רגישות של נגיף Covid-19 לאנרגיה אולטרה סגולה

ד״ר וולדיסלב ג׳ קוולסקי, מדען ראשי ומומחה לאנרגיה אולטרה סגולה, חברת פרפלסאן

ד״ר תומאס ג׳ וולש, מעבדת המחקר למחלות מידבקות, אוניברסיטת קורנל, ניויורק, ארה״ב

ד״ר וידמנטאס פטראיטיס, מעבדת המחקר למחלות מידבקות, אוניברסיטת קורנל, ניויורק, ארה״ב

תשובות לשאלות נפוצות

1. כמה זמן COVID-19 חי על גבי משטחים?

בין 6 שעות ל-9 ימים.

2. מה ההבדל בין ווירוס לחיידק?

חיידקים הם עצמאיים, בעלי דפנות תאים, ויכולים לשרוד ולהתרבות מעצמם. ווירוסים הם מולקולות דנ”א שיכולות להיות ערומות או ארוזות ודורשות מאכסן כדי להתרבות. לא ניתן לטפל בהם באנטיביוטיקה והם דורשים חיסון כנגדם.

3. מהי הבעיה המרכזית עם ווירוס COVID-19?

קצב הדבקה שניונית גבוה, התפשטות מהירה (יותר מהירה משל SARS או MERS), שיעור תמותה (2-3%).

4. האם קרינת אולטרה-סגול היא אפקטיבית כנגד COVID-19?

קרינת אולטרה-סגול הורסת את הדנ”א של וירוסים, חיידקים, ופטריות.

5. מהו הציוד המגן האישי (PPE) המתאים לצוות שירותי בריאות?

https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/downloads/COVID-19-PPE.pdf

הסבר כללי על המחלה

COVID-19 היא מחלת הנשימה אשר נגרמת כתוצאה מוירוס ה-SARS-CoV-2 אשר גרם להתפרצויות המחלה ברחבי העולם. וירוס זה הוא ווריאנט חדש במשפחת הביטא-קורונה. הוא מועבר ע”י מגע ישיר במשטחים או חפצים מזוהמים ויכול גם להינשא באוויר, כמו גם שאר ווירוסי הביטא-קורונה הקשורים אליו, SARS, MERS, וארבעת וירוסי הקורונה האנושיים המוכרים לנו – OC43, 229E, NL63, ו-HKU1. מאמינים כי רוב ההדבקות נעשות בהתזת טיפות משיעולים או התעטשויות או ע”י מגע ישיר או מגע בכלל בחפצים מזוהמים.

אימות לכך שקרינת אולטרה-סגול היא אפקטיבית

קרינת אולטרה-סגול יכולה להיות אמצעי אפקטיבי לחיטוי משטחים אשר עלולים להיות מזוהמים ב-SARS-CoV-2, ע”י יצירת פוטו-דימרים בגנומים של המיקרואורגניזמים. קרינת אולטרה-סגול הודגמה כבעלת היכולת להשמיד ווירוסים, חיידקים ופטריות במאות מחקרי מעבדה. ווירוס ה-SARS-CoV-2 טרם נבחן באופן ניסויי מבחינת הרגישות שלו לקרינה זו, אך ניסויים רבים אחרים אשר בוצעו על ווירוסי קורונה דומים, כולל ווירוס הקורונה SARS, הדגימו כי הם מאוד רגישים לניטרול ע”י קרינת אולטרה-סגול. דיווח זה סוקר את המחקרים הנ”ל ומספק אומדן לרגישות שלו לקרינת אולטרה-סגול.

נאמד כי ווירוס ה-SARS-CoV-2 יכול לשרוד על גבי משטחים עד ל-9 ימים, בהתבסס על הדמיון שלו ל-SARS ול-MERS. חיטויים סטנדרטיים הם יעילים כנגד SARS-CoV-2 אך לצורך רמה נוספת של הגנה, וע”מ לכפר על שגיאות בתהליך החיטוי הידני, קרינת אולטרה-סגול יכולה להיות בשימוש לצורך חיטוי משטחים וציוד לאחר שתהליך החיטוי הכימי הידני מושלם. ASHRAE ממליצים על הקרנת אולטרה-סגול קוטלת חיידקים כאסטרטגיה אחת לצורך טיפול בהתפשטות מחלת ה-COVID-19.

COVID-19 מאוד מדבק ולכן כל זיהום משני, לא משנה כמה קטן, יכול להוות איום על צוותי שירותי בריאות ועל מטופלים. מערכת ה-PurpleSun E300 Focused Multivector (FMUV) ים Shadowless DeliveryTM היא מערכת אוטומטית אשר הוכיחה את עצמה כמפחיתה זיהום משטחים ב-96% ויכולה לטפל בזיהום אשר נשאר לאחר חיטוי כימי ידני, אשר הודגם כמפחית זיהום רק ב-36%.

מערכת ה-PurpleSun E300 הודגמה כמסירה 99-99.99% מהחיידקים והפטריות בניסויי מעבדה בתוך 90 שניות. הפחתות דומות מצופות כנגד ווירוס הקורונה COVID-19, גם כאן ב-90 שניות.

רציונל מדעי

ווירוסי קורונה הם חברים בקבוצת ה-Coronaviridae ומכילים גנום רנ”א חד גדילי positive-sense אשר עטוף במעטפת הליקאלית דמויית קורונה. בערך 100 רצפים של גנום ה-SARS-CoV-2 פורסמו, והם מציעים כי קיימים שני סוגים, Type I, ו-Type II, כאשר האחרון הגיע משוק הואנאן בסין בעוד שהראשון הגיע ממקור לא ידוע. הגנום מכיל 29,751 זוגות בסיסים והגנום הוא הומולוגי בערך ב-80% לאלו של ווירוסי ה-SARS.

ווירוסי קורונה הם בעלי טווח גדלים של 60-140 ננומטר, עם גודל ממוצע של 0.10 מיקרונים. ערך ה-D90 שהתקבל ממספר ניסויים מצביע על מינון אולטרה-סגול אשר מוביל לניטרול של 90%. למרות שקיים טווח רחב של שונות בערכי ה-D90, זה דבר צפוי בניסויי מעבדה אשר נעשים על רגישות לקרינת UV. טווח ערכי ה-D90 של ווירוסי קורונה הוא 7-2410 ג’אול/מטר בריבוע, והממוצע של כל המחקרים הוא 237 ג’אול/מטר בריבוע. עם זאת, המחקר אשר בוצע ע”י ווקר הוא מחקר אווירני והוא יוצא דופן בסדרה זו של מחקרים מבוססי מים. בנוסף, המחקרים אשר בוצעו ע”י וייס ודרנל הם יוצאי דופן בשני הקצוות הקיצוניים. אם נוציא את יוצאי הדופן, ה-D90 הממוצע הוא 47 ג’אול/מטר בריבוע, ומספר זה אמור לייצג באופן מתאים את הרגישות ל-UV של ווירוס ה-SARS-CoV-2 (COVID-19).

בשני מחקרים אשר נעשו לאחרונה על SARS-CoV-2, ערך ה-D90 הממוצע היה 27 ג’אול/מטר בריבוע, דבר אשר מציע כי הערך הממוצע של כל ווירוסי הקורונה אשר פורט לעיל הוא שמרני. שני המחקרים הללו מצביעים על עיקול בעקומת השרידות שהוא מעל להפחתה ב-3-6 לוג, כאשר מעבר לכך ערך ה-D90 הוא לא מנבא מדויק.

לגרסא מלאה באנגלית: 2020 COVID-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility

References

1. Armellino D, Walsh TJ, Petraitis V, Kowalski W. (2019). Assessment of focused multivector ultraviolet disinfection with shadowless delivery using 5-point multisided sampling of patient care equipment without manual-chemical disinfection. Am J Infect Control 47,409-414.

2. Armellino D GK, Thomas L, Walsh T, Petraitis V. (2020). Comparative evaluation of operating room terminal cleaning by two methods: Focused multivector ultraviolet (FMUV) versus manual-chemical disinfection Am J Infect Contr (Accepted). 

3. ASHRAE. (2020). ASHRAE Resources Available to Address COVID-19 Concerns. (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA). 

4. Bianco A, M Biasin, G Pareschi et al. (2020). UV-C irradiation is highly effective in inactivating and inhibiting SARS-CoV-2 replication. medRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.05.20123463 (unreviewed preprint). 

5. Blatchley ER, Petri B, Sun W. (2020). SARS-CoV-2 UV Dose-Response Behavior. International Ultraviolet Association (IUVA) White Paper

6. Darnell MER, Subbarao K, Feinstone SM, Taylor DR. (2004). Inactivation of the coronavirus that induces severe acute respiratory syndrome, SARS-CoV. J Virol Meth 121,85-91. 

7. Duan SM, Zhao XS, Wen RF, Huang JJ, Pi GH, Zhang SX, Han J, Bi SL, Ruan L, Dong XP. (2003). Stability of SARS Coronavirus in Human Specimens and Environment and its Sensitivity to Heating and Environment and UV Irradiation. Biomed Environ Sci 16,246-255. 

8. Eickmann M, Gravemann U, Handke W, Tolksdorf F, Reichenberg S, M€uller TH, Seltsam A. (2020). Inactivation of three emerging viruses – severe acute respiratory syndrome coronavirus, Crimean–Congo haemorrhagic fever virus and Nipah virus – in platelet concentrates by ultraviolet C light and in plasma by methylene blue plus visible light. Vox Sanguinis 115:146-151. 

9. Fisher D, Heymann D. (2020). Q&A: The novel coronavirus outbreak causing COVID-19. BMC Med 18,57. 

10. Hirano N, Hino S, Fujiwara K. (1978). Physico-chemical properties of mouse hepatitis virus (MHV-2) grown on DBT cell culture. Microbiol Immunol 22,377-90. 

11. Inagaki H, A Saito, H Sugiyama, T Okabayashi, S Fujimoto. (2020). Rapid inactivation of SARSCoV-2 with Deep-UV LED irradiation. bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.06.138149. (unreviewed preprint). 

12. Jingwen C, Li L, Hao W. (2020). Review of UVC-LED Deep Ultraviolet Killing New NCP Coronavirus Dose. In Technology Sharing. (Hubei Shenzi Technology Co., Ltd. 

13. Kariwa H, Fujii N, Takashima I. (2004). Inactivation of SARS coronavirus by means of povidone-iodine, physical conditions, and chemical reagents. Jpn J Vet Res 52,105-112. 

14. Kowalski W, Bahnfleth W, Raguse M, Moeller R. (2019). The Cluster Model of Ultraviolet Disinfection Explains Tailing Kinetics. J Appl Microbiol 128,1003-1014. 

15. Kowalski WJ. (2009). Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook: UVGI for Air and Surface Disinfection. (Springer, New York). 

16. Liu Y, Cai Y, Zhang X. (2003). Induction of caspase-dependent apoptosis in cultured rat oligodendrocytes by murine coronavirus is mediated during cell entry and does not require virus replication. J Virol 77,11952-63. 

17. NCBI. (2020). Genome Database https://www.ncbi.nlm.nih.gov/. 

18. Petraitis V PR, Schuetz AN, K. Kennedy-Norris K, Powers JH, Dalton SL, Petraityte E, Hussain KA, Kyaw ML, Walsh TJ. . (2014). Eradication of medically important multidrug resistant bacteria and fungi using PurpleSun Inc. multivector UV technology. . In IDWeek. (IDWeek, Philadelphia, PA. 

19. Ryan KJ. (1994). Sherris Medical Microbiology. (Appleton & Lange, Norwalk). 

20. Saknimit M, Inatsuki I, Sugiyama Y, Yagami K. (1988). Virucidal efficacy of physico-chemical treatments against coronaviruses and parvoviruses of laboratory animals. Jikken Dobutsu 37,341-345. 

21. Walker CM, Ko G. (2007). Effect of ultraviolet germicidal irradiation on viral aerosols. Environ Sci Technol 41,5460-5465. 

22. Weiss M, Horzinek MC. (1986). Resistance of Berne virus to physical and chemical treatment. Vet Microbiol 11,41-49. 

23. Zhang L, Yang Y-R, Zhang Z, Lin Z. (2020). Genomic variations of COVID-19 suggest multiple outbreak sources of transmission. medRIX (preprint). 

24. Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, Zhao X, Huang B, Shi W, Lu R and others. (2020). A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med 382,727-733.