere questi due gruppi, sebbene non sia ancora ampiamente utilizzato. Decine di articoli di ricerca pubblicati nel corso degli ultimi mesi, hanno scoperto che le persone i cui corpi sono stati con alti valori di coronavirus più spesso è diventato seriamente malato e con più probabilità di morire , rispetto a coloro che sono stati infettati con meno virus e avevano più probabilità di emergere relativamente indenne.

 

I risultati suggeriscono che conoscere la cosiddetta carica virale - la quantità di virus nel corpo - potrebbe aiutare i medici a prevedere il decorso di un paziente, distinguendo coloro che potrebbero aver bisogno di un controllo dell'ossigeno solo una volta al giorno, ad esempio, da quelli che devono essere.monitorati più da vicino, ha detto il dottor Daniel Griffin, un medico di malattie infettive presso la Columbia University di New York.

 

Il monitoraggio delle cariche virali "può effettivamente aiutarci a stratificare il rischio", ha detto il dottor Griffin. L'idea non è nuova: la gestione della carica virale ha costituito da tempo la base per l'assistenza alle persone con HIV, ad esempio, e per ridurre la trasmissione di quel virus.

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 Sono stati compiuti pochi sforzi per monitorare la carica virale nei pazienti con Covid-19. Questo mese, tuttavia, la Food and Drug Administration ha affermato che i laboratori clinici potrebbero riportare non solo se una persona è stata infettata dal coronavirus, ma una stima di quanto virus è stato trasportato nel loro corpo.

Questo non è un cambiamento nella politica: i laboratori avrebbero potuto riportare queste informazioni fin dall'inizio, secondo due alti funzionari della FDA che hanno parlato a condizione di anonimato perché non erano autorizzati a parlare pubblicamente della questione.

 Tuttavia, la notizia è stata una gradita sorpresa per alcuni esperti, che per mesi hanno spinto i laboratori a registrare queste informazioni .

 "Questa è una mossa molto importante da parte della FDA", ha detto il dottor Michael Mina, un epidemiologo presso la Harvard TH Chan School of Public Health. "Penso che sia un passo nella giusta direzione per sfruttare al meglio uno dei pochi dati che abbiamo per molte persone positive".

 Il cambiamento della FDA ha seguito una mossa simile da parte del Florida Department of Health, che ora richiede a tutti i laboratori di segnalare queste informazioni.

 L'omissione della carica virale dai risultati dei test è stata un'opportunità persa non solo per ottimizzare le risorse cliniche tese, ma anche per comprendere meglio il Covid-19, hanno detto gli esperti. Analizzare la carica virale subito dopo l'esposizione, ad esempio, potrebbe aiutare a rivelare se le persone che muoiono di Covid-19 hanno maggiori probabilità di avere alte cariche virali all'inizio della loro malattia.

 E uno studio pubblicato a giugno ha mostrato che la carica virale diminuisce con l'aumento della risposta immunitaria , "proprio come ci si aspetterebbe che fosse per qualsiasi vecchio virus", ha detto il dott. Alexander Greninger, virologo presso l'Università di Washington a Seattle, chi ha condotto lo studio.

Un aumento della carica virale media in intere comunità potrebbe indicare un'epidemia in aumento . "Possiamo avere un'idea se l'epidemia sta crescendo o diminuendo, senza fare affidamento sul conteggio dei casi", ha detto James Hay, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio del Dr. Mina.

 Fortunatamente, i dati sulla carica virale - o almeno una approssimativa approssimazione - sono prontamente disponibili, integrati nei risultati dei test PCR che la maggior parte dei laboratori utilizza per diagnosticare un'infezione da coronavirus.

 Un test PCR viene eseguito in "cicli", ciascuno raddoppiando la quantità di materiale genetico virale originariamente prelevato dal campione del paziente. Maggiore è la carica virale iniziale, minore è il numero di cicli necessari al test per trovare materiale genetico e produrre un segnale.

 Un risultato positivo a una soglia di ciclo bassa, o Ct, implica un'elevata carica virale nel paziente. Se il test non è positivo fino al completamento di molti cicli, il paziente probabilmente ha una carica virale inferiore.

I ricercatori della Weill Cornell Medicine di New York hanno registrato cariche virali tra oltre 3.000 pazienti con Covid-19 ospedalizzati il ​​giorno del loro ricovero. Hanno scoperto che il 40% dei pazienti con elevate cariche virali - i cui test sono risultati positivi a un Ct di 25 o inferiore - sono morti mentre erano in ospedale , rispetto al 15% di quelli con test positivi a Cts più alti e presumibilmente con inferiori cariche virali.

 

I medici hanno osservato un paziente Covid in terapia intensiva I dati sulla carica virale, o almeno una sua approssimazione, sono prontamente disponibili nei risultati dei test PCR, che la maggior parte dei laboratori utilizza per diagnosticare l'infezione

In un altro studio, il Dipartimento della sanità pubblica del Nevada ha riscontrato un valore Ct medio di 23,4 nelle persone morte per Covid-19, rispetto al 27,5 in coloro che sono sopravvissuti alle loro malattie. Le persone asintomatiche avevano un valore medio di 29,6, suggerendo che trasportavano molto meno virus rispetto agli altri due gruppi.

 Questi numeri possono sembrare variare di poco, ma corrispondono a milioni di particelle virali. "Queste non sono differenze sottili", ha detto il dottor Greninger. Uno studio del suo laboratorio ha mostrato che i pazienti con un Ct inferiore a 22 avevano più di quattro volte le probabilità di morire entro 30 giorni, rispetto a quelli con una carica virale inferiore.

 Ma l'uso dei valori Ct per stimare la carica virale è una pratica complicata. Le misurazioni della carica virale per l'HIV sono molto precise, perché si basano su campioni di sangue. I test per il coronavirus si basano sul tampone del naso o della gola, una procedura soggetta a errori dell'utente ed i cui risultati sono meno coerenti.

 La quantità di coronavirus nel corpo cambia drasticamente nel corso dell'infezione. I livelli aumentano da non rilevabili a risultati positivi del test in poche ore e le cariche virali continuano ad aumentare fino a quando non interviene la risposta immunitaria.

 Quindi le cariche virali diminuiscono rapidamente. Ma i frammenti virali possono persistere nel corpo, innescando risultati positivi del test molto tempo dopo che il paziente ha smesso di essere infettivo e la malattia si è risolta .

 Data questa variabilità, l'acquisizione della carica virale in un determinato momento potrebbe non essere utile senza ulteriori informazioni sulla traiettoria della malattia, ha affermato la dottoressa Celine Gounder, specialista in malattie infettive presso il Bellevue Hospital Center e membro del gruppo consultivo sul coronavirus dell'amministrazione entrante .

 "Quando su quella curva stai misurando la carica virale?"

Ha chiesto il dottor Gounder.

 L'esatta relazione tra un valore Ct e la corrispondente carica virale può variare tra i test.

 Piuttosto che convalidare questa relazione quantitativa per ciascuna macchina, la FDA ha autorizzato i test a fornire diagnosi basate su un taglio per la soglia del ciclo.

 La maggior parte dei produttori imposta in modo conservativo le soglie per la diagnosi della propria macchina da 35 a 40, valori che generalmente corrispondono a una carica virale estremamente bassa.

Ma la soglia esatta per un risultato positivo, o per uno specifico Ct per indicare l'infettività , dipenderà dallo strumento utilizzato.

 "Questo è il motivo per cui divento molto ansioso per molte di queste valutazioni sulla base dei valori Ct", ha affermato Susan Butler-Wu, direttore di microbiologia clinica presso l'Università della California meridionale.

 "Certamente, è un valore che può essere utile in determinate circostanze cliniche", ha detto il dottor Butler-Wu, "ma l'idea che si possa avere un valore Ct unicorno che si correla perfettamente con uno stato infettivo rispetto a uno non infettivo mi rende molto nervoso. "

 Altri esperti hanno riconosciuto queste limitazioni, ma hanno affermato che il vantaggio derivante dalla registrazione dei valori Ct ha superato le preoccupazioni.

 "Tutti questi sono punti validi quando si esaminano i risultati del test di un singolo paziente, ma non cambia il fatto che in media, quando si osservano i risultati del test di ammissione di questi valori Ct, identificano realmente i pazienti ad alto rischio di scompenso e di morire ", ha detto il dottor Michael Satlin, un medico di malattie infettive e capo ricercatore dello studio Weill Cornell.

 Il Dr. Satlin ha detto che la regolazione dei risultati del suo gruppo per la durata dei sintomi e molte altre variabili non ha alterato l'alto rischio di morte nei pazienti con elevate cariche virali. "Non importa come si tenta di regolare, statisticamente, questa associazione è estremamente forte e non andrà via", ha detto.

 Anche a livello di popolazione, i valori Ct possono essere preziosi durante una pandemia, ha detto il dottor Hay. Elevate cariche virali in un ampio gruppo di pazienti possono indicare una recente esposizione al virus, segnalando un nascente aumento della trasmissione nella comunità.

 "Questo potrebbe essere un ottimo strumento di sorveglianza per le strutture con meno risorse che hanno bisogno di comprendere la traiettoria dell'epidemia, ma non hanno la capacità di eseguire test regolari e casuali", ha detto il dottor Hay.

 Nel complesso, ha detto lui e altri, le informazioni sulla carica virale sono una metrica troppo preziosa per essere ignorata o scartata senza analisi.

 "Una delle cose che è stata dura in questa pandemia è che tutti vogliono fare medicina basata sull'evidenza e vogliono andare alla velocità appropriata", ha detto il dottor Greninger. "Ma dovremmo anche aspettarci che certe cose siano vere, come ad che più virus di solito non va bene."

Da:

https://www.nytimes.com/2020/12/29/health/coronavirus-viral-load.html?campaign_id=34&emc=edit_sc_20201229&instance_id=25475&nl=science-times&regi_id=94777787&segment_id=47960&te=1&user_id=b1804e14bf4d0bb4e28a351345775cdf