Sindrom pernapasan akut parah yang dikenal sebagai penyakit COVID-19 – karena virus SARS-CoV-2 – diketahui menyebar melalui tetesan pernapasan dan kontak dekat.[1]Beban COVID-19 sangat parah di Lombardy dan Lembah Po (Italia Utara), [2] sebuah daerah yang ditandai dengan konsentrasi partikel yang tinggi, yang sudah diketahui menghasilkan efek negatif pada kesehatan manusia.[3]Angka regional yang tersedia untuk Italia pada tanggal 12 April menunjukkan bahwa sekitar 30% dari orang yang saat ini positif masih tinggal di Lombardy (sekitar 40% jika mempertimbangkan keseluruhan kasus yang dikonfirmasi sejak awal epidemi), diikuti oleh Emilia Romagna (13,5%) , Piedmont (10,5%), dan Veneto (10%).[2]Keempat wilayah Lembah Po ini menyumbang 80% dari total kematian yang tercatat di Italia dan 65% dari penerimaan Unit Perawatan Intensif.[2]
Sebuah penelitian yang dilakukan oleh Harvard School of Public Health tampaknya mengkonfirmasi hubungan antara peningkatan konsentrasi PM dan tingkat kematian akibat COVID-19 di AS[4] Dalam komunikasi sebelumnya, kami telah berhipotesis kemungkinan bahwa SARS-CoV-2 virus dapat hadir pada partikulat (PM) selama penyebaran infeksi,[5,6] konsisten dengan bukti yang sudah ada
tersedia untuk virus lain. [7-15] Namun, masalah mikrobioma terkait PM di udara, terutama di lingkungan perkotaan, sebagian besar masih kurang diselidiki, [16] dan – saat ini – tidak ada yang masih melakukan studi eksperimental yang secara khusus ditujukan saat mengkonfirmasi atau mengecualikan keberadaan SARS-CoV-2 pada PM.
Di sini, kami menyajikan hasil pertama dari analisis yang telah kami lakukan pada 34 sampel PM10 PM10 luar ruangan/udara dari lokasi industri di Provinsi Bergamo, dikumpulkan dengan dua sampel udara berbeda selama periode 3 minggu terus-menerus, dari 21 Februari hingga Maret 13.
Mengikuti metodologi yang dijelaskan oleh Pan et al.pada tahun 2019 (untuk pengumpulan, ukuran partikel, dan deteksi virus di udara),[17] sampel PM dikumpulkan pada filter serat kuarsa dengan menggunakan sampel udara gravimetri volume rendah (38,3 l/mnt selama 23 jam), sesuai dengan metode referensi EN12341 :2014 untuk pemantauan PM10.Materi partikulat terperangkap ke filter dengan tipikal 99,9%retensi aerosol, disimpan dengan benar dan dikirim ke laboratorium Genomics Terapan dan Komparatif Universitas Trieste.Mengingat sifat "lingkungan" sampel, yang mungkin kaya akan penghambat DNA polimerase, kami melanjutkan dengan ekstraksi RNA dengan menggunakan kit mikroba tanah tinja Quick RNA yang disesuaikan dengan jenis filter.[18]Setengah saringan digulung, dengan sisi atas menghadap ke dalam,dalam tabung polypropylene 5 ml, bersama dengan manik-manik yang disediakan dalam kit.Dari 1 ml lysisbuffer awal, kami bisa mendapatkan sekitar 400 ul larutan, yang kemudian diproses seperti yang ditentukan oleh protokol standar, menghasilkan eluat akhir 15 ul.Selanjutnya, 5 ul digunakan untuk pengujian SARS-CoV-2.Mengingat asal sampel tertentu, qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix digunakan.[19]Sistem amplifikasi adalah protokol yang dikembangkan oleh Corman et al, diterbitkan di situs WHO [20].
Tes itu secara eksplisit ditujukan untuk mengkonfirmasi atau mengecualikan keberadaan RNA SARS-CoV-2 pada materi partikulat.Analisis pertama menggunakan "gen E" sebagai penanda molekuler dan menghasilkan hasil positif yang mengesankan pada 15 dari 16 filter bahkan jika, seperti yang dapat kita duga, Ct berada di antara 36-38 siklus.
Setelah itu, kami telah mereplikasi analisis pada 6 filter positif (sudah positif untuk “gen E”) dengan menggunakan “gen RtDR” sebagai penanda molekuler – yang sangat spesifik untuk SARS-CoV-2 – mencapai 5 hasil yang signifikan positif;tes kontrol untuk mengecualikan kepositifan palsu juga berhasil dilakukan (Gbr. 1).
Untuk menghindari kehabisan bahan sampel langka yang tersedia, sisa RNA yang diekstraksi dikirim ke Rumah Sakit Universitas setempat (salah satu pusat klinis yang disahkan oleh Pemerintah Italia untuk tes diagnostik SARS-CoV-2), untuk melakukan tes diagnostik kedua. tes buta paralel.Laboratorium klinis kedua ini menguji 34 ekstraksi RNA untuk gen E, N dan RdRP, melaporkan 7 hasil positif untuk setidaknya satu dari tiga gen penanda, dengan positif dikonfirmasi secara terpisah untuk ketiga penanda (Gbr. 2).Karena sifat sampel, dan mengingat bahwa pengambilan sampel tidak dilakukan untuk tujuan diagnostik klinis tetapi untuk uji pencemaran lingkungan (dengan mempertimbangkan juga bahwa filter disimpan setidaknya selama empat minggu sebelum menjalani analisis genetik molekuler, sepertisebagai konsekuensi dari penutupan Italia), kami dapat mengonfirmasi telah menunjukkan secara wajar keberadaan RNA virus SARS-CoV-2 dengan mendeteksi “gen RtDR” yang sangat spesifik pada 8 filter.Namun, karena kurangnya bahan tambahan dari filter, kami tidak dapat mengulangi cukup banyak tes untuk menunjukkan kepositifan untuk ketiga penanda molekuler secara bersamaan.
Ini adalah bukti awal pertama bahwa RNA SARS-CoV-2 dapat hadir pada partikulat luar ruangan, sehingga menunjukkan bahwa, dalam kondisi stabilitas atmosfer dan konsentrasi PM yang tinggi, SARS-CoV-2 dapat membuat kluster dengan PM luar ruangan dan – dengan mengurangi koefisien difusi – meningkatkan daya tahan virus di atmosfer.Konfirmasi lebih lanjut dari pendahuluan inibukti sedang berlangsung, dan harus mencakup penilaian waktu nyata tentang vitalitas SARS-CoV-2 serta virulensinya ketika teradsorpsi pada partikel.Saat ini, tidak ada asumsi yang dapat dibuat mengenai korelasi antara keberadaan virus pada PM dan perkembangan wabah COVID-19.Masalah lain yang harus ditangani secara khusus adalah konsentrasi rata-rata PM pada akhirnyadiperlukan untuk potensi “efek peningkat” dari penularan (dalam kasus dipastikan bahwa PM mungkin bertindak sebagai “pembawa” untuk inti tetesan virus), atau bahkan kemungkinan teoritis imunisasi akibat paparan dosis minimal pada ambang batas yang lebih rendah dari PM .
Gbr.1 Kurva amplifikasi gen E (A) dan RdRP (B): garis hijau mewakili filter yang diuji;garis silangmewakili ekstraksi filter referensi;garis merah mewakili amplifikasi sampel positif.
Gbr.2.Hasil positif (ditandai dengan X) untuk gen E, N dan RdRP diperoleh untuk semua 34 sampel PM10filter diuji dalam analisis paralel kedua.
Leonardo Setti1, Fabrizio Passarini2, Gianluigi De Gennaro3, Pierluigi Barbieri4, Maria Grazia Perrone5, Massimo Borelli6, Jolanda Palmisani3, Alessia Di Gilio3, Valentina Torboli6, Alberto Pallavicini6, Maurizio Ruscio7, Prisco Piscitelli8, Alessandro Miani8,9
1. Departemen Kimia Industri, Universitas Bologna, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bologna, Italia
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Pusat Penelitian Industri Antar Departemen “Sumber Terbarukan, Lingkungan, Pertumbuhan Biru, Energi”,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Jurusan Biologi, Universitas “Aldo Moro” Bari, Bari, Italia
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Departemen Ilmu Kimia dan Farmasi, Universitas Trieste, Trieste, Italia
e-mail: barbierp@units.it
5. Divisi Penelitian Lingkungan, TCR TECORA, Milan, Italia
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Departemen Ilmu Hayati – Universitas Trieste, Trieste, Italia
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Divisi Laboratorium Kedokteran, Rumah Sakit Universitas Giuliano Isontina (ASU GI), Trieste, Italia
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Masyarakat Kedokteran Lingkungan Italia (SIMA), Milan, Italia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Departemen Ilmu dan Kebijaksanaan Lingkungan, Universitas Milan, Milan, Italia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Penulis yang sesuai:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Referensi
1. Organisasi Kesehatan Dunia, Cara penularan virus penyebab COVID-19: implikasi untuk rekomendasi pencegahan IPC, Ringkasan ilmiah;tersedia di: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29 Maret 2020)
2. Kementerian Kesehatan Italia, buletin harian wabah Covid-19 di Italia, tersedia di http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. Laporan EEA, Badan Lingkungan Eropa, Kualitas Udara di Eropa 2019;Nomor 10/2019;Badan Lingkungan Eropa: Kopenhagen, Denmark, tersedia di: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Paparan polusi udara dan kematian COVID-19 di Amerika Serikat, tersedia di: https://projects.iq.harvard.edu/ file/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Italian Society of Environmental Medicine (SIMA), Position Paper Particulate Matter dan COVID-19,
tersedia di: http://www.simaonlus.it/wpima/wp-content/uploads/2020/03/COVID_19_positionpaper_ENG.pdf
6. Setti L., Passarini F., De Gennaro G., Barbieri P., Perrone MG, Piazzalunga A., Borelli M., Palmisani J., Di Gilio A, Piscitelli P, Miani A., Apakah ada Peran yang Masuk Akal untuk Particulate Matter dalam penyebaran COVID-19 di Italia Utara?, BMJ Rapid Responses, 8 April 2020, tersedia di: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Generasi virus flu burung (AIV) terkontaminasi partikel halus tinja (PM2.5): genom dan deteksi infektivitas dan perhitungan immission.Mikrobiologi Veteriner.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Penularan melalui udara mungkin berperan dalam penyebaran wabah flu burung yang sangat patogen pada tahun 2015 di Amerika Serikat.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. Penilaian dampak peristiwa debu pada kejadian campak di Cina barat.Lingkungan Atmosfer.157, 1-9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. ., Donaldson, AI Model terintegrasi untuk memprediksi penyebaran atmosfer virus penyakit kaki dan mulut Epidemiol.Infeksi., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. Arah Baru: Transmisi Udara dari Lingkungan Atmosfer Virus Penyakit Mulut dan Kuku, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA Tingkat pengendapan virus dan bakteri di atas lapisan batas atmosfer.Jurnal 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 Survei longitudinal mikrobioma yang terkait dengan materi partikulat di kota besar.Biologi Genom.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. Transmisi Airborne mungkin memiliki
berperan dalam penyebaran wabah flu burung yang sangat patogen pada tahun 2015 di Amerika Serikat.ilmu pengetahuan
Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
15. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Penilaian dampak peristiwa debu pada kejadian campak di Cina barat.Lingkungan Atmosfer.157, 1-9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J.,Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF Ekstraksi DNA yang dioptimalkan dan urutan metagenomik komunitas mikroba di udara .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Koleksi, ukuran partikel dan deteksi virus di udara.Jurnal Mikrobiologi Terapan, 127, 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, deskripsi produk, tersedia di: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd, deskripsi produk, tersedia di: 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).
Deteksi 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) dengan RT-PCR waktu nyata.Eurosurveillance, 25(3), tersedia di:.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Asli: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Waktu posting: Apr-18-2020