SARSに対する紫外線不活化の波長依存性

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9706 (2023) この記事を引用

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紫外線 (UV) 照射は、病原性微生物を効果的かつ便利に消毒する方法です。ただし、UV 照射はタンパク質や DNA の損傷を引き起こします。したがって、人体へのリスクを軽減するには、さまざまな UV 波長の性能とその用途についてのさらなる洞察が必要です。この論文では、50% 組織培養感染量 (TCID50) 法と定量的ポリメラーゼにより、さまざまな UV 波長における懸濁液中の SARS-CoV-2 オーミクロン BA.2 および BA.5 変異体の UV 不活化の有効性を測定しました。連鎖反応 (qPCR) アッセイ。 BA.2、BA.5ともに、人体に安全と考えられる220nm光の不活化効果は、健康に有害な260nm光の不活化効果とほぼ同等でした。 TCID50 法および qPCR 法で求めた不活化速度定数と UV 波長に基づいて作用スペクトルを求めたところ、BA.2 と BA.5 はほぼ同じスペクトルを示しました。この結果は、両方の変異体が同じ UV 不活化特性を持っていることを示唆しています。

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) の世界的な発生とその新しい変異体の出現により、さまざまな病原性ウイルスや細菌から保護するための効率的な消毒技術の開発と実証に対する大きな需要が生じています 1,2,3 。この場合、ワクチンは感染に対して効果的な防御を提供しますが、将来出現する SARS-CoV-2 変異種に対するこれらのワクチンの有効性と供給速度は現段階では明らかではありません4。したがって、新興病原体に対するワクチン開発前の期間中に、公衆衛生上のリスクを軽減するための追加の戦略を準備することが重要です。

紫外線（UV）照射による消毒は、SARS-CoV-25、6、7、8、9、 10. 特に、遠 UVC と呼ばれることが多い 200 ～ 235 nm の波長範囲は、新しい消毒波長としてますます注目を集めています。遠UVC光は、病原性ウイルスや細菌に対して強力な殺菌効果を示し11、12、13、14、15、角質層の強い吸収効果により哺乳動物細胞には無害であることが示されています16、17、18、19。 20. しかし、哺乳動物細胞におけるその安全性プロファイルは十分に文書化されておらず、遠UVC光は重大な損傷を与えるため、閾値レベルをはるかに超える照射ほど安全ではないことを示唆する報告が多数ある21,22,23,24,25,26。表皮細胞に影響を及ぼし、紅斑およびシクロピリミジンダイマーの形成を引き起こします21、22、23、24、26。

さらに、一定の対数減少を達成すると報告されている不活化線量は、約 1 ～ 20 mJ/cm25、10、27、28、29、30、31、32、33、34 と大きく異なります。このような不一致は、使用された実験条件や設定の違いによって引き起こされる可能性があります。たとえば、UV-LED、KrCl-エキシマランプ、金属蒸気放電ランプなどの多くの光源が、SARS-CoV-25、14、27、28、29、30、31、32、33を不活化するために使用されています。 ,34; しかし、SARS-CoV-2の株と光源のスペクトルなどの実験条件の両方が異なるため、これらの異なるUV波長領域の線量の大きさと不活化効果を比較することは困難です。したがって、さまざまな UV 波長を使用し、他の実験条件を変えることなく体系的な実験を行うことが実質的に必要とされています。

この論文では、UV波長可変照射源の構築に基づいて、ウイルス懸濁液中のSARS-CoV-2オーミクロンBA.2およびBA.5変異体の不活化効果を、帯域幅10nmのUV波長の関数として説明します。。標準的な 50% 組織培養感染量 (TCID50) 法と定量的ポリメラーゼ連鎖反応アッセイ (qPCR) を採用して、ウイルスゲノムに対する UV 損傷を検出しました。我々は、TCID50 と qPCR の間に強い相関関係があることを発見しました。 TCID50 および qPCR 法によって決定された不活化速度定数対 UV 波長に基づいて、BA.2 と BA.5 の両方の作用スペクトルが決定され、これら 2 つの変異体はほぼ同じスペクトルを示しました。この結果は、両方の変異体が同じ UV 不活化特性を有しており、SARS-CoV-2 の作用スペクトルが RNA とタンパク質の両方の吸収スペクトルによって定量的に説明され、タンパク質層が RNA を UV 光から遮蔽していることを示唆しています。