Frozen dan viable: biakan berhasil mereplikasi SARS-CoV-2 dari sampel aerosol rumah sakit setelah pembekuan

Read Also

Dalam studi baru-baru ini yang diposting ke preprint server medRxiv*, para peneliti menunjukkan adanya severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) dalam sampel dari kamar rumah sakit pasien yang terinfeksi SARS-CoV-2.

Latar belakang

Sementara vaksin penyakit coronavirus 2019 (COVID-19) telah secara signifikan membantu mengekang penularan SARS-CoV-2, metode surveilans yang memfasilitasi penilaian SARS-CoV-2 di tingkat komunitas tetap penting untuk menginformasikan keputusan terkait strategi pencegahan COVID- 19 menyebar.

Memahami tingkat emisi virus dan transmisi SARS-CoV-2 selanjutnya melalui udara dalam partikel dengan berbagai ukuran, biasanya disebut aerosol dan droplet, memerlukan metodologi yang jelas untuk memantau udara dalam ruangan. Ini diperlukan untuk pemahaman yang lebih baik tentang resistensi virus terhadap tekanan lingkungan, untuk memberikan informasi tentang bahaya penularan di tingkat komunitas serta situasi pekerjaan, dan untuk mengevaluasi strategi mitigasi virus di lingkungan dalam ruangan.

Tentang penelitian

Dalam penelitian ini, para peneliti menilai kemampuan untuk memisahkan replikasi SARS-CoV-2 yang terdeteksi dalam sampel aerosol lingkungan di rumah sakit setelah pembekuan dan penyimpanan sampel udara dalam jangka panjang.

Tim mengumpulkan sampel udara di kamar rumah sakit perawatan akut yang ditempatkan di unit yang didedikasikan untuk perawatan pasien COVID-19 di provinsi Quebec, Kanada antara 27 Oktober 2020 dan 6 November 2020. Ada dua kelas peralatan pengambilan sampel yang digunakan. Pertama, kaset 37mm yang dilengkapi dengan filter polikarbonat 0,8 µm diposisikan 1,5 meter hingga dua meter dari kepala pasien dan menghadap ke bawah di kepala tempat tidur. Kedua, Liquid Spot Sampler Seri 110A ditempatkan dalam jarak dua hingga tiga meter dari tempat tidur pasien.

Sampel udara yang sebelumnya dibekukan dalam viral transport media (VTM) digunakan untuk menginokulasi sel VERO E6 selama dua putaran infeksi. Sebagai kontrol, digunakan isolat β-propiolactone (BPL) yang tidak aktif atau isolat SARS-CoV-2/SB2 hidup. Sel, bersama dengan supernatannya, diperoleh untuk mengevaluasi parameter replikasi virus. Cytopathogenic effects (CPE) kemudian dievaluasi. Titer virus yang diperkirakan dalam supernatan dievaluasi menggunakan median dosis infeksi kultur jaringan.

Antibodi anti-SAR-CoV-2 nukleokapsid (N) dan anti-spike (S) digunakan untuk mendeteksi protein SARS-CoV-2 dalam sel dengan analisis imunoblot. Ribonucleic acid (RNA) diekstraksi dari supernatan sel, atau sampel udara diamplifikasi menggunakan reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) untuk SARS-CoV-2 N atau open-reading frame (ORF) -1b.

Hasil

Menggunakan kaset atau perangkat Spot Sampler, 30 sampel diperoleh di delapan ruangan yang menampung pasien COVID-19. Periode pengambilan sampel berkisar antara 4,75 jam dan tujuh jam. Sebagaimana diverifikasi oleh RT-qPCR, sembilan dari 22 kaset dan dua dari delapan sampel Spot Sampler mengandung RNA SARS-CoV-2, dengan jumlah yang tersebar di udara berkisar antara 129 dan 2.056 genom setara per meter kubik udara.

Tiga hari pasca infeksi, replikasi virus SARS-CoV-2 menyebabkan gejala CPE yang nyata. Selain itu, pemeriksaan whole cell extracts (WCE) dengan immunoblotting memungkinkan deteksi protein SARS-CoV-2 S dan N, sedangkan supernatan menunjukkan jumlah virion de novo yang tinggi.

Khususnya, tidak satu pun dari indikator ini yang positif dua jam setelah inokulasi dengan virus yang mampu bereplikasi atau ketika SARS-CoV-2 yang dinonaktifkan BPL digunakan sebagai inokulan. Temuan ini mengungkapkan bahwa hanya virus yang bereplikasi secara aktif menyebabkan CPE, menampilkan ekspresi seluler protein N dan S, dan menghasilkan generasi virus de novo yang dapat dideteksi.

Empat sampel udara dari kamar rumah sakit yang sama dengan kandungan RNA tertinggi dipilih untuk menilai keberadaan virus yang mampu bereproduksi dalam kultur sel. Menurut penilaian RT-qPCR, tingkat salinan ORF1b SARS-CoV-2 dalam 200L sampel aerosol yang diperiksa berkisar antara 62,70 dan 259,05 salinan. Khususnya, karakteristik pasien yang dapat memengaruhi aerosolisasi SARS-CoV-2 termasuk pneumonia COVID-19 akut, batuk akut yang memerlukan pemberian kodein oral, dan dispnea yang memerlukan pemberian oksigen secara berkala melalui kanula hidung.

Spot Sampler menemukan CPE yang terdeteksi di salah satu sampel pada hari ketiga setelah inokulasi pertama dan kedua setelah infeksi dengan 150 pfu strain SARS-CoV-2/SB2. Pada hari ketiga, setelah infeksi pertama dan kedua, sel S dan N ditemukan di WCE dari sel yang disuntik dengan sampel tersebut, menunjukkan adanya infeksi SARS-CoV-2.

Selain itu, titer virion dalam supernatan sampel tersebut setelah dua siklus infeksi adalah 6,32 x 107 median dosis infeksi kultur jaringan (TCID50)/mL, yang 5,67 kali lipat lebih rendah daripada yang ditemukan pada infeksi berikutnya dengan 150pfu SARS-CoV-2/ regangan SB2. Tak satu pun dari sampel yang diperoleh dengan menggunakan kaset menunjukkan CPE yang terdeteksi, produksi protein virus, atau virion de novo.

Secara keseluruhan, temuan penelitian menunjukkan bahwa 14 bulan setelah pengumpulan sampel, replikasi SARS-CoV-2 ditemukan di salah satu dari empat sampel udara yang diperoleh di kamar rumah sakit pasien COVID-19.

*Pemberitahuan Penting

medRxiv menerbitkan laporan ilmiah awal yang tidak ditinjau sejawat dan, oleh karena itu, tidak boleh dianggap sebagai konklusif, memandu praktik klinis/perilaku yang berhubungan dengan kesehatan, atau diperlakukan sebagai informasi yang mapan.

Journal reference:

Fortin, A. et al. (2022) "Detection of infectious SARS-CoV-2 in frozen aerosol samples collected from hospital rooms of patients with COVID-19". medRxiv. doi: 10.1101/2022.11.14.22282295. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.11.14.22282295v1