Зависимость инактивации ультрафиолетовым светом при атипичной пневмонии от длины волны

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9706 (2023) Цитировать эту статью

917 Доступов

61 Альтметрика

Подробности о метриках

Ультрафиолетовое (УФ) облучение является эффективным и удобным методом дезинфекции патогенных микроорганизмов. Однако УФ-облучение вызывает повреждение белков и/или ДНК; поэтому необходимо дальнейшее понимание характеристик различных длин волн УФ-излучения и их применения для снижения рисков для человеческого организма. В этой статье мы определили эффективность УФ-инактивации вариантов SARS-CoV-2 омикрон BA.2 и BA.5 в жидкой суспензии при различных длинах волн УФ-излучения методом 50% инфекционной дозы тканевой культуры (TCID50) и количественной полимеразой. цепная реакция (кПЦР). Эффективность инактивации света с длиной волны 220 нм, считающегося безопасным для организма человека, была примерно такой же, как и у опасного для здоровья света с длиной волны 260 нм как для ВА.2, так и для ВА.5. На основе констант скорости инактивации, определенных методами TCID50 и qPCR в зависимости от длины волны УФ, были определены спектры действия, и BA.2 и BA.5 показали практически одинаковые спектры. Этот результат предполагает, что оба варианта имеют одинаковые характеристики инактивации УФ-излучением.

В связи с глобальной вспышкой тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2) и появлением его новых вариантов существует большая потребность в разработке и демонстрации эффективных технологий дезинфекции для защиты от различных патогенных вирусов и бактерий1,2,3 . В этом случае вакцины обеспечивают эффективную защиту от инфекции, эффективность и скорость поставок этих вакцин против будущих появляющихся вариантов SARS-CoV-2 на современном этапе не ясны4. Поэтому важно подготовить дополнительные стратегии по снижению рисков для общественного здравоохранения в период до разработки вакцин против новых патогенов.

Дезинфекция ультрафиолетовым (УФ) излучением вызывает особый интерес для снижения передачи SARS-CoV-2, поскольку УФ-облучение предлагает эффективный и удобный метод инактивации патогенных микроорганизмов, включая SARS-CoV-25,6,7,8,9, 10. В частности, диапазон длин волн от 200 до 235 нм, часто называемый дальним УФ-излучением, привлекает все большее внимание как новая длина волны для дезинфекции. Свет дальнего ультрафиолета оказывает сильное бактерицидное действие на патогенные вирусы и бактерии11,12,13,14,15 и, как было показано, безвреден для клеток млекопитающих из-за сильного поглощающего эффекта рогового слоя16,17,18,19, 20. Однако его профиль безопасности в клетках млекопитающих документирован гораздо менее тщательно, и есть многочисленные сообщения, предполагающие, что свет в дальнем УФ-диапазоне не так безопасен, как облучение, выходящее далеко за пороговые уровни21,22,23,24,25,26, поскольку он значительно повреждает эпидермальных клеток, что приводит к образованию эритемы и димеров циклопиримидина21,22,23,24,26.

Кроме того, доза инактивации, позволяющая достичь определенного логарифмического снижения, широко варьируется примерно от 1 до 20 мДж/см25,10,27,28,29,30,31,32,33,34. Такие несоответствия могут быть вызваны различными условиями эксперимента и используемыми установками. Например, для инактивации SARS-CoV-25,14,27,28,29,30,31,32,33 использовались многие источники света, такие как УФ-светодиоды, KrCl-эксимерные лампы и газоразрядные лампы на парах металлов. ,34; однако трудно сравнить величину дозы и эффективность инактивации для этих различных диапазонов длин волн УФ-излучения из-за различий как в штаммах SARS-CoV-2, так и в экспериментальных условиях, таких как спектр источников света. Следовательно, существует существенная необходимость в систематических экспериментах с различными длинами волн УФ-излучения и без изменений в других экспериментальных условиях.

В этой статье мы описываем эффективность инактивации вариантов SARS-CoV-2 омикрон BA.2 и BA.5 в вирусной суспензии в зависимости от длины волны УФ-излучения с полосой пропускания 10 нм на основе конструкции источника УФ-излучения с перестраиваемой длиной волны. . Мы использовали стандартный метод 50% инфекционной дозы в тканевой культуре (TCID50) и количественный анализ полимеразной цепной реакции (кПЦР) для обнаружения УФ-повреждений вирусного генома. Мы обнаружили сильную корреляцию между TCID50 и qPCR. На основе констант скорости инактивации, определенных методами TCID50 и qPCR в зависимости от длины волны УФ-излучения, были определены спектры действия как BA.2, так и BA.5, и эти два варианта показали почти одинаковые спектры. Этот результат предполагает, что оба варианта имеют одинаковые характеристики инактивации УФ-излучением и что спектры действия SARS-CoV-2 количественно объясняются спектрами поглощения как РНК, так и белка, где слой белка защищает РНК от УФ-излучения.