近日,本来接近清零的北京新冠疫情再度严峻,6 月 13 日和 14 日全市新增确诊人数超过 70 例,几乎都与新发地市场有关。其中,进口三文鱼切割案板检测出新冠病毒的消息,引发了全国多地商超、餐厅连夜下架三文鱼的连锁反应,很多消费者对此惶恐不安。炎热的夏天,冷藏的三文鱼:温度、湿度到底怎样影响着新冠病毒在体外的存活和传播?
来源 公众号“返朴”
撰文 史隽1
2020年3月17日,《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine)发表了一篇来自美国科学家的通讯 (Correspondence),研究了新冠病毒 (SARS-CoV-2) 在气溶胶中和在各种环境表面的存活时间,并与SARS冠状病毒 (SARS-CoV-1) 相比较[1],还用贝叶斯回归模型估算了病毒活性的衰减速度。
该文数据包括这两个病毒在温度为21℃至23°C,相对湿度为40%的五个环境中的存活时间。五个环境分别为:直径小于5微米的气溶胶中、塑料表面、不锈钢表面、铜表面和纸板表面。
病毒的滴度直接决定病毒的感染能力,也决定了病毒失去活性的难易程度。浓度越高,越容易导致感染,失活越难。如果用核酸检测法来定量的话,该文选用的病毒的起始滴度和病人呼吸道中观察到的相似。
结果用一张图全部概括了:
总结下来就是:
用一个更直观的图来表示如下:
另一个新的研究,用的病毒起始滴度较高,结果也类似[2],在室温(22°C)、相对湿度约为65%的环境下:
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有一篇研究得很具体[3]。
这个研究原本是要看SARS冠状病毒在物体表面的存活期,但因为SARS的高传染性,就用了两个分属于不同类别的动物冠状病毒代替。实验测量了这两个病毒在不同的温湿度组合下,在硬质无孔的不锈钢表面的存活时间。
这个实验的病毒的起始量是104-105 个 (MPN,most probable number) 有感染力的病毒颗粒。在实际生活中,病毒的起始量有高有低。起始量越高,病毒完全失活越难。
实验所用检测类型不同,表达病毒滴度的单位也不一样,例如PFU/毫升、MPN/毫升等。为了方便理解,本文就直接用 (病毒的个数) 来代替这些专业名词。
在4°C,相对湿度20%的环境下,两种病毒都能存活高达28天。相对湿度越高,病毒失活越快。
在20°C,两种病毒失活都加快了。在50%相对湿度,而不是80%,失活最快。3-28天后能检测到有感染力的病毒。
在40°C,病毒失活更快了。湿度越高,失活越快。
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病毒浓度是否要达到一定的量,互相“合作”才会导致感染?单个病毒颗粒会导致感染或疾病吗?
另一篇直接看的SARS冠状病毒[8],结论和上一篇非常相似:
研究人员把SARS冠状病毒 (有活性的病毒滴度为10^7/毫升,和SARS感染者的鼻咽抽吸物里的总病毒滴度差不多) 滴在塑料上 (无孔硬表面)。在温度22〜25°C,相对湿度40-50%的环境下,5天以后,塑料上干了的病毒仍然有106/毫升的感染力,只少了一个log10的滴度而已。2周以后,有感染力的病毒还有不少。4周以后仍然可以检测到有感染力的病毒。
他们也发现,温度和湿度越高,病毒失活越快。
上图红色的曲线是SARS冠状病毒在液体里的失活曲线,可以看出SARS冠状病毒在室温下的液态环境中可以存活至少3周。但持续15分钟加热到56°C就很容易被杀死[9]。在液体中的冠状病毒,温度越高,失活越快[10, 11]。
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关于冠状病毒,还有两点补充:
虽然到底病毒的浓度要达到多少会引起感染还没有结论,但是这些结果表明,新冠病毒很有可能通过气溶胶 (在高浓度病毒条件下的小概率事件) 和接触传播。
新冠病毒从被污染的环境表面转移到手上的效率有多高?暂时还没有看到数据。但是,对甲型流感病毒的研究表明,只要接触被污染的环境表面5秒钟,就会有31.6%的病毒载量转移到手上[19]。
再次提醒大家:手部卫生非常重要!
[4] C.-M. Chu et al., Viral load distribution in SARS outbreak. Emerg Infect Dis 11, 1882-1886 (2005).
[5] I. F. N. Hung et al., Viral loads in clinical specimens and SARS manifestations. Emerg Infect Dis 10, 1550-1557 (2004).
[6] S. C. C. Wong, J. K. C. Chan, K. C. Lee, E. S. F. Lo, D. N. C. Tsang, Development of a quantitative assay for SARS coronavirus and correlation of GAPDH mRNA with SARS coronavirus in clinical specimens. J Clin Pathol 58, 276-280 (2005).
[7] M. P. Zwart et al., An experimental test of the independent action hypothesis in virus–insect pathosystems. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 276, 2233-2242 (2009).
[8] K. H. Chan et al., The Effects of Temperature and Relative Humidity on the Viability of the SARS Coronavirus. Adv Virol 2011, 734690 (2011).
[9] L. Casanova, W. A. Rutala, D. J. Weber, M. D. Sobsey, Survival of surrogate coronaviruses in water. Water Research 43, 1893-1898 (2009).
[10] B. J. Tennant, R. M. Gaskell, C. J. Gaskell, Studies on the survival of canine coronavirus under different environmental conditions. Veterinary Microbiology 42, 255-259 (1994).
[11] G. J. Harper, Airborne micro-organisms: survival tests with four viruses. J Hyg (Lond) 59, 479-486 (1961).
本文转载自公众号“返朴”(ID: fanpu2019)。“返朴”由国际著名物理学家文小刚与生物学家颜宁教授联袂担任总编,欢迎关注参与讨论。二次转载或合作请联系fanpu2019@outlook.com。
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