Abstract
SARS CoV -infektion pääasiallisena tartuntareittinä oletetaan olevan hengityspisarat. Virus on kuitenkin havaittavissa myös muista kehon nesteistä ja eritteistä. Viruksen pysyvyyttä eri lämpötiloissa ja suhteellisessa kosteudessa sileillä pinnoilla tutkittiin. Sileille pinnoille kuivattu virus säilyi elinkelpoisena yli viisi vuorokautta 22-25 °C:n lämpötilassa ja 40-50 %:n suhteellisessa kosteudessa eli tyypillisessä ilmastoidussa ympäristössä. Viruksen elinkelpoisuus kuitenkin hävisi nopeasti (>3 log10) korkeammissa lämpötiloissa ja korkeammassa suhteellisessa kosteudessa (esim. 38 °C ja suhteellinen kosteus >95 %). SARS-koronaviruksen parempi stabiilisuus matalassa lämpötilassa ja matalassa ilmankosteudessa voi helpottaa sen leviämistä subtrooppisella alueella (kuten Hongkongissa) keväällä ja ilmastoidussa ympäristössä. Se voi myös selittää, miksi joissakin trooppisilla alueilla sijaitsevissa Aasian maissa (kuten Malesiassa, Indonesiassa tai Thaimaassa), joissa on korkea lämpötila ja korkea suhteellinen kosteus, ei ole esiintynyt merkittäviä SARS-tautitapauksia.
1. Johdanto
Vaikea akuutti hengitystieoireyhtymä (SARS) oli uusi nouseva tauti, joka liittyi vakavaan keuhkokuumeeseen ja levisi yli 30 maahan viidessä maanosassa vuonna 2003. Sen aiheuttajaksi tunnistettiin uusi koronavirus. SARS:lla oli dramaattinen vaikutus terveydenhuoltopalveluihin ja talouksiin maissa, joissa tautia esiintyi, ja kokonaiskuolleisuuden arvioitiin olevan 9 prosenttia, mutta se nousi 50 prosenttiin yli 60-vuotiaiden keskuudessa. Merkittävä piirre taudissa oli se, että se tarttui mieluiten terveydenhuollon piirissä ja läheisiin perhe- ja sosiaalisiin kontakteihin. Taudin oletetaan leviävän pisaroiden ja läheisen suoran tai epäsuoran kosketuksen välityksellä, mutta näiden tartuntareittien suhteellinen merkitys on toistaiseksi epäselvä. Eräässä tutkimuksessa osoitettiin, että SARS-potilaan tuottamat viruksen aerosolit olivat mahdollisia, joten pisaratartunta oli mahdollinen tartuntatapa. Fomiteettien ja ympäristökontaminaation merkitys tartunnan leviämisessä on kuitenkin tällä hetkellä vielä epäselvä. Hongkongissa sijaitsevan kerrostalon (Amoy Gardens) yli 300 asukasta koskettanutta taudinpurkausta ei voitu selittää tartunnan saaneiden potilaiden hengityspisaroiden välityksellä. Tartuntavaarallinen virus on havaittavissa ulosteissa, ja viruksen aerosolisaation saastuneissa ulosteissa uskotaan olevan tämän taudinpurkauksen tartuntatapa.
Me ja muut olemme raportoineet, että SARS CoV:n (SARS-koronavirus) infektiivisyys hävisi sen jälkeen, kun sitä oli kuumennettu 56 °C:ssa 15 minuutin ajan, mutta se säilyi stabiilina vähintään kaksi päivää sen jälkeen, kun se oli kuivattu muoviin. Se inaktivoitui täysin laboratoriossa käytetyillä tavallisilla fiksatiiveilla. Toinen tutkimus osoitti, että se inaktivoitui ultraviolettivalossa, emäksisissä () tai happamissa () olosuhteissa . Ihmisen koronavirusten on osoitettu selviytyvän PBS:ssä tai 5-10-prosenttista FCS:ää sisältävässä elatusaineessa useita päiviä, mutta ne selviytyvät vain muutaman tunnin ajan kuivauksen jälkeen . Joidenkin tutkimusten mukaan SARS-epidemian puhkeamisen, metrologisten tekijöiden ja ilmansaasteiden välillä on yhteys . Näin ollen tiedot SARS-koronaviruksen (SCoV) eloonjäämisestä ympäristössä eri lämpötila- ja kosteusolosuhteissa ovat erittäin kiinnostavia viruksen leviämisen ymmärtämisen kannalta. Tuoreessa tutkimuksessa, jossa käytettiin korvaavia koronaviruksia (tarttuvaa gastroenteriittivirusta (TGEV) ja hiiren hepatiittivirusta (MHC)), tutkittiin ilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden vaikutusta koronaviruksen selviytymiseen pinnalla . Näiden ympäristötekijöiden eloonjäämisvaikutukset SARS-koronavirukseen ovat edelleen epäselviä. Tässä tutkimuksessa raportoimme SARS-koronaviruksen säilyvyydestä eri lämpötiloissa ja suhteellisessa kosteudessa.
2. Aineisto ja menetelmät
2.1. Materiaali ja menetelmät. Viruskanta ja solulinja
Tässä tutkimuksessa käytetty SARS CoV -kanta on HKU39849. Sikiöapinan munuaissoluja (FRhK-4) kasvatettiin minimaalisessa välttämättömässä väliaineessa (MEM, Gibco, USA), jossa oli 10 % sikiön vasikan seerumia ja penisilliini-streptomysiiniä (Gibco, USA) 37 °C:ssa 5 %:n hiilidioksidipitoisuudessa, ja niitä käytettiin kantaviruksen kasvattamiseen ja viruksen infektiokyvyn titraamiseen .
2.2. Varastoviruksen valmistaminen
Varastovirus kerättiin, kun noin 75 %:lla viruksella infektoidun pullon solumonokerroksesta ilmeni sytopaattinen vaikutus (CPE). Tartunnan saaneille soluille tehtiin yksi jäädytys- ja sulatussykli ja ne sentrifugoitiin 2000 rpm:n kierrosnopeudella 20 minuutin ajan solujätteen poistamiseksi. Kudosviljelmien infektiivisen annoksen (50 %) (TCID50)
96-kuoppaiset mikrotitterilevyt, jotka sisälsivät 100 μl juoksevaa FRhK-4:ää, infektoitiin 100 μl:lla sarjoitettuja 10-kertaisia laimennoksia kantaviruksesta minimaalisessa välttämättömässä väliaineessa, jossa oli 1 % FCS:tä (ylläpitoväliaine), alkaen 10-1:stä 108:aan. Titraukset tehtiin nelinkertaisina. Tartunnan saaneita soluja inkuboitiin 4 päivän ajan 37 °C:ssa. CPE:n ilmaantuminen kirjattiin päivittäin. TCID50 määritettiin Reedin ja Muenchin menetelmän mukaisesti.
2.4. Kuivauksen, lämmön ja suhteellisen kosteuden vaikutus
Kymmenen mikrolitraa ylläpitoalustaa, joka sisälsi 107 TCID50/ml virusta, sijoitettiin 24-kuoppaisen muovilevyn yksittäisiin kuoppiin ja sen annettiin kuivua huoneenlämmössä (22~25 °C) ja 40-50 %:n suhteellisessa ilmankosteudessa (eli tyypillisessä ilmastoidussa huoneessa vallitsevat olosuhteet). Sata mikrolitraa MM:ää käytettiin viruksen resuspendoimiseen 0 tunnin, 3 tunnin, 7 tunnin, 11 tunnin, 13 tunnin, 24 tunnin ja jopa 4 viikon kuluttua, ja viruksen jäännösinfektiivisyys titrattiin. Suljetussa kierrekorkillisessa eppendorf-putkessa olevat kontrollit otettiin mukaan joka kerta, ja niitä käsiteltiin samalla tavalla, mutta ilman kuivausta.
Koe toistettiin eri lämpötiloissa (38 °C, 33 °C, 28 °C) ja suhteellisissa kosteuksissa (>95 %, 80~89 %) 3 tunnin, 7 tunnin, 11 tunnin, 13 tunnin ja 24 tunnin ajan. Korkean ja suhteellisen alhaisen kosteuden ympäristön luomiseksi käytettiin kontrolloidussa tilassa olevaa sumutinta. Kaikki edellä mainitut kokeet tehtiin kahtena kappaleena ja jäljellä oleva virusinfektiivisyys titrattiin.
2.5. Infektiivisyysmääritys
Jäännösviruksen infektiivisyys titrattiin nelinkertaisesti 96-kuoppaisilla mikrotitraalilevyillä, jotka sisälsivät 100 μl konfluentteja FRhK-4-soluja. FRhK-4-soluihin lisättiin 100 μl viruksen 10-kertaisia sarjalaimennoksia ylläpitoväliaineessa alkaen 10-1:stä 108:aan. Tartunnan saaneita soluja inkuboitiin 37 °C:ssa 4 päivän ajan. CPE:n ilmaantuminen kirjattiin päivittäin. TCID50 määritettiin Reedin ja Muenchin menetelmän mukaisesti.
3. Tulokset
Kymmenen mikrolitraa 107 TCID50/ml virusta sijoitettiin 24-kuoppaisen muovilevyn (joka edustaa huokosetonta pintaa) yksittäisiin kuoppiin ja kuivattiin. Kuivattua virusta inkuboitiin sitten eri lämpötiloissa (38 °C, 33 °C, 28 °C) eri suhteellisessa kosteudessa (>95 %, 80~89 %) 3 tunnin, 7 tunnin, 11 tunnin, 13 tunnin ja 24 tunnin ajan, ja jäljellä oleva viruksen infektiivisyys titrattiin. Samanlainen koe tehtiin huoneenlämmössä ja noin 40-50 %:n suhteellisessa kosteudessa (ilmastoidussa huoneessa) enintään 4 viikon ajan. Muoville kuivattu virus säilyi elinkelpoisena jopa 5 päivää 22~25 °C:ssa ja 40~50 %:n suhteellisessa ilmankosteudessa, ja vain titraus hävisi (kuva 1). Tämän jälkeen viruksen infektiivisyys häviää vähitellen koko ajan. Viruksen infektiivisyyden menetys liuoksessa oli yleensä samanlainen kuin kuivatun viruksen menetys näissä ympäristöolosuhteissa. Tämä osoittaa, että SARS CoV on vakaa virus, joka voi mahdollisesti tarttua epäsuorassa kosketuksessa tai fomiteilla, erityisesti ilmastoidussa ympäristössä.
Korkea suhteellinen kosteus (>95 %) verrattain alhaisessa lämpötilassa (28 °C ja 33 °C) ei vaikuttanut merkittävästi viruksen infektiivisyyteen (kuva 2 a). Korkea lämpötila (38 °C) 80-90 %:n suhteellisessa kosteudessa johti 0,25~2 titterin menetykseen 24 tunnissa (kuva 2(b)). Jos kuivattua virusta kuitenkin säilytettiin korkeassa lämpötilassa (38 °C) ja korkeassa suhteellisessa ilmankosteudessa (>95 %), titterin häviäminen jatkui ~1,5:llä kullakin ajanhetkellä 24 tuntiin asti (0,38~3,38 ) verrattuna korkeaan lämpötilaan (38 °C) alhaisemmassa suhteellisessa ilmankosteudessa (80-90 %) (kuvat 3(a)-3(c)).
(a)
(b)
(a)
(b)
SARS-koronaviruksen (105/10 μL) infektiivisyys eri lämpötiloihin a) >95 %:n suhteellisessa kosteudessa, (b) >80-89%.
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
SARS-koronaviruksen infektiokyky (lähtötitteri 105/10 μL) eri suhteellisessa ilmankosteudessa 38 °C:n lämpötiloissa a), (b) 33°C ja (c) 28°C.
4. Pohdinta
Virukset eivät lisäänny elävän solun ulkopuolella, mutta tartuntakykyinen virus voi säilyä kontaminoituneilla ympäristön pinnoilla, ja elinkelpoisen viruksen säilyvyyden kestoon vaikuttavat huomattavasti lämpötila ja kosteus. Kontaminoituneiden pintojen tiedetään olevan merkittäviä vektoreita infektioiden leviämisessä sekä sairaalaympäristössä että yhteisössä. Pintapintojen merkitys RSV:n tarttumisessa on osoitettu selvästi. Virusten selviytymistä erilaisilla fomiteilla on tutkittu influenssavirusten, paramyxovirusten, rokkovirusten ja retrovirusten osalta. Yleiseen flunssaan liittyvän ihmisen koronaviruksen on raportoitu säilyvän elinkelpoisena ympäristön pinnoilla vain 3 tuntia kuivauksen jälkeen, vaikka se säilyy elinkelpoisena useita päiviä nestesuspensiossa . Parainfluenssa- ja RSV-virukset olivat elinkelpoisia kuivattuaan pinnoilla 2 ja 6 tuntia . Aerosolisoidussa muodossa ihmisen koronavirus 229E on yleensä vähemmän stabiili korkeassa ilmankosteudessa . SCoV:n ympäristönkestävyys oli aiemmin tuntematon, ja tämä tieto on selvästi tärkeä, jotta voidaan ymmärtää tämän viruksen leviämismekanismeja sairaalassa ja yhteisössä.
Tässä tutkimuksessa osoitimme, että SARS CoV voi säilyä hengissä vähintään kaksi viikkoa kuivauksen jälkeen ilmastoidussa ympäristössä vallitsevissa lämpötila- ja kosteusolosuhteissa. Virus on stabiili 3 viikkoa huoneenlämmössä nestemäisessä ympäristössä, mutta se kuolee helposti kuumentamalla 56 °C:ssa 15 minuutin ajan . Tämä osoittaa, että SARS CoV on vakaa virus, joka voi mahdollisesti tarttua epäsuorassa kosketuksessa tai fomiteissa. Nämä tulokset voivat viitata siihen, että saastuneilla pinnoilla voi olla suuri merkitys tartunnan leviämisessä sairaalassa ja yhteisössä.
Tutkimuksemme osoittavat, että SCoV on suhteellisen stabiilimpi kuin ihmisen koronavirukset 229E tai OC43 ja jotkin muut virusperäiset hengitystiepatogeenit, kuten hengitysteiden syncytialivirus. Nämä havainnot viittaavat siihen, että vaikka suora pisarateitse tapahtuva leviäminen on tärkeä tartuntareitti , fomiteilla ja ympäristökontaminaatiolla voi olla merkittävä rooli viruksen leviämisessä. Erityisesti fomiitit voivat osaltaan vaikuttaa siihen, että infektio tarttuu edelleen sairaalahoitoympäristössä, vaikka pisaroiden leviämisen estämiseksi on kiinnitetty suurta huomiota ja toteutettu tiukkoja varotoimia. Pisaravarotoimien lisäksi on tarpeen vahvistaa kosketusvarotoimia ja käsienpesua.
SCoV-koronaviruksen ulostekontaminaatio voi siten olla tehokas taudin leviämisreitti. Hongkongin Amoy Gardenissa puhjennut tautitapaus, johon sairastui yli 300 asukasta yhden asunnon kerrostalossa, tarttui luultavasti saastuneen jäteveden välityksellä. Viruksen pysyvyys ympäristön pinnoilla ja sen esiintyminen ulosteissa osoittaa, että tuoreiden elintarvikkeiden tuotannon ulostekontaminaatio voi olla uhka viruksen leviämiselle erityisesti maissa, joissa on huonot sanitaatio- ja viemäröintijärjestelmät, ja että tarvitaan tutkimuksia tämän mahdollisuuden selvittämiseksi.
Tässä tutkimuksessa osoitimme, että korkealla lämpötilalla ja korkealla suhteellisella ilmankosteudella on synergistinen vaikutus SARS CoV:n elinkelpoisuuden inaktivointiin, kun taas matalammat lämpötilat ja alhainen ilmankosteus tukevat viruksen pitkittynyttä eloonjäämistä saastuneilla pinnoilla. Malesian, Indonesian ja Thaimaan kaltaisten maiden ympäristöolosuhteet eivät siis edistä viruksen pitkittynyttä selviytymistä. Singaporen ja Hongkongin kaltaisissa maissa, joissa ilmastointia käytetään paljon, tartunta tapahtui suurelta osin hyvin ilmastoidussa ympäristössä, kuten sairaaloissa tai hotelleissa. Lisäksi erillinen tutkimus on osoittanut, että epidemian aikana SARSin lisääntyneen päivittäisen esiintyvyyden riski oli 18,18-kertainen päivinä, jolloin ilman lämpötila oli alhaisempi kuin päivinä, jolloin lämpötila oli korkeampi Hongkongissa ja muilla alueilla. Yhdessä nämä havainnot voivat selittää, miksi joissakin trooppisilla alueilla sijaitsevissa Aasian maissa (joissa lämpötila on korkea ja suhteellinen ilmankosteus korkea), kuten Malesiassa, Indonesiassa ja Thaimaassa, ei esiintynyt SARSin nosokomiaalisia taudinpurkauksia (taulukot 1 ja 2(a)-2(c)). Se voi myös selittää, miksi Singaporessa, joka myös sijaitsee trooppisella alueella (taulukko 2 d), suurin osa SARS-tapauksista oli sairaaloissa (ilmastoidussa ympäristössä). Mielenkiintoista on, että Guangzhoun SARS-taudinpurkauksen aikana lääkärit pitivät potilashuoneiden ikkunat auki ja tuulettivat hyvin, mikä on saattanut vähentää viruksen eloonjäämistä ja nosokomiaalista leviämistä. SARS CoV voi säilyttää tartuntakykynsä jopa kaksi viikkoa matalassa lämpötilassa ja alhaisessa ilmankosteudessa, mikä saattaa helpottaa viruksen leviämistä yhteisössä, kuten subtrooppisella alueella sijaitsevassa Hongkongissa (taulukko 2 e). Myös muut ympäristötekijät, kuten tuulen nopeus, päivittäinen auringonvalo ja ilmanpaine, joiden on osoitettu olevan yhteydessä SARS-epidemiaan, olisi otettava huomioon. SARS-epidemian dynamiikkaan liittyy useita tekijöitä, kuten viruksen fyysiset ominaisuudet, ulko- ja sisäympäristö, hygienia, tila ja geneettiset alttiudet . Virusten pysyvyyden ymmärtäminen eri lämpötila- ja kosteusolosuhteissa on tärkeää, jotta voidaan ymmärtää uusien tartunnanaiheuttajien, kuten äskettäisen influenssa-apandemian H1N12009, leviämistä.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *Tiedot löytyvät BBC:n sääsivustolta (http://www.bbc.co.uk/weather/world/city_guides/results). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Esintressiristiriita
Tekijät ilmoittavat, että eturistiriitoja ei ole.