Virus Zika e difetti alla nascita-Esame delle prove di causalità

Tabella 1. Tabella 1. I criteri di Shepard per la prova della teratogenicità nell’uomo applicati alla relazione tra infezione da virus Zika e microcefalia e altre anomalie cerebrali.

Nel 1994, Thomas Shepard, un pioniere nel campo della teratologia, propose una serie di sette criteri per la “prova” della teratogenicità umana (Tabella 1) che incorporavano entrambi gli approcci.9 Questi criteri erano una fusione di criteri sviluppati da altri teratologi e guidati da metodi che sono stati utilizzati per identificare teratogeni precedenti. Questi criteri sono stati utilizzati per orientare le discussioni sul nesso di causalità nelle controversie legate alla teratologia30 e per valutare altri potenziali teratogeni.10 Abbiamo utilizzato i criteri di Shepard9 come framework per valutare se le prove attualmente disponibili supportano l’ipotesi che l’infezione da virus Zika prenatale sia una causa di microcefalia e altre anomalie cerebrali (Tabella 1).

In base a questi criteri, la causalità viene stabilita quando sono soddisfatti i criteri 1, 3 e 4 (approccio esposizione rara–difetto raro) o i criteri 1, 2 e 3 (approccio epidemiologico). Il primo criterio afferma che un’esposizione comprovata a un agente deve verificarsi in un momento critico durante lo sviluppo prenatale. La grave microcefalia e altre anomalie cerebrali che sono state osservate in molti bambini sono coerenti con un’infezione che si verifica nel primo o all’inizio del secondo trimestre di gravidanza. Diversi case report e studi hanno dimostrato che le donne che avevano feti o neonati congenite, anomalie del cervello che, si credeva, sulla base della loro mamma sintomi o della conferma di laboratorio, per essere a causa di Zika virus infezione sono stati infettati nel primo o all’inizio del secondo trimestre di gravidanza, come determinato secondo le tempistiche dei sintomi o secondo i tempi di viaggio, di un’area dove Zika virus è endemico.14-20 Un’analisi dei tempi di trasmissione del virus Zika confermata in laboratorio in alcuni stati del Brasile e dell’aumento dei casi di microcefalia ha identificato il primo trimestre come periodo critico per l’infezione.1 Infezioni da virus Zika che si verificano più tardi in gravidanza sono stati associati con scarsa crescita intrauterina, morte fetale, o in alcune gravidanze, difetti di imaging prenatale che non sono ancora stati confermati postnatale perché le gravidanze sono in corso.14 Concludiamo che il primo criterio di Shepard è stato soddisfatto.

Il secondo criterio di Shepard richiede che due studi epidemiologici di alta qualità supportino l’associazione. Sebbene i dati ecologici non si qualifichino necessariamente come uno studio epidemiologico, i dati provenienti dal Brasile riguardanti l’associazione temporale e geografica tra l’infezione da virus Zika e la successiva comparsa di neonati con microcefalia congenita sono convincenti.1,31,32 Due studi epidemiologici forniscono anche supporto.2,14 In uno studio condotto durante l’epidemia in Brasile, le donne in gravidanza 88 che avevano avuto un inizio di eruzione cutanea nei giorni precedenti 5 sono state testate per l’RNA del virus Zika. Tra le 72 donne che hanno avuto test positivi, 42 sono state sottoposte a ecografia prenatale e sono state osservate anomalie fetali in 12 (29%); nessuna delle 16 donne con test negativi aveva anomalie fetali. Le anomalie che sono state osservate su ecografia variavano ampiamente, e alcuni risultati mancava conferma postnatale perché le gravidanze erano in corso.14

Un’analisi retrospettiva dopo l’epidemia 2013-2014 della malattia da virus Zika in Polinesia francese ha identificato otto casi di microcefalia; gli autori hanno utilizzato dati sierologici e statistici e modelli matematici per stimare che l ‘ 1% dei feti e dei neonati nati da madri che erano state infettate dal virus Zika nel primo trimestre aveva microcefalia 2 — una prevalenza che era circa 50 volte più alta della prevalenza stimata al basale. Tuttavia, questa stima si basava su un numero ridotto, gli intervalli di confidenza erano ampi e il rischio di altri esiti avversi (ad esempio, altre anomalie cerebrali) non è stato valutato.2 Sebbene questi studi forniscano importanti prove a sostegno di una relazione causale tra virus Zika e microcefalia e altre anomalie cerebrali, entrambi hanno limitazioni come notato dai loro autori, come la mancanza di controllo per fattori confondenti e un numero relativamente piccolo di casi, e quindi non soddisfano i criteri rigorosi stabiliti da Shepard. Quindi, concludiamo che il secondo criterio di Shepard non è ancora stato soddisfatto.

Il terzo criterio, un’attenta delineazione dei casi clinici con la scoperta di un difetto o sindrome specifico, sembra essere soddisfatto. I teratogeni precedenti hanno causato specifici difetti alla nascita o sindromi piuttosto che una vasta gamma di difetti alla nascita.33 Molti feti e neonati con presunta infezione congenita da virus Zika hanno avuto un modello tipico, tra cui grave microcefalia, calcificazioni intracraniche e altre anomalie cerebrali, a volte accompagnate da reperti oculari, pelle del cuoio capelluto ridondante, artrogriposi e clubfoot15, 20-23; tali risultati hanno portato gli autori a usare il termine “sindrome Zika congenita.”22,34,35 Sulla base dei dettagli clinici di un numero limitato di casi, alcuni bambini con presunta infezione congenita da virus Zika hanno avuto caratteristiche coerenti con la sequenza di interruzione del cervello fetale,24 un fenotipo che coinvolge il cervello caratterizzato da grave microcefalia, suture craniche sovrapposte, osso occipitale prominente, pelle del cuoio capelluto ridondante e notevole compromissione neurologica.20,22 Ad esempio,11 dei neonati 35 (31%) con microcefalia i cui casi sono stati segnalati a un registro del Ministero della Salute del Brasile avevano una pelle del cuoio capelluto eccessiva e ridondante, 20 un risultato che non è tipicamente visto in altre forme di microcefalia.36 Questi risultati suggeriscono un’interruzione della crescita cerebrale, ma non in quella della pelle del cuoio capelluto, dopo una lesione (ad esempio, infezione virale, ipertermia o interruzione vascolare) che si è verificata dopo la formazione iniziale delle strutture cerebrali, seguita da un parziale collasso del cranio. La sequenza di interruzione del cervello fetale è rara; solo 20 casi sono stati identificati in una revisione della letteratura nel 2001.24

Il quarto criterio di Shepard si riferisce all’associazione tra un’esposizione rara e un difetto raro; concludiamo che anche questo criterio è stato soddisfatto. Il concetto alla base di questo criterio è che un difetto raro che si verifica dopo un’esposizione rara durante la gravidanza implica la causalità a causa dell’improbabilità dei due eventi rari che si verificano insieme.10 La microcefalia è un difetto raro che si stima si verifichi in 6 neonati ogni 10.000 neonati vivi negli Stati Uniti.25 Il virus Zika non sarebbe una rara esposizione tra le donne che vivono in Brasile durante l’epidemia di virus Zika. Tuttavia, le segnalazioni di esiti di nascita avversi tra i viaggiatori che hanno trascorso solo un periodo di tempo limitato in un’area in cui è attiva la trasmissione del virus Zika sono coerenti con il virus Zika che è un’esposizione rara.16,18,19

Un recente rapporto è illustrativo: una donna incinta ha viaggiato per 7 giorni in Messico, Guatemala e Belize durante la sua 11a settimana di gestazione e ha avuto un test positivo per gli anticorpi dell’immunoglobulina M del virus Zika (IgM) 4 settimane dopo. Durante l’ecografia fetale e la risonanza magnetica eseguita a 19-20 settimane di gestazione, sono state diagnosticate gravi anomalie cerebrali nel feto e la gravidanza è stata interrotta a 21 settimane di gestazione. Microcefalia non era presente al momento dell’interruzione della gravidanza, ma la circonferenza della testa era scesa dal 47 ° percentile a 16 settimane di gestazione al 24 ° percentile, a 20 settimane di gestazione (un risultato che è coerente con la tempistica di diminuire dimensioni della testa in casi precedenti),14 il che suggerisce che la microcefalia si sarebbe sviluppato nel feto aveva la gravidanza è proseguita.16 In questa donna, il virus Zika sarebbe considerato un’esposizione rara e il suo feto ha avuto un esito raro.

Gli ultimi tre criteri sono utili se sono presenti, ma non sono considerati essenziali. Il quinto criterio, la necessità di un modello animale che mostri teratogenicità, non è stato soddisfatto. Sebbene i modelli animali abbiano dimostrato che il virus Zika è neurotropico,27,28 non sono stati pubblicati studi che hanno testato la teratogenicità in un modello animale, sebbene siano in corso studi. Il sesto criterio, che l’associazione dovrebbe avere un senso biologico, è chiaramente soddisfatto qui. Altre infezioni virali hanno avuto effetti simili (microcefalia e problemi agli occhi).24,26 Inoltre, l’evidenza patologica supporta questa associazione: l’RNA del virus Zika è stato visto in cellule mononucleate danneggiate (presumibilmente cellule gliali e neuroni) nel cervello dei neonati con microcefalia,17 e il virus sembra essere neurotropico.17,19 Virus Zika vivo è stato coltivato dal cervello di un feto con gravi anomalie cerebrali dopo l’infezione materna a 11 settimane di gestazione.16 Inoltre, il virus Zika infetta in modo efficiente le cellule progenitrici neurali e produce la morte cellulare e la crescita anormale, fornendo così un possibile meccanismo per la microcefalia.29 Il settimo criterio, prova in un sistema sperimentale che l’agente agisce in uno stato inalterato, è rivolto a farmaci o esposizioni chimiche e non si applica agli agenti infettivi. Pertanto, dati i criteri di Shepard come quadro di riferimento, sono stati soddisfatti i criteri 1, 3 e 4, prove considerate sufficienti per identificare un agente come teratogeno.