Sindrom pernafasan akut yang teruk dikenali sebagai penyakit COVID-19 – disebabkan virus SARS-CoV-2 – diiktiraf merebak melalui titisan pernafasan dan hubungan rapat.[1]Beban COVID-19 adalah sangat teruk di Lombardy dan Lembah Po (Itali Utara),[2] kawasan yang dicirikan oleh kepekatan zarahan yang tinggi, yang telah diketahui menghasilkan kesan negatif terhadap kesihatan manusia.[3]Angka serantau yang tersedia untuk Itali pada tarikh 12 April menunjukkan bahawa kira-kira 30% daripada orang yang positif pada masa ini masih tinggal di Lombardy (kira-kira 40% jika mengambil kira kes keseluruhan yang disahkan dari awal wabak), diikuti oleh Emilia Romagna (13.5%) , Piedmont (10.5%) dan Veneto (10%).[2]Empat wilayah Lembah Po ini menyumbang 80% daripada jumlah kematian yang direkodkan di Itali dan 65% daripada kemasukan Unit Rawatan Rapi.[2]
Penyelidikan yang dijalankan oleh Sekolah Kesihatan Awam Harvard nampaknya mengesahkan hubungan antara peningkatan kepekatan PM dan kadar kematian akibat COVID-19 di AS[4] Dalam komunikasi sebelum ini, kami telah membuat hipotesis kemungkinan bahawa SARS-CoV-2 virus boleh hadir pada bahan zarahan (PM) semasa penyebaran jangkitan, [5,6] secara konsisten dengan bukti yang sudah ada.
tersedia untuk virus lain.[7-15] Walau bagaimanapun, isu mikrobiom berkaitan PM bawaan udara, terutamanya dalam persekitaran bandar, sebahagian besarnya masih kurang disiasat,[16] dan – pada masa ini – tiada siapa yang masih menjalankan kajian eksperimen yang bertujuan khusus dalam mengesahkan atau mengecualikan kehadiran SARS-CoV-2 pada PM.
Di sini, kami membentangkan hasil pertama analisis yang telah kami lakukan pada 34 PM10 sampel PM10 luar/udara dari tapak perindustrian Wilayah Bergamo, yang dikumpulkan dengan dua pensampel udara berbeza dalam tempoh 3 minggu berterusan, dari 21 Februari hingga Mac. ke-13.
Mengikuti metodologi yang diterangkan oleh Pan et al.pada tahun 2019 (untuk pengumpulan, saiz zarah dan pengesanan virus bawaan udara),[17] sampel PM telah dikumpulkan pada penapis gentian kuarza dengan menggunakan pensampel udara gravimetrik volum rendah (38.3 l/min selama 23 jam), mematuhi kaedah rujukan EN12341 :2014 untuk pemantauan PM10.Bahan zarah terperangkap pada penapis dengan 99.9% biasapengekalan aerosol, disimpan dengan betul dan dihantar ke makmal Genomik Gunaan dan Perbandingan Universiti Trieste.Memandangkan sifat "persekitaran" sampel, mungkin kaya dengan perencat polimerase DNA, kami meneruskan pengekstrakan RNA dengan menggunakan kit mikrob tanah najis Quick RNA yang disesuaikan dengan jenis penapis.[18]Separuh penapis digulung, dengan bahagian atas menghadap ke dalam,dalam tiub polipropilena 5 ml, bersama-sama dengan manik yang disediakan dalam kit.Daripada 1 ml lysisbuffer awal, kami dapat memperoleh kira-kira 400 ul larutan, yang kemudiannya diproses seperti yang ditakrifkan oleh protokol piawai, menghasilkan eluat akhir sebanyak 15 ul.Selepas itu, 5 ul digunakan untuk ujian SARS-CoV-2.Memandangkan asal sampel tertentu, qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix telah digunakan.[19]Sistem amplifikasi adalah protokol yang dibangunkan oleh Corman et al, yang diterbitkan di laman web WHO [20].
Ujian itu secara eksplisit bertujuan untuk mengesahkan atau mengecualikan kehadiran RNA SARS-CoV-2 pada bahan zarahan.Analisis pertama menggunakan "gen E" sebagai penanda molekul dan menghasilkan hasil positif yang mengagumkan pada 15 daripada 16 penapis walaupun, seperti yang kita jangkakan, Ct adalah antara 36-38 kitaran.
Selepas itu, kami telah mereplikasi analisis pada 6 penapis positif (sudah positif kepada "gen E") dengan menggunakan "gen RtDR" sebagai penanda molekul - yang sangat spesifik untuk SARS-CoV-2 - mencapai 5 hasil yang ketara kepositifan;ujian kawalan untuk mengecualikan positif palsu juga berjaya dilakukan (Rajah 1).
Untuk mengelakkan kehabisan bahan pensampelan yang terhad, baki RNA yang diekstrak telah dihantar ke Hospital Universiti tempatan (salah satu pusat klinikal yang dibenarkan oleh Kerajaan Itali untuk ujian diagnostik SARS-CoV-2), untuk melakukan yang kedua. ujian buta selari.Makmal klinikal kedua ini menguji 34 pengekstrakan RNA untuk gen E, N dan RdRP, melaporkan 7 keputusan positif untuk sekurang-kurangnya satu daripada tiga gen penanda, dengan positif disahkan secara berasingan untuk ketiga-tiga penanda (Rajah 2).Kerana sifat sampel, dan memandangkan pensampelan tidak dijalankan untuk tujuan diagnostik klinikal tetapi untuk ujian pencemaran alam sekitar (dengan mengambil kira juga bahawa penapis disimpan selama sekurang-kurangnya empat minggu sebelum menjalani analisis genetik molekul, sebagaiakibat daripada penutupan Itali), kami boleh mengesahkan telah menunjukkan secara munasabah kehadiran RNA virus SARS-CoV-2 dengan mengesan "gen RtDR" yang sangat spesifik pada 8 penapis.Walau bagaimanapun, disebabkan kekurangan bahan tambahan daripada penapis, kami tidak dapat mengulangi bilangan ujian yang mencukupi untuk menunjukkan kepositifan untuk kesemua 3 penanda molekul secara serentak.
Ini adalah bukti awal pertama bahawa RNA SARS-CoV-2 boleh hadir pada bahan zarahan luar, dengan itu menunjukkan bahawa, dalam keadaan kestabilan atmosfera dan kepekatan PM yang tinggi, SARS-CoV-2 boleh mewujudkan kelompok dengan PM luar dan - dengan mengurangkan pekali resapan mereka – meningkatkan kegigihan virus di atmosfera.Pengesahan lanjut mengenai pendahuluan inibukti berterusan, dan harus termasuk penilaian masa nyata tentang daya hidup SARS-CoV-2 serta virulensinya apabila diserap pada bahan zarah.Pada masa ini, tiada andaian boleh dibuat berhubung kaitan antara kehadiran virus pada PM dan perkembangan wabak COVID-19.Isu lain yang perlu ditangani secara khusus ialah purata kepekatan PM akhirnyadiperlukan untuk potensi "kesan rangsangan" penularan (sekiranya disahkan bahawa PM mungkin bertindak sebagai "pembawa" untuk nukleus titisan virus), atau bahkan kemungkinan teori imunisasi akibat pendedahan dos yang minimum pada ambang PM yang lebih rendah. .
Rajah.1 Lengkung penguatan gen E (A) dan RdRP (B): garisan hijau mewakili penapis yang diuji;garisan silangmewakili pengekstrakan penapis rujukan;garis merah mewakili penguatan sampel positif.
Rajah.2.Keputusan positif (ditandakan dengan X) untuk gen E, N dan RdRP yang diperoleh untuk semua sampel 34 PM10penapis yang diuji dalam analisis selari kedua.
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 Piscitelliani8, Prisco Piscitelliani8
1. Jabatan Kimia Industri, Universiti Bologna, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bologna, Itali
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Pusat Penyelidikan Perindustrian Antara Jabatan "Sumber Boleh Diperbaharui, Alam Sekitar, Pertumbuhan Biru, Tenaga",
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Jabatan Biologi, Universiti "Aldo Moro" dari Bari, Bari, Itali
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Jabatan Sains Kimia dan Farmaseutikal, Universiti Trieste, Trieste, Itali
e-mail: barbierp@units.it
5. Bahagian Penyelidikan Alam Sekitar, TCR TECORA, Milan, Itali
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Jabatan Sains Hayat – Universiti Trieste, Trieste, Itali
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Bahagian Perubatan Makmal, Hospital Universiti Giuliano Isontina (ASU GI), Trieste, Itali
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Persatuan Perubatan Alam Sekitar Itali (SIMA), Milan, Itali
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Jabatan Sains Alam Sekitar dan Poicy, Universiti Milan, Milan, Itali
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Pengarang sama:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Rujukan
1. Pertubuhan Kesihatan Sedunia, Cara penularan virus yang menyebabkan COVID-19: implikasi untuk cadangan langkah berjaga-jaga IPC, Ringkas saintifik;boleh didapati di: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29 Mac 2020)
2. Kementerian Kesihatan Itali, buletin harian wabak Covid-19 di Itali, boleh didapati di http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. EEA, Agensi Alam Sekitar Eropah, Laporan Kualiti Udara di Eropah 2019;Tidak 10/2019;Agensi Alam Sekitar Eropah: Copenhagen, Denmark, boleh didapati di: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Pendedahan kepada pencemaran udara dan kematian COVID-19 di Amerika Syarikat, boleh didapati di: https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Persatuan Perubatan Alam Sekitar Itali (SIMA), Bahan Zarah Kertas Kedudukan dan COVID-19,
tersedia di: 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., Adakah terdapat Peranan yang Boleh Difikirkan untuk Zarah dalam penyebaran COVID-19 di Itali Utara?, BMJ Rapid Responses, 8 April 2020, boleh didapati di: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Penjanaan virus avian influenza (AIV) tercemar zarah halus tahi (PM2.5): pengesanan genom dan infektiviti dan pengiraan penyebaran.Mikrobiologi Veterinar.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Penghantaran melalui udara mungkin telah memainkan peranan dalam penyebaran wabak influenza burung yang sangat patogenik pada tahun 2015 di Amerika Syarikat.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. Penilaian untuk kesan kejadian debu terhadap kejadian campak di barat China.Persekitaran Atmosfera.157, 1-9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. Ø., Donaldson, AI Model bersepadu untuk meramalkan penyebaran atmosfera virus penyakit kaki dan mulut Epidemiol.Infect., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. Arahan Baru: Transmisi Udara Persekitaran Atmosfera Virus Penyakit Kaki-dan-Mulut, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA Kadar pemendapan virus dan bakteria di atas lapisan sempadan atmosfera.Jurnal 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 Tinjauan membujur mikrobiom yang dikaitkan dengan bahan zarahan dalam megacity.Biologi Genom.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Penghantaran melalui udara mungkin mempunyai
memainkan peranan dalam penyebaran wabak influenza burung yang sangat patogenik pada tahun 2015 di Amerika Syarikat.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. Penilaian untuk kesan kejadian debu terhadap kejadian campak di barat China.Persekitaran Atmosfera.157, 1-9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J.,Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF Pengekstrakan DNA yang dioptimumkan dan penjujukan metagenomik komuniti mikrob bawaan udara .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Pengumpulan, saiz zarah dan pengesanan virus bawaan udara.Jurnal Mikrobiologi Gunaan, 127, 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, penerangan produk, boleh didapati di: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd, penerangan tentang produk, boleh didapati di: https://www.quantabio.com/qscript-xlt-1-steprt-qpcr-toughmix
20. Corman, VM, Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, DK, & Mulders, DG (2020).
Pengesanan 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) oleh RT-PCR masa nyata.Eurosurveillance, 25(3), boleh didapati di:.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Asal: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Masa siaran: Apr-18-2020