Zusammenfassung
HCoV-19 (SARS-2) hat mehr als 88.000 gemeldete Krankheiten mit einer aktuellen Sterblichkeitsrate von etwa 2 % verursacht.
Hier untersuchten wir die Stabilität von lebensfähigem HCoV-19 auf Oberflächen und Aerosolen im Vergleich zu SARS35 CoV-1.
Insgesamt ist die Stabilität zwischen HCoV-19 und SARS-CoV-1 sehr ähnlich .
Wir haben festgestellt, dass lebensfähige Viren nachgewiesen werden konnten:
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HCoV-19 und SARS-CoV-1 wiesen in Aerosolen ähnliche Halbwertszeiten auf , mit durchschnittlichen Schätzungen von etwa 2,7 Stunden.
Beide Viren zeigen im Vergleich zu Kupfer oder Pappe eine relativ lange Lebensfähigkeit auf Edelstahl und Polypropylen: Die geschätzte mittlere Halbwertszeit für HCoV-19 beträgt etwa 13 Stunden auf Stahl und etwa 16 Stunden auf Polypropylen.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Aerosol- und Fomite-Übertragung von HCoV-19 plausibel ist, da das Virus in Aerosolen mehrere Stunden und auf Oberflächen bis zu Tagen lebensfähig bleiben kann.
Anmerkung der Redaktion : AEROSOLÜBERTRAGUNG: Bezieht sich auf die Vermischung des Virus mit Tröpfchen in der Luft zur Bildung von Aerosolen, die über weite Strecken schweben und nach dem Einatmen eine Infektion verursachen können. Die wässrigen Partikel haben eine Größe von weniger als 5 Mikrometern, was beweist, dass sie leicht verdunsten, aerosolisieren und über einen längeren Zeitraum in der Umgebung schweben können; Tatsächlich kann es austrocknen und wie ein Staubpartikel zurückbleiben und dennoch infektiös sein, abhängig von der Art und Virulenz des betreffenden Erregers.
Die Maßnahmen bestehen in diesem Fall darin, einen einzelnen Raum zu nutzen oder eine Kohorte von Personen mit demselben Wirkstoff in einem geschlossenen Raum mit Unterdruck unterzubringen; Das Personal muss eine Maske tragen. In besonderen Fällen wie SARS müssen Atemschutzmasken verwendet werden, bei denen es sich um Masken handelt, die 95 % der Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 5 Mikrometern filtern können; der Patient muss beim Umzug eine Maske tragen; und Besuche von anfälligen Personen sollten eingeschränkt werden.
Was ist ein Fomite? Ein Fomit ist jedes nicht lebende Objekt oder jede Substanz, die bei Kontamination mit einem lebensfähigen Krankheitserreger wie Bakterien, Viren, Pilzen oder Parasiten in der Lage ist, diesen Krankheitserreger von einem Individuum auf ein anderes zu übertragen. Deshalb werden sie auch „passive Vektoren“ genannt. |
Ein neues menschliches Coronavirus namens Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) (früher HCoV-19) trat Ende 2019 in Wuhan, China, auf und verursacht nun eine Pandemie.1 Wir haben die Aerosol- und Oberflächenstabilität analysiert von SARS-CoV-2 und verglich es mit SARS-CoV-1, dem am nächsten verwandten menschlichen Coronavirus.
Wir haben die Stabilität von SARS-CoV-2 und SARS-CoV-1 in Aerosolen und auf verschiedenen Oberflächen bewertet und ihre Zerfallsraten mithilfe eines Bayes’schen Regressionsmodells geschätzt.
Die verwendeten Stämme waren SARS-CoV-2 nCoV-WA1-2020 (MN985325.1) und SARS-CoV-1 Tor2 (AY274119.3).
Aerosole (<5 μm) mit SARS-CoV-2 (105,25 50 % Gewebekultur-Infektionsdosis [TCID50] pro Milliliter) oder SARS-CoV-1 (106,75-7,00 TCID50 pro Milliliter) wurden unter Verwendung von drei Collison-Jet-Verneblern erzeugt und in eine Goldberg-Trommel eingespeist, um eine Aerosolumgebung zu erzeugen.
Das Inokulum führte zu Zyklusschwellenwerten zwischen 20 und 22, ähnlich denen, die bei Proben aus den oberen und unteren Atemwegen des Menschen beobachtet wurden.
Unsere Daten bestanden aus 10 Versuchsbedingungen mit zwei Viren (SARS-CoV-2 und SARS-CoV-1) in fünf Umgebungsbedingungen (Aerosole, Kunststoff, Edelstahl, Kupfer und Pappe). Alle experimentellen Messungen werden als Mittelwerte über drei Wiederholungen angegeben.
Abbildung 1. Lebensfähigkeit von SARS-CoV-1 und SARS-CoV-2 in Aerosolen und auf verschiedenen Oberflächen.
Geschätzte exponentielle Zerfallsraten und entsprechende Halbwertszeiten für HCoV-19 und SARS-CoV-1. Die Versuchsbedingungen sind nach der nachfolgenden mittleren Halbwertszeit für HCoV-19 geordnet. A: Regressionsdiagramme, die den vorhergesagten Rückgang des Virustiters im Laufe der Zeit zeigen; Titel im logarithmischen Maßstab aufgetragen. Die Punkte zeigen gemessene Titer und werden leicht entlang der Zeitachse verschoben, um eine Überzeichnung zu vermeiden. Die Linien sind zufällige Zeichnungen der gemeinsamen hinteren Verteilung der exponentiellen Zerfallsrate (negativ der Steigung) und des Achsenabschnitts (anfänglicher Virustiter) und visualisieren so den Bereich möglicher Zerfallsmuster für jede Versuchsbedingung.
SARS-CoV-2 blieb für die Dauer unseres Experiments (3 Stunden ) in Aerosolen lebensfähig , wobei der Infektionstiter von 103,5 auf 102,7 TCID50 pro Liter Luft sank. Dieser Rückgang ähnelte dem bei SARS-CoV-1 beobachteten Rückgang von 104,3 auf 103,5 TCID50 pro Milliliter (Abbildung 1A).
SARS-CoV-2 war auf Kunststoff und Edelstahl stabiler als auf Kupfer und Pappe, und lebensfähige Viren wurden bis zu 72 Stunden nach der Anwendung auf diesen Oberflächen nachgewiesen (Abbildung 1A), obwohl der Virustiter deutlich reduziert war (von 103,7 auf 100,6). TCID50 pro Milliliter Medium nach 72 Stunden in Kunststoff und von 103,7 bis 100,6 TCID50 pro Milliliter nach 48 Stunden in Edelstahl).
Die Stabilitätskinetik von SARS-CoV-1 war ähnlich (von 103,4 auf 100,7 TCID50 pro Milliliter nach 72 Stunden in Kunststoff und von 103,6 auf 100,6 TCID50 pro Milliliter nach 48 Stunden in Edelstahl).
In Kupfer wurde nach 4 Stunden kein lebensfähiges SARS-CoV-2 und nach 8 Stunden kein lebensfähiges SARS-CoV-1 gemessen.
Auf Karton wurde nach 24 Stunden kein lebensfähiges SARS-CoV-2 und nach 8 Stunden kein lebensfähiges SARS-CoV-1 gemessen (Abbildung 1A).
Bei beiden Viren kam es unter allen Versuchsbedingungen zu einer exponentiellen Abnahme des Virustiters, was durch eine lineare Abnahme von log10TCID50 pro Liter Luft oder Milliliter Medium im Laufe der Zeit angezeigt wird (Abbildung 1B).
Die Halbwertszeit von SARS-CoV-2 und SARS-CoV-1 war in Aerosolen ähnlich , mit mittleren Schätzungen von etwa 1,1 bis 1,2 Stunden und 95 % glaubwürdigen Intervallen von 0,64 bis 2,64 für SARS-CoV-2 und 0,78 bis 2,43 für SARS-CoV-1.
Auch die Halbwertszeit der beiden Viren war auf Kupfer ähnlich .
Auf Karton war die Halbwertszeit von SARS-CoV-2 länger als die von SARS-CoV-1.
Die längste Überlebensfähigkeit beider Viren bestand auf Edelstahl und Kunststoff; Die geschätzte Halbwertszeit von SARS-CoV-2 betrug etwa 5,6 Stunden in Edelstahl und 6,8 Stunden in Kunststoff (Abbildung 1C). Die geschätzten Unterschiede in der Halbwertszeit der beiden Viren waren gering, mit Ausnahme von Pappe (Abbildung 1C).
Daten aus einzelnen Replikaten waren für Karton merklich „verrauschter“ (d. h. es gab mehr Variationen im Experiment, was zu einem größeren Standardfehler führte) als für andere Oberflächen (Abb. S1 bis S5), daher empfehlen wir Vorsicht bei der Interpretation dieses Ergebnisses.
Wir fanden heraus, dass die Stabilität von SARS-CoV-2 unter den getesteten experimentellen Bedingungen der von SARS-CoV-1 ähnelte. Dies weist darauf hin, dass Unterschiede in den epidemiologischen Eigenschaften dieser Viren wahrscheinlich auf andere Faktoren zurückzuführen sind, darunter eine hohe Viruslast in den oberen Atemwegen und die Möglichkeit, dass mit SARS-CoV-2 infizierte Menschen das Virus asymptomatisch ausscheiden und übertragen. . Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Aerosol- und Fomite-Übertragung von SARS-CoV-2 plausibel ist, da das Virus in Aerosolen stundenlang und auf Oberflächen bis zu Tagen lebensfähig und infektiös bleiben kann (je nach Inokulum-Auswurf). Diese Ergebnisse stimmen mit denen von SARS-CoV-1 überein, bei dem diese Übertragungsformen mit nosokomialer Ausbreitung und Superspreading-Ereignissen in Verbindung gebracht wurden 5 und liefern Informationen für Bemühungen zur Eindämmung der Pandemie. |
Anhang
HCoV-19 hat viel mehr Krankheitsfälle und Todesfälle verursacht als SARS-CoV-1 und erweist sich als schwieriger einzudämmen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die für HCoV-19 beobachtete höhere Übertragbarkeit wahrscheinlich nicht auf die höhere Lebensfähigkeit dieses Virus in der Umwelt im Vergleich zu SARS-CoV-1 zurückzuführen ist.
Stattdessen gibt es eine Reihe potenzieller Faktoren, die die epidemiologischen Unterschiede zwischen den beiden Viren erklären könnten. Es gibt erste Hinweise darauf, dass mit HCoV-19 infizierte Menschen das Virus ausscheiden und übertragen können, während sie präsymptomatisch oder asymptomatisch sind . Dies verringert die Wirksamkeit von Quarantäne und Kontaktverfolgung als Kontrollmaßnahmen in Bezug auf SARS-CoV-1.
Weitere Faktoren, die möglicherweise eine wichtige Rolle spielen, sind die zur Entstehung einer Infektion erforderliche Infektionsdosis , die Stabilität des Virus im Schleim sowie Umweltfaktoren wie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit.
In laufenden Experimenten untersuchen wir die Lebensfähigkeit des Virus in verschiedenen Matrizen wie Nasensekret, Sputum und Fäkalien und gleichzeitig variablen Umgebungsbedingungen wie Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit.
Die Epidemiologie von SARS-CoV-1 wurde durch nosokomiale Übertragung dominiert und SARS-CoV1 wurde auf einer Vielzahl von Oberflächen und Objekten im Gesundheitswesen nachgewiesen . Die Übertragung von HCoV-19 erfolgt auch in Krankenhäusern, wobei mehr als 3.000 Fälle von im Krankenhaus erworbenen Infektionen gemeldet wurden. Diese Fälle verdeutlichen die Anfälligkeit von Gesundheitseinrichtungen für die Einschleppung und Verbreitung von HCoV-19.
Im Gegensatz zu SARS-CoV-1 wurden die meisten sekundären Übertragungen jedoch außerhalb des Gesundheitswesens gemeldet , und eine weit verbreitete Übertragung in der Gemeinschaft ist in verschiedenen Umgebungen zu beobachten, beispielsweise zu Hause, am Arbeitsplatz und bei Gruppentreffen.
Ein bemerkenswertes Merkmal von SARS-CoV-1 waren Super-Spreading- Ereignisse, bei denen eine einzelne infizierte Person für eine große Anzahl sekundärer Fälle verantwortlich war, die deutlich über der durchschnittlichen Zahl der Reproduktionszahl lag.
Der Trend zu solchen Super-Spreading-Ereignissen hat zwei wichtige Konsequenzen für die Epidemiologie neu auftretender Infektionen: Er erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass eine eingeschleppte Infektion zufällig verschwindet, doch wenn es zu Ausbrüchen kommt, sind sie explosiv und können Krankenhäuser und Gesundheitskapazitäten überfordern. öffentlich.
Für HCoV-19 wurde eine Reihe hypothetischer Super-Spread-Ereignisse gemeldet. Angesichts der Tatsache, dass SARS-CoV-1-Superspreading-Ereignisse mit der Übertragung von Aerosolen und Fomiten in Verbindung gebracht werden, gibt unsere Feststellung, dass HCoV-19 in der Umgebung eine Lebensfähigkeit aufweist, die mit der von SARS-150 CoV-1 vergleichbar ist, unserer Hypothese Glauben, dass es auch damit zusammenhängen könnte mit Superlearning.
