من المعروف أن متلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة المعروفة باسم مرض COVID-19 - بسبب فيروس SARS-CoV-2 - تنتشر عبر الرذاذ التنفسي والاتصال الوثيق.كان عبء COVID-19 شديدًا للغاية في لومباردي ووادي بو (شمال إيطاليا) ، [2] وهي منطقة تتميز بتركيزات عالية من الجسيمات ، والتي من المعروف بالفعل أنها تسبب آثارًا سلبية على صحة الإنسان.تظهر الأرقام الإقليمية المتاحة لإيطاليا في تاريخ 12 أبريل أن حوالي 30٪ من الأشخاص المصابين حاليًا لا يزالون يعيشون في لومباردي (حوالي 40٪ إذا أخذنا في الاعتبار إجمالي الحالات المؤكدة منذ بداية الوباء) ، تليها إميليا رومانيا (13.5٪) ، بيدمونت (10.5٪) ، وفينيتو (10٪). [2]تمثل هذه المناطق الأربع في وادي بو 80٪ من إجمالي الوفيات المسجلة في إيطاليا و 65٪ من حالات قبول وحدات العناية المركزة. [2]
يبدو أن البحث الذي أجرته كلية هارفارد للصحة العامة يؤكد وجود ارتباط بين الزيادات في تركيزات الجسيمات ومعدلات الوفيات بسبب COVID-19 في الولايات المتحدة [4] في الاتصالات السابقة ، افترضنا احتمال أن يكون SARS-CoV-2 يمكن أن يكون الفيروس موجودًا على الجسيمات (PM) أثناء انتشار العدوى ، [5،6] بشكل متوافق مع الأدلة بالفعل
متاح لفيروسات أخرى. عند تأكيد أو استبعاد وجود فيروس SARS-CoV-2 في المساء.
هنا ، نقدم النتائج الأولى للتحليلات التي أجريناها على 34 عينة من PM10 من PM10 الخارجي / المحمول جواً من موقع صناعي في مقاطعة بيرغامو ، تم جمعها باستخدام جهازي أخذ عينات هواء مختلفين خلال فترة 3 أسابيع متواصلة ، من 21 فبراير إلى مارس. الثالث عشر.
باتباع المنهجية التي وصفها بان وآخرون.في عام 2019 (لجمع وتحديد حجم الجسيمات واكتشاف الفيروسات المحمولة جواً) ، [17] تم جمع عينات الجسيمات الدقيقة على مرشحات ألياف الكوارتز باستخدام جهاز أخذ عينات الهواء ذات الأحجام المنخفضة (38.3 لتر / دقيقة لمدة 23 ساعة) ، المتوافقة مع الطريقة المرجعية EN12341 : 2014 لرصد PM10.تم احتجاز الجسيمات في المرشحات بنسبة 99.9٪ نموذجيًااحتباس الهباء الجوي ، وتخزينه بشكل صحيح وتسليمه إلى مختبر الجينوميات التطبيقية والمقارنة بجامعة ترييستي.بالنظر إلى الطبيعة "البيئية" للعينة ، التي يُفترض أنها غنية بمثبطات بوليميراز الحمض النووي ، شرعنا في استخراج الحمض النووي الريبي باستخدام مجموعة ميكروب التربة البرازية Quick RNA التي تتكيف مع نوع المرشحات.تم لف نصف المرشح ، مع مواجهة الجانب العلوي للداخل ،في أنبوب بولي بروبيلين سعة 5 مل ، مع الحبيبات المتوفرة في المجموعة.من 1 مل الأولي من lysisbuffer ، تمكنا من الحصول على حوالي 400 ميكرولتر من المحلول ، والذي تمت معالجته بعد ذلك على النحو المحدد في البروتوكولات القياسية ، مما أدى إلى إزالة نهائية قدرها 15 ميكرولتر.بعد ذلك ، تم استخدام 5 ماي في اختبار SARS-CoV-2.بالنظر إلى الأصل الخاص للعينة ، تم استخدام qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix.كانت أنظمة التضخيم هي تلك الخاصة بالبروتوكول الذي طوره كورمان وآخرون ، والمنشور على موقع منظمة الصحة العالمية [20].
كان الاختبار يهدف صراحة إلى تأكيد أو استبعاد وجود SARS-CoV-2 RNA على الجسيمات.استخدم التحليل الأول "الجين E" كواسم جزيئي وأنتج نتيجة إيجابية رائعة على 15 من أصل 16 مرشحًا حتى لو ، كما يمكن أن نتوقع ، كان Ct بين 36-38 دورة.
بعد ذلك ، قمنا بتكرار التحليل على 6 من المرشحات الإيجابية (موجبة بالفعل لـ "الجين E") باستخدام "جين RtDR" كواسم جزيئي - وهو محدد للغاية لـ SARS-CoV-2 - ووصلنا إلى 5 نتائج مهمة من الإيجابيةتم أيضًا إجراء اختبارات التحكم لاستبعاد الإيجابية الزائفة بنجاح (الشكل 1).
لتجنب نفاد مواد أخذ العينات النادرة المتاحة ، تم تسليم ما تبقى من الحمض النووي الريبي المستخرج إلى مستشفى الجامعة المحلي (أحد المراكز السريرية المرخصة من قبل الحكومة الإيطالية لاختبارات تشخيص SARS-CoV-2) ، من أجل إجراء ثانية اختبار أعمى موازي.اختبر هذا المختبر السريري الثاني 34 عملية استخلاص من الحمض النووي الريبي للجينات E و N و RdRP ، وأبلغ عن 7 نتائج إيجابية لواحد على الأقل من جينات الواسمات الثلاثة ، مع تأكيد إيجابية بشكل منفصل لجميع الواسمات الثلاثة (الشكل 2).نظرًا لطبيعة العينة ، وبالنظر إلى أن أخذ العينات لم يتم لأغراض التشخيص السريري ولكن لاختبارات التلوث البيئي (مع الأخذ في الاعتبار أيضًا أنه تم تخزين المرشحات لمدة أربعة أسابيع على الأقل قبل الخضوع للتحليل الجيني الجزيئي ، مثلنتيجة للإغلاق الإيطالي) ، يمكننا أن نؤكد أننا أظهرنا بشكل معقول وجود الحمض النووي الريبي الفيروسي SARS-CoV-2 من خلال اكتشاف "جين RtDR" المحدد للغاية على 8 مرشحات.ومع ذلك ، نظرًا لعدم وجود مواد إضافية من المرشحات ، لم نتمكن من تكرار عدد كافٍ من الاختبارات لإظهار الإيجابية لجميع الواسمات الجزيئية الثلاثة في وقت واحد.
هذا هو أول دليل أولي على أن SARS-CoV-2 RNA يمكن أن يكون موجودًا على الجسيمات الخارجية ، مما يشير إلى أنه في ظروف الاستقرار الجوي والتركيزات العالية للجسيمات ، يمكن لـ SARS-CoV-2 تكوين مجموعات مع PM و- بواسطة تقليل معامل انتشارها - تعزيز استمرار الفيروس في الغلاف الجوي.تأكيدات أخرى لهذا التمهيديالأدلة جارية ، ويجب أن تتضمن تقييمًا في الوقت الفعلي حول حيوية فيروس SARS-CoV-2 بالإضافة إلى ضراوتها عند امتصاصها على الجسيمات.في الوقت الحاضر ، لا يمكن وضع افتراضات بشأن العلاقة بين وجود الفيروس على PM وتطور تفشي COVID-19.القضايا الأخرى التي يجب معالجتها على وجه التحديد هي متوسط تركيزات الجسيمات في نهاية المطافمطلوب "لتأثير تعزيز" محتمل للعدوى (في حالة التأكد من أن الجسيمات الدقيقة قد تعمل "كحامل" لنواة القطيرات الفيروسية) ، أو حتى الاحتمال النظري للتمنيع الناتج عن التعرض للجرعة الدنيا عند عتبات أقل من الجسيمات الدقيقة .
منحنيات تضخيم الشكل 1 لجينات E (A) و RdRP (B): تمثل الخطوط الخضراء المرشحات المختبرة ؛عبر الخطوطيمثل استخراج المرشح المرجعي ؛تمثل الخطوط الحمراء تضخيم العينات الإيجابية.
الصورة 2.تم الحصول على نتائج إيجابية (مميزة بعلامة X) للجينات E و N و RdRP لجميع عينة 34 PM10تم اختبار المرشحات في التحليلات المتوازية الثانية.
ليوناردو سيت 1 ، فابريزيو باساريني 2 ، جيانلويجي دي جينارو 3 ، بييرلويجي باربيري 4 ، ماريا جرازيا بيروني 5 ، ماسيمو بوريلي 6 ، جولاندا بالميساني 3 ، أليسيا دي جيليو 3 ، فالنتينا توربولي 6 ، ألبرتو بالافيسيني 6 ، موريتسيو روسكيو 8 ، بريسكو 8
1. قسم الكيمياء الصناعية ، جامعة بولونيا ، Viale del Risorgimento - 4 ، I-40136 ، بولونيا ، إيطاليا
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. المركز المشترك بين الإدارات للبحوث الصناعية "مصادر الطاقة المتجددة ، البيئة ، النمو الأزرق ، الطاقة" ،
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. قسم الأحياء بجامعة "ألدو مورو" باري باري إيطاليا
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. قسم العلوم الكيميائية والصيدلانية ، جامعة تريست ، تريستا ، إيطاليا
e-mail: barbierp@units.it
5. قسم البحوث البيئية ، TCR TECORA ، ميلان ، إيطاليا
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. قسم علوم الحياة - جامعة تريست ، تريستا ، إيطاليا
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. قسم الطب المخبري ، مستشفى جوليانو إيسونتينا الجامعي (ASU GI) ، ترييستي ، إيطاليا
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. الجمعية الإيطالية لطب البيئة (SIMA) ، ميلان ، إيطاليا
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. قسم العلوم البيئية و Poicy ، جامعة ميلانو ، ميلان ، إيطاليا
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
المؤلف المراسل:
ليوناردو سيتي Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
مراجع
1. منظمة الصحة العالمية ، طرق انتقال الفيروس المسبب لـ COVID-19: الآثار المترتبة على توصيات احتياطات IPC ، موجز علمي ؛متاح على: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29 March 2020)
2. وزارة الصحة الإيطالية ، النشرة اليومية لتفشي Covid-19 في إيطاليا ، متاح على http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. الوكالة الأوروبية للبيئة ، وكالة البيئة الأوروبية ، تقرير جودة الهواء في أوروبا لعام 2019 ؛رقم 10/2019 ؛وكالة البيئة الأوروبية: كوبنهاغن ، الدنمارك ، متاح على: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu ، Rachel C. Nethery ، M. Benjamin Sabath ، Danielle Braun ، Francesca Dominici ، التعرض لتلوث الهواء وفيات COVID-19 في الولايات المتحدة ، متاح على: https://projects.iq.harvard.edu/ files / covid-pm / files / pm_and_covid_mortality.pdf
5. الجمعية الإيطالية للطب البيئي (SIMA) ، ورقة موقف الجسيمات و COVID-19 ،
متاح على: http://www.simaonlus.it/wpsima/wp-content/uploads/2020/03/COVID_19_positionpaper_ENG.pdf
6. Setti L. و Passarini F. و De Gennaro G. و Barbieri P. و Perrone MG و Piazzalunga A. و Borelli M. و Palmisani J. و Di Gilio A و Piscitelli P و Miani A. ، هل هناك دور معقول بالنسبة للمادة الجسيمية في انتشار COVID-19 في شمال إيطاليا ؟، الردود السريعة BMJ ، 8 أبريل 2020 ، متاح على: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier، N.، Hoppenheidt، K.، Krist، H.، Lehmann، S.، Lang، H.، Buttner، M. جيل من الجسيمات الدقيقة الملوثة بفيروس أنفلونزا الطيور (AIV) (PM2.5): كشف الجينوم والعدوى وحساب المناعة.علم الأحياء الدقيقة البيطري.139 ، 156-164 (2009)
8. Zhao، Y.، Richardson، B.، Takle، E.، Chai، L.، Schmitt، D.، Win، H. الولايات المتحدة.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. تقييم تأثير أحداث الغبار على حدوث الحصبة في غرب الصين.بيئة الغلاف الجوي.157 ، 1-9 (2017)
10. Sorensen، JH، Mackay، DKJ، Jensen، C. Ø.، Donaldson، AI نموذج متكامل للتنبؤ بالانتشار الجوي لفيروس مرض الحمى القلاعية Epidemiol.تصيب ، 124 ، 577-590 (2000)
11. Glostera، J.، Alexandersen، S. الاتجاهات الجديدة: انتقال فيروس الحمى القلاعية البيئة الجوية ، 38 (3) ، 503-505 (2004)
12. Reche ، I. ، D'Orta ، G. ، Mladenov ، N. ، Winget ، DM ، Suttle ، CA معدلات ترسيب الفيروسات والبكتيريا فوق الطبقة الحدودية atmosperic.مجلة 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 المسح الطولي للميكروبيوم المرتبط بالجسيمات في المدن الضخمة.بيولوجيا الجينوم.21 ، 55 (2020)
14. Zhao، Y.، Richardson، B.، Takle، E.، Chai، L.، Schmitt، D.، Win، H.
لعب دورًا في انتشار فاشيات إنفلونزا الطيور الشديدة الإمراض في الولايات المتحدة في عام 2015.علوم
مندوب 9 ، 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
15. Ma، Y.، Zhou، J.، Yang، S.، Zhao، Y.، Zheng، X. تقييم تأثير أحداث الغبار على حدوث الحصبة في غرب الصين.بيئة الغلاف الجوي.157 ، 1-9 (2017)
16. Jiang، W.، Laing، P.، Wang، B.، Fang، J.، Lang، J.، Tian، G.، Jiang، J.، Zhu، TF الاستخراج الأمثل للحمض النووي والتسلسل الميتاجينومي للمجتمعات الميكروبية المحمولة جوًا .نات.بروتوك.10 ، 768-779 (2015)
17. Pan ، M. ، Lednicky ، JA ، Wu ، C.-Y. ، Collection ، تحجيم الجسيمات وكشف الفيروسات المحمولة جواً.مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقي، 127، 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt ، وصف المنتج ، متاح على: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd ، وصف المنتج ، متاح على: 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).
الكشف عن فيروس كورونا الجديد 2019 (2019-nCoV) بواسطة RT-PCR في الوقت الحقيقي.Eurosurveillance، 25 (3) ، متاح على:. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
الأصل: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
الوقت ما بعد: 18 أبريل 2020