Высокие уровни CO2 увеличивают выживаемость вирусов в воздухе и риск передачи

Фото из открытых источников

Новое исследование впервые выявило жизненно важную роль углекислого газа (CO2) в определении продолжительности жизни вирусов, передающихся воздушно-капельным путем, а именно SARS-CoV-2, вируса, вызывающего COVID-19.

Оно ясно показало, что контроль уровня CO 2 помогает снизить выживаемость вируса и, следовательно, риск заражения.

Исследование, проведенное Бристольским университетом и опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, что CO 2 является основным фактором продления жизни вариантов SARS-CoV-2, присутствующих в крошечных каплях, циркулирующих в атмосфере.

«Мы знали, что SARS-CoV-2, как и другие вирусы, распространяется через воздух, которым мы дышим. Но это исследование представляет собой огромный прорыв в нашем понимании того, как и почему это происходит, и, что особенно важно, что можно сделать, чтобы это остановить», - сказал ведущий автор исследования Аллен Хэддрелл. «Это показывает, что открытие окна может оказаться более эффективным, чем первоначально предполагалось, особенно в многолюдных и плохо вентилируемых помещениях, поскольку свежий воздух будет иметь более низкую концентрацию CO 2, что приведет к гораздо более быстрой инактивации вируса».

Ученые отмечают, что это также подчеркивает важность наших глобальных целей чистого нулевого уровня, поскольку исследования показывают, что даже незначительное повышение уровня CO 2, который увеличивается в атмосфере с началом изменения климата, может значительно повысить уровень выживаемости вирусов и риск заражения. 

Во время пандемии COVID-19 мониторы углекислого газа использовались для оценки вентиляции в зданиях, поскольку и CO 2, и вирус присутствуют в выдыхаемом воздухе. Но это исследование показало, как сам по себе CO2 на самом деле заставляет вирус дольше выживать в воздухе. Исследователи также обнаружили, что разные варианты SARS-CoV-2 обладают разной аэростабильностью, а последний вариант «Омикрон» имеет увеличенный срок жизни.

Исследователи сделали эти открытия, используя разработанную ими уникальную биоаэрозольную технологию под названием CELEBS – контролируемая электродинамическая левитация и экстракция биоаэрозолей на подложку, которая позволяет измерять выживаемость различных вариантов SARS-CoV-2 в лабораторных частицах, переносимых по воздуху, имитирующих выдыхаемый аэрозоль. 

Изменяя концентрацию CO 2 в воздухе от 400 частей на миллион (ppm) (уровень в обычном наружном воздухе) до 6500 частей на миллион, команда подтвердила корреляцию между увеличением концентрации CO 2 и продолжительностью времени, в течение которого вирусы, передающиеся воздушно-капельным путем, остаются заразными. в воздухе, что усугубляет риск передачи инфекции.

Результаты показали, что увеличение концентрации CO 2 всего до 800 частей на миллион (уровня, определенного как хорошо вентилируемый), привело к увеличению аэростабильности вируса. Через 40 минут, по сравнению с чистым воздухом, примерно в 10 раз больше вируса остается заразным, если концентрация CO 2 в воздухе аналогична концентрации в переполненном помещении (3000 частей на миллион).

«Эта связь проливает важный свет на то, почему события суперраспространения могут происходить при определенных условиях. Высокий pH выдыхаемых капель, содержащих вирус SARS-CoV-2, вероятно, является основной причиной потери заразности. CO 2 ведет себя как кислота при взаимодействии с каплями. Это приводит к тому, что pH капель становится менее щелочным, в результате чего вирус внутри них инактивируется медленнее», - говорит Хэддрелл. «Вот почему открытие окна является эффективной стратегией смягчения последствий, поскольку оно не только физически удаляет вирус из комнаты, но и делает сами капли аэрозоля более токсичными для вируса».

Согласно последним климатическим исследованиям, к концу столетия концентрация CO 2 в атмосфере, как ожидается, достигнет более 700 частей на миллион.

«Поэтому эти результаты имеют более широкое значение не только для нашего понимания передачи респираторных вирусов, но и для того, как изменения в нашей окружающей среде могут усугубить вероятность будущих пандемий. Данные нашего исследования показывают, что повышение уровня CO 2 в атмосфере может совпадать с увеличением заразности других респираторных вирусов, увеличивая продолжительность их заразности в воздухе», - добавил Хэддрелл.

«Хотя мы еще многого не понимаем, сейчас мы получаем гораздо более полную картину роли, которую выдохнули Респираторные аэрозоли играют роль в транспортировке инфекционных вирусов между людьми и механизмами, контролирующими их выживание», - говорит соавтор исследования профессор Джонатан Рид. «Эти результаты могут послужить научной основой для разработки стратегий смягчения последствий, которые могли бы спасти жизни при любой будущей пандемии».