Dutch Academic Digest – Februari 2021

Welkom terug bij de tweede editie van de Inivos academische digest voor 2021, waar ons team het meest interessante en tot nadenken stemmende onderzoek deelt op het gebied van microbiologie, persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) en infectiepreventie en -bestrijding.

In februari is het aantal onderzoeksdocumenten over PBM en desinfectietechnologieën aanzienlijk gedaald. Er wordt meer onderzoek gedaan naar de stabiliteit en persistentie van SARS-CoV-2 in verschillende omgevingen, met name in afvalwater, en de mogelijkheid van overdracht via  de fecale-orale route. Papers werden gepubliceerd in het Journal of Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology, Environmental Letters and Cytokine en Growth Factor Review.

De volgende uitdaging is het evalueren van de werkzaamheid van UV-C-licht en andere interventies voor PBM-decontaminatie en de inactivering van SARS-CoV-2 en andere schadelijke pathogenen. Papers werden gepubliceerd in Pharmaceutics, American Journal of Infection Control en in het Antimicrobial Resistance and infection control Journal.

SARS-CoV-2 stabiliteit, infectiviteit en persistentie

Een onderzoekspaper in het tijdschrift Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology¹ onderzocht de literatuur om bewijs te vinden dat SARS-CoV-2 kan worden overgedragen via de fecale-orale route. Veel van de studies die ze vonden rapporteerden sterk bewijs over de aanwezigheid SARS-CoV-2 RNA in ontlastingsmonsters die de mogelijkheid van SARS-CoV-2 geassocieerde darminfectie benadrukten. Dit kan het gevolg zijn van een veranderde samenstelling van de darmmicrobiota, die gecorreleerd is met de verhoogde expressie van inflammatoire cytokinen zoals IL-2, IL-6 en IL-18. Bovendien bleek fecale calprotectine zich op te hopen in hoge niveaus in de ontlasting van patiënten met COVID-19 met diarree, die ook gecorreleerd was met serumspiegels van de inflammatoire cytokine IL-6. De auteurs concludeerden dat deze bewijslijnen de aard van SARS-CoV-2 gastro-intestinale infectie en de mogelijke fecale-orale overdracht ervan benadrukken, maar er zijn meer studies nodig om deze kwestie verder te onderzoeken.

Dienovereenkomstig leverde een ander onderzoek in het tijdschrift Environmental Letters² meer bewijs op over de aanwezigheid van SARS-CoV-2 in verschillende monsters en op verschillende reservoirs. SARS-CoV-2 werd gedetecteerd in ademhalingsmonsters, speeksel, bloed, faeces en zelden in urine. SARS-CoV-2 werd ook gedetecteerd in ontlasting en serum bij een significant deel van de patiënten. De mediane duur van virale afstoting in de ontlastingsmonsters was aanzienlijk langer dan bij ademhalings- en serummonsters; 22 dagen in de ontlasting, 18 dagen in de luchtwegen en 16 dagen in serum. Daarnaast werd ook de stabiliteit van SARS-CoV-2 op oppervlakken geëvalueerd en vastgesteld dat het tot 3 dagen besmettelijk kan blijven op plastic en roestvrij staal, maar slechts gedurende 4 uur op een koper oppervlak.

Een artikel in het Journal of Korean Medical Science³ geeft inzicht in de voortgang van COVID-19 vaccinatieprogramma’s. Vanaf januari 2021 worden 68 vaccins getest in klinische studies, 2 zijn goedgekeurd, 20 in fase 3 en 24 in fase 2 klinische studies. Waarbij Pfizer en  Moderna  (mRNA-platform) het meest efficiënt zijn met een werkzaamheidspercentage van respectievelijk 95% en 94,1%. Bovendien vertoonden de vaccins van AstraZeneca en Johnson & Johnson (adenoviral  vectorplatform) een werkzaamheidspercentage van respectievelijk 70,4% en 66%. Terwijl het NovaVax-vaccin (protein subunit platform) 89% werkzaamheid vertoonde.

Een beoordeling in het tijdschrift Cytokine and Growth Factor Review⁴ onderzocht de waarschijnlijkheid dat een SARS-CoV-2-infectie neuronale letsel en neurologische veranderingen kan bewerkstelligen. Een  meta-analyse van de meest voorkomende neurologische manifestaties van COVID 19 rapporteerde vermoeidheid bij 32%, myalgie bij 16% en hoofdpijn bij 9,2% van de patiënten. Daarnaast rapporteerde een Franse studie neurologische symptomen bij 49 van de 58 patiënten met COVID-19.  Alles bij elkaar genomen is er duidelijk bewijs dat neurologische symptomen van COVID-19 vaak en potentieel diepgaand zijn. De pathogenese hierachter is echter nog steeds niet volledig begrepen en kan het gevolg zijn van virale interacties met ACE2-receptoren op neuronen.

PBM-ontsmetting

Een observationele studie in het American Journal of Infection Control⁵ onderzocht de microbiële besmetting van aangedreven luchtzuiverende toestellen (PAPR) die door gezondheidspersoneel werden gebruikt tijdens de COVID-19-pandemie. Van 25 PAPR-kappen werden kweken afgenomen, wat  tien (40%) positieve resultaten heeft opgeleverd. Bacteriële groei werd gedetecteerd op zes PAPR; vijf van de PAPR positief getest op schimmelgroei; allemaal negatief getest op SARS-CoV-2 en veel voorkomende respiratoire virussen. De onderzoekers concludeerden dat bacteriën en schimmels kunnen achterblijven op interne componenten van PAPR-afzuigkappen en luchttoevoerslangen, ondanks de aanbevolen desinfectieprocedures.

Een onderzoeksartikel in het tijdschrift HardwareX⁶ evalueerde een draagbaar apparaat met UV-C-lampen om N95-maskers te desinfecteren. De apparatuur maakt gebruik van drie 30 Watt ontladingsbuizen die UV-C-licht  uitzenden bij een golflengte van 253 nm. Na 15 minuten UV-blootstelling, bestraling van 2-4 mw/cm²  en een dosering van 2 J/cm², konden besmettelijke virusdeeltjes niet meer worden gevonden op de maskers, wat overeenkomt met 5 log₁₀  TCID50 in vergelijking met 4,2log₁₀  van onbehandelde maskers. De onderzoekers verklaarden dat het apparaat in staat was om N95-maskers te desinfecteren die de human respiratory syncytial virus (hRSV) viral load bevatten, een surrogaatvirus van het SARS-CoV-2-virus, gebruikt voor biologische validatie.

Een studie in The Journal of Hospital Infection⁷ evalueerde waterstofperoxide- en ozonresidu niveaus op N95-maskers na ontsmetting. Na decontaminatie werden waterstofperoxide en ozon in de gasfase in de buurt van maskers gedetecteerd, zelfs na vijf uur (h) beluchting. Bij de juiste beluchting daalden de gasvormige residugehalten in de buurt van de maskers echter tot toelaatbare niveaus. De betrouwbare tests om deze residuen te controleren zijn cruciaal om de veiligheid van de maskergebruikers te garanderen.

UV-C & HPV werkzaamheid

Een systematische review in het tijdschrift Antimicrobial Resistance and Infection Control⁸ evalueerde gepubliceerde studies die het effect van HPV- en UV-C-geautomatiseerde technologieën op HAI-snelheden beschrijven. Van de 43 studies waren er 20 (47%) gebruikte waterstofperoxide (14 voor uitbraken) en 23 (53%) gebruikte UV-technologie (geen voor uitbraken). De meest aangetroffen ziekteverwekker, alleen of in combinatie met anderen, was  Clostridium difficile  (27 van de 43 studies: 63%), gevolgd door methicilline-resistente  Staphylococcus aureus  (MRSA) (16 van 43: 37%).

Een experimentele studie in de Journal of Pharmaceutics⁹ onderzocht de antimicrobiële activiteit van multiscale metaaloxide (MO) deeltjes in combinatie met UV kiemdodende bestraling op Escherichia coli en M13 bacteriofaag. MO-deeltjes zelf vertoonden antibacteriële activiteit tegen E. coli, de hoogste van de ZnO-deeltjes. Er trad echter geen virale inactivatie door MO-deeltjes op. Onder dubbele UV-bestraling hadden multiscale zinkoxide en cupric oxide deeltjes superieure antimicrobiële activiteiten tegen  E. coli. De resultaten toonden aan dat de dubbele UV-multiscale MO-deeltjeshybriden verbeterde antibioticapotentialen vertonen.

1. Guo, M., Tao, W., Flavell, R. A., & Zhu, S. (2021). Potential intestinal infection and faecal-oral transmission of SARS-CoV-2. Nature reviews. Gastroenterology & hepatology, 1–15. Advance online publication. https://doi.org/10.1038/s41575-021-00416-6

2. Choi, H., Chatterjee, P., Coppin, J. D., Martel, J. A., Hwang, M., Jinadatha, C., & Sharma, V. K. (2021). Current understanding of the surface contamination and contact transmission of SARS-CoV-2 in healthcare settings. Environmental chemistry letters, 1–10. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01186-y

3. Yoo J. H. (2021). What We Do Know and Do Not Yet Know about COVID-19 Vaccines as of the Beginning of the Year 2021. Journal of Korean medical science, 36(6), e54. https://doi.org/10.3346/jkms.2021.36.e54

4. Narayanappa, A., Chastain, W. H., Paz, M., Solch, R. J., Murray-Brown, I. C., Befeler, J. B., Gressett, T. E., Longo, M. T., Engler-Chiurazzi, E. B., & Bix, G. (2021). SARS-CoV-2 mediated neuroinflammation and the impact of COVID-19 in neurological disorders. Cytokine & Growth Factor Reviews, Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2021.02.002

5. Chakladar, A., Jones, C. G., Siu, J., Hassan-Ibrahim, M. O., & Khan, M. (2021). Microbial contamination of powered air purifying respirators (PAPR) used by healthcare staff during the COVID-19 pandemic: an in situ microbiological study. American journal of infection control, S0196-6553(21)00061-4. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2021.02.006

6. Bentancor, M., Fernández, S., Viera, F., Etcheverry, S., Poradosú, C., D’Angelo, P., Montemuiño, H., Mirazo, S., Irigoyen, Á., Sanabría, A., & Failache, H. (2021). LUCIA: An open source device for disinfection of N95 masks using UV-C radiation. Hardwarex, e00181. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.ohx.2021.e00181

7. Kumkrong, P., Scoles, L., Brunet, Y., Baker, S., Mercier, P., & Poirier, D. (2021). Evaluation of hydrogen peroxide and ozone residue levels on N95 masks following chemical decontamination. The Journal of Hospital Infection, Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2021.02.018

8. Dancer, S. J., & King, M. F. (2021). Systematic review on use, cost and clinical efficacy of automated decontamination devices. Antimicrobial resistance and infection control, 10(1), 34. https://doi.org/10.1186/s13756-021-00894-y

9. Jin, S. E., & Jin, H. E. (2021). Multiscale Metal Oxide Particles to Enhance Photocatalytic Antimicrobial Activity against Escherichia coliand M13 Bacteriophage under Dual Ultraviolet Irradiation. Pharmaceutics, 13(2), 222. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13020222