Abstract
La principale voie de transmission de l’infection par le CoV du SRAS est présumée être les gouttelettes respiratoires. Cependant, le virus est également détectable dans d’autres fluides corporels et dans les excréments. La stabilité du virus à différentes températures et humidité relative sur des surfaces lisses a été étudiée. Le virus séché sur des surfaces lisses a conservé sa viabilité pendant plus de 5 jours à des températures de 22-25°C et une humidité relative de 40-50%, c’est-à-dire les environnements climatisés typiques. Cependant, la viabilité du virus a été rapidement perdue (>3 log10) à des températures et une humidité relative plus élevées (par exemple, 38°C et une humidité relative de >95%). La meilleure stabilité du coronavirus du SRAS à basse température et dans un environnement peu humide peut faciliter sa transmission dans les communautés des zones subtropicales (comme Hong Kong) au printemps et dans des environnements climatisés. Cela peut également expliquer pourquoi certains pays asiatiques en zone tropicale (comme la Malaisie, l’Indonésie ou la Thaïlande) avec une température élevée et un environnement à forte humidité relative n’ont pas eu de grandes épidémies communautaires de SRAS.
1. Introduction
Le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), était une nouvelle maladie émergente associée à une pneumonie sévère et s’est propagée pour impliquer plus de 30 pays sur 5 continents en 2003. Un nouveau coronavirus a été identifié comme sa cause. Le SRAS a eu un impact considérable sur les services de soins de santé et les économies des pays touchés, et le taux de mortalité global a été estimé à 9 %, mais atteignant 50 % chez les personnes âgées de 60 ans ou plus. Une caractéristique notable de cette maladie est sa prédilection pour la transmission dans le milieu des soins de santé et aux contacts familiaux et sociaux proches. On présume que la maladie se transmet par des gouttelettes et par contact direct ou indirect, mais l’importance relative de ces voies de transmission n’est actuellement pas claire. Une étude a montré que la génération d’aérosols viraux par un patient atteint du SRAS était possible et que la transmission par gouttelettes aériennes était donc un mode de transmission possible . Cependant, le rôle des fomites et de la contamination environnementale dans la transmission de l’infection n’est pas encore clair. Une épidémie touchant plus de 300 résidents d’une tour d’habitation (Amoy Gardens) à Hong Kong n’a pas pu être expliquée par la transmission de gouttelettes respiratoires provenant de patients infectés. Le virus infectieux est détectable dans les matières fécales , et l’aérosolisation du virus dans les matières fécales contaminées serait le mode de transmission de cette épidémie .
Nous et d’autres avons signalé que l’infectivité du CoV du SRAS (coronavirus du SRAS) était perdue après avoir été chauffé à 56°C pendant 15 minutes, mais qu’il était stable pendant au moins 2 jours après séchage sur du plastique. Il était complètement inactivé par les fixateurs courants utilisés en laboratoire. Une autre étude a montré qu’il était inactivé par la lumière ultraviolette, les conditions alcalines () ou acides (). Il a été démontré que les coronavirus humains peuvent survivre dans du PBS ou un milieu de culture contenant 5 à 10 % de FCS pendant plusieurs jours, mais qu’ils ne survivent que quelques heures après séchage. Certaines études ont fait état d’une association entre l’épidémie de SRAS, les facteurs métrologiques et la pollution atmosphérique. Ainsi, les informations sur la survie du coronavirus du SRAS (SCoV) dans l’environnement à différentes conditions de température et d’humidité sont d’un grand intérêt pour comprendre la transmission du virus. Une étude récente utilisant des coronavirus de substitution (le virus de la gastro-entérite transmissible (TGEV) et le virus de l’hépatite de la souris (MHC)) a examiné l’effet de la température de l’air et de l’humidité relative sur la survie des coronavirus à la surface. Les effets de ces facteurs environnementaux sur la survie du coronavirus du SRAS ne sont toujours pas clairs. Dans la présente étude, nous rapportons la stabilité du coronavirus du SRAS à différentes températures et humidité relative.
2. Matériel et méthodes
2.1. Souche virale et lignée cellulaire
La souche du CoV du SRAS utilisée dans cette étude est HKU39849. Des cellules de rein de singe fœtal (FRhK-4) ont été cultivées dans un milieu essentiel minimal (MEM, Gibco, USA) avec 10% de sérum de veau fœtal et de la pénicilline streptomycine (Gibco, USA) à 37°C et 5% de CO2 et ont été utilisées pour la croissance du virus stock et pour le titrage de l’infectivité virale .
2.2. Préparation du virus stock
Le virus stock a été récolté lorsque l’infection d’environ 75% de la monocouche cellulaire d’un flacon infecté par le virus a manifesté un effet cytopathique (ECP). Les cellules infectées ont été soumises à un cycle de congélation et décongélation centrifugées à 2000 rpm pendant 20 minutes pour éliminer les débris cellulaires et le surnageant de culture a été aliquoté et stocké à -80°C jusqu’à utilisation.
2.3. Détermination de la dose infectieuse en culture tissulaire (50 %) (TCID50)
Des plaques de microtitrage à 96 puits contenant 100 μL de FRhK-4 confluentes ont été infectées avec 100 μL de dilutions sérielles 10 fois supérieures du virus stock dans un milieu essentiel minimal avec 1 % de FCS (milieu d’entretien) en commençant par 10-1 à 108. Les titrages ont été effectués en quadruplicat. Les cellules infectées ont été incubées pendant 4 jours à 37°C. L’apparition de l’ECP a été enregistrée quotidiennement. La DICT50 a été déterminée selon la méthode de Reed et de Muench .
2.4. Effet du séchage, de la chaleur et de l’humidité relative
On a placé dix microlitres de milieu d’entretien contenant 107 TCID50 par mL de virus dans les puits individuels d’une plaque en plastique de 24 puits et on les a laissés sécher à température ambiante (22~25°C) et à une humidité relative de 40-50% (c’est-à-dire les conditions prévalant dans une pièce climatisée typique). Cent microlitres de MM ont été utilisés pour remettre en suspension le virus à 0 h, 3 h, 7 h, 11 h, 13 h, 24 h et jusqu’à 4 semaines et l’infectivité résiduelle du virus a été titrée. Des témoins dans un tube eppendorf à bouchon à vis fermé ont été inclus à chaque fois et traités de manière similaire mais sans séchage.
L’expérience a été répétée à différentes températures (38°C, 33°C, 28°C) et humidités relatives (>95%, 80~89%) pendant 3 h, 7 h, 11 h, 13 h et 24 h. Un nébuliseur en condition contrôlée a été utilisé pour générer un environnement à haute et basse humidité relative. Toutes les expériences ci-dessus ont été menées en double et l’infectivité virale résiduelle a été titrée.
2.5. Essai d’infectivité
L’infectivité du virus résiduel a été titrée en quadruplicat sur des plaques de microtitrage à 96 puits contenant 100 μL de cellules FRhK-4 confluentes. 100 μL de dilutions sérielles de 10 fois le virus dans le milieu de maintenance à partir de 10-1 à 108 ont été ajoutés dans les cellules FRhK-4. Les cellules infectées ont été incubées à 37°C pendant 4 jours. L’apparition de l’ECP a été enregistrée quotidiennement. La DICT50 a été déterminée selon la méthode de Reed et Muench .
3. résultats
Dix microlitres de 107 TCID50 par mL de virus ont été placés dans des puits individuels d’une plaque en plastique de 24 puits (représentant une surface non poreuse) et séchés. Le virus séché a ensuite été incubé à différentes températures (38°C, 33°C, 28°C) à différentes humidités relatives (>95%, 80~89%) pendant 3 h, 7 h, 11 h, 13 h et 24 h et l’infectivité virale résiduelle a été titrée. Une expérience similaire a été menée à température ambiante et à une humidité relative d’environ 40-50% (pièce climatisée) pendant 4 semaines. Le virus séché sur le plastique a conservé sa viabilité jusqu’à 5 jours à 22~25°C et à une humidité relative de 40~50% avec seulement une perte de titre (Figure 1). Après cela, le virus perd progressivement son infectivité au fil du temps. La perte d’infectivité du virus en solution était généralement similaire à celle du virus séché dans ces conditions environnementales. Cela indique que le CoV du SRAS est un virus stable qui peut potentiellement être transmis par contact indirect ou par les fomites, en particulier dans les environnements climatisés.
Infectivité résiduelle du virus à 22-25°C avec une humidité relative de 40-50% (titre de départ 105/10 μL) et à 33°C ou 38°C avec une humidité relative >95%.
Une humidité relative élevée (>95%) à une température comparativement basse (28°C et 33°C) n’a pas affecté l’infectivité du virus de manière significative (Figure 2(a)). Une température élevée (38°C) et une humidité relative de 80 à 90 % ont entraîné une perte de titre de 0,25 à 2 % après 24 heures (figure 2(b)). Cependant, si le virus séché était stocké à une température élevée (38°C) et à une humidité relative élevée (>95%), il y avait une perte supplémentaire de ~1,5 du titre pour chaque point de temps jusqu’à 24 h (0,38~3,38 ) par rapport à une température élevée (38°C) à une humidité relative plus faible 80-90% (Figures 3(a)-3(c)).
(a)
(b)
(a)
(b).
Infectivité du coronavirus du SRAS (105/10 μL) à différentes températures à (a) >95% d’humidité relative, (b) >80-89%.
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
Infectivité du coronavirus du SRAS (titre de départ 105/10 μL) à différentes humidités relatives à (a) 38°C, (b) 33°C, et (c) 28°C.
4. Discussion
Les virus ne se répliquent pas en dehors de la cellule vivante mais le virus infectieux peut persister sur les surfaces environnementales contaminées et la durée de persistance du virus viable est affectée de façon marquée par la température et l’humidité. Les surfaces contaminées sont connues pour être des vecteurs importants dans la transmission des infections en milieu hospitalier et dans la communauté. Le rôle des fomites dans la transmission du VRS a été clairement démontré. La survie des virus sur une variété de fomites a été étudiée pour les virus de la grippe, les paramyxovirus, les poxvirus et les rétrovirus. On a signalé que le coronavirus humain associé au rhume ne restait viable que pendant 3 heures sur des surfaces environnementales après séchage, alors qu’il reste viable pendant plusieurs jours en suspension liquide. Les virus du parainfluenza et du VRS étaient viables après séchage sur des surfaces pendant 2 et 6 heures, respectivement. Sous forme d’aérosol, le coronavirus humain 229E est généralement moins stable dans une humidité élevée. La stabilité environnementale du SCoV était auparavant inconnue et cette information est clairement importante pour comprendre les mécanismes de transmission de ce virus en milieu hospitalier et communautaire.
Dans la présente étude, nous avons démontré que le CoV SRAS peut survivre au moins deux semaines après séchage dans des conditions de température et d’humidité trouvées dans un environnement climatisé. Le virus est stable pendant 3 semaines à température ambiante dans un environnement liquide mais il est facilement tué par la chaleur à 56°C pendant 15 minutes . Cela indique que le CoV SRAS est un virus stable qui peut potentiellement être transmis par contact indirect ou par des fomites. Ces résultats peuvent indiquer que les surfaces contaminées peuvent jouer un rôle majeur dans la transmission de l’infection à l’hôpital et dans la communauté.
Nos études indiquent que le SCoV est relativement plus stable que les coronavirus humains 229E ou OC43 et certains autres pathogènes respiratoires viraux tels que le virus respiratoire syncytial. Ces résultats suggèrent que, bien que la transmission directe par gouttelettes soit une voie de transmission importante, le rôle des fomites et de la contamination environnementale dans la transmission du virus peut jouer un rôle significatif dans la transmission du virus. En particulier, les fomites peuvent contribuer à la transmission continue de l’infection dans le cadre nosocomial qui continue à se produire malgré la grande attention et les précautions rigoureuses prises pour prévenir la propagation par gouttelettes. En plus des précautions contre les gouttelettes, il faut renforcer les précautions de contact et le lavage des mains.
La contamination fécale du coronavirus SCoV pourrait donc constituer une voie de transmission efficace de la maladie. L’épidémie d’Amoy Garden à Hong Kong, qui a touché plus de 300 résidents d’un immeuble à un seul appartement, aurait été transmise par des eaux usées contaminées. La stabilité du virus sur les surfaces environnementales et sa présence dans les fèces indiquent la possibilité que la contamination fécale de la production d’aliments frais puisse constituer une menace pour la transmission du virus ; en particulier dans les pays où les systèmes d’assainissement et d’évacuation des eaux usées sont médiocres et que des études pour aborder cette possibilité sont nécessaires.
Dans cette étude, nous avons montré qu’une température élevée à une humidité relative élevée a un effet synergique sur l’inactivation de la viabilité du CoV du SRAS tandis que des températures plus basses et une faible humidité favorisent la survie prolongée du virus sur les surfaces contaminées. Les conditions environnementales de pays tels que la Malaisie, l’Indonésie et la Thaïlande ne sont donc pas propices à la survie prolongée du virus. Dans des pays comme Singapour et Hong Kong, où l’utilisation de l’air conditionné est intensive, la transmission s’est surtout produite dans des environnements bien climatisés comme les hôpitaux ou les hôtels. En outre, une étude distincte a montré que pendant l’épidémie, le risque d’augmentation de l’incidence quotidienne du SRAS était 18,18 fois plus élevé les jours où la température de l’air était plus basse que les jours où la température était plus élevée à Hong Kong et dans d’autres régions. Prises ensemble, ces observations peuvent expliquer pourquoi certains pays asiatiques situés dans des zones tropicales (avec des températures élevées et une forte humidité relative) comme la Malaisie, l’Indonésie et la Thaïlande n’ont pas connu d’épidémies nosocomiales de SRAS (tableaux 1 et 2(a)-2(c)). Cela peut également expliquer pourquoi Singapour, qui se trouve également dans une zone tropicale (tableau 2(d)), a connu la plupart de ses épidémies de SRAS dans les hôpitaux (environnement climatisé). Il est intéressant de noter que lors de l’épidémie de SRAS à Guangzhou, les cliniciens ont maintenu les fenêtres des chambres des patients ouvertes et bien ventilées, ce qui pourrait bien avoir réduit la survie du virus et donc la transmission nosocomiale. Le CoV du SRAS peut conserver son infectivité jusqu’à deux semaines à basse température et dans un environnement peu humide, ce qui pourrait faciliter la transmission du virus dans la communauté, comme à Hong Kong, qui se trouve dans une zone subtropicale (tableau 2(e)). Il faut également tenir compte d’autres facteurs environnementaux, notamment la vitesse du vent, l’ensoleillement quotidien et la pression atmosphérique, qui se sont avérés associés à l’épidémie de SRAS. La dynamique de l’épidémie de SRAS fait intervenir de multiples facteurs, notamment les propriétés physiques du virus, les environnements extérieurs et intérieurs, l’hygiène, l’espace et les prédispositions génétiques. La compréhension de la stabilité des virus dans différentes conditions de température et d’humidité est importante pour comprendre la transmission de nouveaux agents infectieux, y compris celle de la récente grippe apandémique H1N12009.
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| *Les données sont disponibles sur le site météo de la BBC (http://www.bbc.co.uk/weather/world/city_guides/results). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conflit d’intérêts
Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflit d’intérêts.