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Unter welchen Umweltbedingungen kann SARS-CoV-2 überleben?

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Was wissen wir über die Umweltgrenzen für nCoV, um außerhalb des Körpers zu überleben? Zum Beispiel bei:

  1. Unter freiem Himmel
  2. Auf Oberflächen
  3. Im Wasser

Wo liegen die Grenzen? Temperatur, Feuchtigkeit und Luft Druck, wo das Virus überleben kann oder nicht?


Da „jedes“ Coronavirus so gefährlich ist, wurde viel an Viren mit ähnlichen Eigenschaften geforscht. Sie werden „Surrogate“ genannt. Da nCoV neu ist, haben wir keine Studien, daher müssen wir sein Verhalten von zuvor untersuchten ähnlichen Viren abschätzen.

Hier:

RH = relative Luftfeuchtigkeit. Tr = Raumtemperatur TGEV = übertragbare Gastroenteritis (Ersatz) MHV = Maus-Hepatitis (Ersatz)

Virales Überleben für das TGEV/MHV-Surrogat:

  • auf Edelstahl: 4°C @ 20% RH: 28 Tage
  • in Wasser/Abwasser (TGEV): 25°C: 22 Tage
  • in Wasser/Abwasser (MHV): 25°C: 17 Tage
  • kontaminiertes Wasser ist ein potenzieller Expositionsträger, wenn Aerosole erzeugt werden

Für luftübertragenes menschliches Coronavirus 229E (HCV/229E):

  • Optimales Überleben: 6°C @ 50% RH:
  • Schlechtes* Überleben: 20°C @ "hohe" relative Luftfeuchtigkeit (RH)
    (*"schlecht" in Bezug auf 20°C, aber schwankende RH.)

Für SARS-CoV-P9:

  • Serum: 96 h = 4 Tage
  • Sputum & Kot: 96 h = 4 Tage
  • Urin: 72 h = 3 Tage

Für SARS-CoV (GVU6109):

  • im Durchfallstuhl (bei niedrigem pH-Wert): 4 Tage
  • in Atemwegs-/Lufttröpfchen: >7 Tage @ 20°C (Tr)
  • in Atemwegs-/Lufttröpfchen: >20 Tage @ 4°C

„Der Hauptübertragungsweg der SARS-CoV-Infektion sind vermutlich Atemtröpfchen. Das Virus ist jedoch auch in anderen Körperflüssigkeiten und Ausscheidungen nachweisbar. Untersucht wurde die Stabilität des Virus bei unterschiedlichen Temperaturen und relativer Luftfeuchtigkeit auf glatten Oberflächen. Das getrocknete Virus auf glatten Oberflächen behielt seine Lebensfähigkeit über 5 Tage bei Temperaturen von 22-25°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40-50%, d Temperaturen und höhere relative Luftfeuchtigkeit (z. B. 38°C und relative Luftfeuchtigkeit >95%)."

"Wir und andere haben berichtet, dass die Infektiosität von SARS CoV (SARS-Coronavirus) nach 15-minütigem Erhitzen auf 56 ° C verloren ging, aber nach dem Trocknen auf Kunststoff mindestens 2 Tage lang stabil war."


AKTUALISIERUNG: 2020-03-13

Aus [7]:

„Wir fanden heraus, dass lebensfähige Viren in Aerosolen bis zu 3 Stunden nach der Aerosolisierung, bis zu 4 Stunden auf Kupfer, bis zu 24 Stunden auf Karton und bis zu 2-3 Tagen auf Kunststoff und Edelstahl nachgewiesen werden konnten. HCoV-19 und SARS- CoV-1 zeigte ähnliche Halbwertszeiten in Aerosolen, mit mittleren Schätzungen von etwa 2,7 Stunden.Beide Viren zeigen eine relativ lange Lebensfähigkeit auf Edelstahl und Polypropylen im Vergleich zu Kupfer oder Pappe: Die mittlere Halbwertszeit für HCoV-19 liegt bei etwa 13 Stunden Stahl und etwa 16 Stunden auf Polypropylen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Übertragung von HCoV-19 durch Aerosole und Fomite plausibel ist, da das Virus in Aerosolen mehrere Stunden und auf Oberflächen bis zu Tagen lebensfähig bleiben kann.“

Für SARS-CoV-2:
Die Experimente wurden bei 40% RH und 21–23°C durchgeführt.

  • Kupfer (Cu): 4 Stunden
  • Rostfrei (Fe): 48 Stunden (2 Tage)
  • Karton: 24 Stunden
  • Plastik: 72 Stunden (3 Tage)
  • SARS-CoV-2 ist auf Kunststoff und Edelstahl am stabilsten.

Verweise:

  • [1] 20xx https://aem.asm.org/content/76/9/2712.short
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  • [6] 2003 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14631830
  • [7] 2020 Aerosol- und Oberflächenstabilität von HCoV-19 (SARS-CoV-2) im Vergleich zu SARS-CoV-1

Umweltbedingungen, die die Stabilität des Virus beeinträchtigen, das COVID-19 verursacht

Eine neue Studie unter der Leitung des Forschers der Marshall University, M. Jeremiah Matson, ergab, dass Umweltbedingungen die Stabilität des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) im menschlichen Nasenschleim und Sputum beeinflussen.

Matson, der Hauptautor einer Studie, die Anfang dieses Monats als frühe Veröffentlichung in . veröffentlicht wurde Neu auftretende Infektionskrankheiten, die Zeitschrift der Centers for Disease Control and Prevention (CDC), ist Studentin des kombinierten Programms Doktor der Medizin und Doktor der Philosophie in biomedizinischer Forschung an der Joan C. Edwards School of Medicine der Marshall University.

SARS-CoV-2, das Virus, das die als COVID-19 bekannte Krankheit verursacht, erwies sich bei höherer Luftfeuchtigkeit und wärmeren Temperaturen als weniger stabil. In der Studie wurde SARS-CoV-2 mit menschlichem Nasenschleim und Sputumproben gemischt, die dann bis zu sieben Tage lang drei verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitssätzen ausgesetzt wurden. Während der gesamten Studie wurden Proben gesammelt und auf das Vorhandensein von infektiösem Virus sowie auf virale RNA allein, die nicht infektiös ist, analysiert. Virale RNA war während der siebentägigen Studie durchweg nachweisbar, während infektiöses Virus je nach Umgebungsbedingungen bis zu etwa 12-48 Stunden nachweisbar war.

„Die COVID-19-Pandemie war eine ernüchternde Erinnerung daran, dass Infektionskrankheiten weiterhin eine große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit darstellen und ein anhaltendes Forschungsengagement erfordern“, sagte Matson. „Obwohl dies eine kleine Studie ist, die nur das Potenzial für die Übertragung von Fomite [ein Objekt, das mit Infektionserregern kontaminiert sein kann] untersucht, das für SARS-CoV-2 als weniger wichtig angesehen wird als die Tröpfchenübertragung, ist sie dennoch informativ für die Öffentlichkeit Gesundheitsrisikobewertung."

In einer zweiten Studie, die ebenfalls diesen Monat in . veröffentlicht wurde Neu auftretende Infektionskrankheiten, Matson war Teil eines Forscherteams, das die Wirksamkeit der Dekontamination und Wiederverwendung von N95-Atemschutzgeräten gegen SARS-CoV-2 untersuchte. Es wurde festgestellt, dass verdampftes Wasserstoffperoxid und ultraviolettes Licht am effektivsten sind, wenn der richtige Sitz und die richtige Abdichtung beibehalten werden.

Matson erhielt einen Fellows Award for Research Excellence (FARE) 2021 des National Institutes of Health (NIH) für „wissenschaftliche Verdienste, Originalität, experimentelles Design und allgemeine Qualität und Präsentation“ basierend auf einer Zusammenfassung der Stabilitätsarbeit. Derzeit führt er seine Dissertation zum Ebola-Virus an der Virus Ecology Section des National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) der Rocky Mountain Laboratories in Montana durch, unter der Leitung von Sektionsleiter Vincent Munster, Ph.D.

Diese Forschung wurde vom Intramural Research Program der National Institutes of Health, dem National Institute of Allergy and Infectious Diseases und dem Preventing Emerging Pathogenic Threats Program der Defense Advanced Research Projects Agency (Zuschuss Nr. D18AC00031) unterstützt.


Osmotischer und barometrischer Druck

Die meisten natürlichen Umgebungen haben tendenziell niedrigere Konzentrationen an gelösten Stoffen als das Zytoplasma der meisten Mikroorganismen. Starre Zellwände schützen die Zellen vor dem Platzen in einer verdünnten Umgebung. Gegen hohen osmotischen Druck gibt es kaum Schutz. Dabei fließt Wasser seinem Konzentrationsgradienten folgend aus der Zelle. Dies führt zur Plasmolyse (das Schrumpfen des Protoplasmas weg von der intakten Zellwand) und zum Zelltod. Diese Tatsache erklärt, warum Salzlaken und das Einlegen von Fleisch und Fisch in Salz altehrwürdige Methoden zur Konservierung von Lebensmitteln sind. Mikroorganismen, die als Halophile (&ldquosalt liebend&rdquo) bezeichnet werden, benötigen für ihr Wachstum tatsächlich hohe Salzkonzentrationen. Diese Organismen kommen in Meeresumgebungen vor, in denen die Salzkonzentration bei 3,5% liegt. Extrem halophile Mikroorganismen, wie die Rotalge Dunaliella salina und die Archaeen-Arten Halobakterium in Abbildung (PageIndex<1>), wachsen in hypersalinen Seen wie dem Großen Salzsee, der 3,5- bis 8-mal salziger ist als der Ozean, und dem Toten Meer, der 10-mal salziger ist als der Ozean.

Abbildung (PageIndex<1>): Foto vom Great Salt Lake in Utah aus dem All. Die violette Farbe wird durch die hohe Dichte der Alge Dunaliella und des archaischen Halobacterium spp. (Kredit: NASA)

Dunaliella spp. dem enormen osmotischen Druck der Umgebung mit einer hohen zytoplasmatischen Glycerinkonzentration und durch aktives Abpumpen von Salzionen entgegen. Halobakterium spp. akkumuliert große Konzentrationen von K + und anderen Ionen in seinem Zytoplasma. Seine Proteine ​​sind für hohe Salzkonzentrationen ausgelegt und verlieren bei Salzkonzentrationen unter 1 &ndash 2 M an Aktivität. Obwohl die meisten halotoleranten Organismen zum Beispiel Halomonas spp. in Salzwiesen, benötigen keine hohen Salzkonzentrationen für das Wachstum, sie überleben und teilen sich in Gegenwart von hohem Salzgehalt. Es überrascht nicht, dass die Staphylokokken, Mikrokokken und Corynebakterien, die unsere Haut besiedeln, Salz in ihrer Umgebung tolerieren. Halotolerante Krankheitserreger sind eine wichtige Ursache für lebensmittelbedingte Krankheiten, da sie in salzigen Lebensmitteln überleben und sich vermehren. Zum Beispiel die halotoleranten Bakterien S. aureus, Bacillus cereus, und V. cholerae produzieren gefährliche Enterotoxine und sind Hauptursachen für Lebensmittelvergiftungen.

Mikroorganismen sind für ihr Wachstum auf das verfügbare Wasser angewiesen. Die verfügbare Feuchtigkeit wird als Wasseraktivität gemessen (aw), das ist das Verhältnis des Dampfdrucks des interessierenden Mediums zum Dampfdruck von reinem destilliertem Wasser, daher ist die aw Wasser ist gleich 1,0. Bakterien benötigen hohe aw (0.97&ndash0.99), während Pilze trockenere Umgebungen tolerieren können, zum Beispiel der Bereich von aw für das Wachstum von Aspergillus spp. ist 0,8&ndash0,75. Die Verringerung des Wassergehalts von Lebensmitteln durch Trocknen, wie bei Jerky, oder durch Gefriertrocknen oder durch Erhöhung des osmotischen Drucks, wie bei Salzlake und Konfitüren, sind gängige Methoden, um den Verderb zu verhindern.

Mikroorganismen, die zum Wachstum einen hohen atmosphärischen Druck benötigen, werden als Barophile bezeichnet. Die Bakterien, die auf dem Meeresgrund leben, müssen großen Belastungen standhalten. Da es schwierig ist, intakte Proben zu finden und solche Wachstumsbedingungen im Labor zu reproduzieren, sind die Eigenschaften dieser Mikroorganismen weitgehend unbekannt.


Modellvorbehalte

  • Infektionsdosis ist nicht bekannt (wie viel macht eine Person krank)
  • Virusausscheidung ist unbekannt (wie viel eine kranke Person in die Umwelt bringt)
  • Kontaktgefahr (wie viel Virus kommt von Berührungsoberflächen)

Dieses Tool ist für die folgenden Bedingungen gültig:

  • Ohne Sonneneinstrahlung (UV 0): Temperatur (74°F bis 95°F) und relative Luftfeuchtigkeit von 20-60%.
  • Bei Sonneneinstrahlung (UV 1,5-12): Temperatur 68°F und relative Luftfeuchtigkeit 20%.

S&T arbeitet mit CWMD zusammen, um ein leicht zugängliches Tool zu entwickeln, das von Fachleuten für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (OSH) verwendet werden könnte, um die Risikobewertung, Reinigung und Desinfektion gemäß den Leitlinien der CDC und der EPA zu unterstützen, einschließlich der Leitlinien zur Reinigung und Desinfektion: Öffentlich Räume, Arbeitsplätze, Unternehmen, Schulen und Wohnungen.


Feature-Artikel: Wie wirkt sich die Umwelt auf COVID-19 aus?

Das sagte Dr. Lloyd Hough, der das Hazard Awareness and Characterization Technology Center (HAC-TC) des Department of Homeland Security (DHS) Science and Technology Directorate (S&T) leitet. HAC-TC bietet S&T-Programmen fachliche Expertise zu chemischen, biologischen und explosiven Gefahren und unterstützt die Direktion bei der Nutzung der innovativen wissenschaftsbasierten Fähigkeiten des National Biodefence Analysis and Countermeasure Center (NBACC) von S&T, um wichtige Forschungen zu COVID-19 durchzuführen und andere Krankheiten.

Und Hough hat Recht – angesichts einer verheerenden Pandemie, die rund um den Globus wütet, gibt es vielleicht kein wichtigeres wissenschaftliches Unterfangen, als Wege zu finden, die Ausbreitung des neuartigen Coronavirus zu stoppen.

Kurz nach Beginn des Ausbruchs in den USA erstellte S&T eine COVID-19 Master Question List (MQL), die weiterhin wöchentlich aktualisiert wird. Die MQL versucht, schnell zusammenzufassen, was über das Virus bekannt ist und zu wissen ist. Fragen wie: Wie leicht verbreitet es sich? Was sind die Anzeichen und Symptome? Wie ist seine Stabilität in der Umgebung? NBACC-Forscher setzten ihre einzigartigen Fähigkeiten zur Charakterisierung biologischer Bedrohungsstoffe ein, um die Umweltstabilität zu untersuchen, damit die Bundesregierung und die Reaktionsbehörden Risikomodelle zur Verteidigung des Heimatlandes erstellen können.

„Es ist von größter Bedeutung zu wissen, wie Bedrohungsstoffe auf Oberflächen, in der Luft, bei verschiedenen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten überleben“, sagte Hough. "Die Antworten werden uns helfen zu lernen, wie man sicher bleibt."

„Diese Forschung ist wichtig, um uns zu helfen, das Potenzial der Krankheitsübertragung in verschiedenen Umgebungen besser zu verstehen“, sagte Dr. Paul Dabisch, leitender Forschungsleiter und Leiter des Aerobiologieteams bei NBACC. „Allerdings haben viele Faktoren, die über das Überleben des Virus auf Oberflächen oder in Aerosolpartikeln hinausgehen, das Potenzial, die Krankheitsübertragung zu beeinflussen, z. All diese Faktoren müssen bewertet werden, um das Risiko einer Krankheitsübertragung bei verschiedenen Aktivitäten in unterschiedlichen Umgebungen zu bestimmen.“

Modernste Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, mehrere Umgebungen in einem Labor nachzubauen

NBACC-Forscher begannen im März 2020 mit ihren Umweltstudien und konzentrierten sich darauf, zu testen, wie resistent das Coronavirus gegenüber Sonnenlicht, Hitze und Feuchtigkeit in Tröpfchen auf Oberflächen und in in der Luft schwebenden Aerosolen ist. Die Ergebnisse der Studien wurden in diesem Frühjahr und Sommer im von Experten begutachteten Journal of Infectious Diseases und in mSphere® der American Society for Microbiology veröffentlicht.

„Je stabiler ein biologischer Bedrohungsstoff in der Luft ist, desto weiter geht er in Windrichtung. Dasselbe gilt in einer Krise der öffentlichen Gesundheit, da möglicherweise mehr Menschen infiziert werden könnten“, sagte Hough. „Wir verfügen bei NBACC über einzigartige Einrichtungen, um Umweltstabilitätsstudien zum Coronavirus durchzuführen, einschließlich Labors der Biosicherheitsstufe 3 und Aerosolkammern, mit denen das Virus sicher auf Oberflächen und in Aerosolen untersucht werden kann.“

Das biologische Sicherheitsniveau im Labor wird durch die Gefahr definiert, die mit der Arbeit mit verschiedenen Arten von Infektionskrankheiten verbunden ist. Das Labor der Biosicherheitsstufe 1 (BSL-1) ist für gutartige Organismen, wie nicht-pathogene Stämme von Escherichia coli, die gesunde Menschen nicht krank machen. In den Labors BSL-2 bis BSL-4 nehmen die Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen zu. Für das Virus, das COVID-19 verursacht, das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 oder SARS-CoV-2, arbeiten Forscher in BSL-3-Labors.

Was NBACC einzigartig macht, ist eine besondere Fähigkeit zur Untersuchung von Viren/Mikroorganismen in verschiedenen Umgebungen – eine Aerosolkammer mit einer kontrollierbaren Umgebung, die in einem anderen spezialisierten Eindämmungssystem untergebracht ist. In der Kammer können NBACC-Forscher Aerosole produzieren, Temperatur und Luftfeuchtigkeit kontrollieren, simuliertes Sonnenlicht hinzufügen, um unterschiedliche Umgebungen in den USA zu verschiedenen Jahreszeiten nachzubilden.

„Wir wollten verstehen, wo dieses Virus am stabilsten ist, damit wir unsere Bemühungen auf die Behandlung der Umgebungen konzentrieren können, in denen das Virus am wahrscheinlichsten übertragen wird“, sagte Hough. „Dies hilft uns zum Beispiel dabei, andere DHS-Agenturen zu beraten, was und wann sie reinigen müssen und wie wir Checkpoints und Zoll an den Flughäfen am sichersten betreiben können, damit Passagiere sicher fliegen können.“

NBACC-Wissenschaftler, die mit der Aerosolkammer arbeiten, verfügen über Expertise in der Aerobiologie, wie Dr. Dabisch und Dr. Shanna Ratnesar-Shumate. Aerobiologie ist die Untersuchung von Partikeln, die durch die Luft passiv transportiert werden, darunter Pollen, Sporen (Pilze, Farn, Moos), Bakteriensporen, winzige Insekten und Samen und natürlich Viren.

„Wir untersuchen infektiöse Aerosole, die Influenza, potenzielle Biowaffen wie Milzbrand und zuletzt SARS-CoV-2 enthalten“, sagte Ratnesar-Shumate.

Studien zeigen, dass von allen Umweltfaktoren, die COVID-19 beeinflussen, Sonnenlicht der Schlüssel ist

In den kürzlich veröffentlichten Studien konzentrierten sich NBACC-Forscher darauf, wie sich unterschiedliche Umweltbedingungen auf das Überleben infektiöser Viren auf Oberflächen und in der Luft auswirken.

Um zu untersuchen, wie stabil SARS-CoV-2 auf Oberflächen ist, verwendeten sie größere Tröpfchen simulierten Speichels und Atemflüssigkeit, die das Virus enthielten. Solche Tröpfchen können beim Niesen oder Husten erzeugt werden und schnell auf den Boden fallen. Die Forscher platzierten sie auf Metallcoupons in der Aerosolkammer und beobachteten, wie lange das Virus bei simuliertem Sonnenlicht infektiös bleibt. Während das Virus längere Zeit im Dunkeln überlebte (ähnlich wie in Innenräumen), starben bei Sonnenlicht 90 % des Virus innerhalb von Minuten.

Um zu sehen, wie stabil das Virus in Aerosolen ist, stellten die Forscher Aerosole her, die diejenigen nachahmen, die der Mensch beim Atmen, Sprechen oder Husten produziert. Diese Partikel bleiben für längere Zeit in der Luft und können beträchtliche Entfernungen zurücklegen.

„Wenn Menschen in einem Raum sitzen und reden, atmen, lachen, hängen diese Aerosolpartikel einfach heraus und schweben und sammeln sich ständig an, was das Infektionsrisiko erhöht. Einmal eingeatmet, könnten Aerosole tief in die Lunge gelangen“, sagte Ratnesar-Shumate.

Die Forscher produzierten die Aerosole mit dem Virus bei unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Sonneneinstrahlung in die Kammer. Die Ergebnisse zeigten, dass Sonnenlicht der stärkste Umweltfaktor war, der das Virus inaktivierte und den größten Teil des Virus innerhalb von Minuten abtötete.

„Es war überraschend, dass die Luftfeuchtigkeit bei der Aerosolstudie keine Rolle spielte, denn Luftfeuchtigkeit hatte schon immer einen Einfluss auf die Überlebensfähigkeit von Viren, insbesondere des Influenzavirus und sogar einiger anderer Coronaviren“, sagte Ratnesar-Shumate. "Alle Umweltfaktoren wurden von der Sonne verfinstert."

Erkenntnisse aus früheren Ausbrüchen helfen bei der laufenden Reaktion auf die Pandemie

NBACC wurde 2010 gegründet, um die Nation vor Biosicherheitsbedrohungen wie den Anthrax-Angriffen von 2001 zu schützen. Während der Ebola-Epidemie in Westafrika (2013-2016) erstellte S&T eine MQL, die dazu beitrug, die Forschung von S&T auf Fragen zu konzentrieren, die nur NBACC beantworten konnte. Diese Erfahrung diente als Modell für die Reaktion auf zukünftige Ausbrüche. S&T hat MQLs für mehrere andere besorgniserregende Bioagenzien entwickelt, wie zum Beispiel die Milzbrandbakterien und das Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus oder MERS-CoV. Diese MQLs identifizieren Wissenslücken, die oft zu Forschungsbemühungen im Labor führen. Als Beispiel untersuchte NBACC, wie lange das Influenzavirus in Aerosolen im Sonnenlicht infektiös bleibt, was die aktuelle COVID-19-Forschung erleichterte.

„Unsere Reaktion auf die COVID-19-Pandemie erforderte, dass wir fast über Nacht die Forschungsprioritäten verschieben, was nicht einfach ist“, sagte Dabisch. „Obwohl wir vorhandene Methoden und Fähigkeiten nutzen konnten, hat uns die Notwendigkeit, unseren Forschungsschwerpunkt schnell zu verlagern, Erkenntnisse geliefert, die uns helfen, unsere Planungsprozesse und Arbeitsabläufe zu verfeinern und zu rationalisieren, was es uns hoffentlich ermöglichen wird, schneller auf zukünftige Ausbrüche zu reagieren, falls sie auftreten.“ .“

Erkenntnisse aus früheren Ausbrüchen und die jüngsten Studien von NBACC stehen zur Verfügung, um Entscheidungsträger auf Bundes-, Landes- und lokaler Ebene bei der weiteren Umsetzung und Umsetzung ihrer COVID-19-Reaktionspläne zu unterstützen. S&T ist bestrebt, Interessengruppen mit wissenschaftlichen Daten und praktischen Ressourcen auszustatten – wie zwei Online-Rechnertools (Surface Decay und Airborne Decay) – die sie an vorderster Front einsetzen können.

Weitere NBACC COVID-bezogene Studien in Sicht

NBACC konzentriert seine wissenschaftlichen Bemühungen weiterhin auf COVID-19-Studien. Neben der Arbeit mit SARS-CoV-2-haltigen Aerosolen untersuchen NBACC-Wissenschaftler auch Dekontaminationsmethoden und testen, wie effektiv verschiedene Chemikalien (z. B. Peressigsäure, Bleichmittel, Händedesinfektionsmittel, Desinfektionstücher) für Innenbereiche und stark berührte Oberflächen sind. Die Wissenschaftler arbeiten auch daran, die Schätzungen zu verbessern, wie viel Virus eine Person möglicherweise einatmen muss, bevor sie krank wird. Diese Studien werden kritische Daten liefern, die fundierte Entscheidungen ermöglichen, die die Ausbreitung der Krankheit verringern können, wenn wir in die kälteren Monate des Jahres eintreten, die mit der Grippesaison zusammenfallen. Die meisten dieser Studien werden im Herbst und Winter fortgesetzt.

„Hier bei NBACC konzentrieren wir unsere Bemühungen auf die Forschungsfragen, für deren Beantwortung wir einzigartig positioniert sind“, sagte Hough. „Inmitten einer Krise will man keine neuen Technologien entwickeln oder neue Ansätze umsetzen. Wir konzentrieren uns auf das, was wir am besten können.“


Coronaviren in der Umwelt

Einige Mitglieder der Coronavirus-Familie, wie das Coronavirus mit dem schweren akuten respiratorischen Syndrom (SARS), das Coronavirus mit dem Middle East Respiratory Syndrome (MERS) und die menschlichen Coronaviren (HCoV), können außerhalb des menschlichen Körpers bis zu einer Woche auf Oberflächen wie z B. Metall, Glas, Papier, Aluminium und Kunststoff.

Das bisherige SARS-CoV konnte bis zu zwei Wochen in der Luft überleben. Wissenschaftler wissen nicht, wie es dazu kam.

Bisher gibt es keine Informationen zum Überleben und zur Übertragung des SARS-CoV-2 in der Umwelt. Ob eine Person durch Berühren einer kontaminierten Oberfläche infiziert werden kann, bleibt unklar, aber sehr wahrscheinlich.

Das SARS-CoV-2 wurde erstmals in Umweltproben speziell von einem Markt in Wuhan, China, isoliert. Das Virus wurde in den betroffenen Gebieten noch bei keinem Tier isoliert, was bedeutet, dass die Umwelt bei der Übertragung eine Rolle gespielt haben könnte.


Oberflächenüberleben

Zahlreiche Forscher haben untersucht, wie lange SARS-CoV-2 auf einer Vielzahl von porösen und nicht porösen Oberflächen überleben kann 10, 11, 12, 13, 14, 15 . Auf porösen Oberflächen berichten Studien, dass lebensfähige Viren nicht innerhalb von Minuten bis Stunden nachgewiesen werden können. Auf nicht porösen Oberflächen können lebensfähige Viren über Tage bis Wochen nachgewiesen werden. Die offensichtliche, relativ schnellere Inaktivierung von SARS-CoV-2 auf porösen im Vergleich zu nicht porösen Oberflächen könnte auf die Kapillarwirkung innerhalb der Poren und die schnellere Verdampfung von Aerosoltröpfchen zurückzuführen sein 16 .

Daten aus Oberflächenüberlebensstudien zeigen, dass unter typischen Umgebungsbedingungen in Innenräumen innerhalb von 3 Tagen (72 Stunden) auf üblichen nicht porösen Oberflächen wie Edelstahl, Kunststoff und Glas mit einer 99%igen Reduktion von infektiösem SARS-CoV-2 und anderen Coronaviren zu rechnen ist 10, 11, 12, 13, 15 . Die experimentellen Bedingungen sowohl auf porösen als auch auf nicht porösen Oberflächen spiegeln jedoch nicht unbedingt die realen Bedingungen wider, wie die anfängliche Virusmenge (z. B. Viruslast in Atemtröpfchen) und Faktoren, die das Virus entfernen oder abbauen können, wie z Umgebungsbedingungen 8, 9 . Sie berücksichtigen auch keine Ineffizienzen bei der Übertragung des Virus zwischen Oberflächen auf die Hände und von den Händen auf Mund, Nase und Augen 8, 9 . Tatsächlich versuchen Laborstudien, die Wiedergewinnung von Viren von Oberflächen zu optimieren (z. B. gezieltes mehrfaches Abwischen der Oberfläche oder Einweichen der kontaminierten Oberfläche in Virustransportmedium vor dem Abwischen). Berücksichtigt man sowohl Oberflächenüberlebensdaten als auch reale Übertragungsfaktoren, ist das Risiko einer Fomite-Übertragung, nachdem sich eine Person mit COVID-19 in einem Innenraum aufgehalten hat, nach 3 Tagen (72 Stunden) gering, unabhängig davon, wann sie zuletzt gereinigt wurde 8 , 9, 10, 11, 12, 13, 15 .


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Warum sind Coronaviren eine Priorität für NIAID?

Nachdem SARS-CoV im November 2002 aus China aufgetaucht war, breitete es sich innerhalb weniger Monate auf 26 Länder aus, hauptsächlich durch infizierte Passagiere, die mitreisten. Mehr als 8.000 Menschen erkrankten, 774 starben. SARS hat den kollektiven Fokus von Forschern auf der ganzen Welt auf sich gezogen. Die Krankheit verschwand im Jahr 2004, wahrscheinlich aufgrund intensiver Kontaktverfolgung und Fallisolierungsmaßnahmen. Im September 2012 wurde im Nahen Osten ein neues Coronavirus identifiziert, das eine SARS-ähnliche Krankheit verursacht. Auch hier initiierten Forscher von NIAID und auf der ganzen Welt Studien, um MERS-CoV zu verstehen und es zu stoppen. Die Forschungsbemühungen dieser beiden Ausbrüche – einschließlich der Entwicklung eines DNA-Impfstoffkandidaten für SARS durch das Impfstoffforschungszentrum von NIAID – haben Wissenschaftler darauf vorbereitet, den Schweregrad und das Übertragungspotenzial von SARS-CoV-2 schnell zu beurteilen und Gegenmaßnahmen zu entwickeln.


Neues Coronavirus stundenlang auf Oberflächen stabil

Diese rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt SARS-CoV-2 (gelb) – auch bekannt als 2019-nCoV, das Virus, das COVID-19 verursacht –, das von einem Patienten in den USA isoliert wurde und aus der Oberfläche von kultivierten Zellen (blau/rosa) austritt im Labor. NIAID-RML

Das Virus, das die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) verursacht, ist laut einer neuen Studie von Wissenschaftlern der National Institutes of Health, CDC, UCLA und der Princeton University in Aerosolen und auf Oberflächen mehrere Stunden bis Tage stabil Das New England Journal of Medicine. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in Aerosolen bis zu drei Stunden, auf Kupfer bis zu vier Stunden, auf Karton bis zu 24 Stunden und auf Plastik bis zu zwei bis drei Tage nachweisbar war und rostfreier Stahl. Die Ergebnisse liefern wichtige Informationen über die Stabilität von SARS-CoV-2, das die COVID-19-Erkrankung verursacht, und legen nahe, dass Menschen das Virus über die Luft und nach dem Berühren kontaminierter Gegenstände erwerben können. Die Studieninformationen wurden in den letzten zwei Wochen weit verbreitet, nachdem die Forscher die Inhalte auf einen Preprint-Server gestellt hatten, um ihre Daten schnell mit Kollegen zu teilen.

Die NIH-Wissenschaftler von der Montana-Einrichtung des National Institute of Allergy and Infectious Diseases in den Rocky Mountain Laboratories verglichen, wie sich die Umwelt auf SARS-CoV-2 und SARS-CoV-1 auswirkt, die SARS verursachen. SARS-CoV-1 ist wie sein inzwischen weltweit zirkulierender Nachfolger aus China hervorgegangen und hat in den Jahren 2002 und 2003 mehr als 8.000 Menschen infiziert. SARS-CoV-1 wurde durch intensive Kontaktverfolgung und Fallisolierungsmaßnahmen ausgerottet, und es wurden keine Fälle festgestellt seit 2004. SARS-CoV-1 ist das menschliche Coronavirus, das am engsten mit SARS-CoV-2 verwandt ist. In der Stabilitätsstudie haben sich die beiden Viren ähnlich verhalten, was leider nicht erklärt, warum COVID-19 zu einem viel größeren Ausbruch geworden ist.

Die NIH-Studie versuchte, das Virus nachzuahmen, das von einer infizierten Person auf alltägliche Oberflächen in einem Haushalt oder Krankenhaus abgeschieden wird, beispielsweise durch Husten oder Berühren von Gegenständen. Anschließend untersuchten die Wissenschaftler, wie lange das Virus auf diesen Oberflächen infektiös blieb.

Die Wissenschaftler hoben zusätzliche Beobachtungen aus ihrer Studie hervor:

  • Wenn die Lebensfähigkeit der beiden Coronaviren ähnlich ist, warum führt dann SARS-CoV-2 zu mehr Fällen? Neue Beweise deuten darauf hin, dass mit SARS-CoV-2 infizierte Personen möglicherweise das Virus verbreiten, ohne oder bevor sie Symptome erkennen. Damit würden Maßnahmen zur Krankheitsbekämpfung, die gegen SARS-CoV-1 wirksam waren, gegen dessen Nachfolger weniger wirksam werden.
  • Im Gegensatz zu SARS-CoV-1 scheinen die meisten sekundären Fälle der Virusübertragung von SARS-CoV-2 in Gemeinschaftseinrichtungen und nicht in Gesundheitseinrichtungen aufzutreten. Gesundheitseinrichtungen sind jedoch auch anfällig für die Einführung und Verbreitung von SARS-CoV-2, und die Stabilität von SARS-CoV-2 in Aerosolen und auf Oberflächen trägt wahrscheinlich zur Übertragung des Virus in Gesundheitseinrichtungen bei.

Die Ergebnisse bestätigen die Leitlinien von Angehörigen der Gesundheitsberufe, ähnliche Vorsichtsmaßnahmen wie bei Influenza und anderen Atemwegsviren anzuwenden, um die Ausbreitung von SARS-CoV-2 zu verhindern:

  • Vermeiden Sie engen Kontakt mit erkrankten Personen.
  • Vermeiden Sie es, Augen, Nase und Mund zu berühren.
  • Bleiben Sie zu Hause, wenn Sie krank sind.
  • Bedecken Sie Ihren Husten oder Niesen mit einem Taschentuch und werfen Sie das Taschentuch dann in den Müll.
  • Reinigen und desinfizieren Sie häufig berührte Gegenstände und Oberflächen mit einem normalen Haushaltsreinigungsspray oder -tuch.

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N van Doremalen, et al. Aerosol- und Oberflächenstabilität von HCoV-19 (SARS-CoV-2) im Vergleich zu SARS-CoV-1. Das New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJMc2004973 (2020).

NIAID-Direktor Anthony S. Fauci, M.D., und Vincent Munster, Ph.D., ein leitender Forscher im NIAID-Labor für Virologie, stehen für Kommentare zu dieser Studie zur Verfügung.

Diese Medienverfügbarkeit beschreibt einen Befund der Grundlagenforschung. Grundlagenforschung verbessert unser Verständnis des menschlichen Verhaltens und der Biologie, was grundlegend für die Entwicklung neuer und besserer Wege zur Vorbeugung, Diagnose und Behandlung von Krankheiten ist. Wissenschaft ist ein unvorhersehbarer und inkrementeller Prozess – jeder Forschungsfortschritt baut auf früheren Entdeckungen auf, oft auf unerwartete Weise. Die meisten klinischen Fortschritte wären ohne das Wissen der Grundlagenforschung nicht möglich.

NIAID führt und unterstützt Forschung – am NIH, in den Vereinigten Staaten und weltweit – um die Ursachen von infektiösen und immunvermittelten Krankheiten zu untersuchen und bessere Mittel zur Vorbeugung, Diagnose und Behandlung dieser Krankheiten zu entwickeln. Pressemitteilungen, Merkblätter und andere NIAID-bezogene Materialien sind auf der NIAID-Website verfügbar.