ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Оценка жизнеспособности SARS-CoV-2 на экспериментальных поверхностях во времени
1 Научный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи, Москва, Россия
2 Институт биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова, Москва, Россия
3 Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия
Для корреспонденции: Мария Андреевна Никифорова
Ул. Гамалеи, д. 18, г. Москва, 123098; ur.xobni@avorofikinairam
Финансирование: данное исследование было финансировано Министерством здравоохранения РФ в рамках государственного задания #056-00119-21-00
Благодарности: авторы выражают благодарность И. В. Коробко за идею и обсуждение дизайна исследования.
Вклад авторов: М. А. Никифорова — планирование эксперимента, работа с вирусом и определение его жизнеспособности, анализ данных, написание текста; А. Э. Синявин — работа с вирусом и определение его жизнеспособности, анализ данных, написание текста; Е. В. Шидловская — ПЦР-анализ, обработка данных, написание текста; Н. А. Кузнецова — ПЦР-анализ; В. А. Гущин — планирование эксперимента, написание текста.
Предполагается, что поверхности окружающей среды заражены SARS-CoV-2 и являются возможными источниками передачи COVID-19 [1]. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила, что все еще недостаточно научных доказательств жизнеспособности SARS-CoV-2 на инертных поверхностях. Научные данные, касающиеся жизнеспособности SARSCоV-2 на поверхностях, подтверждают, что вирус может оставаться на разных поверхностях, от нескольких часов до нескольких дней. Например, SARS-CoV-2 стабилен на стекле, нержавеющей стали, картоне и меди в течение 84, 72, 24 и 4 ч соответственно [2]. Однако это не означает, что сама поверхность опасна и при контакте с ней можно заразиться [3, 4]. В то же время показано, что SARSCoV-2 передается между людьми при прикосновении к поверхностям, с которыми недавно контактировали больные COVID-19 (кашель или чихание), а затем касались рта, носа и глаз [5, 6].
Другие данные показывают, что после трехчасовой инкубации инфекционный вирус не детектируется на бумаге для печати, салфетках и на обработанном дереве и на ткани спустя день. Напротив, SARS-CoV-2 был более устойчивым на гладких поверхностях. Так, 39 неинфекционных образцов были позитивными, т. е. неинфекционные вирусы все еще могут быть обнаружены [7]. Целью работы было сравнить с помощью ОТ-ПЦР и культуры клеток жизнеспособность вируса на поверхностях, которые наиболее распространены вокруг нас и могут представлять риск с точки зрения передачи SARS-CoV-2.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Моделирование сохранения жизнеспособности SARS-CoV-2 при контакте с пятью экспериментальными поверхностями проводили в контролируемых экспериментальных условиях при относительной влажности 55–60% и температуре 22–24 °C. Использовали наиболее распространенные материалы, включая керамическую плитку, металл (алюминиевая фольга), дерево (ДСП), пластик и ткань
(полотенце). Для работы использовали штамм SARSCoV-2 PMVL-3 (GISAID: EPI_ISL_470897), выделенный из назофарингиального мазка и размноженный в культуре клеток Vero E6 (ATCC CRL-1586). 15 мкл вируссодержащей жидкости с титром 0,4 × 105 TCID50/ml наносили на экспериментальные поверхности (площадью 1,5–2 см2) каждого материала в пяти повторах. Группы образцов и вирусных контролей инкубировали 0, 15 и 30 мин (влажные поверхности) или 120 и 360 мин (высушенные при комнатной температуре). После воздействия вируса его элюировали с экспериментальных поверхностей в объеме 200 мкл PBS. Наличие РНК вируса SARSCoV-2 оценивали с помощью количественной ОТ-ПЦР. Жизнеспособный вирус определяли в культуре клеток
293T/ACE2, титр вируса рассчитывали по методу Рида– Менча. Данные обрабатывали в программе GraphPadPrism 7 и анализировали с помощью теста ANOVA, критерия Краскела–Уоллиса. Статистически значимыми считали различия при p < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ходе экспериментов РНК SARS-CoV-2 была обнаружена на всех экспериментальных поверхностях. Значительное снижение РНК SARS-CoV-2 (на 0,5 log10 копий/мл) было выявлено при контакте вируса с деревом (ДСП) в течение 15 мин, а также на 1 log10 копий/мл РНК SARS-CoV-2 при контакте с металлом и пластиком через 15 и 30 мин соответственно. Однако во всех элюатах, полученных с экспериментальных материалов с экспозицией 120 и 360 мин, РНК SARS-CoV-2 детектировалась на высоком уровне (рисунокА). Существенное снижение РНК SARSCoV-2 до 1 log10 копий/мл было отмечено в образцах ткани (полотенце) спустя 6 ч. В целом количество РНК SARS-CoV-2 было стабильно высоким на всех видах поверхностей и не отличалось от контроля (образцы, не контактировавшие с материалом). Определение инфекционности SARS-CoV-2 на клеточной линии 293T/ACE2 после контакта с модельными материалами показало резкое снижение жизнеспособности вируса через 120 мин (рисунокБ). Титр вируса постепенно снижается в зависимости от материала: керамическая плитка → металл → дерево (ДСП) → пластик → ткань (полотенце). После 120 мин экспозиции вируса на таких материалах, как пластик и ткань, жизнеспособный вирус не был обнаружен, хотя РНК SARS-CoV-2 все еще присутствовала. При оценке инфекционности вируса после контакта с модельными материалами было показано, что РНК SARS-CoV-2 выявляется на всех экспериментальных поверхностях, независимо от условий и времени. Даже через 360 мин количество вируса на поверхности, измеренное с помощью количественной ОТ-ПЦР, изменяется незначительно (в пределах порядка). Однако детекция РНК SARS-CoV-2 не указывает на наличие жизнеспособного вируса. Наиболее значительное снижение патогенности вируса было выявлено при контакте с образцами ткани (полотенце), а также пластика, более длительное сохранение инфекционного вируса наблюдали на таких поверхностях, как металл, дерево (ДСП) и керамическая плитка. Снижение инфекционности SARSCoV-2 происходит через 120 мин после контакта с модельной поверхностью и полностью теряется в течение 360 мин, когда происходит высыхание. Можно предположить, что полная потеря жизнеспособности вируса будет происходить в течение 120–360 мин для всех материалов.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Данная работа имеет ряд недостатков. Мы использовали культуральную жидкость для моделирования контаминации вирусом. Ее состав существенно отличается от среды, образующейся в результате естественного контакта человека с поверхностями. Кроме того, сам метод выделения жизнеспособного вируса с использованием культуры клеток может значительно отличаться по восприимчивости к инфекции [8, 9]. Отдельные штаммы вируса, персистирующего в организме конкретного человека, генетически разнородны и могут различаться по своей способности сохраняться на поверхности. Тем не менее принимая эти ограничения, результаты могут быть полезны при планировании дальнейших исследований и разработке практических рекомендаций.
ВЫВОДЫ
Результаты, полученные в рамках этой работы, показывают, что положительные данные ОТ-ПЦР еще не позволяют говорить о жизнеспособности вируса. В течение как минимум 360 мин количество РНК SARSCoV-2 на поверхности практически не меняется, при этом жизнеспособность вируса падает на несколько порядков за 120 мин, а через 360 мин он не детектируется ни на одной из экспериментальных поверхностей. Таким образом, в контексте экологической безопасности использование ОТ-ПЦР может привести к сильно искаженным выводам. Интерпретацию результатов ОТ-ПЦР в отношении потенциального загрязнения поверхности SARS-CoV-2 необходимо проводить c большой осторожностью.