Abstract

Un nuovo tipo di coronavirus è stato rilevato per la prima volta a Wuhan, la capitale della provincia di Hubei in Cina, all’inizio di dicembre 2019, tra un gruppo di pazienti con grave polmonite , si è successivamente diffuso in altre città. L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha chiamato il nuovo virus grave sindrome respiratoria acuta coronavirus 2 (SARS-CoV-2), e la malattia causata da questo nuovo virus è stata chiamata malattia coronavirus 2019 (COVID-19) . L’emigrazione degli abitanti di Wuhan ha portato a ulteriori casi confermati ed è stata associata a un aumento del tasso di mortalità in tutta la provincia di Hubei. La trasmissione da uomo a uomo della SARS-CoV-2 tra contatti stretti è stata confermata a metà dicembre 2019 . In quel periodo, la Cina stava affrontando il suo picco annuale di viaggi per il Nuovo Anno Lunare, causando la diffusione dell’epidemia oltre Wuhan. Tra i casi iniziali diagnosticati tra i non residenti di Wuhan, il 72,3% aveva contatti con i residenti di Wuhan, tra cui il 31,3% che aveva visitato la città. La trasmissione della SARS-CoV-2 da parte dei viaggiatori continua a rappresentare una grave minaccia per la salute pubblica. Pertanto, il controllo della trasmissione della SARS-CoV-2 alle persone nelle aree attualmente non colpite è di vitale importanza.

Prima che il governo di Wuhan bloccasse la città il 23 gennaio 2020, molte persone avevano già lasciato la città per le loro città d’origine per celebrare la festa tradizionale cinese del Nuovo Anno Lunare 2020. I dati raccolti da Baidu Map Insight, un’applicazione sviluppata dal motore di ricerca cinese Baidu, hanno mostrato che più del 70% di coloro che hanno lasciato Wuhan tra il 10 gennaio e il 24 gennaio 2020 hanno viaggiato verso altre città dell’Hubei, in particolare verso Xiaogan (13,8%) e Huanggang (13,0%) . La possibile trasmissione da questo viaggio ha causato una grave minaccia per la salute pubblica, in particolare per la popolazione rurale, perché, in generale, il trattamento medico è peggiore nelle zone rurali, e la risposta della popolazione rurale alla minaccia COVID-19 è rimasta indietro rispetto ai residenti di Wuhan. Di conseguenza, l’8 febbraio 2020, Wang Xiaodong, il governatore della provincia di Hubei, ha avvertito che l’epidemia in Hubei si stava diffondendo nelle zone rurali. In questo studio, abbiamo analizzato le caratteristiche di trasmissione del COVID-19 da Wuhan ai villaggi rurali dell’Hubei. L’intento di questa analisi era quello di sintetizzare le informazioni che potrebbero essere utilizzate per prevenire la diffusione di COVID-19 nelle zone rurali e di fornire dati preziosi per i governi che attuano misure di prevenzione in tutto il mondo.

METHODS

Fonti dei dati

I dati sono stati raccolti dalle seguenti fonti. (1) I dati sono stati ottenuti da Baidu Map Insight (Baidu.com, Inc.). Basato sul set di dati raccolti da Baidu Map LBS (Location Based Services) e Baidu Tianyan, Baidu Map Insight è stato progettato per tracciare le caratteristiche del flusso di persone in Cina e utilizza una modalità innovativa di presentazione visiva. Abbiamo inserito le informazioni per “Tempo”, “Città” e “Destinazioni per il trasloco” sul sito web e poi abbiamo ottenuto i dati di viaggio. Per esempio, abbiamo trovato le destinazioni per il trasloco da Wuhan nel periodo 1 gennaio 2020-24 gennaio 2020 inserendo “01-10-01-24”, Wuhan (武汉), e le destinazioni per il trasloco (迁出目的地) (Figura 1). Il sito web ha annunciato che ha smesso di aggiornare dall’8 maggio 2020. (2) I dati sono stati ottenuti dal sito ufficiale della provincia di Hubei. Abbiamo raccolto le notifiche di polmonite COVID-19 in Hubei dal 22 gennaio al 21 febbraio 2020. Il numero di casi confermati nelle città, tra cui Wuhan, città a livello di prefettura e città a livello di contea direttamente sotto il governo di Hubei, è stato riportato quotidianamente. Yang Yunyan, il vice governatore della provincia di Hubei, ha riferito che ci sono stati 89 685 campioni testati in Hubei e 19 665 casi confermati fino alla mezzanotte del 5 febbraio 2020, di cui 12 277 campioni sono stati testati e 2987 confermati lo stesso giorno. C’erano 97 istituti di analisi che eseguivano test dell’acido nucleico in Hubei, con una capacità media giornaliera di test di 10 000 campioni e una media effettiva di test giornalieri di 4000-5000 campioni. (3) I dati sono stati ottenuti dal sito web ufficiale di Huanggang. Abbiamo raccolto gli aggiornamenti epidemici rapidi di Huanggang dal 25 gennaio al 23 febbraio 2020, che riportavano il numero di casi confermati nella capitale della città e nelle contee ogni giorno. Il governo municipale di Huanggang ha ricevuto il primo lotto di kit di rilevamento del nuovo coronavirus 2019 (2019-nCoV) per acidi nucleici il 23 gennaio 2020 . Liu Xuerong, segretario del comitato del partito di Huanggang, ha riferito che 13.000 pazienti febbrili sono stati trovati, 16.533 contatti stretti sono stati rintracciati e 2332 casi sono stati confermati a Huanggang fino alla mezzanotte del 10 febbraio 2020; 279 pazienti sono guariti e 52 pazienti sono morti. Il governo municipale ha autorizzato 10 istituzioni a fare test dell’acido nucleico, con una capacità giornaliera di test di più di 900 campioni e un totale di 13 755 campioni sono stati testati entro l’11 febbraio. (4) I dati sono stati ottenuti dai siti web ufficiali delle altre città a livello di prefettura in Hubei. Abbiamo identificato le contee con casi confermati e il numero di casi confermati per contea, nonché le città con casi confermati a Yichang, una città a livello di prefettura. (5) I dati sono stati ottenuti dal sito web ufficiale del quartier generale di prevenzione delle epidemie per la polmonite da nuovo coronavirus della contea di Qichun. Abbiamo raccolto gli aggiornamenti epidemici rapidi disponibili della contea di Qichun dal 1 febbraio al 18 febbraio 2020, che riportavano il numero di casi confermati per città e dove ogni caso risiedeva a Qichun, e le traiettorie di movimento per caso. Non era disponibile alcun aggiornamento epidemico rapido per il periodo dal 19 febbraio al 1 marzo 2020 perché nessun nuovo caso confermato è stato riportato nella contea di Qichun durante questo periodo. L’ospedale popolare di Qichun ha segnalato la capacità dei test dell’acido nucleico il 29 gennaio 2020, e il primo caso nella città di Liuhe, nella contea di Qichun, è stato rilevato dall’analisi del sangue e dalla tomografia computerizzata.

Analisi dei dati

Per descrivere la tendenza alla fluttuazione del numero di nuovi casi confermati e le caratteristiche di trasmissione della COVID-19 da Wuhan alle aree rurali di Hubei, sono stati utilizzati diversi metodi per analizzare i dati. Le analisi di frequenza e percentuale sono state eseguite utilizzando SPSS 19.0 (IBM Corp., Armonk, NY). Excel 2003 (Microsoft, Redmond, WA) è stato utilizzato per creare le figure (figure 3-5), e gli strumenti di disegno di Office 2003 (Microsoft, Redmond, WA) sono stati utilizzati per creare le figure 1 e 6. ArcGIS 10.2 (Esri, Redlands, CA) è stato utilizzato per sviluppare la mappa di distribuzione dei casi confermati riportati nelle regioni a livello di contea di Hubei. L’indirizzo di una famiglia in un villaggio rurale cinese, che dovrebbe essere No. 467 (famiglia), Xihuli (villaggio), Guanyao (città), Qichun (contea), Huanggang (città a livello di prefettura), Hubei (provincia).

Alle 18:00 del 20 gennaio 2020, c’erano 224 pazienti infetti in Cina, 217 di loro erano confermati (198 a Wuhan, 5 a Pechino, 14 nel Guangdong), e 7 erano sospetti . A causa della nuova natura del virus, i dati probabilmente non includevano tutti i pazienti infetti; tuttavia, indicavano che l’epidemia di COVID-19 non si era ancora diffusa completamente in Cina. Il 20 gennaio 2020, in una teleconferenza tenuta dal Meccanismo congiunto di prevenzione e controllo del Consiglio di Stato, il presidente Xi Jinping e il premier Li Keqiang hanno consegnato importanti istruzioni e un piano completo per la prevenzione e il controllo del COVID-19 . Inoltre, il vice premier Sun Chunlan e il team di guida centrale sono arrivati a Wuhan il 27 gennaio 2020 e sono rimasti nell’Hubei fino alla fine dell’epidemia. L’obiettivo del team era la prevenzione congiunta e il meccanismo di controllo in Hubei . Poiché i pazienti infettati dalla SARS-CoV-2 non muoiono immediatamente, e le autorità avevano sufficiente capacità di test entro il 5 febbraio 2020, il team è disponibile a tracciare le caratteristiche di diffusione di COVID-19 da Wuhan alle zone rurali in Hubei con l’analisi dei dati.

RISULTATI

La diffusione del Coronavirus 2019 nelle regioni rurali di Hubei dal suo epicentro, Wuhan

La prima data di insorgenza della malattia è stata identificata come 1 dicembre 2019 . L’epidemia si è verificata durante la stagione dei viaggi più intensa in Cina, poiché i cittadini cinesi stavano tornando alle loro città d’origine per celebrare le vacanze del Nuovo Anno Lunare. Questo aumento dei viaggi ha portato alla diffusione della malattia da Wuhan alle altre città . Almeno 1 caso è stato identificato in tutte le città di Hubei, secondo i dati fino al 27 gennaio 2020, riportati dal governo popolare della provincia di Hubei.

Wuhan è considerato l’epicentro dell’epidemia di COVID-19 che si è diffusa nelle zone rurali della provincia di Hubei. Poiché Wuhan è stata chiusa il 23 gennaio 2020, i casi identificati nelle altre città potrebbero essere collegati a viaggiatori provenienti da Wuhan. Secondo i dati di movimento ottenuti da Baidu Map Insight tra il 10 gennaio e il 24 gennaio 2020, e i dati sui casi confermati in altre città di Hubei tra il 22 gennaio e il 21 febbraio 2020, la distribuzione dei viaggiatori da Wuhan assomigliava a quella dei casi confermati nella provincia di Hubei (Figura 2).

Questo studio presume che le persone che sono andate via prima della chiusura di Wuhan il 23 gennaio 2020 contengano un numero sconosciuto di casi infetti. Dato che non c’era nessun avviso ufficiale o autorizzato riguardante il viaggio, sono partiti a caso come al solito. L’epidemia di COVID-19 tra i viaggiatori era probabilmente simile a quella delle persone rimaste a Wuhan. Quando i residenti di Wuhan e quelli che avevano lasciato Wuhan si sono ammalati, hanno probabilmente mostrato caratteristiche simili nei sintomi e nella trasmissione. Poiché i pazienti infetti che erano tornati nelle loro città d’origine da Wuhan erano i casi principali nelle aree locali, l’andamento del numero di casi confermati quotidianamente a Wuhan e nelle città a livello di prefettura in Hubei dovrebbe essere simile. Sulla base della mobilità casuale di questi individui, abbiamo trovato che il tasso di incidenza di COVID-19 tra questi individui era simile a quello tra quelli rimasti a Wuhan. Tra il 27 gennaio e il 14 febbraio 2020, la fluttuazione del numero di nuovi casi confermati a Wuhan era simile a quella delle altre città (Figura 3), e c’era una fluttuazione simile nel numero di nuovi casi confermati nelle città a livello di prefettura (Figura 4). L’analisi del trend di sviluppo è stata usata per confermare che i viaggiatori di Wuhan hanno diffuso COVID-19 nelle altre città di Hubei.

Molti individui con SARS-CoV-2 confermato hanno riferito di essere tornati da Wuhan o di aver contattato una persona di Wuhan. In questo studio, abbiamo analizzato i casi riportati dalla contea di Qichun come esempio. Di tutti gli individui con SARS-CoV-2 confermata, 204 (84,3%) hanno riferito di aver svolto attività possibilmente collegate alla loro fonte di infezione. In particolare, 75 (31,0%) individui con SARS-CoV-2 confermata erano stati a Wuhan, 14 (5,8%) hanno riportato contatti con una persona di ritorno da Wuhan, e solo 6 casi si sono verificati in individui che erano tornati da Huanggang, Huangshi o E’zhou.

L’urbanizzazione ha limitato la diffusione della malattia da Coronavirus 2019 ai villaggi rurali

Secondo i dati riportati da ogni governo cittadino il 1 marzo 2020, l’epidemia di COVID-19 si è diffusa in tutte le 101 contee di Hubei. In media, ogni contea ha avuto 168,0 casi confermati (mediana: 99). Il distretto di E’cheng ha riportato il maggior numero di casi confermati, mentre la zona di sviluppo economico di ShiYan ha riportato il numero più basso (1021 casi e 2 casi, rispettivamente). L’epidemia è stata più estesa nelle regioni a livello di contea più vicine a Wuhan, mentre le regioni remote a livello di contea nell’Hubei occidentale sono state meno colpite. L’estensione dell’epidemia è aumentata in direzione est-ovest (Figura 5).

Il Coronavirus 2019 non si era diffuso in tutte le città di Hubei entro la data limite per la raccolta dati (1° marzo 2020). Ad esempio, a Yichang, 79 delle 107 città (73,8%) hanno riportato almeno 1 caso confermato. La malattia è stata segnalata in tutte le città della contea di Qichun, che è una delle contee più colpite della prefettura di Huanggang dall’11 febbraio 2020; la città di Liuhe è stata la più colpita, con 56 casi confermati in 23 villaggi (44,2% di 52 villaggi). Al contrario, c’era solo 1 villaggio con 1 solo caso nei 17 villaggi della città di Guanyao (5,9% di 17 villaggi). Sette città hanno riportato non più di 3 casi, e solo 2 città avevano casi confermati nel >20% dei villaggi della contea di Qichun (Figura 6).

La tendenza della trasmissione della SARS-CoV-2, il numero di casi confermati in diverse regioni e villaggi e la distribuzione dei casi confermati nelle aree rurali hanno mostrato che la SARS-CoV-2 non è stata ampiamente trasmessa alle aree rurali. La malattia si è manifestata principalmente come segue: (1) I casi confermati nelle aree rurali si sono concentrati principalmente nei capoluoghi di contea e nelle città con maggiore urbanizzazione. I villaggi rurali remoti sono stati meno colpiti. (2) La malattia da Coronavirus 2019 si è diffusa nelle campagne cinesi ad una velocità lenta (Figura 7), e l’intensità dell’epidemia è stata bassa. Oltre alla capitale della contea, solo 4 città della contea di Qichun, cioè Liuhe, Qizhou, Zhangbang e Hengche, avevano più di 10 casi. Tuttavia, solo Liuhe ha mostrato un’ampia variazione nel numero di casi tra il 17 gennaio e il 30 gennaio 2020. L’epidemia di COVID-19 è stata più estesa nelle città di Qizhou, Zhangbang e Hengche. Alcuni casi sono stati confermati in alcuni villaggi di queste città, e la maggior parte dei villaggi colpiti ha avuto 1 o 2 casi. (3) Solo un numero limitato di infezioni si è verificato tra i residenti locali nei villaggi. Per esempio, la contea di Qichun aveva 242 individui con infezione confermata, 73 dei quali (30,2%) non conoscevano la fonte della loro infezione. Inoltre, 31 (42,5%) casi vivevano nella capitale della contea e 25 (34,3%) vivevano a Liuhe, una città più urbanizzata. La fonte dell’infezione da SARS-CoV-2 era evidente in circa il 70% dei casi confermati. Ciononostante, essi sono stati isolati e hanno dovuto seguire severe misure di prevenzione epidemica. La trasmissione della SARS-CoV-2 da parte di questi individui è improbabile. Circa un terzo degli individui infetti è stato infettato da una fonte sconosciuta. Tuttavia, anche la loro ulteriore trasmissione è stata limitata dalle severe misure di prevenzione epidemica. Solo circa il 24% dei casi sono stati identificati nelle regioni a livello di città, tranne Caohe e Liuhe. Questi casi includevano per lo più individui che non avevano infettato nessun altro o che provenivano da una famiglia con altri infetti. La maggior parte di loro viveva nelle capitali della contea e nelle città con livelli più alti di urbanizzazione come Liuhe, Qizhou, Hengche e Zhangbang. A causa della minore urbanizzazione e dell’applicazione delle misure di prevenzione, solo 76 (15,38%) dei 494 villaggi della contea di Qichun hanno riportato casi.

La malattia da coronavirus 2019 non si è diffusa linearmente nei villaggi rurali di Hubei

L’analisi precedente indica che COVID-19 si è diffuso da Wuhan alle città a livello di prefettura in Hubei. Abbiamo quindi condotto un’analisi per verificare se la trasmissione di COVID-19 ai villaggi rurali è avvenuta in un processo lineare. Analizzando i percorsi di viaggio dei casi confermati da Wuhan alla contea di Qichun, abbiamo scoperto che il COVID-19 non si è diffuso nei villaggi rurali in modo lineare (Figura 7). La maggior parte dei casi sono tornati direttamente nelle regioni a livello di città e nei villaggi rurali da Wuhan, mentre solo 2 pazienti potrebbero essere stati infettati nella città a livello di prefettura di Huanggang.

Il periodo di incubazione del Coronavirus 2 della sindrome respiratoria acuta grave è di circa 20 giorni

Secondo i rapporti pubblicati, il periodo medio di incubazione della SARS-CoV-2 è di 3-7,2 giorni. Diversi autori e i media hanno riferito che il periodo di incubazione può durare al massimo 24 giorni. Secondo i ricercatori, alcuni individui con infezione confermata erano asintomatici. Tuttavia, coloro che erano asintomatici potrebbero essere stati nel periodo di incubazione e aver sviluppato i sintomi più tardi. La variabilità delle caratteristiche individuali si traduce in suscettibilità variabili alla SARS-CoV-2. Questo spiegherebbe perché alcuni individui con infezione confermata non hanno mostrato sintomi. Potrebbero avere una migliore resistenza all’infezione, o potrebbero essere ancora nel periodo di incubazione.

Abbiamo valutato il periodo mediano di incubazione tra gli individui con infezione da SARS-CoV-2 nella provincia di Hubei. Poiché Wuhan e le altre città sono state isolate il 23 gennaio 2020, è probabile che la maggior parte degli individui abbia acquisito l’infezione non più tardi del 23 gennaio 2020. L’ordine di isolamento domestico dopo questa data potrebbe aver contribuito a prevenire un’ulteriore trasmissione della malattia. Pertanto, la fluttuazione del numero di casi confermati dal 27 gennaio al 14 febbraio 2020 in Hubei (Figura 3) mostra che il 14 febbraio 2020 potrebbe essere l’ultima data in cui i casi confermati che hanno lasciato Wuhan il 23 gennaio 2020 hanno iniziato l’insorgenza del COVID-19. Ciò implica che il periodo di incubazione della SARS-CoV-2 è di circa 20 giorni, e tutti i pazienti infettati dalla SARS-CoV-2 il giorno dell’arresto avrebbero sviluppato la COVID-19 entro circa 20 giorni. Questo significa che i pazienti infettati il 23 gennaio 2020 si sarebbero ammalati uno dopo l’altro, e l’ultimo è circa 20 giorni dopo.

DISCUSSIONE

Dopo che Wuhan è stata chiusa il 23 gennaio 2020, nessun viaggiatore poteva entrare nelle altre città dell’Hubei da Wuhan, quindi l’epidemia di COVID-19 in queste città a livello di prefettura ha iniziato a svilupparsi con le persone infette che erano tornate da Wuhan. Uscendo da Wuhan e diffondendosi in quelle città in modo casuale, hanno avuto un impatto simile sulla diffusione del COVID-19. La fluttuazione del numero di nuovi casi confermati è stata relativamente consistente, e la differenza di intensità potrebbe essere dovuta alla variazione del numero di casi importati da Wuhan.

La diffusione di COVID-19 da Wuhan alle regioni rurali della provincia di Hubei ha interessato tutte le contee e la maggior parte delle città. Tuttavia, i casi confermati sono stati rilevati solo in una piccola parte dei villaggi rurali, indicando che l’epidemia ha avuto un impatto limitato sulle regioni rurali. La maggior parte dei villaggi remoti non ha avuto alcun caso di COVID-19 segnalato durante il periodo di studio, e la maggior parte dei casi confermati viveva nella capitale della contea (45,04%) e nelle città con più alti livelli di urbanizzazione (39,67%). L’urbanizzazione porta un maggior numero di agricoltori cinesi a lasciare le loro città d’origine nei villaggi rurali per le città, le capitali di contea e i centri urbani. Poiché molti casi confermati non sono tornati nei villaggi rurali, questo ha ridotto la loro trasmissione della SARS-CoV-2. Inoltre, il modo di vivere centralizzato nelle aree più urbanizzate ha avvantaggiato il governo locale nel proibire efficacemente ai suoi residenti di lasciare le loro case. Pertanto, le aree rurali cinesi non hanno ancora sperimentato tutti gli effetti dell’epidemia di COVID-19.

Per la COVID-19, le aree rurali sono più sicure delle città dell’Hubei. Stare in città ha un tasso di infezione più alto che vivere in un villaggio rurale. Tuttavia, questo non significa che viaggiare o rimanere nei villaggi rurali sia una misura preventiva efficace per l’epidemia, solo perché ci sono pochi pazienti infetti. Pertanto, le autorità locali dovrebbero limitare i viaggi, per evitare di peggiorare l’epidemia nelle regioni rurali.

Secondo la fluttuazione quotidiana del numero di nuovi casi confermati nelle città, il periodo di incubazione è di circa 20 giorni. Questo risultato può spiegare perché ci sono alcuni casi con periodi di incubazione superiori a 14 giorni, e ci sono molti pazienti asintomatici. Quindi, suggeriamo che il governo dovrebbe prolungare adeguatamente l’osservazione isolata per i viaggiatori a 20 giorni, il che può portare a scoprire più casi infetti. Lo scoppio di malattie infettive nei villaggi rurali genererà conseguenze dannose. Per esempio, c’erano 25 casi confermati che non conoscevano la fonte della loro infezione nella città di Liuhe, la città più infetta della contea di Qichun, ed erano il 44,64% del totale dei casi confermati.

CONCLUSIONI

Questi risultati hanno fornito ulteriori prove che confermano che Wuhan è l’epicentro di COVID-19 per le altre città e aree rurali in Hubei. Tuttavia, il COVID-19 non si è diffuso profondamente nelle regioni rurali, anche se ci sono stati casi confermati rilevati in tutte le contee e nella maggior parte delle città di Hubei. Solo una piccola parte dei villaggi rurali ha avuto casi confermati. Questo può essere dovuto alle autorità delle aree urbane che hanno limitato il ritorno dei pazienti infetti nei loro villaggi rurali, perché la maggior parte dei casi viveva nelle città, nelle capitali di contea e nei centri urbani. Raccomandiamo di limitare gli spostamenti, specialmente nelle aree rurali, per evitare di peggiorare l’epidemia in quelle regioni. Attualmente, le autorità dovrebbero prestare maggiore attenzione alla prevenzione e al controllo del COVID-19 nelle città; per il futuro, il governo dovrebbe limitare i viaggi dei cittadini nelle regioni rurali e mantenere le aree rurali più sicure. Infine, i governi locali dovrebbero prolungare il periodo di osservazione isolata a 20 giorni, per quanto possibile, per scoprire tutti i pazienti infetti con incubazione a lungo termine.

Riconoscimenti

Riconosciamo il lavoro e il contributo di tutti gli autori della China University of Geosciences (Wuhan).

Conflitti di interesse potenziali. Tutti gli autori: nessun conflitto di interessi riportato. Tutti gli autori hanno presentato il modulo ICMJE per la divulgazione di potenziali conflitti di interesse.