Nustatyta, kad SARS-CoV-2 viruso sukeltas sunkus ūminis kvėpavimo sindromas, žinomas kaip COVID-19 liga, plinta kvėpavimo takų lašeliais ir artimu kontaktu.[1]COVID-19 našta buvo itin didelė Lombardijoje ir Po slėnyje (Šiaurės Italija)[2] – vietovėje, kuriai būdinga didelė kietųjų dalelių koncentracija, jau žinoma, kad jos daro neigiamą poveikį žmonių sveikatai[3].Balandžio 12 d. turimi Italijos regioniniai skaičiai rodo, kad apie 30 % šiuo metu teigiamų žmonių vis dar gyvena Lombardijoje (apie 40 %, atsižvelgiant į bendrus atvejus, patvirtintus nuo epidemijos pradžios), o toliau seka Emilija Romagna (13,5 %). , Pjemontas (10,5 %) ir Venetas (10 %).[2]Šiuose keturiuose Po slėnio regionuose įvyksta 80 % visų Italijoje užregistruotų mirčių ir 65 % pacientų, patenkančių į intensyviosios terapijos skyrius.[2]
Atrodo, kad Harvardo visuomenės sveikatos mokyklos atliktas tyrimas patvirtina ryšį tarp PM koncentracijos padidėjimo ir mirtingumo dėl COVID-19 JAV[4] Ankstesniuose pranešimuose iškėlėme hipotezę, kad SARS-CoV-2. virusas gali būti ant kietųjų dalelių (KD) infekcijos plitimo metu [5,6], jau turi įrodymų
prieinama kitiems virusams.[7–15] Tačiau su PM susijusių mikrobiomų, susijusių su oru, problema, ypač miesto aplinkoje, tebėra nepakankamai ištirta[16], ir šiuo metu niekas vis dar neatliko eksperimentinių tyrimų, skirtų konkrečiai. patvirtinant arba atmetant SARS-CoV-2 buvimą PM.
Pateikiame pirmuosius analizės rezultatus, kuriuos atlikome su 34 PM10 PM10 mėginiais lauke ir (arba) oru iš pramonės objekto Bergamo provincijoje, paimtų dviem skirtingais oro mėginių ėmimo ėmikliais per 3 savaites, nuo vasario 21 d. iki kovo. 13 d.
Vadovaujantis Pan ir kt. aprašyta metodika.2019 m. (skirtas ore plintančių virusų surinkimui, dalelių dydžiui ir aptikimui)[17] PM mėginiai buvo paimti ant kvarco pluošto filtrų, naudojant mažo tūrio gravimetrinį oro mėginių ėmiklį (38,3 l/min. 23 val.), atitinkantį standartinį metodą EN12341. :2014 m. dėl PM10 monitoringo.Kietosios dalelės buvo įstrigusios ant filtrų, kurių tipiškas 99,9 procaerozolių sulaikymas, tinkamai laikomas ir pristatomas į Triesto universiteto Taikomosios ir lyginamosios genomikos laboratoriją.Atsižvelgdami į tai, kad mėginys yra „aplinkosauginis“, kuriame tikriausiai gausu DNR polimerazių inhibitorių, RNR ekstrahavome naudodami Quick RNA išmatų dirvožemio mikrobų rinkinį, pritaikytą filtrų tipui.[18]Pusė filtro buvo susukta, viršutine puse į vidų,5 ml polipropileno tūbelėje kartu su rinkinyje esančiais karoliukais.Iš pradinio 1 ml lizės buferio mes galėjome gauti apie 400 ul tirpalo, kuris vėliau buvo apdorotas, kaip apibrėžta standartiniuose protokoluose, todėl galutinis eliuatas buvo 15 ul.Vėliau SARS-CoV-2 tyrimui buvo panaudota 5 ul.Atsižvelgiant į konkrečią mėginio kilmę, buvo naudojamas qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix.[19]Amplifikacijos sistemos buvo tokios, kaip Corman ir kt. sukurtas protokolas, paskelbtas PSO svetainėje [20].
Bandymu buvo aiškiai siekiama patvirtinti arba atmesti SARS-CoV-2 RNR buvimą ant kietųjų dalelių.Pirmoji analizė naudojo „E geną“ kaip molekulinį žymeklį ir davė įspūdingą teigiamą rezultatą 15 iš 16 filtrų, net jei, kaip galėjome tikėtis, Ct buvo tarp 36–38 ciklų.
Po to pakartojome 6 teigiamų filtrų (jau teigiamas „E genui“) analizę, kaip molekulinį žymeklį naudodami RtDR geną, kuris yra labai specifinis SARS-CoV-2, ir pasiekė 5 reikšmingus rezultatus. pozityvumo;taip pat buvo sėkmingai atlikti kontroliniai testai, siekiant pašalinti klaidingą teigiamumą (1 pav.).
Kad nepritrūktų turimos mėginių ėmimo medžiagos, likusios išskirtos RNR buvo pristatytos į vietinę universitetinę ligoninę (vieną iš klinikinių centrų, įgaliotų Italijos vyriausybės SARS-CoV-2 diagnostiniams tyrimams atlikti), kad būtų galima atlikti antrą. lygiagretus aklas testas.Ši antroji klinikinė laboratorija ištyrė 34 RNR ekstrakcijas E, N ir RdRP genams, pranešdama apie 7 teigiamus bent vieno iš trijų žymenų genų rezultatus, o visų trijų žymenų teigiamas atskirai patvirtintas (2 pav.).Dėl mėginio pobūdžio ir atsižvelgiant į tai, kad mėginiai buvo imami ne klinikinės diagnostikos tikslais, o aplinkos taršos tyrimams (taip pat atsižvelgiant į tai, kad filtrai buvo laikomi mažiausiai keturias savaites prieš atliekant molekulinę genetinę analizę, nesItalijos uždarymo pasekmė), galime patvirtinti, kad pagrįstai įrodėme SARS-CoV-2 viruso RNR buvimą aptikę labai specifinį „RtDR geną“ 8 filtruose.Tačiau dėl to, kad iš filtrų trūko papildomų medžiagų, negalėjome pakartoti pakankamai daug testų, kad vienu metu būtų parodytas visų 3 molekulinių žymenų teigiamas rezultatas.
Tai pirmasis preliminarus įrodymas, kad SARS-CoV-2 RNR gali būti ant lauko kietųjų dalelių, todėl galima daryti prielaidą, kad esant atmosferos stabilumui ir didelėms KD koncentracijoms, SARS-CoV-2 gali sukurti grupes su lauko kietosiomis dalelėmis ir – sumažinti jų difuzijos koeficientą – sustiprinti viruso išlikimą atmosferoje.Tolimesni šio preliminaraus pranešimo patvirtinimaiĮrodymai tebevyksta ir turėtų apimti realaus laiko SARS-CoV-2 gyvybingumo ir jo virulentiškumo vertinimą, kai jis adsorbuojamas ant kietųjų dalelių.Šiuo metu negalima daryti prielaidų dėl ryšio tarp viruso buvimo PM ir COVID-19 protrūkio progresavimo.Kiti klausimai, kuriuos reikia konkrečiai spręsti, yra vidutinės PM koncentracijos galiausiaireikalingas potencialiam užkrato „padidėjimo efektui“ (jei pasitvirtina, kad PM gali veikti kaip viruso lašelių branduolių „nešėjas“) arba net teorinei imunizacijos galimybei dėl minimalios dozės ekspozicijos esant žemesnėms PM slenksčiams. .
1 pav. E (A) ir RdRP genų (B) amplifikacijos kreivės: žalios linijos žymi patikrintus filtrus;kryžminės linijosreiškia etaloninių filtrų ištraukimus;raudonos linijos žymi teigiamų mėginių amplifikaciją.
2 pav.Teigiami E, N ir RdRP genų rezultatai (pažymėti X) gauti iš visų 34 PM10 mėginiųfiltrai, išbandyti atliekant antrąją lygiagrečią analizę.
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. Pramoninės chemijos skyrius, Bolonijos universitetas, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bolonija, Italija
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Tarpžinybinis pramonės tyrimų centras „Atsinaujinantys šaltiniai, aplinka, mėlynasis augimas, energetika“,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Biologijos katedra, Bario „Aldo Moro“ universitetas, Baris, Italija
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Chemijos ir farmacijos mokslų katedra, Triesto universitetas, Triestas, Italija
e-mail: barbierp@units.it
5. Aplinkos tyrimų skyrius, TCR TECORA, Milanas, Italija
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Gyvybės mokslų katedra – Triesto universitetas, Triestas, Italija
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Laboratorinės medicinos skyrius, Giuliano Isontina universitetinė ligoninė (ASU GI), Triestas, Italija
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Italijos aplinkos medicinos draugija (SIMA), Milanas, Italija
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Aplinkos mokslų ir Poicy katedra, Milano universitetas, Milanas, Italija
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Autorius susirašinėjimui:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Nuorodos
1. Pasaulio sveikatos organizacija, COVID-19 sukeliančio viruso perdavimo būdai: pasekmės TPK atsargumo rekomendacijoms, mokslinė apžvalga;galima rasti adresu https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (2020 m. kovo 29 d.)
2. Italijos sveikatos apsaugos ministerija, kasdieninis biuletenis apie Covid-19 protrūkį Italijoje, pasiekiamas adresu http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. EAA, Europos aplinkos agentūra, oro kokybės Europoje 2019 m. ataskaita;Nr. 10/2019;Europos aplinkos agentūra: Kopenhaga, Danija, galima rasti adresu https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Oro taršos poveikis ir mirtingumas nuo COVID-19 Jungtinėse Valstijose, galima rasti adresu https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Italijos aplinkos medicinos draugija (SIMA), pozicijų dokumentas dėl kietųjų dalelių ir COVID-19,
galima rasti adresu: 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., Ar yra tikėtinas vaidmuo Dėl kietųjų dalelių COVID-19 plitimo Šiaurės Italijoje?, BMJ Rapid Responses, 2020 m. balandžio 8 d., pasiekiama adresu https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Paukščių gripo virusu (AIV) užterštų išmatų smulkiųjų kietųjų dalelių (PM2,5) generavimas: genomo ir užkrečiamumo aptikimas ir immisijos apskaičiavimas.Veterinarinė mikrobiologija.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Perdavimas oru galėjo turėti įtakos 2015 m. labai patogeniško paukščių gripo protrūkiams Jungtinės Valstijos.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. Dulkių įvykių įtakos sergamumui tymais Vakarų Kinijoje įvertinimas.Atmosferos aplinka.157, 1-9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. Ø., Donaldson, AI Integruotas modelis, skirtas prognozuoti snukio ir nagų ligos viruso Epidemiol plitimą atmosferoje.Infect., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. Naujos kryptys: snukio ir nagų ligos viruso perdavimas oru, atmosferinė aplinka, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA Virusų ir bakterijų nusėdimo greitis virš atmosferos ribinio sluoksnio.ISME žurnalas.12, 1154-1162 (2018 m.)
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 Išilginis mikrobiomų, susijusių su kietosiomis dalelėmis, tyrimas megamiestyje.Genomo biologija.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Oro perdavimas gali turėti
suvaidino svarbų vaidmenį plintant 2015 m. didelio patogeniškumo paukščių gripo protrūkiams Jungtinėse Valstijose.Sci
Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019 m.)
15. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Dulkių įvykių įtakos sergamumui tymais Vakarų Kinijoje įvertinimas.Atmosferos aplinka.157, 1-9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J., Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF Oro mikrobų bendruomenių optimizuota DNR ekstrakcija ir metagenominė sekos nustatymas .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Oro virusų surinkimas, dalelių dydis ir aptikimas.Journal of Applied Microbiology, 127, 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, produkto aprašymas, pasiekiamas adresu https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd, produkto aprašymas, kurį galima rasti adresu https://www.quantabio.com/qscript-xlt-1-steprt-qpcr-toughmix
20. Corman, VM, Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, DK ir Mulders, DG (2020).
2019 m. naujojo koronaviruso (2019-nCoV) aptikimas realiuoju laiku RT-PGR.Eurosurveillance, 25(3), galima rasti adresu https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Originalus: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Paskelbimo laikas: 2020-04-18