Es reconeix que la síndrome respiratòria aguda severa coneguda com a malaltia COVID-19, a causa del virus SARS-CoV-2, es propaga a través de gotes respiratòries i contactes propers.[1]La càrrega de la COVID-19 va ser extremadament severa a Llombardia i la vall del Po (nord d'Itàlia),[2] una zona caracteritzada per altes concentracions de partícules, que ja se sap que produeixen efectes negatius sobre la salut humana.[3]Les xifres regionals disponibles per a Itàlia a la data del 12 d'abril mostren que al voltant del 30% de les persones actualment positives encara viuen a Llombardia (al voltant del 40% si es tenen en compte els casos globals confirmats des de l'inici de l'epidèmia), seguida d'Emília-Romanya (13,5%). , Piemont (10,5%) i Vèneto (10%).[2]Aquestes quatre regions de la vall del Po representen el 80% de les morts totals registrades a Itàlia i el 65% dels ingressos a les unitats de cures intensives.[2]
Una investigació realitzada per l'Escola de Salut Pública de Harvard sembla confirmar una associació entre l'augment de les concentracions de PM i les taxes de mortalitat a causa de COVID-19 als EUA[4] En comunicacions anteriors, hem plantejat la hipòtesi de la possibilitat que SARS-CoV-2 El virus podria estar present a les partícules (PM) durant la propagació de la infecció,[5,6] de manera coherent amb l'evidència que ja
disponible per a altres virus.[7-15] No obstant això, el problema del microbioma associat a les partícules en l'aire, especialment en entorns urbans, continua sent poc investigat[16] i, de moment, ningú encara ha dut a terme estudis experimentals dirigits específicament. en confirmar o excloure la presència del SARS-CoV-2 a la tarda.
Aquí, presentem els primers resultats de les anàlisis que hem realitzat en 34 mostres de PM10 de PM10 a l'aire lliure/aire d'un lloc industrial de la província de Bèrgam, recollides amb dos mostrejos d'aire diferents durant un període continu de 3 setmanes, del 21 de febrer al març. 13è.
Seguint la metodologia descrita per Pan et al.l'any 2019 (per a la recollida, mida de partícules i detecció de virus en l'aire),[17] es van recollir mostres de PM en filtres de fibra de quars mitjançant un mostreig d'aire gravimètric de baix volum (38,3 l/min durant 23 h), conforme al mètode de referència EN12341. :2014 per al monitoratge de PM10.Les partícules es van atrapar als filtres amb un 99,9% típicretenció d'aerosols, degudament emmagatzemats i lliurats al laboratori de Genòmica Aplicada i Comparada de la Universitat de Trieste.Atesa la naturalesa "ambiental" de la mostra, presumiblement rica en inhibidors d'ADN polimerases, vam procedir a l'extracció d'ARN mitjançant el kit de microbis de sòl fecal Quick RNA adaptat al tipus de filtres.[18]La meitat del filtre es va enrotllar, amb la part superior cap a dins,en un tub de polipropilè de 5 ml, juntament amb les perles proporcionades al kit.A partir dels 1 ml inicial de tampó de lisi, vam poder obtenir uns 400 ul de solució, que després es van processar tal com es defineixen els protocols estàndard, donant com a resultat un eluat final de 15 ul.Posteriorment, es van utilitzar 5 ul per a la prova SARS-CoV-2.Donat l'origen particular de la mostra, es va utilitzar el qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix.[19]Els sistemes d'amplificació eren els del protocol desenvolupat per Corman et al, publicat al lloc web de l'OMS [20].
La prova tenia com a objectiu explícit confirmar o excloure la presència de l'ARN del SARS-CoV-2 en partícules.La primera anàlisi va utilitzar el "gen E" com a marcador molecular i va produir un resultat positiu impressionant en 15 de 16 filtres encara que, com podríem esperar, el Ct estava entre 36-38 cicles.
Després d'això, hem replicat l'anàlisi en 6 dels filtres positius (ja positius al "gen E") utilitzant el "gen RtDR" com a marcador molecular -que és molt específic per al SARS-CoV-2- aconseguint 5 resultats significatius. de positivitat;Les proves de control per excloure la falsa positivitat també es van realitzar amb èxit (Fig. 1).
Per evitar l'esgotament de l'escàs material de mostreig disponible, la resta d'ARN extrets es van lliurar a l'Hospital Universitari local (un dels centres clínics autoritzats pel govern italià per a proves diagnòstiques de SARS-CoV-2), per tal de realitzar una segona prova cec paral·lel.Aquest segon laboratori clínic va provar 34 extraccions d'ARN per als gens E, N i RdRP, informant de 7 resultats positius per almenys un dels tres gens marcadors, amb la positivitat confirmada per separat per als tres marcadors (Fig. 2).Per la naturalesa de la mostra, i tenint en compte que el mostreig no s'ha realitzat amb finalitats de diagnòstic clínic sinó per a proves de contaminació ambiental (tenint també en compte que els filtres es van emmagatzemar almenys quatre setmanes abans de ser sotmesos a anàlisis genètiques moleculars, ja queconseqüència de l'aturada italiana), podem confirmar haver demostrat raonablement la presència d'ARN viral SARS-CoV-2 detectant un "gen RtDR" molt específic en 8 filtres.Tanmateix, a causa de la manca de materials addicionals dels filtres, no vam poder repetir el nombre suficient de proves per mostrar positivitat per als 3 marcadors moleculars simultàniament.
Aquesta és la primera evidència preliminar que l'ARN del SARS-CoV-2 pot estar present en partícules exteriors, cosa que suggereix que, en condicions d'estabilitat atmosfèrica i altes concentracions de PM, el SARS-CoV-2 podria crear cúmuls amb PM a l'aire lliure i, per reduint el seu coeficient de difusió: millora la persistència del virus a l'atmosfera.Més confirmacions d'aquest preliminarLes proves estan en curs i haurien d'incloure una avaluació en temps real sobre la vitalitat del SARS-CoV-2, així com la seva virulència quan s'adsorbeix sobre partícules.De moment, no es poden fer hipòtesis sobre la correlació entre la presència del virus en la PM i la progressió del brot de COVID-19.Altres qüestions a tractar específicament són les concentracions mitjanes de PM eventualmentrequerit per a un potencial "efecte d'impuls" del contagi (en cas que es confirmi que el PM podria actuar com a "portador" dels nuclis de gotetes virals), o fins i tot la possibilitat teòrica d'immunització com a conseqüència d'exposició a dosis mínimes a llindars més baixos de PM. .
Fig.1 Corbes d'amplificació dels gens E (A) i RdRP (B): les línies verdes representen filtres provats;línies creuadesrepresenta extraccions de filtre de referència;les línies vermelles representen l'amplificació de les mostres positives.
Fig.2.Resultats positius (marcats amb X) per als gens E, N i RdRP obtinguts per a tota la mostra de 34 PM10filtres provats en les segones anàlisis paral·leles.
Leonardo Setti1, Fabrizio Passarini2, Gianluigi De Gennaro3, Pierluigi Barbieri4, Maria Grazia Perrone5, Massimo Borelli6, Jolanda Palmisani3, Alessia Di Gilio3, Valentina Torboli6, Alberto Pallavicini6, Maurizio Ruscio7, Prisco Piscitelli8, Alessandro Miani8,9
1. Departament de Química Industrial, Universitat de Bolonya, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bolonya, Itàlia
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Centre Interdepartamental d'Investigació Industrial “Fonts Renovables, Medi Ambient, Creixement Blau, Energia”,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Departament de Biologia, Universitat “Aldo Moro” de Bari, Bari, Itàlia
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Departament de Ciències Químiques i Farmacèutiques, Universitat de Trieste, Trieste, Itàlia
e-mail: barbierp@units.it
5. Divisió d'Investigació Ambiental, TCR TECORA, Milà, Itàlia
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Departament de Ciències de la Vida – Universitat de Trieste, Trieste, Itàlia
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Divisió de Medicina de Laboratori, Hospital Universitari Giuliano Isontina (ASU GI), Trieste, Itàlia
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Societat Italiana de Medicina Ambiental (SIMA), Milà, Itàlia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Departament de Ciències Ambientals i Poicy, Universitat de Milà, Milà, Itàlia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Autor per a la correspondència:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Referències
1. Organització Mundial de la Salut, Modes de transmissió del virus que causa COVID-19: implicacions per a les recomanacions de precaució IPC, resum científic;disponible a: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29 de març de 2020)
2. Ministeri de Salut italià, butlletí diari Brot de Covid-19 a Itàlia, disponible a http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. EEA, Agència Ambiental Europea, Informe de la qualitat de l'aire a Europa 2019;núm 10/2019;Agència Europea del Medi Ambient: Copenhaguen, Dinamarca, disponible a: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Exposure to air pollution and COVID-19 mortality in the United States, disponible a: https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Societat Italiana de Medicina Ambiental (SIMA), Position Paper Particulate Matter i COVID-19,
disponible a: http://www.simaonlus.it/wpsima/wp-content/uploads/2020/03/COVID_19_positionpaper_ENG.pdf
6. Setti L., Passarini F., De Gennaro G., Barbieri P., Perrone MG, Piazzalunga A., Borelli M., Palmisani J., Di Gilio A, Piscitelli P, Miani A., Is there a Plausible Role per partícules en partícules en la propagació de COVID-19 al nord d'Itàlia?, BMJ Rapid Responses, 8 d'abril de 2020, disponible a: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Generació de partícules fines fecals contaminades pel virus de la grip aviària (AIV) (PM2,5): detecció i càlcul de la immissió del genoma i infectivitat.Microbiologia Veterinària.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. La transmissió aèria pot haver tingut un paper en la propagació dels brots de grip aviària altament patògens del 2015 en el Estats Units.Ciència Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
9. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Avaluació de l'impacte dels esdeveniments de pols sobre la incidència del xarampió a l'oest de la Xina.Ambient atmosfèric.157, 1-9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. Ø., Donaldson, AI Un model integrat per predir la propagació atmosfèrica del virus de la febre aftosa Epidemiol.Infect., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. Noves direccions: Transmissió aèria de l'entorn atmosfèric del virus de la febre aftosa, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA Taxes de deposició de virus i bacteris per sobre de la capa límit atmosfèrica.La revista ISME.12, 1154-1162 (2018)
13. Qin, N., Liang, P., Wu, C., Wang, G., Xu, Q., Xiong, X., Wang, T., Zolfo, M., Segata, N., Qin, H. ., Knight, R., Gilbert, JA, Zhu, TF Enquesta longitudinal del microbioma associat a les partícules en una megaciutat.Biologia del genoma.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. La transmissió aerotransportada pot tenir
va tenir un paper important en la propagació dels brots de grip aviària altament patògens del 2015 als Estats Units.Ciència
Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
15. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Avaluació de l'impacte dels esdeveniments de pols sobre la incidència del xarampió a l'oest de la Xina.Ambient atmosfèric.157, 1-9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J., Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF Extracció d'ADN optimitzada i seqüenciació metagenòmica de comunitats microbianes a l'aire. .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Col·lecció, mida de partícules i detecció de virus a l'aire.Journal of Applied Microbiology, 127, 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, descripció del producte, disponible a: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd, descripció del producte, disponible a: https://www.quantabio.com/qscript-xlt-1-steprt-qpcr-toughmix
20. Corman, VM, Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, DK i Mulders, DG (2020).
Detecció del nou coronavirus del 2019 (2019-nCoV) mitjançant RT-PCR en temps real.Eurosurveillance, 25(3), disponible a:.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Original: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Hora de publicació: 18-abril-2020