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[进展] 《自然》发表武汉大学蓝柯教授团队新冠病毒气溶胶研究...

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发表于 2020-4-28 12:59:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
4月27日,武汉大学病毒学国家重点实验室主任蓝柯教授领衔的抗疫科技攻关团队Nature(《自然》)在线发表题为“Aerodynamic Analysis of SARS-CoV-2 in two Wuhan Hospitals”的最新研究成果(《武汉两所医院的新冠病毒气溶胶动力学分析》),并作为亮点论文(Featured article)进行推荐。


新冠肺炎(COVID-19)在全球的暴发和流行对公众健康构成了巨大威胁,切断病毒的传播途径是关键的防控措施之一。目前,飞沫和接触传播被证实是新冠病毒(SARS-CoV-2)的主要传播途径,而对气溶胶传播途径还所知甚少。在新冠疫情防控中,一线医护人员在实施救治操作时常暴露于患者产生的大量气溶胶中;公众因缺乏对气溶胶科学知识的了解,而称气溶胶传播为“防不胜防的空气传播”。
武汉大学病毒学国家重点实验室为回应公众关切,并为政府疫情防控决策提供参考依据,在武汉地区疫情的高峰时期,由蓝柯带领团队骨干深入武汉大学人民医院东院重症及普通病房、武昌方舱医院病区及厕所、居民小区和超市等具有代表性的医院及公共环境等采样点,进行气溶胶样品的采集,并利用团队前期研发的新冠病毒数字PCR检测等灵敏的检测技术,定量分析了各采样点样品的新冠病毒气溶胶载量及其空气动力学特征。
医院和公共环境各采样点的新冠病毒载量(拷贝数/立方米空气)

研究结果表明,在当时严格防控的条件下,两所医院和公共环境总体是安全的。但在患者使用的厕所中气溶胶病毒载量较高,提示患者大小便冲水过程可能是病毒气溶胶的一个重要来源;在人流聚集的超市附近和医院楼栋通道等可检出一定的气溶胶病毒载量,说明人员聚集时病毒携带者与周围人群存在潜在的气溶胶传播风险。此外,团队通过分析病房落尘样品和医护人员脱防护服区域的病毒气溶胶载量和粒径分布,首次揭示了新冠病毒气溶胶的空气动力学特征,提出了病毒气溶胶“沉降(衣物/地面)—人员携带—空中扬起”的传播模型

新冠病毒气溶胶的粒径分布

经过对上述武汉疫情高峰时期第一手环境气溶胶病毒载量数据进行分析总结,团队于2020年2月28日及时撰写研究报告并提交湖北省疫情防控指挥部科技攻关组和相关医院,作为政府的决策参考和医院制定防控消杀策略的科学依据。该研究成果也于2020年3月10日在国际主要预印本网站bioRxiv在线发布。

由于该成果是在疫情真实环境中监测的新冠病毒气溶胶载量和空气动力学结果,论文预印本发布一个多月来被阅读下载5万余次,引起了国内外140多家包括NatureScience等知名学术期刊和The Scientist、Cosmos等著名科普网站,以及NPR、Yahoo、央视网、中国新闻网等主流媒体的关注和报道。其中,Nature记者和Cosmos主编就气溶胶病毒载量研究的实验设计和科学意义采访蓝柯,并分别于2020年4月2日和7日以网站头条新闻的形式报道了采访情况。
美国疫情爆发后,美国科学院、工程院和医学院三院联合于2020年4月1日给其总统提交的紧急咨询报告整段引用了该研究成果。不久之后,美国总统开始号召其民众实施戴口罩等个人防护措施。总之,该研究不仅首次揭示了新冠肺炎疫情期间环境气溶胶病毒载量及动力学特征,同时也为疫情防控提供了参考依据,具有较大的科学价值和社会意义
据悉,武汉大学病毒学国家重点实验室在学校的大力支持下,于疫情发生后迅即成立由实验室主任蓝柯教授领衔的抗疫科技攻关团队,协同校内外相关科技力量奋力攻关,是国内最早鉴定新冠病毒的团队之一,为我国在疫情早期快速锁定病原体做出了重要贡献。该团队鉴定的两条新冠病毒全基因组序列(WHU01、WHU02)在2020年2月发布的《中国-世界卫生组织新型冠状病毒肺炎(COVID-19)联合考察报告》中被作为重要参考序列得到引用。
团队合影

武汉大学为该论文第一署名单位蓝柯教授、上海市环境监测中心伏晴艳高工(教授级)、复旦大学阚海东教授和香港中文大学何建辉教授为该论文的共同通讯作者,武汉大学病毒学国家重点实验室刘元陈宇郭铭和香港科技大学宁治共同第一作者。该研究工作得到武汉大学新冠肺炎研究专项基金、泰康集团和北京泰康溢彩公益基金会的资助,以及武汉大学人民医院东院和武昌方舱医院的大力支持。

自开展攻关以来,该团队在新冠病毒的发现和鉴定、创新检测技术、药物研发、环境气溶胶病毒载量监测、致病机理以及支撑临床医院应急科研等方面取得了系列重要成果,在《自然》(Nature)、《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)、《柳叶刀》(The Lancet)、《新发微生物与感染》(Emerging Microbes Infections)、《临床感染性疾病》(Clinical Infectious Diseases)等重要学术期刊发表论文多篇,为疫情防控提供了有力的科技支撑。该团队的有关事迹也被新华社、中国新闻社、光明日报、中央广播电视总台、人民网、央视网等媒体所报道。
Abstract
The ongoing COVID-19 outbreak has spread rapidly on a global scale. While the transmission of SARS-CoV-2 via human respiratory droplets and direct contact is clear, the potential for aerosol transmission is poorly understood1–3. This study investigated the aerodynamic nature of SARS-CoV-2 by measuring viral RNA in aerosols in different areas of two Wuhan hospitals during the COVID-19 outbreak in February and March 2020. The concentration of SARS-CoV-2 RNA in aerosols detected in isolation wards and ventilated patient rooms was very low, but it was elevated in the patients’ toilet areas. Levels of airborne SARS-CoV-2 RNA in the majority of public areas was undetectable except in two areas prone to crowding, possibly due to infected carriers in the crowd. We found that some medical staff areas initially had high concentrations of viral RNA with aerosol size distributions showing peaks in submicrometre and/or supermicrometre regions, but these levels were reduced to undetectable levels after implementation of rigorous sanitization procedures. Although we have not established the infectivity of the virus detected in these hospital areas, we propose that SARS-CoV-2 may have the potential to be transmitted via aerosols. Our results indicate that room ventilation, open space, sanitization of protective apparel, and proper use and disinfection of toilet areas can effectively limit the concentration of SARS-CoV-2 RNA in aerosols. Future work should explore the infectivity of aerosolized virus.

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2271-3
蓝柯个人简介

蓝柯,国家杰出青年科学基金获得者、万人计划领军人才。1994年本科毕业于重庆医科大学临床医学系,2001年博士毕业于中南大学湘雅医学院,2002年至2006年在美国宾夕法尼亚大学医学院微生物系进行博士后研究,2006年至2016年任中国科学院上海巴斯德研究所研究员(PI),2011年至2016年任该所副所长、纪委书记,2017年至今任武汉大学病毒学国家重点实验室主任、医学研究院副院长、生命科学学院教授、博士生导师。
其主要研究领域为病毒感染与致病机理、抗病毒新药研发等,在NatureNew England Journal of MedicineScience AdvancesCell Host MicrobePNASHepatologyPLoS PathogensJournal of VirologyCancer ResearchCell ResearchAntiviral Research等重要学术期刊发表论文100余篇。其学术兼职包括:Journal of VirologyViruses编委,Virologica SinicaJournal of Medical VirologyScience Bulletin副主编,中国微生物学会病毒专业委员会委员,中国研究型医院学会肿瘤病毒专业委员会副主委、湖北省微生物学会副理事长等。
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