Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de prétirage, les chercheurs ont mesuré l’impact du volume initial des gouttelettes respiratoires et de l’humidité relative (RH) sur la stabilité environnementale des virus respiratoires, y compris la grippe A et le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
De plus, ils ont examiné un bactériophage, Phi6, un substitut courant des virus enveloppés. D’autres déterminants de la stabilité environnementale de ces virus sont la structure du virion, la composition des gouttelettes, le matériau de surface fomite et la température.
Sommaire
Arrière plan
Lors de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), des études ont surestimé le risque de transmission du SRAS-CoV-2 sur des surfaces contaminées. Ils ont montré l’importance de la transmission des fomites sur la base des estimations de stabilité du SARS-CoV-2 dans des gouttelettes allant jusqu’à 50 µL. Cependant, ils ont à peine expliqué la décomposition du virus dans des volumes de gouttelettes plus petits et plus physiologiquement pertinents.
La taille des gouttelettes détermine généralement la distance parcourue par les décharges respiratoires et le site d’infection de l’hôte. Les gouttelettes ou les aérosols plus petits voyagent plus loin, et ceux de moins de 10 μm de diamètre sont plus susceptibles de se déposer profondément à l’intérieur des voies respiratoires. Des études antérieures mesurant la stabilité du virus dans l’environnement ont créé des volumes de gouttelettes allant de 5 à 50 μL, tandis que les gouttelettes rejetées par les voies respiratoires sont inférieures à 0,5 μL. Par conséquent, ces études ne pouvaient pas imiter de manière appropriée un volume physiologique d’une gouttelette créée par une expulsion respiratoire.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont mesuré la stabilité environnementale de la souche H1N1 du virus de la grippe A et de Phi6 dans des gouttelettes de 50, 5 et 1 µL à 40 %, 65 % et 85 % d’humidité relative dans une chambre à humidité contrôlée. De plus, les chercheurs ont exploré les taux d’évaporation des gouttelettes pour lesquels ils ont utilisé une microbalance pour mesurer la masse des gouttelettes toutes les 10 minutes pendant jusqu’à 24 heures et ont effectué toutes les expériences d’évaporation en double.
Pour les expériences d’estimation de la stabilité du SRAS-CoV-2, l’équipe a utilisé un dessiccateur hermétique à température ambiante et 55 % d’humidité relative. Pour les virus Phi6 et H1N1, ils ont d’abord pipeté des gouttelettes sur des plaques enduites de culture tissulaire en polystyrène à six puits. Ensuite, ils ont remis en suspension des gouttelettes à sept moments – zéro minute, 20 minutes, 40 minutes, une heure, quatre heures, huit heures et 24 heures. Enfin, l’équipe a étudié l’effet de la morphologie des gouttelettes et du schéma de séchage à 24 heures sur différents volumes de gouttelettes.
Résultats de l’étude
Les auteurs ont observé que le schéma de séchage des gouttelettes à 24 heures dépendait de l’humidité relative mais pas du volume initial des gouttelettes, de sorte que toute différence de décomposition virale selon la taille initiale des gouttelettes n’était pas due à des différences physicochimiques finales. À toutes les HR (40 %, 65 %, 85 %), les gouttelettes ont perdu de la masse de manière linéaire dans le temps avant de se stabiliser, ce que l’on appelle un stade de quasi-équilibre. Les chercheurs ont défini la période avant et après l’étape de quasi-équilibre comme la phase humide et la phase sèche, respectivement. La décomposition des virus enveloppés dépendait probablement des interactions complexes des composants du milieu avec la glycoprotéine virale et de ses modifications pendant et après le séchage.
L’évaporation était plus rapide pour les gouttelettes plus petites et à une HR plus faible. Le temps nécessaire pour atteindre le quasi-équilibre à 40 % et 85 % HR variait de 0,5 à 11 heures pour des gouttelettes de 1 µL et 50 µL, respectivement. Les données de l’étude ont indiqué que le volume initial des gouttelettes modifiait la cinétique de séchage, ce qui affectait la stabilité du virus. Le SRAS-CoV-2 et le virus H1N1 se sont décomposés de manière similaire à 65 % d’humidité relative (humidité relative intermédiaire), et les différences n’étaient évidentes que dans les gouttelettes plus grosses.
De plus, pour toutes les tailles de gouttelettes testées, alors qu’une gouttelette était humide et que l’évaporation se produisait encore, les virus étaient soumis à un taux de décomposition plus rapide qu’après avoir atteint le quasi-équilibre. Une préimpression précédente a montré que la désintégration virale biphasique se produit probablement également dans les aérosols. Par conséquent, la première phase de la désintégration virale était significative pour la transmission à courte distance, tandis que les deux phases semblaient importantes pour la transmission virale à une distance plus éloignée. La première phase de désintégration virale s’est produite en quelques secondes, et une nouvelle désintégration s’est produite au stade de quasi-équilibre.
conclusion
L’étude a mis en évidence l’importance d’utiliser des milieux physiologiquement pertinents et une utilisation prudente de substituts pour une évaluation précise du risque de transmission des futurs pathogènes émergents. Les résultats de l’étude ont montré que l’humidité relative avait un impact plus important sur la décomposition virale dans des gouttelettes de 50 µL que dans des gouttelettes d’un µL. De plus, les taux de décomposition virale pendant la phase humide étaient supérieurs ou similaires aux taux de décomposition en phase sèche, indépendamment de la taille des gouttelettes et de l’humidité relative. Les différences de décomposition virale étaient plus fréquentes dans les gouttelettes de 50 µL que dans les gouttelettes d’un µL et à faible HR.
Les découvertes d’étude ont remis en cause des études antérieures estimant la stabilité virale employant de grands volumes de gouttelette. Selon les auteurs, les résultats de ces études auraient été différents s’ils avaient utilisé des volumes de gouttelettes plus petits, en particulier sur des périodes plus courtes. Pendant 24 heures, la décomposition virale était similaire dans les trois volumes de gouttelettes. Les propriétés physiques et chimiques des gouttelettes, le volume initial et l’humidité ambiante étaient probablement à l’origine de leur évaporation à des vitesses différentes et ont entraîné ces différences.
Les résultats de l’étude ont également mis en garde contre l’extrapolation des temps de survie des substituts à d’autres virus et à la sélection des souches. Dans la présente étude, Phi6 s’est décomposé plus rapidement que le virus H1N1 et le SRAS-CoV-2 dans des conditions expérimentales ; ainsi, se fier uniquement aux données Phi6 pourrait conduire à des conclusions potentiellement erronées sur les virus pathogènes. En fait, le H1N1 s’est décomposé davantage comme le SRAS-CoV-2 et pourrait lui servir de substitut tout en extrapolant sa persistance dans des conditions plus pertinentes sur le plan physiologique.
Les futures études devraient se concentrer sur la création de conditions réelles pour le volume des gouttelettes respiratoires (allant du sous-micron à des centaines de microns de diamètre) et la composition chimique du liquide respiratoire afin d’améliorer la politique publique sur les stratégies optimales d’atténuation de la transmission du SRAS-CoV-2.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
