Forskere opdager, at højere niveauer af CO₂ øger overlevelse af vira i luften og overførselsrisiko

Under COVID-19-pandemien blev kuldioxidmonitorer brugt til at hjælpe med at estimere ventilation i bygninger, da både CO₂ og virussen er til stede i udåndingsluften. Men denne forskning har afsløret, hvordan CO₂ i sig selv får virussen til at overleve længere i luften. Forskerne fandt også ud af, at forskellige SARS-CoV-2-varianter havde forskellige aerostabiliteter, hvor den seneste omicron-variant havde en forlænget levetid.

Forskerne gjorde disse opdagelser ved hjælp af unik bioaerosolteknologi, de udviklede, kaldet CELEBS—Controlled Electrodynamic Levitation and Extraction of Bioaerosols onto a Substrate, som gør det muligt at måle overlevelsen af ​​forskellige SARS-CoV-2-varianter i laboratoriegenererede luftbårne partikler, der efterligner udåndet aerosol .

Ved at variere koncentrationen af ​​CO₂ i luften mellem 400 dele per million (ppm) - niveauet i normal udendørsluft) og 6.500 ppm bekræftede holdet en sammenhæng mellem stigninger i CO₂ koncentrationer og den tid, luftbårne vira forbliver smitsomme i luften, hvilket øger risikoen for overførsel.

Resultaterne viste en stigning i CO₂ koncentration til kun 800 ppm, et niveau, der blev identificeret som godt ventileret, resulterede i en stigning i viral aerostabilitet. Efter 40 minutter, sammenlignet med ren luft, forblev omkring 10 gange så meget virus infektiøst, når luften havde en CO₂ koncentration svarende til den i et fyldt rum (3.000 ppm).

Dr. Haddrell sagde:"Dette forhold kaster vigtigt lys over, hvorfor supersprederhændelser kan forekomme under visse forhold. Den høje pH-værdi af udåndede dråber indeholdende SARS-CoV-2-virussen er sandsynligvis en væsentlig årsag til tabet af smitsomhed. CO₂ opfører sig som en syre, når den interagerer med dråber. Dette får dråbernes pH-værdi til at blive mindre basisk, hvilket resulterer i, at virussen i dem inaktiveres med en langsommere hastighed.

"Derfor er åbning af et vindue en effektiv afbødningsstrategi, fordi det både fysisk fjerner virussen fra rummet, men også gør selve aerosoldråberne mere giftige for virussen."

Mellem nu og slutningen af ​​århundredet har nyere klimavidenskabelig forskning fremskrevet koncentrationen af ​​CO₂ i atmosfæren forventes at nå mere end 700 ppm.

Dr. Haddrell tilføjede:"Disse resultater har derfor bredere implikationer, ikke kun i vores forståelse af overførsel af luftvejsvira, men hvordan ændringer i vores miljø kan forværre sandsynligheden for fremtidige pandemier. Data fra vores undersøgelse tyder på, at stigende niveauer af CO₂ i atmosfæren kan falde sammen med en stigning i overførbarheden af ​​andre luftvejsvira ved at forlænge, ​​hvor længe de forbliver smitsomme i luften."

Medforfatter professor Jonathan Reid, direktør for EPSRC Center for Doctoral Training in Aerosol Science ved University of Bristol, sagde:"Selvom der er meget, vi stadig ikke forstår, får vi nu et meget mere komplet billede af den udåndede rolle. respiratoriske aerosoler spiller i transporten af ​​smitsomme vira mellem mennesker og de mekanismer, der styrer deres overlevelse.

"Disse resultater kan tjene som et videnskabeligt grundlag for udformningen af ​​afbødningsstrategier, der kan redde liv i enhver fremtidig pandemi."

Flere oplysninger: Allen Haddrell et al., Omgivende kuldioxidkoncentration korrelerer med SARS-CoV-2 aerostabilitet og infektionsrisiko, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47777-5

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of Bristol