ВЫЖИВАЕМОСТЬ ВИРУСОВ В ВОЗДУХЕ ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
В связи с воздушно-капельным путем распространения возбудителей респираторных вирусных инфекции чрезвычайно актуальным является вопрос о выживаемости вирусов в условиях воздушной среды, так как от длительности сохранения ими инфекционной активности зависит возможность инфицирования восприимчивых контингентов. Поэтому процессы инактивации вирусов в аэрозоле были подвергнуты самому тщательному изучению как в нашей стране, так и за рубежом.
Экспериментальные исследования, которые проводились в условиях аэрозольных камер, были связаны в основном с вирусом гриппа как одним из наиболее типичных представителен возбудителей респираторных вирусных заболеваний. Рядом исследователей, начиная с 1943 г., было установлено, что вирус гриппа и аэрозольном состоянии сохранял свою инфекционную активность от 2 до 23 ч (3. И. Мсрекалова, 1953;
А. Ф. Визитиу, 1962; Г. С. Яковлева и С. В. Шанду- рин, I960; В. В. Влодавец, Р. А. Дмитриева, 1966; Lo- osly е. а., 1943; Lester, 1948; Heñimos е. а., 1960; Harper, 1961, и др.). Такие различия в сроках обнаружения вируса гриппа обусловлены рядом факторов:
1) различной концентрацией вируса в распыляемой суспензии; 2) различной степенью дисперсности частиц создаваемого аэрозоля; 3) типом и объемом аэрозольных камер, в которых проводились исследования; 4) методом улавливания и выделения вирусов.
В последующих исследованиях, которые были проведены в 60-х годах, было показано, что и другие вирусы сохраняют инфекционную активность в условиях аэрозоля. Так, по данным Harper (1961), вирусы осно- вакциньт, полиомиелита и венесуэльского энцефаломиелита лошадей могут определяться в воздухе аэрозольной камеры до 23 ч. В условиях аэрозольной камеры вирус орнитоза удавалось обнаруживать в течение 2 ч (В. М. Болотовский, 1959), вирус оспы голубей— в течение 6 ч (Webb, 1963), вирусы инфекционного ларипготрахеита птиц и болезни Ньюкасла — в течение 1,5—3 ч (А. А. Закомырднн, 1964), вирус парагриппа — в течение 1—2 ч (Р. А. Дмитриева, 1973; Miller е. а., 1967), аденовирусы—в течение 4—6 ч (В. В. Влодавец, Р. А. Дмитриева, 1966; Miller е. а., 1967).
В экспериментальных исследованиях установлено, что на выживаемость вирусов в аэрозольном состоянии значительное влияние оказывают температура, относительная влажность воздуха, наличие или отсутствие света, состав суспендирующей жидкости.
По данным большинства исследователей, повышение температуры воздуха приводит к быстрой инактивации вирусов. Исследованиями Harper (1961, 1963) было установлено, что при температуре 7°С вирусы гриппа, осповакцины, полиомиелита и венесуэльского энцефаломиелита лошадей обнаруживаются в воздухе камеры свыше 23 ч, тогда как при температуре 32°С они сохраняют свою инфекционную активность только в течение 1 ч. По мнению автора, инактивация вирусов в воздухе происходит особенно быстро при сочетании повышенной температуры и высокой относительной влажности. Наоборот, низкая температура и низкая относительная влажность способствуют более длнтель- ному сохранению жизнеспособности вирусов в аэрозоле. Значительное ускорение процесса инактивации вируса везикулярного стоматита при повышении температуры воздуха с 10 до 32°С отмечено в исследованиях Watkins с соавт. (1965). Аналогичные данные были получены А. А. Закомырдиным (1964) в отношении вируса болезни Ньюкасла при повышении температуры воздуха с 19 до 30°С и Akers с соавт. (1966) в отношении вируса энцефаломиокардита и др.
Характер и длительность выживания вирусов в аэрозоле в значительной степени зависят от состава жидкости, в которой производится распыление вирусной суспензии. По данным И. Б. Блок (1966) и А. Ф. Визитиу (1962), вирус гриппа, диспергированный в физиологическом растворе и дистиллированной воде, в меньшей степени поражал легочную ткань мышей и имел более низкий титр гемагглютининов, чем тот же вирус, диспергированный в слюне. Исследованиями С. Я. Гайдамович и др. (1963), Г. С. Яковлевой и В. С. Шандурина (1965) установлено, что вирус гриппа, диспергированный в белковых средах (аллантоисная жидкость, сахарный бульон, молоко), обладал большей устойчивостью в условиях аэрозоля, чем вирус, диспергированный в физиологическом растворе. Harper (1963) не отмечает стабилизирующего влияния белковой среды на сохранение инфекционной активности вируса полиомиелита. Автором было отмечено также неблагоприятное влияние солей NaCl, Na2S04 и KCl на выживаемость вируса полиомиелита.
В связи с тем что вирус гриппа и другие респираторные вирусы попадают в воздух со слюной, значительный интерес представляет изучение длительности нахождения их в воздухе при распылении в слюне. По данным С. Я. Гайдамович и др. (1963), В. В. Влодавец и Р. А. Дмитриевой (1966), вирус гриппа, диспергированный в слюне, обладал меньшей инфекционной активностью и обнаруживался в воздухе в течение более короткого промежутка времени по сравнению с вирусом, диспергированным в аллантоисной жидкости (рис. 1).
Это, по-видимому, обусловлено, с одной стороны, инактивирующим действием слюны на вирус и, с другой-образованием более крупных капель аэрозоля вследствие вязкости слюны и соответственно более
Рис. 1. Динамика инактивации вируса гриппа и аэрозоле при распылении в аллантоисной жидкости и в слюне. а — вирус, диспергированный в аллантоисной жидкости; б — вирус, диспергированный в слюне. |
быстрым оседанием. В естественных условиях, по-видимому, вирус гриппа сохраняет свою инфекционную активность в течение более короткого промежутка времени, чем это было отмечено Harper (1961). Тем не менее даже незначительное по длительности время пребывания вируса гриппа в воздухе закрытых помещений (инфекционные больницы, детские сады, транспорт и другие закрытые помещения) имеет большое эпидемическое значение в распространении этой инфекции.
Существенное влияние на выживаемость вирусов в аэрозольном состоянии оказывает также относительная влажность воздуха закрытых помещений. По данным большинства исследователей (Г. С. Яковлева, С. В. Шандурин, 1965; В. В. Влодавец, Р. А. Дмитриева, 1966; В. Ф. Балан, 1969; Hemmes, 1960; Harper, 1961), вирус гриппа наиболее длительно сохраняет инфекционную активность в воздухе при низких показателях относительной влажности и быстро инактивируется при влажности воздуха 50—60%. Незначительное увеличение концентрации вируса гриппа при влажно
сти воздуха более 80%, показанное некоторыми исследователями, не является закономерным и статистически достоверным. В связи с быстрой инактивацией вируса при средних показателях относительной влажности в период эпидемических вспышек гриппа можно рекомендовать в помещениях с кондиционированным воздухом поддержание относительной влажности в пределах 50—70%. Это позволит несколько уменьшить опасность заражения и распространение инфекции среди восприимчивых контингентов.
При изучении влияния относительной влажности на устойчивость других вирусов установлено, что при одних и тех же показателях относительной влажности воздуха степень инактивации у разных вирусов различна. Так, в исследованиях Hemmes (1960) отмечено, что вирус полиомиелита, в противоположность вирусу гриппа, наиболее устойчив в воздухе при высоких показателях влажности и быстро инактивируется при влажности ниже 50%. Так же как и вирус полиомиелита, аденовирусы наиболее устойчивы в воздухе при высокой влажности воздуха и быстрее инактивируются при низкой влажности (В. В. Влодавсц, Р. А. Дмитриева, 1966; Miller, Artenstein, 1967).
Исследованиями, проведенными Miller и Artenstein, установлено, что изменение количества вирусных частиц в воздухе камеры связано с их инактивацией под влиянием относительной влажности и не зависит от скорости их оседания. Оба использованных штамма аденовирусов (аденовирусы типа 4 и 7) наиболее быстро инактивировались при низкой относительной влажности (20%) и в меньшей степени — при высокой (80%), в то время как скорость оседания (по флуорес- цеину) была одинаковой при трех показателях влажности воздуха (20, 50 и 80%). Вирус парагриппа типа 3 в аналогичных условиях вел себя так же, как вирусы гриппа и кори, т. е. наиболее быстро инактивировался при высокой влажности и меньше — при низкой. Однако авторы не отметили влияния различных показателей относительной влажности воздуха на инактивацию этих вирусов в первые 5 мин существования аэрозоля. Влияние относительной влажности проявилось лишь через 30 мин после распыления.
В исследованиях, проведенных Р. А. Дмитриевой (1973), представлены данные об устойчивости различных вирусов в условиях аэрозоля (вирусы гриппа, парагриппа, болезни Ньюкасла, аденовирусы, респираторно-синцитиальный вирус и ЕСН07). Исследования проводили в экспериментальной аэрозольной камере при трех показателях относительной влажности воздуха: 20—25, 50—55 и 80—85%, температура воздуха колебалась от 19 до 22°С. Полученные данные показали, что оба использованных штамма аденовирусов быстро инактивировались при низкой относительной влажности (20—25%), их удавалось определить в воздухе камеры лишь в течение 1—2 ч. Повышение уровня относительной влажности способствовало более длительному сохранению инфекционной активности аденовирусов. При влажности воздуха 50—55% оба вируса обнаруживались в воздухе в течение 7 ч, а при влажности 80—85% —в некоторых случаях даже в течение 24 ч (табл. 2).
Иные результаты были получены при изучении динамики инактивации в воздухе вирусов парагриппа и респираторно-синцитиального. Оба вируса быстро инактивировались при высокой относительной влажности и в меньшей степени — при низкой. Вирус болезни Ныокасла в отличие от вирусов парагриппа и рсспираторно-синцитиалыюго обладал высокой стабильностью в условиях аэрозоля. Вирус ЕСН07, так же как и вирусы полиомиелита и аденовирусы, был наиболее устойчив в воздухе при высоких показателях относительной влажности и быстрее инактивировался при низких.
Исследованиями, проведенными Webb (1963), выявлено, что величина относительной влажности не влияла на инактивацию вируса оспы голубей в аэрозоле, в то время как вирус саркомы Рауса быстро инактивировался при низкой относительной влажности воздуха и длительно сохранял инфекционность при влажности выше 70%. По данным Watkins и соавт. (1965), вирусы колорадской клещевой лихорадки и энцефаломиокардита наиболее устойчивы при высокой относительной влажности воздуха и быстрее инактивируются при ее понижении. Вирус везикулярного стоматита (Watkins е. а., 1965) и вирус кори (Jong, 1965) устойчивы в воздухе как при низких, так и при высоких показателях относительной влажности и быстрее инактивируются при средних показателях.
Наибольшее влияние на инактивацию вирусов от- носительная влажность воздуха оказывает в первые минуты существования аэрозоля. Об этом свидетельствуют различия в титрах вирусов в исходной суспензий и в пробах воздуха через 5 минут после диспергирования вирусных суспензии (см. табл. 2). Наибольшая разни
ца в титрах наблюдалась у вируса ЕСН07 и составляла 5, а у аденовирусов — 4,0—4,5 log при низкой относительной влажности. В неблагоприятных условиях, т. е. при высокой и средней относительной влажности воздуха, разница в титрах для вируса парагриппа составляла 4,5 log, для респираторно-синцитиального вируса — 2,5 log и для вируса болезни Ньюкасла — 2,0—2,5 log. Неблагоприятное влияние относительной влажности воздуха в первые минуты существования аэрозоля отмечал и Harper (1961) в отношении вирусов гриппа, полиомиелита и осповакципы. Несколько иная картина была получена при изучении вируса венесуэльского энцефаломиелита лошадей. Этот вирус наиболее длительно удавалось обнаруживать в воздухе камеры при низкой относительной влажности, тем не менее наибольшая его инактивация в первые минуты существования аэрозоля наблюдалась также при низкой относительной влажности.
Учитывая различную устойчивость вирусов в воздухе при различных показателях относительной влажности, Hemmes и соавт. (1961) и Jong и соавт. (1965) пытались увязать сезонность эпидемического процесса гриппа, кори и полиомиелита с их выживаемостью в воздухе. Так, заболеваемость гриппом и корью наиболее высока в осенне-зимний период. В этот период в связи с отоплением в жилых и общественных зданиях понижается относительная влажность воздуха, что способствует более длительному выживанию в воздухе вирусов гриппа и кори и, следовательно, повышению возможности инфицирования восприимчивых контингентов. Вспышки полиомиелита наблюдаются в основном в летний период, что в некоторой степени может быть обусловлено благоприятным влиянием высокой относительной влажности на выживаемость вируса полиомиелита.
Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о том, что в условиях закрытых помещений относительная влажность воздуха является основным фактором, влияющим на скорость инактивации вирусов в аэрозоле.
Механизм инактивирующего влияния относительной влажности воздуха на вирусные частицы до настоящего времени остается невыясненным. Исследованиями Webb и соавт. (1963) установлено, что значи
тельная роль в инактивации вирусов в аэрозоле принадлежит обезвоживанию нуклеиновых кислот, т. е. потере связанной воды. В последующих исследованиях Webb (1965) показана возможность устранения повреждений в ДНК и РНК вирусов путем замещения в них воды химическими веществами, гомологичными по молекулярной структуре. Защитные вещества, например инозит, вступают в связь с молекулами воды и нуклеиновыми кислотами, встраиваются в структуру последних и защищают их от неблагоприятных воздействий. Так, диспергирование вируса саркомы Рауса в 6% растворе инозита предохраняет его от инактивации при относительной влажности воздуха 70%.
Роль связанной воды в инактивации вирусов при низкой относительной влажности была подтверждена в исследованиях Jong и Winkler (1968) на модели полиовируса и его нуклеиновой кислоты, в которых было показано, что инактивация вируса в воздухе связана в первую очередь с изменениями в строении его нуклеиновой кислоты. Однако эти гипотезы не могут объяснить более быструю инактивацию ряда вирусов при высокой относительной влажности воздуха.
Анализ данных литературы позволяет предположить, что различная инактивация вирусов в воздухе при различной относительной влажности, по-видимому, обусловлена строением вириона и, в частности, наличием или отсутствием в его оболочке липидов (табл. 3). Так, нуклеопротеиды вирусов гриппа, парагриппа, кори, болезни Ньюкасла, осповакцины, оспы голубей, вирусов клещевого энцефалита и венесуэльского энцефаломиелита лошадей имеют в своем составе липиды и другие химические вещества. По-видимому, эта оболочка и предохраняет вирусы от губительного действия низкой относительной влажности. Наоборот, адено- и энтеровирусы не имеют аналогичной вторичной оболочки, вследствие чего при низкой влажности они быстро инактивируются. Некоторым подтверждением этой гипотезы явились исследования Bengbough (1969). На модели вируса леса Семлики автором было показано, что удаление белка и солей из суспендирующей жидкости нс влияет на устойчивость вируса при низкой относительной влажности, но ускоряет его инактивацию при высокой, в то время как углеводы, жиры и особенно инозит повышают устойчи-
Устойчивость липидосодержащих и не содержащих липидов вирусов при различной влажности воздуха
|
вость вируса при низкой относительной влажности и не оказывают влияния на инфекционную активность при высокой относительной влажности.
А так же в разделе «ВЫЖИВАЕМОСТЬ ВИРУСОВ В ВОЗДУХЕ ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ »
- ВВЕДЕНИЕ
- Глава I КИШЕЧНЫЕ И РЕСПИРАТОРНЫЕ ВИРУСЫ
- Глава II САНИТАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ ВОЗДУХА
- МЕХАНИЗМ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РЕСПИРАТОРНЫХ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ
- ИНДИКАЦИЯ ВИРУСНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ
- ВЫДЕЛЕНИЕ ВИРУСОВ ИЗ ВОЗДУХА ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИИ
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ВИРУСНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ
- ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОЗДУХА ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
- РОЛЬ ВОДНОГО ФАКТОРА В РАСПРОСТРАНЕНИИ КИШЕЧНЫХ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ