On teada, et SARS-CoV-2 viirusest tingitud COVID-19 haigusena tuntud raske äge respiratoorne sündroom levib hingamisteede tilkade ja lähikontaktide kaudu.[1]COVID-19 levik oli äärmiselt tõsine Lombardias ja Po orus (Põhja-Itaalia),[2] piirkonnas, mida iseloomustavad tahkete osakeste kõrge kontsentratsioon, millel on juba teadaolevalt inimeste tervisele negatiivne mõju.[3]Itaalia kohta 12. aprilli seisuga kättesaadavad piirkondlikud andmed näitavad, et umbes 30% praegu positiivsetest inimestest elab endiselt Lombardias (umbes 40%, kui võtta arvesse epideemia algusest peale kinnitatud juhtumeid), millele järgneb Emilia Romagna (13,5%). , Piemonte (10,5%) ja Veneto (10%).[2]Need neli Po oru piirkonda põhjustavad 80% kõigist Itaalias registreeritud surmajuhtumitest ja 65% intensiivraviosakondadesse sattunud inimestest.[2]
Harvardi rahvatervise kooli tehtud uuring näib kinnitavat seost tahkete osakeste kontsentratsiooni suurenemise ja COVID-19 põhjustatud suremuse vahel USA-s[4] Varasemates teatistes püstitasime hüpoteesi võimalusele, et SARS-CoV-2 viirus võib esineda tahketel osakestel (PM) nakkuse leviku ajal,[5,6] kooskõlas juba tõenditega
Saadaval ka teiste viiruste jaoks.[7–15] Õhus leviva PM-ga seotud mikrobioomi küsimust, eriti linnakeskkonnas, on aga suures osas alauuritud[16] ja praegu pole keegi veel läbi viinud spetsiaalselt suunatud eksperimentaalseid uuringuid. SARS-CoV-2 olemasolu kinnitamisel või välistamisel PM-is.
Siin esitame esimesed analüüsitulemused, mille tegime 34 välistingimustes/õhus leviva PM10 PM10 proovi kohta Bergamo provintsis, mis on kogutud kahe erineva õhuproovivõtjaga 3-nädalase pideva perioodi jooksul 21. veebruarist märtsini. 13.
Järgides Pan et al. kirjeldatud metoodikat.2019. aastal (õhus levivate viiruste kogumiseks, osakeste suuruse määramiseks ja tuvastamiseks)[17] koguti tahkete osakeste proovid kvartskiudfiltritele, kasutades väikesemahulist gravimeetrilist õhuproovivõtjat (38,3 l/min 23 tundi), mis vastab standardmeetodile EN12341. :2014 PM10 seire jaoks.Tahked osakesed püüti filtritele 99,9% tüüpilisegaaerosooli retentsioon, korralikult ladustatud ja toimetatud Trieste ülikooli rakendus- ja võrdleva genoomika laborisse.Arvestades proovi „keskkondlikku” olemust, mis on arvatavasti rikas DNA polümeraaside inhibiitorite poolest, jätkasime RNA ekstraheerimist, kasutades filtrite tüübile kohandatud Quick RNA fekaalse mulla mikroobikomplekti.[18]Pool filtrit keerati rulli, ülemine külg sissepoole,5 ml polüpropüleentuubis koos komplektis olevate helmestega.Algsest 1 ml lüüsipuhvrist saime umbes 400 ul lahust, mida seejärel töödeldi vastavalt standardprotokollidele, mille tulemusena saadi lõplik eluaat 15 ul.Seejärel kasutati SARS-CoV-2 testimiseks 5 ul.Arvestades proovi konkreetset päritolu, kasutati qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMixi.[19]Võimendussüsteemid olid Cormani jt poolt välja töötatud protokolli süsteemid, mis avaldati WHO veebisaidil [20].
Katse eesmärk oli selgesõnaliselt kinnitada või välistada SARS-CoV-2 RNA olemasolu tahketel osakestel.Esimeses analüüsis kasutati "E-geeni" molekulaarse markerina ja see andis muljetavaldava positiivse tulemuse 15-st 16-st filtrist, isegi kui, nagu võis oodata, oli Ct vahemikus 36-38 tsüklit.
Pärast seda oleme kordanud analüüsi 6 positiivse filtriga (juba positiivsed "E geeni suhtes"), kasutades molekulaarse markerina "RtDR geeni", mis on SARS-CoV-2 suhtes väga spetsiifiline, saavutades 5 märkimisväärset tulemust. positiivsusest;edukalt sooritati ka kontrolltestid valepositiivsuse välistamiseks (joonis 1).
Et vältida nappide proovivõtumaterjali ammendumist, viidi ülejäänud ekstraheeritud RNA-d kohalikku ülikoolihaiglasse (üks Itaalia valitsuse poolt SARS-CoV-2 diagnostiliste testide jaoks volitatud kliinilistest keskustest), et teha teine. paralleelne pime test.Selles teises kliinilises laboris testiti 34 RNA ekstraheerimist E, N ja RdRP geenide jaoks, andes 7 positiivset tulemust vähemalt ühe kolmest markergeenist, kusjuures positiivsus kinnitati eraldi kõigi kolme markeri puhul (joonis 2).Tulenevalt proovi iseloomust ja arvestades, et proove ei ole võetud kliinilise diagnostika eesmärgil, vaid keskkonnareostustestide jaoks (arvestades ka seda, et filtreid hoiti enne molekulaargeneetiliste analüüside tegemist vähemalt neli nädalat, kunaItaalia sulgemise tagajärg), võime kinnitada, et oleme SARS-CoV-2 viiruse RNA olemasolu põhjendatult demonstreerinud, tuvastades 8 filtril väga spetsiifilise RtDR geeni.Kuid filtrite lisamaterjalide puudumise tõttu ei saanud me korrata piisavalt palju teste, et näidata positiivsust kõigi 3 molekulaarse markeri samaaegselt.
See on esimene esialgne tõend selle kohta, et SARS-CoV-2 RNA võib esineda välistingimustes olevatel tahketel osakestel, mis viitab sellele, et atmosfääri stabiilsuse ja kõrge PM kontsentratsiooni tingimustes võib SARS-CoV-2 luua klastreid välistingimustes esinevate tahkete osakestega ja nende difusioonikoefitsiendi vähendamine – suurendab viiruse püsivust atmosfääris.Täiendavad kinnitused sellele esialgseletõendid on käimas ja peaksid hõlmama reaalajas hinnangut SARS-CoV-2 elujõulisuse ja selle virulentsuse kohta tahketele osakestele adsorbeerituna.Praegu ei saa teha oletusi PM-i viiruse esinemise ja COVID-19 puhangu progresseerumise vahelise seose kohta.Teised konkreetselt käsitletavad küsimused on lõpuks tahkete osakeste keskmised kontsentratsioonidvajalik nakkuse potentsiaalseks "võimendusefektiks" (juhul kui leiab kinnitust, et PM võib toimida viiruse tilkade tuumade "kandjana") või isegi teoreetiliseks immuniseerimisvõimaluseks, mis on tingitud minimaalsest doosiga kokkupuutest PM madalamate läviväärtuste juures. .
Joonis 1 E (A) ja RdRP geenide (B) amplifikatsioonikõverad: rohelised jooned tähistavad testitud filtreid;ristjoonedtähistab võrdlusfiltri väljavõtteid;punased jooned tähistavad positiivsete proovide amplifikatsiooni.
Joonis 2.Positiivsed tulemused (tähistatud X-ga) E, N ja RdRP geenide jaoks, mis saadi kõigi 34 PM10 proovi kohtateise paralleelanalüüsi käigus testitud filtrid.
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 A,9 Piscitelli8,8
1. Tööstuskeemia osakond, Bologna ülikool, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bologna, Itaalia
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Osakondadevaheline tööstusuuringute keskus “Taastuvad allikad, keskkond, sinine kasv, energia”,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Bioloogia osakond, Aldo Moro ülikool, Bari, Bari, Itaalia
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Trieste ülikooli keemia- ja farmaatsiateaduste osakond, Trieste, Itaalia
e-mail: barbierp@units.it
5. Keskkonnauuringute osakond, TCR TECORA, Milano, Itaalia
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Bioteaduste osakond – Trieste Ülikool, Trieste, Itaalia
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Laboratoorse meditsiini osakond, Giuliano Isontina ülikoolihaigla (ASU GI), Trieste, Itaalia
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Itaalia Keskkonnameditsiini Selts (SIMA), Milano, Itaalia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Keskkonnateaduste ja Poicy osakond, Milano Ülikool, Milano, Itaalia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Vastav autor:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Viited
1. Maailma Terviseorganisatsioon, COVID-19 põhjustava viiruse leviku viisid: mõju STK ettevaatussoovitustele, teaduslik ülevaade;saadaval aadressil: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29. märts 2020)
2. Itaalia tervishoiuministeerium, igapäevane bülletään Covid-19 puhangu kohta Itaalias, saadaval aadressil http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. EEA, Euroopa Keskkonnaagentuur, Air Quality in Europe 2019 Report;nr 10/2019;Euroopa Keskkonnaagentuur: Kopenhaagen, Taani, saadaval aadressil: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Kokkupuude õhusaastega ja COVID-19 suremus Ameerika Ühendriikides, saadaval aadressil: https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Itaalia Keskkonnameditsiini Selts (SIMA), positsiooniraamat tahked ained ja COVID-19,
saadaval aadressil: 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., Kas on usutav roll Tahkete osakeste kohta COVID-19 levimisel Põhja-Itaalias?, BMJ Rapid Responses, 8. aprill 2020, saadaval aadressil: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Generation of avian influenza virus (AIV) kontaminated fecal fine particulate material (PM2.5): genoomi ja nakkavuse tuvastamine ja immissiooni arvutamine.Veterinaarmikrobioloogia.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Airborne transmissioon võis mängida rolli 2015. aasta kõrge patogeensusega linnugripi puhangute levimisel. Ühendriigid.Sci Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
9. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Tolmusündmuste mõju hindamine leetrite esinemissagedusele Lääne-Hiinas.Atmosfäärikeskkond.157, 1–9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. Ø., Donaldson, AI Integreeritud mudel suu- ja sõrataudiviiruse Epidemiol leviku atmosfääris ennustamiseks.Infect., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. Uued juhised: suu- ja sõrataudi viiruse õhu kaudu leviv atmosfäärikeskkond, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA. Viiruste ja bakterite sadestumise kiirused atmosfääri piirkihi kohal.ISME ajakiri.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 Tahkete osakestega seotud mikrobioomi pikisuunaline uuring megalinnas.Genoomi bioloogia.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Õhuülekandel võib olla
mängis rolli 2015. aasta kõrge patogeensusega linnugripi puhangute levikus Ameerika Ühendriikides.Sci
Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
15. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Tolmusündmuste mõju hindamine leetrite esinemissagedusele Lääne-Hiinas.Atmosfäärikeskkond.157, 1–9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J., Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF Õhus levivate mikroobikoosluste optimeeritud DNA ekstraheerimine ja metagenoomne järjestamine .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Õhus levivate viiruste kogumine, osakeste suurus ja tuvastamine.Journal of Applied Microbiology, 127, 1596–1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, tootekirjeldus, saadaval aadressil: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd, toote kirjeldus, saadaval aadressil: https://www.quantabio.com/qscript-xlt-1-steprt-qpcr-toughmix
20. Corman, VM, Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, DK ja Mulders, DG (2020).
2019. aasta uudse koroonaviiruse (2019-nCoV) tuvastamine reaalajas RT-PCR abil.Eurosurveillance, 25(3), saadaval aadressil: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Originaal: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Postitusaeg: 18.04.2020