Kiek viruso iškvepia COVID sergantis žmogus? Nauji tyrimai turi atsakymus

„Vienas „superplatintojas“ su „Omikron“ išskiria 1000 kartų daugiau virusinės RNR, nei su Alfa ar Delta.

 

    Remiantis tyrimu1, žmonės, užsikrėtę labai plintančiais SARS-CoV-2 Alpha, Delta ir „Omikron“ variantais, išskiria didesnį viruso kiekį nei tie, kurie buvo užsikrėtę kitais variantais. 

 

Be to, asmenys, užsikrėtę COVID-19 po vakcinacijos ir net po revakcinacijos, virusą vis tiek paskleidžia į orą.

 

    Darbas buvo paskelbtas medRxiv išankstinio spausdinimo serveryje liepos 29 d. Jis dar nebuvo recenzuotas.

 

    „Šis tyrimas parodė, kad visi trys variantai, kurie laimėjo infekcijų lenktynes... žmonėms kalbant ar šaukiant iš organizmo išeina veiksmingiau, nei ankstyviausios koronaviruso atmainos“, – sako Kolorado valstijos visuomenės sveikatos inžinierius Johnas Volckensas iš universiteto Fort Kolinse.

 

    Tyrimo bendraautorė Kristen Coleman, kuri tiria naujas infekcines ligas Merilendo universitete College Parke, teigia, kad tai reiškia, kad žmonės turėtų „stumti vyriausybes investuoti į patalpų oro kokybės gerinimą, gerinant vėdinimo ir filtravimo sistemas“.

 

    Iškvėpti

 

    Tyrimui Coleman ir jos kolegos nuo 2020 m. vidurio iki 2022 m. pradžios surado 93 žmones, užsikrėtusius SARS-CoV-2. Dalyvių infekcijas sukėlė padermės, įskaitant Alpha variantą, kuris pasirodė 2020 m. pabaigoje, ir vėlesnius Delta ir Omicron variantus. Visi dalyviai, turintys pastarąsias dvi padermes, buvo visiškai paskiepyti, prieš užsikrėčiant virusu.

 

    Užkrėsti žmonės atsigręžė į kūgio formos aparatą ir dainavo bei šaukė – tarp kurių neišvengiamai kosėjo ir čiaudėjo – 30 minučių, o prijungtas aparatas rinko jų iškvėptas daleles. 

 

Prietaisas, vadinamas Gesundheit-II, atskyrė smulkius „aerozolio“ lašelius, kurių skersmuo ne didesnis, kaip 5 mikrometrai, kurie gali išlikti ore ir nutekėti per audinį ir chirurgines kaukes.

 

    Komanda nustatė, kad dalyviai, užsikrėtę Alpha, Delta ir Omicron variantais, iškvėpdami išskleidė daug daugiau virusinės RNR, nei žmonės, užsikrėtę kitais variantais. Tai apima protėvių variantus, pvz., pirmą kartą aptiktą Uhane, Kinijoje, ir tuos, kurie nesusiję su padidėjusiu užkrečiamumu, pavyzdžiui, Gama, atsiradęs 2020 m. pabaigoje. Dalyviams, sergantiems Delta ir Omicron, jų smulkiame aerozolyje buvo vidutiniškai penkis kartus didesnis viruso kiekis, negu tas, kuris buvo aptiktas didesnių dalelių, stambiame aerozolyje.

 

    Grupė taip pat pasėjo ląsteles laboratorijoje su aerozolių mėginiais ir nustatė, kad keturi mėginiai, kurių kiekvienas buvo iš dalyvio su Delta arba Omicron, užkrėtė ląsteles. Skleidžiamas virusas ne visada yra užkrečiamas, sako tyrimo bendraautorius Jianyu Lai, Merilendo universiteto epidemiologas, o mėginių gebėjimas užkrėsti laboratorines ląsteles reiškia, kad virusinė RNR iškvepiamuose aerozoliuose gali platinti ligą.

 

    Malin Alsved, aerozolių technologijos mokslininkė iš Lundo universiteto Švedijoje, sako: „Aš šiek tiek susirūpinus, kad jie sumaišo visus kvėpavimo takų [aerozolius] – mėginyje jie kvėpuoja, kalba, kalba, rėkia, kosi, net čiaudėja. Coleman atsako, kad komanda sujungė kvėpavimo mėginius, kad imituotų realų scenarijų, pavyzdžiui, buvimą restorane.

 

    Virusinis

 

    Tyrimas taip pat atkreipia dėmesį į iškvepiamo viruso kiekio skirtumus tarp asmenų, kurie svyravo nuo neaptinkamo lygio iki tų, kurie yra susiję su „superplatintojais“. Pavyzdžiui, vienas Omikronu užsikrėtęs dalyvis per puikų aerozolį išskyrė 1000 kartų daugiau virusinės RNR, nei didžiausias lygis, nustatytas tiems, kuriems yra Alfa arba Delta. Tyrėjai teigia, kad šių neatitikimų priežastis lieka paslaptis, bet gali būti susijusi su biologiniais veiksniais, tokiais, kaip žmogaus amžius. Elgesys taip pat gali turėti įtakos: tyrimo superskleidėjas kosėjo dažniau, nei kiti.

 

    Jei nauji variantai labiau linkę plisti, tai gali paskatinti juos dominuoti COVID-19 atvejais. Grupė pažymi, kad SARS-CoV-2 užsikrėtę žmonės iškvepia daug mažesnį virusinės RNR kiekį, nei žmonės, užsikrėtę gripu – panašia per orą plintančia liga. Tai rodo, kad SARS-CoV-2 gali išskirti variantus, kurie perneša dar daugiau virusų.

 

    „Dėl to reikia susirūpinti“, – sako Alsvedas." [1]

1. Nature 609, 23 (2022)

 

How much virus does a person with COVID exhale? New research has answers

"One ‘superspreader’ with Omicron shed 1,000 times as much viral RNA as those with Alpha or Delta.

People infected with the highly transmissible Alpha, Delta and Omicron variants of SARS-CoV-2 spew out higher amounts of virus than do those infected with other variants, according to a study1. Furthermore, individuals who contract COVID-19 after vaccination, and even after a booster dose, still shed virus into the air.

The work was posted on the medRxiv preprint server on 29 July. It has not yet been peer reviewed.

“This research showed that all three of those variants that have won the infection race … come out of the body more efficiently when people talk or shout than the earliest strains of the coronavirus,” says John Volckens, a public-health engineer at Colorado State University in Fort Collins.

Study co-author Kristen Coleman, who researches emerging infectious diseases at the University of Maryland in College Park, says this means that people should be “pushing governments to invest in improving indoor air quality by improving ventilation and filtration systems”.

Breathe out

For the study, Coleman and her colleagues recruited 93 people between mid-2020 and early 2022 who were infected with SARS-CoV-2. Participants’ infections were caused by strains including the Alpha variant, which emerged in late 2020, and the later Delta and Omicron variants. All participants with the latter two strains had been fully vaccinated before catching the virus.

The infected people faced into a cone-shaped apparatus and sang and shouted — with inevitable coughs and sneezes in between — for 30 minutes, while an attached machine collected the particles they exhaled. The device, called a Gesundheit-II, separated out the fine ‘aerosol’ droplets measuring 5 micrometres or less in diameter, which can linger in the air and leak through cloth and surgical masks.

The team found that participants infected with the Alpha, Delta and Omicron variants emitted significantly more viral RNA when exhaling than did people infected with other variants. These include ancestral variants, such as the one first detected in Wuhan, China, and those not associated with increased transmissibility — such as Gamma, which arose in late 2020. For participants with Delta and Omicron, their fine aerosol contained on average five times the amount of virus that was detected in their larger, coarse aerosol.

The team also seeded cells in the laboratory with aerosol samples and found that four samples, each from a participant with either Delta or Omicron, infected the cells. Shed virus is not always infectious, says study co-author Jianyu Lai, an epidemiologist at the University of Maryland, and the samples’ ability to infect laboratory cells means that viral RNA in exhaled aerosols can spread the disease.

Malin Alsved, an aerosol technology scientist at Lund University in Sweden, says: “I’m bit concerned that they mix all the respiratory [aerosols] — they have breathing, talking, speaking, screaming, coughing, even sneezing in the sample.” Coleman responds that the team combined respiratory samples to mimic a real-life scenario such as being in a restaurant.

Going viral

The study also highlights variation between individuals in the amounts of exhaled virus, which ranged from non-detectable levels to those associated with ‘superspreaders’. One Omicron-infected participant, for example, shed 1,000 times as much viral RNA through fine aerosol as the maximum level observed in those with Alpha or Delta. The researchers say that the root of these discrepancies remains a mystery but could be related to biological factors such as a person’s age. Behaviour might play a part, too: the study’s superspreader coughed more frequently than others.

If new variants are more prone to superspreading, that might drive them to dominate COVID-19 cases. The team notes that people infected with SARS-CoV-2 exhale much lower amounts of viral RNA than do people infected with influenza, a comparable airborne disease. This suggests that SARS-CoV-2 could spin off variants that transmit even more virus.

“That is something to be concerned about,” says Alsved." [1]

1. Nature 609, 23 (2022)