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新冠病毒能存活多久?空气中3小时,塑料和不锈钢上长达2至3天

来源:合肥天润不锈钢有限公司 日期:2020-03-14

随着新冠病毒疫情的持续加剧,在美国,消毒清洁用品正在从货架上迅速消失,人们担心自己接触到的每一个东西:地铁扶手、熟食柜台和马桶座圈。

但是新冠病毒究竟能在物体表面停留多久呢?一项新的分析发现,这种病毒可以在空气中存活3小时,在铜上存活4小时,在硬纸板上存活24小时,在塑料和不锈钢上存活2至3天。不过,这篇于3月11日发表在medRxiv预印本数据库上的论文还没有经过同行评审。

今年2月发表在《医院感染杂志》上的一项研究分析了几十篇以前关于人类冠状病毒(除了新型冠状病毒)的论文,以便更好地了解它们在体外能存活多久。

这一研究得出的结论是,如果这个新冠病毒与其他人类冠状病毒类似,比如它的“表亲”——SARS和MERS,那么它可以在物体表面存活,如金属、玻璃或塑料,长达9天(相比之下,流感病毒在表面存活只有48小时)。

但在温度高于华氏86度(摄氏30度)的情况下,其中一些细菌不能长时间保持活性。作者还发现,家用消毒剂可以有效地清除这些冠状病毒。

例如,根据这项研究,含有62-71%乙醇、0.5%过氧化氢或0.1%次氯酸钠(漂白剂)的消毒剂可以在一分钟内有效地灭活冠状病毒。“我们预计新冠病毒也会有类似的效果。”研究人员写道,尽管这种新型冠状病毒与SARS冠状病毒相似,但目前尚不清楚它是否会有同样的表现。

根据这项研究,还不清楚在接触病人或被污染的表面后,手被冠状病毒污染的频率有多高。作者写道,世界卫生组织建议洗手或使用含酒精的搓手液来清洁双手。

根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的说法,一个人有可能通过接触受污染的表面或物体而感染病毒,“然后触摸自己的嘴、鼻子,或者可能是眼睛”。“但这并不是病毒传播的主要方式。”据美联社报道,虽然这种病毒在空气中仍然存在,但这项新研究不能确定人们通过从空气中吸入这种病毒是否会感染。

据美国疾病控制与预防中心说,这种病毒最可能通过密切接触和咳嗽、打喷嚏时的飞沫在人与人之间传播,飞沫可能落在附近人的嘴巴或鼻子上。

新冠病毒可在空气中存活3小时,塑料和不锈钢上长达2-3天

具体来看,这篇新论文题目为《Aerosol and surface stability of HCoV-19 (SARS-CoV-2) compared to SARS-CoV-1》,研究了活的HCoV-19(也就是SARS-CoV-2)在物体表面和气溶胶中的稳定性,并与SARS CoV-1进行了比较。

截至2020年3月3日,新冠病毒已在64个国家诊断出逾8.8万例,其中2915例死亡,目前的病死率约为2%。此次疫情的迅速扩大表明了这种病毒有效的人传人。HCoV-19已在患者上呼吸道和下呼吸道样本中检测到,上呼吸道样本中病毒载量较高。因此,病毒通过呼吸道分泌物以液滴(>5微米)或气溶胶(<5微米)的形式传播似乎是可能的。病毒在空气和物体表面的稳定性可能会直接影响病毒的传播,因为病毒颗粒从宿主体内排出后需要长时间存活才能被新的宿主吸收。

在本世纪出现的两种人畜共患病冠状病毒SARS-CoV-1和MERS-CoV的流行病学研究中,空气传播或污染物传播被认为发挥了重要作用。空气传播可能是2002-2003年SARS流行期间最大的超级传播事件的原因,SARS- CoV -1的许多医院超级传播事件与产生气溶胶的医疗程序有关。在SARS流行期间也怀疑有污染物的传播,一项对医院SARSCoV-1超级传播事件的分析得出结论,污染物扮演了重要的角色。

总的来说,HCoV-19和SARS-CoV-1之间的稳定性非常相似。研究发现,3小时后,可在气溶胶中检测到活病毒,4小时后可在铜上检测到,24小时后可在硬纸板上检测到,在塑料和不锈钢上2-3天可检测到。

HCoV-19和SARS-CoV-1在气溶胶中表现出相似的半衰期,估计中值约为2.7小时。与铜或硬纸板相比,这两种病毒在不锈钢和聚丙烯上表现出相对较长的生存能力:HCoV-19的半衰期中值估计在不锈钢上约为13小时,在聚丙烯上约为16小时。研究结果表明,HCoV-19的气溶胶和污染物传播是可能的,因为病毒可以在气溶胶中存活数小时,并在表面存活数天。

研究方法

HCoV-19 nCoV-WA1-2020 (MN985325.1)和SARS-CoV-1 Tor2 (AY274119.3)是研究人员比较使用的菌株。病毒在气溶胶中的稳定性被确定为65%相对湿度(RH)和21-23℃。简而言之,气溶胶(< 5µm)包含HCoV-19 (105.25 TCID50/mL)或SARS-CoV-1 (106.75-7 TCID50/mL),使用3嘴Collison喷雾器和送入Goldberg大桶来创建一个雾化环境。在Goldberg大桶中保留气溶胶,并在气溶胶化后的0、30、60、120和180分钟用47mm明胶过滤器(Sartorius)收集样本。过滤器溶解在10ml含有10%胎牛血清的DMEM中。实验重复进行了三次。

对塑料(聚丙烯、ePlastics)、AISI 304合金不锈钢(金属残留物)、铜(99.9%)(金属残留物)和硬纸板(本地供应商)的表面稳定性进行了评估,这些材料代表了各种家庭和医院的情况,如前所述,使用105 TCID50/mL的接种物,在40%相对湿度(RH)和21-23℃条件下进行。该接种物的循环阈值(Ct)在20到22之间,与在人体上呼吸道和下呼吸道样本中观察到的值相似。简而言之,把50µl病毒沉积在表面,通过添加1毫升的DMEM在预定的时间点恢复。通过在表面上沉积50 µl病毒并通过擦拭表面回收接种物来评估纸板的稳定性,将拭子沉积1 mL DMEM。对每个表面进行三个重复实验。然后通过在Vero E6细胞上进行末端滴定来定量所有表面和气溶胶样品中的活病毒。对于塑料,钢铁和硬纸板,分析的检测下限(LOD)为100.5 TCID50 / mL,对于铜则为101.5 TCID50 / mL(由于未稀释样品中的铜引起的毒性)。

如预期的那样,可检测性的持续时间取决于初始接种物和采样方法。 为了评估病毒的固有稳定性,研究人员使用贝叶斯回归模型估算了活病毒滴度的衰减率。这种建模方法使其能够解决重复样本中初始接种物水平的差异,以及滴度数据和其他实验噪声源的间隔检查。 该模型可得出各种实验条件下病毒衰减率和半衰期的后验分布估计值,即,根据数据,估计这些参数的合理值范围,并估计整体不确定性。

研究结果

在实验期间(180分钟),HCoV-19在气溶胶中保持活性,气溶胶化后3小时的感染性滴度从103.5下降到102.7 CID50/L(取三次重复实验的平均值)。活病毒滴度的降低与在含有SARS-CoV-1的气溶胶中观察到的降低相类似,从104.3下降到103.5 TCID50/mL(取三次重复实验的平均值)(图1A)。

HCoV-19在塑料和不锈钢上最稳定,在使用后最高72小时能可检测到活病毒(图1B),尽管那时病毒效价大大减少(72小时后,聚丙烯从103.7下降到100.6 TCID50/mL;48小时后,不锈钢从103.7下降到100.6 TCID50/mL,取三次重复实验的平均值)。SARS-CoV-1具有相似的稳定性,可在聚丙烯表面72小时和不锈钢表面48小时检测到活病毒(72小时后,检测到聚丙烯从103.4下降到100.7 TCID50/mL,48小时后检测到在不锈钢从 103.6下降到100.6 TCID50/mL,取三次重复实验的平均值)。HCoV-19和SARS-CoV-1分别在铜上放置4小时和8小时,或HCoV-19和SARS-CoV-1 110分别在纸板上放置24小时和8小时后,均无检测到活病毒(图1B)。

所有实验条件下,两种病毒的活病毒滴度均呈指数衰减,log10TCID50/mL随时间呈线性下降(图2A)。研究人员还计算了每种病毒在每种情况下的半衰期的后验分布(图2B,表1)。

在气溶胶中,HCoV-19和SARS-CoV表现出类似的半衰期,中位数估计约2.7小时,95%可信区间(2.5% -97.5%分位数范围),HCoV-19 为(1.65,7.24小时),SARS-CoV-1 为(1.81,5.45小时) (表1)。两种病毒在铜上的半衰期也相似。

在硬纸板上,HCoV-19的半衰期明显长于SARS-CoV-1。

这两种病毒在不锈钢和聚丙烯上都表现出明显的更长的生存能力:HCoV-19的中位半衰期估计值在不锈钢上约为13小时,在聚丙烯上约为16小时。

一般来说,除了硬纸板外,在任何给定的表面上,两种病毒的半衰期没有统计学上可识别的差异:所有其他95%可信区间的半衰期差异重叠为0(图2B,表1)。

讨论

与SARS-CoV-1相比,HCoV-19导致了更多的病例和更高的死亡,而且被证明更难控制。研究的结果表明,与SARS-CoV-1相比,观察到的HCoV-19更强的传播能力不太可能是由于该病毒具有更强的环境生存能力。

相反,有一些潜在的因素可以解释这两种病毒之间的流行病学差异。已有早期迹象表明,感染HCoV-19的个人可能在出现症状前或无症状时传播病毒。这降低了作为与SARS-CoV-1相关的控制措施的隔离和接触者追踪的效力。

其他可能起作用的因素包括建立感染所需的感染剂量、病毒在粘液中的稳定性以及环境因素,如温度和相对湿度。在正在进行的实验中,研究团队正研究病毒在不同基质中的生存能力,如鼻分泌物、痰和粪便,以及不同的环境条件,如温度和相对湿度。

SARS-CoV-1的流行病学以院内传播为主,在卫生保健场所的各种表面和物体上检测到SARS-CoV。HCoV-19传播也发生在医院,据报告有3000多例医院获得性感染。这些病例突出了卫生保健机构在HCoV-19传播方面的脆弱性。然而,与SARS-CoV-1形成对照的是,大多数继发性传播已在卫生保健机构之外报告,社区内广泛传播正在若干机构中出现,如家庭、工作场所和群体聚会。

SARS-CoV-1的一个显著特征是超级传播事件,其中一个受感染的个体导致了大量的继发性病例,远远高于生殖数Reff所表示的平均数量。这种超级传播事件的趋势对新发传染病的流行病学有两个重要后果:它使任何特定的感染源更有可能偶然死亡,但当疫情确实发生时,它们是爆炸性的,可能会超出医院和公共卫生的能力。许多关于HCoV-19超级传播事件的假设已经被报道。考虑到SARS-CoV-1超级传播事件与气溶胶和污染物传播有关,我们发现HCoV-19在环境中的生存能力可与SARS-CoV-1相匹配,这为它也可能与超级传播有关的假设提供了证据。

研究人员发现HCoV-19在纸板上的半衰期长于SARS-CoV-1。应该注意的是,这个表面的单个重复数据明显比测试的其他表面噪音更大(图S1-S5),因此研究人员建议在解释这个结果时要谨慎。

最后,这一研究证明了HCoV-19和SARS-CoV-1在实验条件下的稳定性是相似的。综上所述,结果表明HCoV-19的气溶胶和污染物传播是可信的,因为该病毒可以在气溶胶中存活数小时,并在表面存活数天。


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