A COVID-19 betegségként ismert súlyos akut légúti szindróma – a SARS-CoV-2 vírus miatt – ismert, hogy légúti cseppek és szoros érintkezés útján terjed.[1]A COVID-19 által okozott teher rendkívül súlyos volt Lombardiában és a Pó-völgyben (Észak-Olaszország)[2], ahol a részecskék magas koncentrációja jellemezhető, és amelyekről már ismert, hogy negatív hatással vannak az emberi egészségre.[3]Az Olaszországra vonatkozó, április 12-i regionális adatok azt mutatják, hogy a jelenleg pozitív emberek körülbelül 30%-a még mindig Lombardiában él (mintegy 40%, ha figyelembe vesszük a járvány kezdete óta megerősített eseteket), ezt követi Emilia Romagna (13,5%). , Piemont (10,5%) és Veneto (10%).[2]A Pó-völgy e négy régiója felelős az Olaszországban feljegyzett összes haláleset 80%-áért és az intenzív osztályokon felvett betegek 65%-áért.[2]
A Harvard School of Public Health által végzett kutatás úgy tűnik, hogy megerősíti az összefüggést a PM-koncentráció növekedése és a COVID-19 miatti halálozási arány között az Egyesült Államokban[4] Korábbi közleményeinkben feltételeztük, hogy a SARS-CoV-2. vírus jelen lehet a részecskéken (PM) a fertőzés terjedése során,[5,6] összhangban a már meglévő bizonyítékokkal
más vírusok számára is elérhető.[7-15] A levegőben szálló PM-asszociált mikrobióma kérdése azonban, különösen városi környezetben, továbbra is nagyrészt alulvizsgált,[16] és – jelenleg – még senki sem végzett olyan kísérleti vizsgálatokat, amelyek kifejezetten a városi környezetben zajlottak volna. a SARS-CoV-2 jelenlétének megerősítése vagy kizárása a PM-en.
Itt mutatjuk be azoknak az elemzéseknek az első eredményeit, amelyeket 34 kültéri/levegőben lévő PM10 mintán végeztünk Bergamo tartomány egyik ipari telephelyéről, amelyeket két különböző levegőmintavevővel gyűjtöttünk össze egy folyamatos 3 hetes időszakban, február 21-től márciusig. 13.
A Pan és munkatársai által leírt módszertant követve.2019-ben (levegőben terjedő vírusok gyűjtése, részecskeméretezése és kimutatása céljából)[17] a PM-mintákat kvarcszálas szűrőkön gyűjtöttük kis térfogatú gravimetriás levegőmintavevővel (38,3 l/perc 23 órán keresztül), amely megfelel az EN12341 referenciamódszernek. :2014 a PM10 monitorozáshoz.A részecskék 99,9%-os jellemzővel a szűrőkre kerültekaeroszol visszatartás, megfelelően tárolva és a Trieszti Egyetem Alkalmazott és Összehasonlító Genomikai Laboratóriumába szállítva.Tekintettel a DNS polimeráz inhibitorokban feltehetően gazdag minta „környezeti” jellegére, az RNS kinyerését a szűrők típusához igazított Quick RNA fekális talajmikroba készlettel folytattuk.[18]A fél szűrőt feltekerték, felső oldalával befelé,5 ml-es polipropilén tubusban, a készletben található gyöngyökkel együtt.A kezdeti 1 ml lizálópufferből körülbelül 400 ul oldatot tudtunk kihozni, amelyet azután a standard protokollok szerint feldolgoztunk, így a végső eluátum 15 ul.Ezt követően 5 ul-t használtunk a SARS-CoV-2 teszteléséhez.Tekintettel a minta sajátos eredetére, a qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMixet használták.[19]Az amplifikációs rendszerek a Corman és munkatársai által kidolgozott, a WHO honlapján [20] közzétett protokollhoz tartoznak.
A teszt kifejezetten az volt, hogy megerősítse vagy kizárja a SARS-CoV-2 RNS jelenlétét a részecskéken.Az első analízis az „E gént” használta molekuláris markerként, és lenyűgöző pozitív eredményt produkált 16 szűrőből 15-ön, még akkor is, ha – ahogyan azt várhattuk – a Ct 36-38 ciklus között volt.
Ezt követően megismételtük az elemzést 6 pozitív szűrőn (már pozitív az „E génre”), molekuláris markerként az „RtDR gént” használva – amely nagyon specifikus a SARS-CoV-2-re –, és 5 szignifikáns eredményt értünk el. a pozitivitás;a hamis pozitivitás kizárására szolgáló kontroll teszteket is sikeresen végeztük (1. ábra).
Annak elkerülése érdekében, hogy a rendelkezésre álló szűkös mintaanyag kifogyjon, a fennmaradó extrahált RNS-eket a helyi Egyetemi Kórházba szállították (az egyik olyan klinikai központ, amelyet az olasz kormány felhatalmazott a SARS-CoV-2 diagnosztikai tesztekre), hogy elvégezzék a második vizsgálatot. párhuzamos vak teszt.Ez a második klinikai laboratórium 34 RNS-kivonást tesztelt az E, N és RdRP génekre, és 7 pozitív eredményről számolt be a három markergén közül legalább az egyikre, és a pozitivitást mindhárom markerre külön-külön megerősítették (2. ábra).A minta jellegéből adódóan, és tekintettel arra, hogy a mintavétel nem klinikai diagnosztikai célból, hanem környezetszennyezési vizsgálat céljából történt (figyelembe véve azt is, hogy a szűrőket legalább négy hétig tárolták a molekuláris genetikai elemzések előtt, mivelaz olasz leállás következménye), megerősíthetjük, hogy ésszerűen kimutattuk a SARS-CoV-2 vírus RNS jelenlétét a rendkívül specifikus „RtDR gén” kimutatásával 8 szűrőn.A szűrőkből származó további anyagok hiánya miatt azonban nem tudtunk annyi tesztet megismételni, hogy mind a 3 molekuláris markerre egyidejűleg pozitivitást mutassunk.
Ez az első előzetes bizonyíték arra vonatkozóan, hogy a SARS-CoV-2 RNS jelen lehet a kültéri részecskéken, ami arra utal, hogy légköri stabilitás és magas PM-koncentráció esetén a SARS-CoV-2 klasztereket hozhat létre kültéri részecskékkel és – diffúziós együtthatójuk csökkentése – fokozza a vírus perzisztenciáját a légkörben.További megerősítések ennek az előzetesnekA bizonyítékok folyamatban vannak, és tartalmazniuk kell a SARS-CoV-2 vitalitásának valós idejű értékelését, valamint a részecskéken adszorbeált virulenciáját.Jelenleg nem lehet feltételezni a vírus PM-en való jelenléte és a COVID-19 járvány előrehaladása közötti összefüggést.További konkrétan kezelendő kérdések a PM átlagos koncentrációjaszükséges a fertőzés potenciális „növelő hatásához” (amennyiben bebizonyosodik, hogy a PM „hordozóként” működhet a víruscseppmagok számára), vagy akár az immunizálás elméleti lehetősége a minimális dózisexpozícióból adódóan alacsonyabb PM küszöbértékeknél .
1. ábra E (A) és RdRP gének (B) amplifikációs görbéi: a zöld vonalak a tesztelt szűrőket jelzik;keresztvonalakreferenciaszűrő-kivonásokat jelöl;piros vonalak a pozitív minták amplifikációját jelzik.
2. ábra.Pozitív eredmények (X-szel jelölve) az E, N és RdRP génekre, mind a 34 PM10 mintára.a második párhuzamos elemzésben tesztelt szűrőket.
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 Piscitelliani8,8
1. Ipari Kémiai Tanszék, Bolognai Egyetem, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bologna, Olaszország
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Ipari Kutatási Minisztériumközi Központ „Megújuló források, környezet, kék növekedés, energia”,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Biológiai Tanszék, „Aldo Moro” Egyetem, Bari, Bari, Olaszország
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Kémiai és Gyógyszertudományi Tanszék, Trieszti Egyetem, Trieszt, Olaszország
e-mail: barbierp@units.it
5. Környezetkutatási osztály, TCR TECORA, Milánó, Olaszország
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Élettudományi Tanszék – Trieszti Egyetem, Trieszt, Olaszország
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Laboratóriumi Orvostudományi Osztály, Giuliano Isontina Egyetemi Kórház (ASU GI), Trieszt, Olaszország
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Olasz Környezetgyógyászati Társaság (SIMA), Milánó, Olaszország
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Környezettudományi és Poicy Tanszék, Milánói Egyetem, Milánó, Olaszország
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Levelezési cím:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Hivatkozások
1. Egészségügyi Világszervezet, A COVID-19-et okozó vírus átviteli módjai: az IPC elővigyázatossági ajánlásaira vonatkozó következmények, Tudományos ismertető;elérhető: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (2020. március 29.)
2. Az olasz egészségügyi minisztérium napilapja az olaszországi Covid-19-járványról, elérhető: http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. EEA, Európai Környezetvédelmi Ügynökség, Levegőminőség Európában 2019. évi jelentés;No 10/2019;Európai Környezetvédelmi Ügynökség: Koppenhága, Dánia, elérhető: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici: A levegőszennyezésnek való kitettség és a COVID-19 mortalitás az Egyesült Államokban, elérhető a következő címen: https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Olasz Környezetgyógyászati Társaság (SIMA), Position Paper Particulate Matter és COVID-19,
elérhető: 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., Van-e valószínű szerep A COVID-19 észak-olaszországi terjedésében részt vevő részecskékért?, BMJ Rapid Responses, 2020. április 8.
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Generation of avian influenza virus (AIV) contaminated fecal fine particulate matter (PM2.5): genom és fertőzőképesség kimutatása és az immisszió kiszámítása.Állatorvosi mikrobiológia.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. A légi úton terjedő terjedés szerepet játszhatott a 2015-ös magas patogenitású madárinfluenza-járványok terjedésében Egyesült Államok.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. A poresemények hatásának felmérése a kanyaró incidenciájára Nyugat-Kínában.Légköri környezet.157, 1-9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. Ø., Donaldson, AI Integrált modell az Epidemiol ragadós száj- és körömfájás vírus légköri terjedésének előrejelzésére.Infect., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. New Directions: Airborne Transmission of Foot-Mouth Disease Virus Atmospheric Environment, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA Vírusok és baktériumok lerakódási sebessége a légköri határréteg felett.Az ISME folyóirat.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 A részecskékkel kapcsolatos mikrobiom longitudinális felmérése egy megacityben.Genombiológia.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Airborne broadcast may have
szerepet játszott a 2015-ös magas patogenitású madárinfluenza-járvány terjedésében az Egyesült Államokban.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. Assessment for the impact of dust events on measles incidence in Western China.Légköri környezet.157, 1-9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J., Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF A levegőben lévő mikrobiális közösségek optimalizált DNS-kinyerése és metagenomikus szekvenálása .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Airborne viruses gyűjtése, részecskeméretezése és kimutatása.Journal of Applied Microbiology, 127, 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, termékleírás, elérhető: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd., a termék leírása, elérhető: https://www.quantabio.com/qscript-xlt-1-steprt-qpcr-toughmix
20. Corman, VM, Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, DK és Mulders, DG (2020).
A 2019-es új koronavírus (2019-nCoV) kimutatása valós idejű RT-PCR segítségével.Eurosurveillance, 25(3), elérhető: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Eredeti: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Feladás időpontja: 2020.04.18