Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2) pandemisine yanıt olarak, bez yüz kaplamalarının, pamuklu keselerin ve kot pantolonların sıcak suda yıkanmasının viral dezenfeksiyon etkinliğini test etmek için bir laboratuvar protokolü geliştirilmiştir. Phi6 virüsü (bakteriyofaj), dezenfeksiyon etkinliğini test etmek için organizma olarak kullanılmıştır.
Bu protokol, viral dezenfeksiyon hakkında veri üreten aklama çalışmaları yürütmek için bir laboratuvar süreci örneği sunmaktadır. Protokol, koronavirüs hastalığı 2019 (COVID-19) pandemisi sırasında araştırma için geliştirilirken, diğer virüs dezenfeksiyon çalışmalarına uyarlanabilir bir çerçeve olması amaçlanırken; test virüsünün hazırlanması, test materyalinin aşılanması, aklama işlemi nedeniyle yıkanan maddelerdeki görsel ve bütünlük değişikliklerinin değerlendirilmesi ve viral yükteki azalmanın ölçülmesi için gereken adımları gösterir. Ek olarak, protokol, deneylerin kontaminasyon ve çoklu yıkama döngülerinden sonra kişisel koruyucu ekipman (KKD) öğelerinin malzeme bütünlüğünü izlemek için kaydedilmesi gereken ölçümler / gözlemler tarafından önyargılı olmamasını sağlamak için gerekli kalite kontrol örneklerini özetlemektedir. Protokolle birlikte sunulan temsili sonuçlar, pamuklu ovma, denim ve pamuklu yüz kaplama malzemelerine aşılanmış Phi6 bakteriyofajını kullanır ve sıcak su yıkama ve kurutma işleminin tüm numuneler için viral yükte 3 günlük (% 99,9) bir azalma sağladığını gösterir (3 günlük bir azalma, ABD Çevre Koruma Ajansı’nın Ürün Performans Test Kılavuzu 810.2200’deki dezenfektan performans metriğidir). Viral yükteki azalma, KKD maddeleri üzerindeki farklı yerlerde tekdüzeydi. Bu viral dezenfeksiyon etkinliği test protokolünün sonuçları, bilimsel topluluğun diğer test virüsleri ve aklama prosedürleri için evde aklamanın etkinliğini keşfetmesine yardımcı olmalıdır.
Koronavirüs hastalığı 2019 (COVID-19) pandemisi, benzeri görülmemiş küresel tedarik zinciri bozulmasına neden oldu ve temel kişisel koruyucu ekipman (KKD) dahil olmak üzere birçok öğenin kritik bir kıtlığına yol açtı1,2,3. Yüksek riskli mesleklerde olanlar, önerilen kriz kapasitesi stratejilerini kullanarak uyum sağlamak zorunda kaldılar ve halk, öncelikle kaynak kontrolü için değil, aynı zamanda kullanıcılar için bazı solunum koruması sağlamak için kumaş malzeme yüz kaplamaları gibi özel olmayan öğelerin kullanımını benimsedi. Amerika Birleşik Devletleri’nde, özel solunum koruması (yani, N95’ler gibi filtreleyici yüz maskeleri (FFR’ler), tedarik sıkıntısı sırasında bu yüksek riskli mesleklerin bazıları (örneğin, sağlık hizmetleri) için ayrılmıştır4. Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-Cov-2) bulaşması hakkında çok az şey bilindiğinde, pandeminin başlarında bariyer koruması olarak çeşitli diğer giyim malzemeleri de düşünülmüştür5. Kullanıcının korunması için kullanılan kumaşların çeşitliliği ile birlikte, bu öğelerin kullanımı, yeniden kullanımı ve dezenfeksiyonu / dekontaminasyonu hakkında sorular ortaya çıkmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nde, yüz kaplamalarının ve diğer giyim eşyalarının rutin ev makinesi aklanmasının bu yüzeylerdeki virüsleri bulaşıcı hale getirdiği genel olarak kabul edilirken, bu iddiayı doğrulamak için çok az veri vardı ve test için yayınlanmış laboratuvar protokollerinin eksikliği vardı. Burada sunulan araştırma protokolünün amacı, viral dezenfeksiyon hakkında veri üreten aklama çalışmalarının yürütülmesi için bir laboratuvar süreci örneği sunmaktır. Protokol, COVID-19 pandemisi sırasında araştırmalar için geliştirilmiş olsa da, diğer virüs dezenfeksiyon çalışmalarına uyarlanabilir bir çerçeve olması amaçlanmıştır.
Giysilerin hastalık bulaşmasındaki rolü, ölçülmesi zor bir kavramdır. Uluslararası Ev Hijyeni Bilimsel Forumu, ev hijyeni uygulamalarının risk değerlendirmesi ile birlikte bulaşıcı hastalıkların yayılmasında giysilerin rolünün gözden geçirilmesini sağlayarak bu zorlu görevi denedi6. Bu çalışmaya dahil edilen, yün ve pamuk gibi farklı kumaş türlerinde farklı viral suşların hayatta kalmasını inceleyen çeşitli bilimsel çalışmaların gözden geçirilmesiydi 7,8,9,10,11. Her çalışma, vaccinia, poliovirus, respiratuar sinsityal virüs, herpes virüsü ve influenza virüsü dahil olmak üzere farklı bir virüs türüne odaklanmıştır. Kumaşlardaki farklı virüslerin hayatta kalma süreleri, virüs-malzeme kombinasyonuna bağlı olarak 30 dakika ila 5 ay arasında değişiyordu. Çalışmaların birçoğu ayrıca viral kontaminasyonun malzemeden ellere aktarıldığını göstermiştir. Yayının bir parçası olarak, etkili aklama, bulaşmayı azaltmak için önemli bir yönetim tekniği olarak tartışıldı, ancak aklamanın hastalık yükünü azaltmadaki etkisinin büyüklüğünün spesifik viral kirleticiye bağlı olduğu ve 7,8,9,10,11’i ölçmenin zor olduğu kabul edildi.
Aklama işlemi, kimyasal, fiziksel ve ısıl işlem süreçlerini kullanarak mikroorganizmaları yok eder. Örneğin, sabunlar ve deterjanlar toprakları ayırabilir ve kimyasal olarak aracılı bazı antimikrobiyal etkiler verebilir. Fiziksel olarak, seyreltme ve ajitasyon viral yüklerin azaltılmasına yardımcı olabilir. İnsan koronavirüsü HCoV-OC43’ün sıcaklık ve deterjan içeren ve içermeyen endüstriyel ve evsel yıkama döngüleri kullanılarak pamuk örnekleri üzerindeki kalıcılığını inceleyen bir çalışmada, deterjansız ısıtılmamış suda yıkama yaparken tespit edilebilir bir virüs bulunmadığı, ancak toprak yükünün varlığında (yapay tükürük), evsel yıkama döngülerinin numunelerin algılanamayan virüs yüklerine sahip olması için deterjan gerektirdiğini12. Sıcak suyun kendisi de bazı mikroorganizmaları yok etmek için etkili bir araç sağlayabilir13,14.
Mevcut çamaşırhane uygulamalarının durumunu özetleyen yakın tarihli bir yayında, kumaş bileşimi, depolama koşulları, kir yükü, yıkama sıcaklığı ve zamanı ve kurutma sıcaklığı gibi birçok faktörün küresel yıkama uygulamalarında değişen olduğu belirlenmiştir15. Aklama, nüfusun büyük bir yüzdesi için yaygın bir temizleme yöntemi olsa da, mevcut uygulamalardaki bu büyük değişiklik, bir öğenin bir virüs tarafından kirlenebileceği, zorlu ve seyrek olabileceği durumlarda, bunun güvenli ve etkili bir şekilde nasıl yapılacağına dair ayrıntılı rehberlik yapılmasını sağlar. COVID-19 salgını sırasında, Amerika Birleşik Devletleri Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC), ev sahipleri için eşyaların nasıl aklanacağına dair kılavuz yayınladı16,17. Bu aklama kılavuzunun çoğu, bakteriyel dezenfeksiyon18,19 ile ilgili birkaç eski çalışmaya dayanıyordu ve deterjanlarla suda etkisiz hale getirilmiş zarflı virüsleri bulan birkaç tezgah üstü çalışma tarafından desteklendi20,21. Kılavuz, 1) üreticinin deterjan talimatlarını takip etmek, 2) en sıcak uygun su ayarını kullanmak ve 3) tamamen kuru maddeler olarak özetlenebilir. Bu önerilerin mantığı, deterjanla mümkün olan en sıcak döngüde yıkamanın ve tamamen kurutmanın (mümkünse ısı ile) SARS-CoV-2 virüsünü öldüreceğiydi.
Aklama prosesindeki olası varyasyonların çok sayıda olması, değişkenleri izole edebilmek ve spesifik proseslerin viral dezenfeksiyon etkinliğini test edebilmek için burada sunulduğu gibi tek tip bir protokol gerektirmektedir. Bu protokolün amacı, bir eğitim videosu ile birleştiğinde, diğer araştırma çalışmalarında çoğaltma için laboratuvar tabanlı bir sıcak su aklama sürecini göstermektir. Ek olarak, bu viral dezenfeksiyon etkinliği testinin sonuçları, viral tabanlı pandemiler sırasında evde aklamanın etkinliğine tüketici güveni oluşturmalıdır.
Bu protokol, tam boyutlu KKD/giyim eşyalarından viral dezenfeksiyonun aklama etkinliğini değerlendirmek için sistematik laboratuvar testleri yapmak üzere geliştirilmiştir. Prosedürler, virüsün hazırlanması, test materyalinin aşılanması, aklama işlemi nedeniyle maddelerdeki değişikliklerin değerlendirilmesi ve aklama (makine yıkama ve kurutma) işleminin bir sonucu olarak viral yükteki azalmanın ölçülmesi için kritik adımları özetlemektedir. Ek olarak, protokol, deneylerin kontaminasyondan ve çoklu yıkama döngülerinden sonra KKD öğelerinin malzeme bütünlüğünü izlemek için kaydedilmesi gereken ölçümler / gözlemler tarafından önyargılı olmamasını sağlamak için gerekli kalite kontrol örneklerini özetlemektedir. Phi6 kullanan sonuçlar, bu protokolde kullanılan sıcak su yıkama işleminin, tüm numuneler (yüz kaplama, ovma ve denim pantolonlar) için viral yükte 3 kütükten daha büyük bir azalma sağladığını göstermektedir. Viral yük azaltma, KKD / giyim eşyalarındaki farklı yerlerde de tekdüzeydi. 3 günlük azalmayı göstermek için, bu protokol yüksek bir viral yükün ve tüm durumlar için toprak yükünü temsil etmeyebilecek bir stabilize edici ajanın (sığır eti ekstraktı) kullanılmasını gerektirir.
Mini yıkayıcılar ve kompakt kurutucular, alanın kısıtlı olduğu bir ortamda gerçekleştirilebilecek replika deneylerinin sayısını optimize etmek ve deneyler sırasında kullanılan ekipman ve su hacminin sterilizasyonunu laboratuvar personeli için yönetilebilir tutmak için seçildi. Mini yıkayıcının kullanılmasının bir sonucu olarak, durulama adımları, tamamen otomatik olan çoğu ev yıkama uygulamasına kıyasla manueldi. Makine yıkamanın gelişmiş ülkelerde baskın olduğunu hatırlamak da önemlidir, ancak el yıkama hala tüm dünyada uygulanmaktadır15. Ek olarak, bazıları yıkama için sıcak suya erişemeyebilir ve diğerleri makinede kurutma yerine giysileri manuel olarak kurutabilir. Aklama uygulamalarındaki bu farklılıklar bu mevcut protokolde ele alınmamıştır, ancak yıkama ve kurutma adımlarının bir kova ve yakın bir çizgi kullanılarak değiştirilmesi gibi küçük değişikliklerle kolayca araştırılabilir.
Bilimsel literatürde viral olarak kontamine olmuş yüz kaplamalarının ve sokak kıyafetlerinin tam ölçekte temizlenmesi / dezenfekte edilmesine çok az odaklanılmıştır. Daha yaygın olarak, çalışmalar tekrarlanan yıkama ve kurutma sonrası yüz kaplamalarının filtrasyon performansını değerlendirir, ancak viral dezenfeksiyon etkinliğini değerlendirmez27,28. Örneğin, Clapp ve ark. bez maskelerin ve modifiye prosedür maskelerinin takılı filtrasyon verimliliğini değerlendirmiş ve daha fazla uyum ve filtrasyon verimliliği sağlayan basit modifikasyonlarla performansta geniş farklılıklar bulmuşlardır29. Başka bir çalışma, farklı malzemelerden dört bez maskenin filtrasyon verimliliğine baktı30, yine kaynak kontrolüne veya kişisel korumaya odaklandı. Bunun nedeni, aynı laboratuvarda hem mikrobiyal kısım hem de mekanik testler için uzmanlık eksikliği olabilir. Burada sunulan protokol, dezenfeksiyon etkinliğinin yanı sıra malzeme bozulmasının bir değerlendirmesini sağlar.
Son zamanlarda bilimsel literatürde31,32,33 yayınlanan tek kullanımlık solunum koruması için bir dizi dekontaminasyon / dezenfeksiyon yöntemi (öncelikle N95’ler) bulunmaktadır. FFR’lere (örneğin, N95’ler) birincil odaklanma, sağlık çalışanları ve diğer ön saflardaki meslekler için sağladıkları kritik solunum korumasından kaynaklanmaktadır. Solunum cihazı dekontaminasyonu için birincil teknolojiler, buharlaştırılmış hidrojen peroksit (VHP), ultraviyole mikrop öldürücü radyasyon (UVGI) ve virüs inaktivasyonu için nemli ısıyı (buhar) içeriyordu. Viscusi ve ark. FFR ve UVGI için beş dekontaminasyon yöntemini değerlendirdi; etilen oksit ve VHP’nin en umut verici dekontaminasyon yöntemleri olduğu bulunmuştur31. Fischer ve ark. SARS-CoV-2 ile kontaminasyonu azaltma yetenekleri ve N95 solunum cihazı fonksiyonu üzerindeki etkileri nedeniyle dört farklı dekontaminasyon yöntemini (UV ışığı, kuru ısı,% 70 etanol ve VHP) değerlendirdiler32. FFR’ler için etkili dekontaminasyon teknolojileri ile ilgili 2020 yılında özetlenen ve yayınlanan birçok ek çalışma bulunmaktadır33. Bununla birlikte, bu özel yöntemlere erişilemez veya ortalama bir ev veya küçük işletme sahibi tarafından güvenle kullanılmak üzere tasarlanmamıştır.
Bu protokol, SARS-CoV-2’ye benzer, başak proteinlerine sahip ve tüm testler için benzer büyüklükte (80-100 nm)34 olan zarflı bir bakteriyofaj olan Phi6 kullanılarak geliştirilmiştir. Phi6 bilinen bir patojen olmadığından, genel bir mikrobiyolojik Biyogüvenlik Seviye 1 (BSL-1) laboratuvarında manipüle edilebilir. Phi6’ya karşı etkinlik, diğer zarflı virüslerin etkinliğini gösterebilir, ancak ilgilenilen her virüs için ampirik doğrulama gereklidir35. Benzer, patojenik olmayan bir viral ajan kullanılarak, bu protokolün başka bir yerde tekrarlanabileceği ve gelecekteki viral salgınları / pandemileri incelemek için kullanılabileceği umulmaktadır. Gelecekteki araştırmalar, deterjanlara ek olarak dezenfektanların (örneğin ağartıcı) kullanımını ve el yıkama ve hat kurutma için standartlaştırılmış bir protokolü içerebilir.
The authors have nothing to disclose.
ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), Araştırma ve Geliştirme Ofisi aracılığıyla, burada EP-C-15-008 kapsamında açıklanan araştırmayı Jacobs Technology Inc. ile birlikte yönetmiştir. Ajans tarafından gözden geçirilmiştir, ancak Ajansın görüşlerini yansıtmak zorunda değildir. Resmi bir onay alınmamalıdır. EPA, herhangi bir ticari ürün veya hizmetin satın alınmasını veya satılmasını onaylamaz. Yazarlar, EPA RTP mikrobiyolojisinin gözetimi için EPA yüklenicileri Denise Aslett’e, EPA RTP mikrobiyoloji laboratuvarında bu proje üzerindeki çalışmaları için Brian Ford, Rachael Baartmans ve Lesley Mendez Sandoval’a, EPA kalite güvence incelemesini sağladığı için Ramona Sherman’a ve EPA teknik incelemeleri sağladığı için Worth Calfee ve Shannon Serre’ye teşekkür etmek istiyor.
Freezer (- 80 °C) | ThermoFisher Scientific | FDE30086FA | |
Hot Plate | VWR | 97042-714 | |
Safety Pins (steel) | Singer | 319921 | |
Shaker | Lab-Line Instruments, Inc. | 3525 | |
SM buffer | Teknova, Hollister, CA | S0249 | |
Syringe filter (0.2 μm) | Corning, Corning, NY | PES syringe filters, 431229 | |
1X Phosphate Buffered Saline | Teknova, Hollister, CA | P0196, 10X PBS solution | |
Agar | Becton Dickinson | 214010 | |
Autoclavable caps | DWK Life Sciences, Millville, NJ | KIM-KAP Caps, 73663-18 | |
Autoclave | Steris | AMSCO 250LS Steam Sterilizer Model 20VS | |
Beef Extract | Sigma-Aldrich, Millipore Sigma, St. Louis, MO, USA | P/N B4888-100g | |
Calcium chloride | Sigma-Aldrich | 793639 | |
Cell spreaders | Busse Hospital Disposables | 23600894 | |
Centrifuge | ThermoFisher Scientific | 75004271 | Heraeus MegaFuge 16R Centrifuge |
Certified Timer | https://nist.time.gov/ | Not Applicable | |
Conical tubes (50 mL) | Corning Life Sciences | 352098 | Falcon 50-mL high-clarity polypropylene conical centrifuge tubes |
Cryovials | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | AY509X33 | |
Denim | Wrangler | Rustler Regular Fit Straight Leg Jean Four Pocket Jean with Scoop Front Pockets, PN:87619PW | |
Detergent | Proctor and Gamble | Tide Original Scent Liquid Laundry Detergent Product Number (PN): 003700023068 | |
Dextrose | Fisher | BP350 | |
Dey-Engley neutralizing broth | Becton Dickinson | DF0819172 | |
Dryer | Magic Chef | MCSDRY15W | |
Face Coverings | Felina | Reusable Organic Cotton Face Masks, PN: 990121P4 | |
Incubator (top agar) | Symphony | 414004-596 | |
Laboratory Notebook | Scientific Notebook Company | 2001 | |
Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | M9272 | |
Media sterilization and dispensing system | Integra | Media Clave/Media Jet | |
Petri Dishes (100 mm) | VWR | 25384-342 | |
pH Meter | Orion/Oakton | STARA1110/EW-35634-35 | |
pH Probe | Orion | 8157BNUMD | |
pH Standards | Oakton | 00654-(00/04/08) | |
Phi 6 and Pseudomonas syringae | Battelle Memorial Institute, Columbus, OH | Not Applicable | |
Pipette & Tips | Rainin | (Pipettes) 17014391, 17002921; (Pipette Tips) 30389239, 17014382 | |
Refrigerator | True Manufacturing Co., Inc. | GDM-33 | |
Scrubs | Gogreen cool | PN: WS19100PT | |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich | 57656 | |
Stir Bar | Fisherbrand | 16-800-512 | |
Tape Measure | Lufkin | PS3425 | |
Test Tubes for Soft agar (14 mL) | Corning, Corning, NY | 352059 | |
Thermometer | Fisherbrand | 14-983-19B | |
Tryptone | Sigma-Aldrich | T9410 | |
Vaporous hydrogen peroxide sterilization bags | STERIS | 62020TW | |
Vortex (during the plating process) | Daigger Scientific, Inc | 3030A | Vortex Genie 2 |
Vortex (for sample extraction) | Branson Ultrasonics | 58816-115 | Multi-Tube vortexer |
Washer | Kuppet | KP1040600A | |
Washer Sterilization | Steris | STERIS VHP ED1000 generator | |
Yeast extract | Gibco | 212750 |