Nieuw coronavirus kan zich verspreiden als een aerosol in de lucht, zoals SARS

Noot van de redactie: het in dit artikel beschreven onderzoek was gepubliceerd in The New England Journal of Medicine op 17 maart. Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op 13 maart.

Het nieuwe coronavirus SARS-CoV-2 kan volgens voorlopig onderzoek enkele uren in de lucht overleven in fijne deeltjes die bekend staan ​​als aerosolen.

Het coronavirus, dat de luchtweginfectie COVID-19 veroorzaakt, kan tot 3 uur na aerosolisatie worden gedetecteerd en kan gedurende die periode cellen infecteren, vonden de auteurs van het onderzoek. De studie, die voor het eerst op 10 maart op de preprint-database medRxiv is geplaatst, is nog steeds voorlopig, omdat er geen uitgebreide peer-review is geweest. De auteurs ontvingen wel opmerkingen van een mogelijk wetenschappelijk tijdschrift en plaatsten op 13 maart een bijgewerkte versie van de studie waarin de herzieningen werden weerspiegeld.

Ervan uitgaande dat deze eerste resultaten nauwkeurig worden onderzocht, lijkt aerosoltransmissie van SARS-CoV-2 "plausibel", schreven de auteurs, maar enkele belangrijke vragen blijven onbeantwoord.

"We weten nog steeds niet hoe hoog een concentratie levensvatbare SARS-CoV-2 in de praktijk nodig is om een ​​mens te infecteren, hoewel we dit in de toekomst willen modelleren", co-auteur Dylan Morris, afgestudeerd student aan de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie aan de Princeton University, vertelde WordsSideKick.com in een e-mail. Morris en zijn collega's testten of virale deeltjes uit aerosolen cellen in het laboratorium konden infecteren, en niet echte mensen. Wat nog belangrijker is, zelfs als aërosoltransmissie kan plaatsvinden, is het onwaarschijnlijk dat dit de belangrijkste motor is van de huidige pandemie, voegde Morris eraan toe.

'De huidige wetenschappelijke consensus is dat de meeste overdracht via respiratoire secreties plaatsvindt in de vorm van grote respiratoire druppels ... in plaats van kleine aerosols', zei hij. "Druppeltjes zijn gelukkig zwaar genoeg om niet ver te reizen" en vallen in plaats daarvan uit de lucht na slechts een paar meter te hebben gereisd.

Aërosolen kunnen daarentegen mogelijk over veel grotere afstanden reizen; het virus dat waterpokken veroorzaakt, kan bijvoorbeeld tientallen meters van een besmette persoon reizen en secundaire infecties elders in de omgeving veroorzaken, en kan in een gebied blijven, zelfs nadat de persoon die ze heeft uitgestoten, is vertrokken. In de huidige studie hebben de onderzoekers echter niet onderzocht hoe ver SARS-CoV-2 mogelijk door de lucht zou kunnen reizen.

Virale overleving

Om te zien hoe lang SARS-CoV-2 als aërosol overleeft, hebben de onderzoekers monsters van het virus door een vernevelaar gevoerd en de aërosolhoudende deeltjes in een trommelachtige structuur gespoten. Vervolgens namen ze periodiek monsters uit de trommel en analyseerden ze elk op viraal genetisch materiaal, bekend als RNA.

Het team kon tijdens hun 3 uur durende experiment viraal RNA detecteren, maar dat alleen al garandeert dat het resterende virus levensvatbaar was.

'Je vindt een RNA op een oppervlak, dat betekent niet dat het virus ... iemand kan infecteren', zegt Aubree Gordon, universitair hoofddocent epidemiologie aan de University of Michigan School of Public Health, die niet betrokken was bij de studie. Om te bepalen of het virus echt levensvatbaar was, groeiden de onderzoekers de kiem in gekweekte cellen. Deze kritische tests maakten de studie "veel sterker" dan wanneer de onderzoekers alleen naar RNA hadden gezocht, zei Gordon.

Het team volgde ook hoe de niveaus van het virus in de loop van de tijd afnamen door op te merken hoe de concentratie van monster tot monster daalde. Met behulp van deze metingen berekenden ze de "halfwaardetijd" van een virus in verschillende omgevingen, of hoe lang het duurt voordat de virale concentratie met de helft afneemt.

"Een basisprincipe van verval is dat als je met meer virussen begint, je langer een detecteerbaar virus zult hebben," zei Morris. 'De geschatte halfwaardetijden geven ons een idee hoe lang het zou duren als we ermee begonnen anders beginconcentraties. 'Met andere woorden: door de halfwaardetijd van een virus te kennen, kunnen wetenschappers bepalen hoe lang een bepaald virus in verschillende omgevingen kan overleven, ongeacht hoeveel virus er op het moment van bemonstering aanwezig is.

Het aerosol-virus vertoonde een mediane halfwaardetijd van ongeveer 1,1-1,2 uur, vergelijkbaar met het gerelateerde coronavirus dat SARS veroorzaakt, merkten de auteurs op.

Het team onderzocht ook hoe lang het virus levensvatbaar blijft op koper, roestvrij staal, plastic en karton. Een levensvatbaar virus kon na 4 uur of na 24 uur op karton niet worden gedetecteerd op koper. De kiem overleefde het beste op plastic en roestvrij staal en bleef tot 72 uur houdbaar, hoewel de algehele concentratie tegen die tijd aanzienlijk was gedaald. De halfwaardetijd van het virus varieerde ook op elk oppervlak; het virus vertoonde een halfwaardetijd van ongeveer 0,8 uur op koper, 3,46 uur op karton, 5,6 uur op staal en 6,8 uur op plastic.

De kartonnen maatregelen kunnen wenkbrauwen doen oprijzen omdat veel pakketten die per post worden verzonden, van karton zijn gemaakt. Maar hoewel 24 uur als een lange tijd klinkt, zei Morris dat de auteurs "voorzichtig zijn" bij het interpreteren van deze resultaten. "Onze kartonnen gegevens waren met name luidruchtiger dan onze gegevens van andere oppervlakken", wat betekent dat de resultaten merkbaar verschilden toen ze het experiment herhaalden, zei hij.

Bovendien "we weten niet hoeveel virus er werkelijk nodig is om een ​​mens met een hoge waarschijnlijkheid te infecteren, noch hoe gemakkelijk het virus van het karton naar de hand wordt overgebracht bij het aanraken van een verpakking", voegde hij eraan toe.

Wat zou aerosoloverdracht echt betekenen voor verspreiding?

Het idee van virale deeltjes die in de lucht hangen, klaar om voorbijgangers te infecteren, lijkt misschien eng, maar om een ​​aërosol te worden, moeten druppels met virale deeltjes eerst worden omgevormd tot een lichte nevel, dun genoeg om door de lucht te worden ondersteund. Aërosolen hebben per definitie een diameter van minder dan 0,0002 inch (5 micron), terwijl typische ademhalingsdruppels deze grootte overschrijden.

"Op basis van wat we weten over andere respiratoire virussen, denken we niet dat SARS-CoV-2 in dagelijkse omgevingen aërosol wordt," zei Morris. "Eerder zal aerosolisatie, als het al gebeurt voor SARS-CoV-2, waarschijnlijk plaatsvinden in de gezondheidszorg", aldus Morris.

Tijdens de SARS-uitbraak in 2002-2003 veroorzaakten aërosols ernstige aanvallen van virale verspreiding in de gezondheidszorg, zei Gordon.

Met name het gebruik van intubatie - waarbij een buis in de luchtpijp van een patiënt wordt ingebracht - en vernevelaars - die geneesmiddelen in een inhaleerbare nevel veranderen - genereerde aerosolen en verhoogde het risico op virale overdracht naar zorgverleners, zei ze. Bovendien zorgden aërosolen die in de ontlasting vrijkwamen waarschijnlijk voor twee SARS superspreader-evenementen in niet-gezondheidszorginstellingen, één in een appartementencomplex en de andere in een hotel, zei ze.

Bij inademing reizen fijne aerosolen vaak dieper in het lichaam dan zware ademhalingsdruppels en veroorzaken ze een ernstige infectie in de longen, voegde ze eraan toe.

Zij en andere experts gingen er al van uit dat aerosoltransmissie van SARS-CoV-2 "een punt van zorg kan zijn, omdat we dat bij SARS hadden gezien", zei Gordon. Hoewel de nieuwe studie hun speculaties ondersteunt, zei ze dat wetenschappers "voorzichtig" moeten zijn met hoe ze de resultaten interpreteren.

'We willen zien of we in de gezondheidszorg wel virussen in de lucht zien', zei ze. Met andere woorden, monsters van werkelijke ziekenhuislucht moeten worden genomen om te bepalen of SARS-CoV-2-aerosolen op significante niveaus aanwezig zijn en wat dat betekent voor zorgverleners en hun patiënten.