[论文解读] Fomite transmission and disinfection strategies for SARS-CoV-2 and related viruses

Nuria Devesa Castaño, Seth C. Cordts+6 more|arXiv (Cornell University)|May 23, 2020

Infection Control and VentilationMedicine参考文献 197被引用 17

一句话总结

本综述综合了当前关于SARS-CoV-2及其相关病毒通过物体表面传播的知识，重点阐述了病毒在表面吸附、转移及失活的物理化学机制。文章评估了消毒策略，识别了关键的知识空白，并提出了一个科学框架，以制定有效的表面卫生干预措施，降低传播风险。

ABSTRACT

Contaminated objects or surfaces, referred to as fomites, play a critical role in the spread of viruses, including SARS-CoV-2, the virus responsible for the COVID-19 pandemic. The long persistence of viruses (hours to days) on surfaces calls for an urgent need for surface disinfection strategies to intercept virus transmission and the spread of the disease. Elucidating the physicochemical processes and surface science underlying the adsorption and transfer of virus between surfaces, as well as their inactivation, are important in understanding how the disease is transmitted, and in developing effective interception strategies. This review aims to summarize the current knowledge and underlying physicochemical processes of virus transmission, in particular via fomites, and common disinfection approaches. Gaps in knowledge and needs for further research are also identified. The review focuses on SARS-CoV-2, but will supplement the discussions with related viruses.

研究动机与目标

• 理解物体表面在SARS-CoV-2及其相关病毒环境传播中的作用。
• 分析控制病毒在表面吸附、稳定性和表面间转移的物理化学过程。
• 评估常见消毒策略在灭活物体表面SARS-CoV-2方面的有效性。
• 识别表面病毒学与消毒科学中需要进一步实验和建模研究的关键知识空白。
• 提供一个基于科学的框架，以优化病毒大流行期间的表面消毒方案。

提出的方法

• 系统性回顾现有实验研究，分析不同环境条件下病毒在各类表面的存活时间。
• 分析表面科学原理，包括表面能、ζ电位和疏水性，这些因素影响病毒粘附与解吸。
• 评估化学消毒剂（如酒精、季铵盐化合物）和物理方法（如紫外线照射）的消毒机制。
• 利用体外研究数据，比较SARS-CoV-2及其相关冠状病毒的灭活动力学。
• 整合病毒学、物理化学和工程学数据，建立通过物体表面传播风险的模型。
• 使用定量模型评估消毒频率和接触时间对传播减少的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在典型环境条件下，SARS-CoV-2在不同类型表面上可保持传染性多长时间？
• RQ2 哪些物理化学因素控制SARS-CoV-2从污染表面向手部或黏膜表面的吸附与转移？
• RQ3 常见消毒剂在灭活物体表面SARS-CoV-2方面的有效性如何？其效力的关键影响参数是什么？
• RQ4 温度、湿度和表面材质等环境因素如何影响病毒稳定性与传播风险？
• RQ5 在物体表面传播与消毒领域，哪些关键知识空白需要进一步开展实验与建模研究？

主要发现

• 在受控实验室条件下，SARS-CoV-2可在不锈钢和塑料等非多孔表面保持活性长达72小时。
• 病毒从表面转移到手部或其他表面的效率显著受表面能、疏水性和接触时间的影响。
• 酒精类消毒剂（如60–70%乙醇）可在数秒内迅速灭活SARS-CoV-2，使病毒滴度减少超过99.9%。
• 季铵盐化合物表现出中等效果，但需要更长接触时间，且在有机物污染或高湿度条件下效果较差。
• 紫外线-C照射（254 nm）可在数分钟内灭活表面SARS-CoV-2，但效果取决于照射强度、暴露时间和遮挡效应。
• 本综述指出，目前缺乏测量物体表面传播与消毒效果的标准化协议，凸显了建立统一测试方法的迫切需求。