Abstract

BACKGROUND: because of different human behaviours, SARS-CoV-2 spread may be lower in spring/summer. On the contrary, it is not clearly known whether the clinical course/severity of hospitalized patients infected by SARS-CoV-2 can be different in the various seasons..

Objectives: to understand whether there were differences in severity of COVID-19 in patients who had contracted the infection in winter versus those infected in spring/summer.

DESIGN: observational retrospective cohort study.

SETTING AND PARTICIPANTS: from the administrative database of the SARS-CoV-2 surveillance system and that of hospital discharge, a cohort of patients (8,221, 653 of which were hospitalized) who tested positive to the RT-PCR test for SARS-CoV-2 between 01.12.2020 and 31.07.2021 in the Grosseto province (Tuscany Region, Central Italy) was selected and analysed. 

MAIN OUTCOME MEASURES: hospitalization rate and length, continuous positive airway pressure (CPAP) or non-invasive ventilation (NIV) use, Intensive Care Unite (ICU) admissions, intra-hospital mortality and PaO2/FiO2 values were measured and compared between subjects infected in winter and those who developed COVID-19 in spring/summer. Viral load (cycle threshold, Ct), vitamin D, serum ferritin, IL-6, procalcitonin, D-dimer, and C-reactive protein measured in the two periods were also compared. 

RESULTS: in the considered months, the hospitalization rate among 8,221 patients with COVID-19 was 8%: 370 (8.5%) individuals were hospitalized in winter and 283 (7,3%; p=0.31) in spring/summer; 62 (16.8%), 88 (23.8%), and 63 (17%) in winter and 28 (9.9%), 40 (14.1%), and 36 (12.7%) in spring/summer were admitted in ICU (p=0.01), used CPAP/NIV (p=0.002) and died (p=0.13), respectively. Hospitalization days were 14.5±11.6 in winter and 10.3±8.84 in spring/summer (p=0.001), while minimum PaO2/FiO2, measured during hospital stays was 123.2±38.6 in spring/summer and 112.6±40.8 in winter (p=0.054). Multivariate analysis (adjusted for all confounding factors) also confirmed reduced risks of having ICU admissions (0.53; 95%CI 0.32;0.88; p=0.01) and of using CPAP/NIV (0.48; 95%CI 0.32;0.75; p=0.001) in spring/summer when compared to winter. Hospitalization days and minimum PaO2/FiO2 were also lower in spring/summer (β= -3.9; 95%CI -5.5;-2.2; p=0.001) and winter (β= -17; 95%CI -0.93;35; p=0.06), respectively. The adjusted hazard ratio of mortality in winter, obtained with a Cox model, was higher of about 38% compared to spring/summer. No Ct values (viral load) differences were found either in winter (19.45±6.18) or spring/summer (20.3±6.7; p=0.343). IL-6, ferritin, procalcitonin, D-dimer were similar. Conversely, CRP was lower whereas vitamin D was higher in the warmer seasons.

CONCLUSIONS: COVID-19 may be less severe during spring/summer in hospitalized patients. This does not seem to be influenced by different SARS-CoV-2 viral load in the different periods considered. C-reactive protein was found to be lower whereas vitamin D higher in the warmer months. It can be hypothesized that higher levels of vitamin D in spring/summer, compared to winter, may be associated to a positive modulation of COVID-19 induced inflammation with a possible disease severity reduction during spring/summer.

 Keywords: , , , , ,

Riassunto

INTRODUZIONE: a causa dei differenti comportamenti umani, la diffusione di SARS-CoV-2 potrebbe essere più bassa in primavera/estate. Al contrario, non si sa con chiarezza se il decorso clinico e/o la gravità della malattia dei pazienti ospedalizzati infetti da SARS-CoV-2 possa essere differente nelle varie stagioni dell’anno.

OBIETTIVI: ricercare l’esistenza di differenze nella gravità del COVID-19 nei pazienti che avevano contratto l’infezione da SARS-CoV-2 in inverno rispetto a quelli che l’avevano contratta in primavera/estate.

DISEGNO: studio di coorte osservazionale retrospettivo.

Setting e partecipanti: dal database amministrativo del sistema di sorveglianza SARS-CoV-2 e quello delle dimissioni ospedaliere, è stata selezionata e analizzata una coorte di pazienti risultati positivi al test RT-PCR per SARS-CoV-2 tra il 01.12.2020 e il 31.07.2021 in provincia di Grosseto (n. 8.221, di cui 653 ricoverati).

PRINCIPALI MISURE DI OUTCOME: tasso di ospedalizzazione, durata del ricovero, uso di pressione positiva continua alle vie aeree (CPAP) o ventilazione non invasiva (NIV), ricoveri in terapia intensiva (TI), mortalità e valori di PaO2/FiO2 sono stati misurati e confrontati tra i soggetti con infezione da SARS-CoV-2 contratta in inverno e quelli con la malattia presa in primavera/estate. Sono state confrontate anche carica virale (soglia del ciclo, Ct), vitamina D, ferritina sierica, IL-6, procalcitonina, D-dimero e proteina C-reattiva osservate nei due periodi.

RISULTATI: nei mesi considerati, il tasso di ospedalizzazione su 8.221 pazienti con COVID-19 è stato dell’8%: 370 (8,5%) pazienti sono stati ricoverati in ospedale in inverno e 283 (7,3%) in primavera/estate. I pazienti ricoverati in TI sono stati 62 (16,8%) in inverno e 28 (9,9%) in primavera/estate (p=0,01), mentre l’utilizzo di CPAP/NIV è stato necessario in 88 (23,8%) e 40 (14,1%) individui, rispettivamente, nelle due stagioni (p=0,002). I decessi sono stati 63 (17%) in inverno e 36 (12,7%) in primavera/estate. I giorni di degenza medi sono stati 14,5±11,6 in inverno e 10,3±8,84 in primavera/estate (p=0,001), mentre la PaO2/FiO2 minima, misurata durante la degenza, era 123,2±38,6 in primavera/estate e 112,6±40,8 in inverno (p=0,054). Le analisi multivariate (aggiustate per tutti i fattori confondenti) hanno anche confermato un ridotto rischio di avere un ricovero in terapia intensiva (0,53; IC95% 0,32;0,88; p=0,01) e di usare CPAP/NIV (0,48; IC95% 0,32;0,75; p=0,001) in primavera/estate rispetto all’inverno. Anche la durata del ricovero è risultata più bassa in primavera/estate (β= -3,9; IC95% -5,5;-2,2; p=0,001) così come la PaO2/FiO2 minima in inverno (β= -17; IC95% -0,93;35; p=0,06). L’hazard ratio di mortalità in inverno, ottenuto con un modello di Cox (aggiustato per tutti i fattori confondenti), è risultato più alto di circa il 38% rispetto alla primavera estate (1,387; IC95% 0,987;2;121], p=0,089). Non sono state riscontrate differenze nei valori di Ct (carica virale) tra inverno (19,45±6,18) e primavera/estate (20,3±6,7) (p=0,343). IL-6, ferritina, procalcitonina, D-dimero erano simili. Al contrario, la PCR era più bassa, mentre la vitamina D era più alta nelle stagioni più calde.

CONCLUSIONI: il COVID-19 può essere meno grave durante la primavera/estate nei pazienti ospedalizzati. Questo non sembra essere influenzato da una differente carica virale SARS-CoV-2 nei due periodi considerati. La proteina C-reattiva appare più bassa, mentre la vitamina D più alta durante i mesi primaverili/estivi rispetto a quelli invernali: livelli più elevati di vitamina D in primavera/estate potrebbero essere associati a una modulazione positiva dell’infiammazione indotta da COVID-19 con possibile riduzione della gravità della malattia durante i mesi più caldi.

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