常用化学消毒剂对新型冠状病毒灭活效果研究进展
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【综 述】常用化学消毒剂对新型冠状病毒灭活效果的研究进展黄俊东 1,2 ,廖如燕 1 ,蔡慧玲 1 ,黄鹂 3 ,刘玫 3 ,胡佳 1(1广州海关技术中心,广东广州 510403; 2中山大学公共卫生学院; 3广州海关)关键词 新型冠状病毒;化学消毒剂;消毒中图分类号:R187.2 文献标识码:A文章编号:1001-7658(2021)11-0864-04 DOI:10.11726/j.issn.1001-7658.2021.11.019〔基金项目〕 2021年海关总署科技计划项目(2021HK142);2020年海关总署科技计划项目(2020HK123);2021广州海关科技计划项目(2021GZCK05)〔作者简介〕 黄俊东(1996-),男,广东广州人,硕士在读,从事消毒学研究工作。〔通信作者〕 廖如燕,Email:liaoruyan2005@126.com 由新型冠状病毒(SARSCoV2)引起的新冠肺炎疫情至今仍然在全球流行。2020年 3月 11日,世界卫生组织宣布新冠肺炎疫情全球大流行。中国政府采取了一系列有效的防疫措施迅速控制了国内疫情的蔓延,但随着北半球秋冬季节来临,以及与季节性流感的交叉和重叠,新冠肺炎给各国防控带来了新的挑战。本文将从新冠病毒的生物学特征、传播途径、在环境中的抵抗力以及常用化学消毒剂对其的灭活效果等方面进行概括,为合理使用化学消毒剂、有效阻击新冠肺炎疫情蔓延、实现疫情精准防控提供参考。1 新型冠状病毒的生物学特征SARSCoV2属于冠状病毒 β属,有包膜,颗粒呈圆形或椭圆形,常为多边形,病毒颗粒有非常独特的长 9~12nm的刺突,外观形似日冕,与其他冠状病毒的形态特征基本一致 〔1〕 。其基因特征与 2种蝙蝠源性的冠状病毒,即 batSLCoVZC45和 batSLCoVZXC21序列相似性达88%,但与 SARSCoV和 MERSCoV的序列有明显区别 〔2〕 。2 新型冠状病毒的抵抗力SARSCoV2的传播途径以经呼吸道飞沫传播和密切接触传播为主,污染物体表面和高浓度气溶胶也有传播的可能 〔3〕 。自新冠肺炎疫情暴发以来,陆续有研究提示新冠病毒在外环境中具有较强的生存能力。在室温条件下,新冠病毒在气溶胶中至少能存活 3h,而在硬纸板、不锈钢和塑料表面能存活24h以上 〔4〕 。更有研究者发现在冷藏条件下,新冠病毒在食物体表面能存活一周以上 〔5〕 。对收治新冠肺炎患者的医院进行环境采样,发现在厕所、病床、门把手及手机屏幕等的物体表面检出新型冠状病毒核酸阳性 〔6,7〕 。除此之外,废水中也检出新冠病毒的 RNA〔8〕 。但是环境样本中新冠病毒核酸阳性,并不能代表新冠病毒于物体表面存活。新冠病毒在环境中的存活情况受温度以及所处的物体表面所影响,如表 1所示。虽然没有直接的证据证明新冠病毒的传播与受污染的环境有关,但以往的经验表明表面污染与随后的感染传播相关,所以环境表面消毒是减少新冠肺炎传播风险的有效方法。表 1 新型冠状病毒在不同物体表面的存活情况物体表面 温度(℃)
相对湿度(%)
存活时间 参考文献铜硬纸板不锈钢塑料气溶胶三文鱼载玻片21~23425420~25303740634h24h72h72h3h10d2d>14d2d1d<1d〔4〕〔5〕〔9〕3 新型冠状病毒对常用化学消毒剂的抗性与诺如病毒、脊髓灰质炎病毒等非包膜病毒相比,新冠病毒与其他冠状病毒一样都是包膜病毒,对消毒剂的抵抗力较差。但不同消毒剂对新冠病毒的杀灭效果有一定差异,大部分消毒剂都能有效杀灭新冠病毒,灭活效果如表 2所示。· 4 6 8 · ChineseJournalofDisinfection 2021;38(11)
表 2 常用消毒剂对新型冠状病毒的灭活效果化学消毒剂 有效成分及浓度载体或悬液作用时间(min)灭活对数值文献醇类消毒剂 乙醇 70%乙醇(凝胶)
悬液 0.50 ≥3.22 〔10〕70%乙醇(泡沫)
0.50 ≥3.1070%乙醇 悬液 1.00 ≥2.50±0.00〔9〕5.00 ≥2.50±0.00不锈钢 0.50 ≥4.1 〔11〕1.00 ≥5.0塑料 0.50 ≥4.11.00 ≥5.0玻璃 0.50 ≥3.81.00 ≥4.7聚氯乙烯 0.50 ≥4.01.00 ≥4.9硬卡纸 0.50 ≥3.81.00 ≥4.775%乙醇 悬液 1.00 ≥1.83±0.29〔9〕5.00 ≥2.00±0.00 异丙醇 30% ~80%异丙醇 悬液 0.50 ≥5.9 〔12〕70%异丙醇 不锈钢 0.50 ≥4.1 〔11〕1.00 ≥5.0塑料 0.50 ≥4.11.00 ≥5.0玻璃 0.50 ≥3.81.00 ≥4.7聚氯乙烯 0.50 ≥4.01.00 ≥4.9纸板 0.50 ≥3.81.00 ≥4.7过氧化物类消毒剂 过氧化氢0.1%H 2 O 2不锈钢 0.50 2.4±0.3 〔11〕1.00 ≥4.80.1% H 2 O 2塑料 0.50 2.3±0.41.00 ≥4.50.1% H 2 O 2聚氯乙烯 0.50 2.4±0.51.00 ≥4.73% H 2 O 2悬液 0.25 1.33 〔13〕0.50 16%H 2 O 2悬液 0.25 10.50 1.8 Virkon 过硫酸氢钾21.41%;氯化钠1.5% 悬液 1.00 ≥3.00±0.00〔9〕5.00 ≥3.00±0.00季铵盐消毒剂 苯扎氯铵 苯扎氯铵(0.2%)
悬液 0.50 >3.19 〔14〕1.00 >3.02 消毒湿巾(启美)
苯扎氯铵(0.13%)
悬液 0.50 >2.971.00 >2.77 Cavicide(麦瑞斯)
苄索氯铵(0.28%),异丙醇(17.20%)
悬液 0.50 >3.191.00 >2.88 CleanQuick(宝洁)烷基二甲基苄基铵氯化物(0.15%),烷基二甲基乙基苄基铵氯化物(0.15%)悬液0.501.001.49>2.88含碘消毒剂1.0%乙烯毗咯烷酮碘 悬液 0.25 >4.33 〔13〕0.50 >3.632.0%乙烯毗咯烷酮碘 悬液 0.25 >4.330.50 >3.633.0%乙烯毗咯烷酮碘 悬液 0.25 >4.330.50 >3.63CupriDyne(2.5mg/L)
悬液 10.00 1 〔15〕CupriDyne(25mg/L)
30.00 2CupriDyne(250mg/L)
60.00 >3含氯消毒剂 Dermodocyn 次氯酸钠0.002%;次氯酸0.013% 悬液 1.00 2.30±0.50 〔9〕5.00 3.75±0.43酚类消毒剂 对氯间二甲苯酚 悬液 1.00 ≥0.83±0.29〔9〕5.00 ≥0.92±0.14醛类消毒剂 4%甲醛 悬液 1.00 ≥1.25±0.00〔9〕5.00 ≥1.25±0.003.1 醇类消毒剂常用的醇类消毒剂包括乙醇、异丙醇、正丙醇和正二丙醇等,多用于手和皮肤表面的消毒,也可用于物体表面的消毒。醇类消毒剂杀灭微生物的主要作用机制是使蛋白质变性,以及直接作用于核糖体和RNA聚合酶来抑制和解耦联信使 RNA和蛋白质合成,干扰微生物的新陈代谢 〔16〕 。Leslie等 〔10〕 用主要成分为70%乙醇的泡沫型和凝胶型普瑞洗手液,进行病毒悬液定量灭活试验,结果提示作用 30s,病毒灭活对数值 >3.0。Kratzel等 〔12〕 利用病毒悬液定量灭活试验证实 WHO推荐的含 80%乙醇复方消毒液能有效杀灭新冠病毒,同时发现乙醇和异丙醇浓度≥30%(vol/vol)的情况下,能在30s内有效杀灭新冠病毒。Gerlach等 〔11〕 分别向被新冠病毒污染的不锈钢、塑料、玻璃、聚氯乙烯和硬纸板等物体表面滴加1mL70%乙醇进行消毒,均能有效灭活新冠病毒。总的来说,醇类消毒剂能够有效地灭活新冠病毒。3.2 过氧化物类消毒剂过氧化物类消毒剂主要指含有二价基“OO”的强氧化剂,常见的类型为过氧化氢和过氧乙酸,常用于一般物体表面、医疗器械、空气的消毒以及伤口冲洗 〔17〕 。其杀灭微生物的机制主要是利用强氧化性及其氧化产物破坏微生物的蛋白质、酶、氨基酸和核酸的结构。国外一项研究发现,利用 59%液态过氧化氢生成的过氧化氢蒸汽,对接种了猪冠状病毒的外科口罩进行消毒,作用 28min能有效杀灭该种冠状病毒,病毒灭活对数值 >3.0〔18〕 。Gabriela等 〔19〕 将污染了新冠病毒的 N95口罩在过氧化氢等离子体灭菌器中,持续暴露 47min后新冠病毒核酸阴性。Gerlach等 〔11〕 研究发现,分别将 1mL的0.1% H2 O 2 滴加到被新冠病毒污染的不锈钢、玻璃和聚氯乙烯表面,作用 30s时新冠病毒杀灭对数值分别为 2.4±0.3、2.3±0.4和 2.4±0.5,当作用时间为 1min时,能够完全杀灭新冠病毒。但 Bidra等 〔13〕 利用浓度为 1.5%和 3.0%的过氧化氢溶液,将消毒液和新冠病毒悬液以 1∶1的比例混合,进行悬液定量杀灭试验,作用 15s其杀灭对数值分别为1.33和1.00,作用 30s时其杀灭效果分别为 1.0和1.8。Gerlach和 Bidra等的研究中,主要由试验方法、作用时间等因素造成了杀灭效果的差异,前者是将新冠病毒接种于物体表面并风干长达 1h后再用消毒剂进行消毒,后者则以消毒液与病毒原液1∶1混合消毒。因此,过氧化氢能否快速有效地杀灭新冠病毒还有待进一步验证。3.3 季铵盐消毒剂季铵盐消毒剂是指以氯型季铵盐、溴型季铵盐· 5 6 8 · 中国消毒学杂志 2021年第 38卷第 11期
等为主要杀菌有效成分的消毒剂,包括单一或由多种季铵盐复合的消毒剂,以及与 65% ~75%乙醇或异丙醇复配的消毒剂 〔20〕 。季铵盐能吸附于微生物体表面,改变生物膜的通透性,并且能够渗透进微生物体内,使蛋白质变性。王立钦等 〔21〕 利用一种主要成分为 2000mg/L双链季铵盐和 600mg/L邻苯二甲醛的复合皮肤消毒液原液作用 30s,对冠状病毒GX_P2进行病毒灭活试验,病毒灭活对数值 >4.5。Ogilvie等 〔14〕 对几种季铵盐消毒剂进行研究,将新冠病毒悬液与消毒液以 1∶9的比例混合,进行病毒悬液定量灭活试验,发现苯扎氯铵和苄索氯铵等对新冠病毒均有一定的杀灭作用,但灭活对数值并没有达到 4及以上的水平,其杀灭效果弱于醇类消毒剂。3.4 含碘消毒剂含碘消毒剂是指以碘为主要成分的消毒剂,主要有碘伏、碘酊等类型。主要用于外科术前手消毒、手术切口部位及新生儿脐带等皮肤消毒、黏膜冲洗消毒,但碘酊不适用于黏膜和敏感部位皮肤消毒 〔22〕 。碘对微生物的杀灭主要靠碘对蛋白质的沉淀作用和卤化作用。国外一项人体试验表明,新冠患者使用含有聚维酮碘的漱口液漱口后,在 3h内 4名参与者中有2名的唾液病毒载量显著下降 〔23〕 。Bidra等 〔13〕 研究表明,使用0.5%、1.25%和 1.5% 3种浓度的聚乙烯吡咯烷酮碘口服抗菌剂,将消毒液与病毒悬液以1∶1混合,接触 15s和 30s后,能够完全灭活新冠病毒。Mantlo等 〔15〕 对一款名为CupriDyne的新型碘络合物消毒剂杀灭新冠病毒的研究中,病毒原液与消毒液以1∶10的比例进行混合,该消毒剂在 250mg/L浓度下持续作用 10、30min后,其灭活对数值分别为 1和2,在持续作用1h时能够完全杀灭新冠病毒。虽然CupriDyne在作用1h时,能够将新冠病毒滴度下降至检测下限,但在短时间以及在 25mg/L和 2.5mg/L的情况下并不能有效杀灭新冠病毒,因此在实际使用中难以推广。3.5 含氯消毒剂含氯消毒剂主要指溶于水后能够产生次氯酸的消毒剂,主要包含次氯酸钠、次氯酸钙、二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸钠等,杀灭微生物的主要作用机制是含氯消毒剂在水中所产生的次氯酸,氧化细胞壁成分继而破坏细胞壁进入到细胞内继续氧化细胞内各种成分,活性氯与蛋白质可形成氮 -氯复合物,改变了蛋白质的性质,干扰细胞代谢。水溶液中的次氯酸可分解出新生态氧,与菌体成分包括病毒的核酸物质发生氧化作用而杀灭微生物。含氯消毒剂主要用于物体表面、蔬果、水体的消毒,次氯酸消毒剂 还 可 以 用 于 室 内 空 气、皮 肤 及 黏 膜 的 消毒 〔24,25〕 。张燕等 〔26〕 对武汉火神山医院半污染区进行环境采样,发现消毒前半污染区各区域均检出新冠病毒核酸阳性,进一步采用三氯异氰酸的含氯消毒片配制成有效氯浓度 1000mg/L消毒液,对被新冠病毒污染的物体表面喷洒作用 30min后,2h内检测新冠病毒核酸均为阴性,其中在消毒后的 4h,门把手和键盘重新检出新冠病毒核酸阳性。只有在与有效成分为双链季铵盐的卫生湿纸巾擦拭联合使用 4h后,检测新冠病毒核酸才为阴性。但值得注意的是,使用新冠病毒核酸检测来评价物体表面的消毒效果并不合适。国外研究者利用电解法产生含次氯酸的酸性电解水,将病毒悬液与该种溶液以1∶9的比例混合,发现该种酸性电解水在有效游离氯含量为 74、105、109mg/L时能有效杀灭新冠病毒,灭活对数值≥4.25,其杀灭效果受到游离有效氯及有机干扰物的影响 〔27〕 。3.6 酚类消毒剂酚类消毒剂是以酚类化合物为主要成分,添加表面活性剂、乙醇或异丙醇为增溶剂,或以乙醇或异丙醇或者水作为溶剂,不添加其他杀毒成分的消毒剂。主要类型有苯酚、甲酚、对氯间二甲苯酚和三氯羟基二苯醚。酚类消毒剂主要用于卫生洗手、皮肤、黏膜、物体表面和织物,但苯酚和甲酚不适用于卫生洗手、皮肤、黏膜消毒。将一款洗手液(主要成分为对氯间二甲苯酚)与病毒悬液以 9∶1的比例进行混合,在 作 用 1和 5min后,病 毒 滴 度 仅 下 降 了≥0.83±0.29和≥0.92±0.14〔9〕 。这也提示对氯间二甲苯酚不能有效杀灭新冠病毒。3.7 醛类消毒剂醛类消毒剂是一类广谱的消毒剂,能有效杀死细菌、真菌、病毒,分枝杆菌和细菌孢子。杀灭微生物的机制主要是烷基化作用,醛基可与微生物蛋白质和核酸分子中的氨基、羧基、羟基、巯基等发生反应,从而破坏了生物分子的活性,致死微生物。有研究显示,将 4%甲醛与新冠病毒以 9∶1混合,分别作用 1min和 5min,其灭活对数值均≥1.25〔9〕 ,这提示 4%甲醛并不能快速有效地灭活新冠病毒,这可能与醛类消毒剂消毒速度较慢有关。4 展望新冠肺炎是近百年来传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的突发公共卫生事件。虽然我国在疫情防控阻击战中取得重大战略成果,但面对病毒可能的变异,面对北美疫情持续高位和欧洲疫情反弹,我国新冠肺炎疫情防控面临更大的挑战。而随着经济及社会秩序的复苏和国际交往的增加,· 6 6 8 · ChineseJournalofDisinfection 2021;38(11)
“外防输入”、坚持“人物同防”成为我国疫情防控的重点,了解各类化学消毒剂的理化性质、杀灭微生物效果及其作用机制和毒理学特性等,合理恰当地使用消毒剂,做好不同场所的消毒工作,防止过度、过量消毒对人体或环境产生毒害作用,在疫情防控中探索更多经济环保的消毒方法,确保消毒工作的安全有效,是常态化疫情防控的重要环节。参 考 文 献〔1〕 李建辉,麻婧,康文,等.新型冠状病毒 2019nCoV的病毒学特征、传播途径及抵抗力[J].临床医学研究与实践,2020,5(S1):35.〔2〕 LuR,ZhaoX,LiJ,etal.Genomiccharacterisationandepidemiologyof2019novelcoronavirus:implicationsforvirusoriginsandreceptorbinding[J].Lancet,2020,395(10224):565574.〔3〕 国家卫生健康委办公厅,国家中医药管理局办公室.新型冠状病毒肺炎诊疗指南[EB/OL].(20200819)〔20210309〕.http://www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202008/0a7bdf12bd4b46e5bd28ca7f9a7f5e5a.shtml.〔4〕 vanDoremalenN,BushmakerT,MorrisDH,etal.AerosolandsurfacestabilityofSARSCoV2ascomparedwithSARSCoV1[J].NEnglJMed,2020,382(16):15641567.〔5〕 DaiM,LiH,YanN.Longterm survivalofsalmonattachedSARSCoV2at4℃ asapotentialsourceoftransmissioninseafoodmarkets[J].bioRxiv,2020.〔6〕 DingZ,QianH,XuB,etal.Toiletsdominateenvironmentaldetectionofsevereacuterespiratorysyndromecoronavirus2inahospital[J].SciTotalEnviron,2021,753:141710.〔7〕 HuangY,DingZ,ChenQ,etal.EnvironmentalvirusdetectionassociatedwithasymptomaticSARSCoV2infectedindividualswithpositiveanalswabs[J].SciTotalEnviron,2021,753:142289.〔8〕 MohapatraS,MenonNG,MohapatraG,etal.ThenovelSARSCoV2pandemic:possibleenvironmentaltransmission,detection,persistenceandfateduringwastewaterandwatertreatment[J].SciTotalEnviron,2021,765:142746.〔9〕 ChanKH,SridharS,ZhangRR,etal.FactorsaffectingstabilityandinfectivityofSARSCoV2[J].JHospInfect,2020,106(2):226231.〔10〕 LeslieRA,ZhouSS,MacingaDR.InactivationofSARSCoV2bycommerciallyavailablealcoholbasedhandsanitizers[J].AmJInfectControl,2020,49(3):401402.〔11〕 GerlachM,WolffS,LudwigS,etal.RapidSARSCoV2inactivationbycommonlyavailablechemicalsoninanimatesurfaces[J].JHospInfect,2020,106(3):633634.〔12〕 KratzelA,TodtD,V' KovskiP,etal.Inactivationofsevereacuterespiratorysyndromecoronavirus2byWHOrecommendedhandrubformulationsandalcohols[J].EmergInfectDis,2020,26(7):15921595.〔13〕 BidraAS,PelletierJS,WestoverJB,etal.ComparisonofinvitroinactivationofSARSCoV2withhydrogenperoxideandpovidoneiodineoralantisepticrinses[J].JProsthodont,2020,29(7):599603.〔14〕 OgilvieBH,SolisLealA,LopezJB,etal.AlcoholfreehandsanitizerandotherquaternaryammoniumdisinfectantsquicklyandeffectivelyinactivateSARSCoV2[J].JHospInfect,2020,29(7):599603.〔15〕 MantloE,EvansA,PattersonFortinL,etal.Efficacyofanoveliodinecomplexsolution,CupriDyne,ininactivatingSARSCoV2[J].bioRxiv,2020.〔16〕 BoyceJM.Alcoholsassurfacedisinfectantsinhealthcaresettings[J].InfectControlHospEpidemiol,2018,39(3):323328.〔17〕 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.过氧化物类消毒剂卫生标准:GB26371—2010[S].2010.〔18〕 LudwigBegallLF,WielickC,DamsL,etal.Theuseofgermicidalultravioletlight,vaporizedhydrogenperoxideanddryheattodecontaminatefacemasksandfilteringrespiratorscontaminatedwithaSARSCoV2surrogatevirus[J].JHospInfect,2020,106(3):577584.〔19〕 IbáezCervantesG,BravataAlcántaraJC,NájeraCortésAS,etal.Disinfection ofN95 masksartificiallycontaminated withSARSCoV2andESKAPE bacteriausinghydrogenperoxideplasma:Impactonthereutilizationofdisposabledevices[J].AmJInfectControl,2020,48(9):10371041.〔20〕 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.季铵盐类消毒剂卫生标准:GB263692010[S].2010.〔21〕 王立钦,刘文丽,刘振东,等.一种复合型皮肤消毒剂对冠状病毒灭活效果的观察[J].中国消毒学杂志,2020,37(8):580582.〔22〕 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.含碘消毒剂卫生标准:GB26368—2010[S].2010.〔23〕 MartínezLamasL,DizDiosP,PérezRodríguezMT,etal.IspovidoneiodinemouthwasheffectiveagainstSARS-CoV-2?Firstinvivotests[J].OralDis,2020:10.1111/odi.13526.〔24〕 国家卫生健康委办公厅.消毒剂使用指南[S].2020.〔25〕 国家市场监督管理总局,中国国家标准化管理委员会.含氯消毒剂卫生要求:GB/T36758—2018[S].2018.〔26〕 张燕,江珉,何红艳,等.三种消毒方式对医院半污染区的新型冠状病毒消毒有效性研究[J].中国消毒学杂志,2020,37(7):548549.〔27〕 TakedaY,UchiumiH,MatsudaS,etal.AcidicelectrolyzedwaterpotentlyinactivatesSARSCoV2dependingontheamountoffreeavailablechlorinecontactingwiththevirus[J].BiochemBiophysResCommun,2020,530(1):13.(收稿日期:2021-03-09)· 7 6 8 · 中国消毒学杂志 2021年第 38卷第 11期
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