Nytt koronavirus kan spre seg som en luftbåren aerosol, som SARS

Redaktørens merknad: Studien beskrevet i denne artikkelen var publisert i The New England Journal of Medicine 17. mars. Denne artikkelen ble opprinnelig publisert 13. mars.

Den nye coronavirus SARS-CoV-2 kan overleve i luften i flere timer i fine partikler kjent som aerosoler, ifølge foreløpig forskning.

Koronaviruset, som forårsaker luftveisinfeksjonen COVID-19, kan oppdages opptil 3 timer etter aerosolisering og kan infisere celler i løpet av den tidsperioden, fant forskningsforfatterne. Studien, som først ble publisert 10. mars på forhåndstrykkdatabasen medRxiv, er fortsatt foreløpig, fordi den ikke har gjennomgått en omfattende fagfellevurdering. Forfatterne fikk kommentarer fra ett potensielt vitenskapelig tidsskrift, og la ut en oppdatert versjon av studien 13. mars som gjenspeiler revisjonene.

Forutsatt at de første resultatene holder opp til granskningen, synes aerosoloverføring av SARS-CoV-2 å være "sannsynlig", skrev forfatterne - men flere sentrale spørsmål er ubesvart.

"Vi vet fremdeles ikke hvor høy konsentrasjon av levedyktig SARS-CoV-2 er nødvendig i praksis for å infisere et menneske, selv om dette er noe vi ønsker å modellere i fremtiden," er medforfatter Dylan Morris, utdannet student ved Institutt for økologi og evolusjonær biologi ved Princeton University, fortalte Live Science i en e-post. Morris og kollegene testet om virale partikler fra aerosoler kunne infisere celler som ble dyrket i laboratoriet, ikke virkelige mennesker. Enda viktigere, selv om aerosoloverføring kan oppstå, er det lite sannsynlig at den er den primære kraften som driver den aktuelle pandemien, la Morris til.

"Den nåværende vitenskapelige konsensus er at mest overføring via luftveissekresjoner skjer i form av store luftveisdråper ... snarere enn små aerosoler," sa han. "Dråper er heldigvis tunge nok til at de ikke reiser veldig langt" og i stedet faller fra luften etter å ha reist bare noen få meter.

Aerosoler derimot kan potensielt reise over langt større avstander; viruset som forårsaker vannkopper, for eksempel, kan reise titalls meter fra en smittet person og oppfordre til sekundære infeksjoner andre steder i miljøet, og kan forbli i et område selv etter at personen som har avgitt dem har forlatt. I den nåværende studien undersøkte forskerne imidlertid ikke hvor langt SARS-CoV-2 kunne tenkes å reise gjennom luften.

Viral overlevelse

For å se hvor lenge SARS-CoV-2 overlever som en aerosol, matet forskerne prøver av viruset gjennom en forstøver og sprayet de aerosoliserte partiklene i en trommellignende struktur. De tok deretter periodiske prøver fra trommelen og analyserte hver enkelt for viralt genetisk materiale, kjent som RNA.

Teamet var i stand til å oppdage viralt RNA gjennom løpet av deres 3-timers eksperiment, men det alene garanterer at det gjenværende viruset var levedyktig.

"Du finner et RNA på en overflate, det betyr ikke at viruset ... kan smitte noen," sa Aubree Gordon, førsteamanuensis i epidemiologi ved University of Michigan School of Public Health, som ikke var involvert i studien. For å avgjøre om viruset virkelig var levedyktig, vokste forskerne kimen i dyrkede celler. Disse kritiske testene gjorde studien "mye sterkere" enn om forskerne bare hadde sett etter RNA, sa Gordon.

Teamet sporet også hvordan nivåene av viruset forfalt over tid ved å merke seg hvordan konsentrasjonen avtok fra prøve til prøve. Ved hjelp av disse målingene beregnet de "halveringstiden" av et virus i forskjellige miljøer, eller hvor lang tid det tar før viralkonsentrasjonen synker med halvparten.

"Et grunnleggende prinsipp for forfall er at hvis du begynner med mer virus, vil du ha detekterbart virus i lengre tid," sa Morris. "De estimerte halveringstidene gir oss en følelse av hvor lenge ting ville vare hvis vi startet med forskjellig startkonsentrasjoner. "Med andre ord, ved å kjenne til halveringstiden til et virus kan forskere bestemme hvor lenge et bestemt virus kan overleve i forskjellige miljøer, uavhengig av hvor mye virus som er til stede på prøvetakingen.

Aerosolisert virus viste en median halveringstid på ca. 1,1-1,2 timer, tilsvarende det relaterte koronaviruset som forårsaker SARS, bemerket forfatterne.

Teamet undersøkte også hvor lenge viruset forblir levedyktig på kobber, rustfritt stål, plast og papp. Levedyktig virus kunne ikke påvises på kobber etter 4 timer, eller etter 24 timer på papp. Kimen overlevde best på plast og rustfritt stål, og forble levedyktig i opptil 72 timer, selv om dens samlede konsentrasjon falt betydelig på den tiden. Virusens halveringstid varierte også på hver overflate; viruset viste en halveringstid på 0,8 timer på kobber, 3,46 timer på papp, 5,6 timer på stål og 6,8 timer på plast.

Papptiltakene kan øke øyenbrynene fordi mange pakker som sendes gjennom posten er laget av papp. Men mens 24 timer høres ut som lenge, sa Morris at forfatterne "anbefaler forsiktighet" når de tolker disse resultatene. "Pappdataene våre var særlig støyende enn dataene våre fra andre overflater," noe som betyr at resultatene skilte seg tydelig ut da de gjentok eksperimentet, sa han.

I tillegg "vet vi ikke hvor mye virus som faktisk er nødvendig for å infisere et menneske med stor sannsynlighet, og heller ikke hvor lett viruset blir overført fra papp til en hånd når du berører en pakke," la han til.

Hva ville aerosoloverføring egentlig bety for spredning?

Forestillingen om virale partikler som henger i lufta, klar til å infisere forbipasserende, kan virke skummelt, men for å bli en aerosol må dråper som inneholder virale partikler først transformeres til en lett tåke, tynn nok til å bli støttet av luften. Per definisjon er aerosoler mindre enn 5 mikrometer i diameter, mens typiske respirasjonsdråper overstiger denne størrelsen.

"Basert på hva vi vet om andre luftveisvirus, tror vi ikke at SARS-CoV-2 blir aerosolisert i hverdagslige omgivelser," sa Morris. "Snarere, aerosolisering, hvis det i det hele tatt skjer for SARS-CoV-2, vil sannsynligvis skje i helsevesenet," ifølge nyere studier, sa Morris.

Under SARS-utbruddet i 2002-2003 drev aerosoler alvorlig virusspredning i helsevesenet, sier Gordon.

Spesifikt, bruk av intubasjon - der et rør settes inn i pasientens vindpipe - og forstøver - som forvandler medisiner til en inhalerbar tåke - genererte aerosoler og økte risikoen for virusoverføring til helsepersonell, sa hun. I tillegg kjørte aerosoler som ble sluppet ut i avføring, sannsynligvis to SARS-superbreddearrangementer i ikke-helsevesenet, den ene i et leilighetskompleks og den andre på et hotell, sa hun.

Ved innånding reiser fine aerosoler ofte dypere inn i kroppen enn tunge åndedrettsdråper, og gir alvorlig infeksjon i lungene, la hun til.

Hun og andre eksperter antok allerede at aerosoloverføring av SARS-CoV-2 "kan være en bekymring, fordi vi hadde sett det med SARS," sa Gordon. Mens den nye studien støtter spekulasjonene deres, sa hun at forskere burde være "forsiktige" med hensyn til hvordan de tolker resultatene.

"Vi vil se om vi ser virus i luften i helsevesenet," sa hun. Med andre ord må det tas prøver av faktisk sykehusluft for å avgjøre om SARS-CoV-2-aerosoler er til stede på betydelige nivåer, og hva det betyr for helsepersonell og deres pasienter.