新型冠状病毒在环境中的存活潜力和感染风险

新型冠状病毒肺炎（COVID-19）传播速度快、范围广，主要通过飞沫和接触传播。本研究通过整理新型冠状病毒（SARS-CoV-2）在不同物体表面的存活时间及主要影响因素的相关研究，发现SARS-CoV-2的稳定性与重症急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）相近，室温下可在多种物体表面或介质中存活数天（不锈钢表面2 d、塑料表面3 d、玻璃表面4 d）。在低温、低相对湿度条件下，存活时间更长，给人们的健康带来极大威胁，也给疫情防控带来严峻挑战。SARS-CoV-2的流行特点与甲型流感病毒相似，传染性高，隐蔽性强。通过了解SARS-CoV-2在环境中的存活潜力和感染风险，进行针对性消毒和采取相应的防护措施，可以减少疾病的发生。

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）是目前已知的第7种人类冠状病毒，能够引起人类和动物感染，导致新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）［1］。2020年3月11日，世界卫生组织宣布COVID-19疫情已经构成全球大流行［2］，截至2020年9月24日，全球已有212个国家/地区出现超过3 100万例确诊病例，累计超过97万人死亡［3］。传播途径是传染病流行的三个基本条件之一，因而切断传播途径是控制传染病流行的有效措施之一。现已证实飞沫和接触传播是SARS-CoV-2的主要传播途径［4］，可在粪便、尿液、精液、新生儿羊水和鼻咽拭子样本中检测到病毒核酸，提示存在粪–口途径或母婴传播的可能［5–8］。SARS-CoV-2传播途径复杂多样，其在环境中的存活时间越久，波及范围就越广，增加人群感染的风险，也给疫情防控带来巨大挑战。本研究通过整理SARS-CoV-2与环境耐受力的相关研究，并与重症急性呼吸综合征冠状病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV）、中东呼吸综合征冠状病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV）和甲型流感病毒（influenza A virus）等进行比较，分析该病毒在环境中的存活潜力，以期为全球疫情防控及相关措施的制定提供借鉴。

病毒在不同物体表面的存活时间受多种因素影响，可分为内在因素和外在因素。内在因素包括病毒种类、病毒载量等，外在因素主要有温度、湿度、风速和紫外辐射等［9–10］。研究发现SARS-CoV-2与SARS-CoV、MERS-CoV及甲型流感病毒在不同物体表面的存活时间不同（表1），SARS-CoV-2在不锈钢、塑料及玻璃等常见生活物品表面的存活时间较长，而在铜和纸巾等材料表面的存活时间较短。

1.1   在不锈钢表面的存活时间

不锈钢材料可耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质而不生锈，在生活、工业等多个领域被广泛应用。很多生活、工业用品采用不锈钢材料制成，如餐具、电梯表面、扶手、门把手等。研究表明，在21～23 ℃、相对湿度（relative humidity，RH）为40%的条件下，5.6 h后在不锈钢表面SARS-CoV-2的载量降低50%，48 h后仍有病毒存活，与SARS-CoV、MERS-CoV的存活时间相近［11, 14］。Chin等［13］发现，在室温条件下，SARS-CoV-2可在不锈钢表面存活7 d左右。Warnes等［15］的研究结果提示，在21 ℃和30%～40% RH条件下，人冠状病毒229E（human coronavirus 229E，H-CoV 229E）在不锈钢表面持续存在5 d后仍有传染性。与SARS-CoV-2类似，甲型流感病毒的主要传播途径也是飞沫和密切接触传播，曾多次引起世界大流行。其可以在不锈钢表面存活1～2 d（≥22 ℃）［17–19］，而在20 ℃和55% RH条件下，在不锈钢表面可存活14 d［16］。

1.2   在塑料表面的存活时间

塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，生活、工业塑料制品包括塑料袋、塑料水杯、矿泉水瓶、塑料桌椅等。随着COVID-19在全球愈演愈烈，塑料制品也可能成为病毒传播介质。van Doremalen等［11］的研究表明，在21～23 ℃、40% RH条件下，SARS-CoV-2和SARS-CoV在塑料表面持续存活3 d后仍有传染性，而Chin等［13］的研究结果显示SARS-CoV-2甚至可在塑料表面存活7 d左右（室温，65% RH）。Duan等［20］发现SARS-CoV可在塑料表面存活4 d左右。MERS-CoV在塑料表面的存活时间约为2 d［14］，H-CoV 229E可存活5 d（21 ℃，30%～40% RH）［15］。

1.3   在纸质表面的存活时间

纸张可用于写画、印刷书报、包装等，属于日常办公、生活及学习所需用品，与人们的生活息息相关。Chin等［13］的研究表明，SARS-CoV-2在打印纸或纸巾上仅可持续存在3 h，却能在钞票表面存活4 d。发表在《生物医学与环境科学》杂志的研究发现SARS-CoV可在报纸或滤纸上存活4 d左右［20］。在纸板表面，SARS-CoV-2可持续存活24 h，而8 h后SARS-CoV就失去感染性［11］，与甲型流感病毒在纸巾或杂志封面的存活时间相近（8～12 h）［17］。

1.4   在铜表面的存活时间

铜是人类最早发现和使用的金属之一，在我国的消费量仅次于铝。在铜制品表面，SARS-CoV-2可持续存活4 h，而SARS-CoV在8 h内仍保持活性［11］。甲型流感病毒在铜表面存在6 h后失活［18］，而H-CoV 229E在黄铜（铜含量>70%）或铜镍合金（铜含量<70%）表面的稳定性更低，存活时间<2 h，且病毒存在时间的减少与铜在黄铜和铜镍合金中含量的增加成正比［15］。研究表明，铜有抑制病毒活性甚至杀灭病毒的作用［21, 23］。

1.5   在其他材质表面的存活时间

以玻璃、木材为原料的建筑材料和以纤维、棉花为原料的衣物等与人类活动密切相关。研究发现，SARS-CoV-2可在布料和木片表面存活2 d，在玻璃表面可存活4 d［13］。甲型流感病毒可在木片表面存活2 d，而在布料表面只存活8 h［19］，与Bean等［17］对流感病毒在睡衣表面的存活时间研究结果一致（8～12 h），但也有研究显示甲型流感病毒可在棉花和纤维上存活7 d［16］。SARS-CoV在木片表面的存活时间低于SARS-CoV-2和甲型流感病毒（1 d），在棉布片上的存活时间为4 h［12］。SARS-CoV在不同条件下可在玻璃表面存活2～4 d［12, 20］，甲型流感病毒可存活1 d［21］。

冷冻食品分为冷却和冻结食品，比在自然条件下的存放时间长，主要包括肉、禽、水产、蔬菜和水果等易腐食品，市场需求量大。冷链物流可以保证冷藏或冷冻食品在消费者购买前的所有环节（生产、储存运输、销售）均处于规定的低温环境下。然而，在保障食品品质的同时，冷链物流也可能为病毒提供良好的栖息环境，延长病毒的存活时间［24］。2020年6月11日北京市新发地发生COVID-19疫情，6月12日对切割进口三文鱼的案板采样检测中发现SARS-CoV-2核酸阳性［25］，之后多地（深圳、安徽、山东等）也陆续在冷冻食品外包装或相关食品表面的样本中检测到SARS-CoV-2核酸，例如从厄瓜多尔进口的冷冻南美白虾［26］、从巴西进口的冻鸡翅［27］和从挪威进口的冻尖吻平鲉［28］。尽管陆续从冷冻食品的外包装中检测出SARS-CoV-2核酸，但目前还没有从相应的食品中分离培养出病毒的报道。核酸检测阳性提示这些冷冻食品或外包装上曾经或现在携带SARS-CoV-2，但未分离出活病毒可能是因为病毒含量低、培养条件不适合病毒生长或者已经全部死亡，此时感染能力较低或没有；如果分离获得病毒，提示感染性强，也为SARS-CoV-2可通过物品传染人提供证据。

研究表明，病毒可在冷冻食品中存活较长时间［29］，如伪狂犬病毒可在冷冻猪肉中持续存在35 d（−18 ℃）［30］。2020年9月6日，中国科研人员发表在未经同行评审的生物医学预印本bioRxiv上的研究表明：在4 ℃条件下，附着在三文鱼表面的SARS-CoV-2可持续存活8 d，而在25 ℃条件下的存活时间可达2 d［22］。另外一项来自新加坡国立大学的研究表明，在4 ℃、−20 ℃和−80 ℃条件下，SARS-CoV-2在鱼肉、鸡肉和猪肉表面均可存活21 d以上［31］，提示冷冻食品可携带SARS-CoV-2成为一种新的传播途径，给接触者（工作人员和消费者）带来较大的感染风险。

3.1   在排泄物中的存活时间

粪–口途径是传染病的传播方式之一，主要通过患者的排泄物（如呕吐物、尿液、粪便等）进行传播。某些传染病的病原体随排泄物从患者或携带者体内排出后，可污染水源、食物和餐具等，导致易感者感染［32］。中华人民共和国国家卫生健康委员会（国家卫健委）发布的《新冠肺炎诊疗方案（试行第七版）》中明确指出在粪便及尿液中可分离到SARS-CoV-2。另外有研究表明，COVID-19患者的咽拭子核酸检测转阴后，粪便中病毒脱落的持续时间为6～10 d。研究人员对澳大利亚某流域的生活污水浓缩后进行检测发现SARS-CoV-2核酸阳性，提示存在粪–口传播的可能性［8, 33］。SARS-CoV可在腹泻患者的粪便中存活4 d，在呼吸道标本中存活7 d［34］，能在医院废水、生活污水和自来水中存活2 d，在粪便中可持续存在3 d，而在尿液中可存活长达17 d［35］（表2）。

3.2   在分泌物中的存活时间

飞沫传播是空气传播的一种方式，传染源通过谈话、咳嗽、喷嚏等方式排出包含病原体（如细菌、病毒等）的分泌物和飞沫，使易感者吸入感染。飞沫和接触传播是COVID-19的主要传播方式，其他通过痰液、鼻腔黏液或唾液等分泌物传播的传染性疾病有SARS、肺结核、流行性感冒、麻疹等［40］。实验证明，咳嗽或打喷嚏产生的飞沫传播距离可>6 m［41］，而SARS-CoV-2在痰液、鼻腔黏液和唾液中的载量很高［40, 42］，病毒从患者体内排出时对医护工作者及家属都存在巨大健康威胁，容易引起医源性感染。研究表明，在21 ℃、40% RH条件下，SARS-CoV-2在痰液和鼻腔黏液表面的存活时间约为24 h［39］。在21～23 ℃、40% RH的实验条件下，SARS-CoV-2和SARS-CoV在气溶胶中可存活约3 h［11］，而在室温条件下，SARS-CoV-2在气溶胶中可存活16 h［36］。Pyankov等［37］的研究结果揭示MERS-CoV可在气溶胶中存活1 h（25 ℃，79% RH），为美国本土出现首例MERS-CoV人传人感染病例提供证据。另外，在室温条件下，SARS-CoV可在痰液中存活≥4 d［20］，而李敬云等［38］的研究也表明SARS-CoV可在痰液中存活>3 d（表2）。

4.1   在不同温度的存活时间

温度对COVID-19全球大流行的影响尚不清楚［43］，但巴西的一项研究表明，温度每升高1 ℃，每日累计确诊COVID-19病例数会减少4.90%（t=−2.29，P=0.023）［44］，而且温度对病毒的存活能力是有明确影响的，温度越高，病毒存活时间越短。SARS-CoV-2在4 ℃时比较稳定，第14天50%组织细胞感染量（TCID50）仅降低0.7个对数单位，而培养温度升高至70 ℃，病毒灭活时间仅需1～5 min［13］。Matson等［39］研究发现，在27 ℃时SARS-CoV-2可在鼻腔黏液或痰液表面存活约10 h，当温度为4 ℃时，其在鼻腔黏液表面可存活约36 h，在痰液表面存活约48 h。在4 ℃条件下，SARS-CoV在脱氯自来水中可持续具有活性14 d，而当温度为20 ℃时，该病毒只在2 d内有感染性［35］。另一项研究发现SARS-CoV在室温（约22 ℃）条件下的鼻咽抽吸物中可存活7 d，当放置在4 ℃条件下时可存活>27 d［34］。Gundy等［45］研究也表明温度差异对病毒存活时间具有影响，23 ℃条件下，H-CoV 229E在自来水中10 d内失活，而当温度降低为4 ℃时，25 d后仍可以检测到病毒。

4.2   在不同湿度的存活时间

湿度差异会直接影响病毒的稳定性和传播性［14］，而RH的降低利于病毒通过空气传播，与之相对，增加空气的绝对湿度，可有效减少病毒在空气中的悬浮和扩散，从而抑制其传播［46］。Ma等［47］利用数学模型研究温度、湿度和昼夜温差对COVID-19患者每日死亡率的影响，发现COVID-19死亡率与昼夜温差呈正相关，而与RH呈负相关。在较低的RH中，流感病毒保留了较大传染性，当RH>40%时，病毒被咳出后就迅速失活［48］。在27 ℃、85% RH条件下，SARS-CoV-2可在鼻腔黏液和痰液表面存活约10 h，而在21 ℃、40% RH条件时，可存活约24 h［39］。另外在相同温度（30 ℃）时，MERS-CoV在30% RH条件下可存活2 d，而在80% RH条件时只存活1 d［14］。SARS-CoV在光滑的物体表面可在22～25 ℃、40%～50% RH条件下保持5 d的生存能力，而在38 ℃、>95% RH条件下则迅速失活［49］。实验发现，小鼠肝炎病毒（mouse hepatitis virus，MHV）的滴度在20% RH和80% RH条件下分别降低0.5和2.5个对数单位（4 ℃，不锈钢表面）［50］，提示病毒在RH较低时更稳定。

病毒通常寄生于活细胞中，但离开活体组织仍可在外界环境中存活一定时间，存在感染风险。冠状病毒属于有包膜的亲酯类病毒，大部分市售消毒剂均可有效灭活环境中的病毒，高温和紫外线照射也能使病毒快速失活，继而失去感染能力。

5.1   物理方法

SARS-CoV-2与SARS-CoV的全基因组序列相似性约80.0%，均属于冠状病毒属［51］，冠状病毒对热和紫外线均敏感。研究发现，56 ℃加热30 min或70 ℃加热15 min，均可有效杀灭SARS-CoV［52］。另外，Ansaldi等［53］研究发现使用紫外线（40 mW/cm2）作用2 min即可破坏SARS-CoV和甲型流感病毒的核酸，使其失去全部活性。

5.2   化学方法

《消毒剂使用指南（2020版）》中指出乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活SARS-CoV-2，但其对氯已定类消毒剂不敏感［54］。70%异丙醇作用30 s和0.26%次氯酸钠（84消毒液）作用5 min均可减少SARS-CoV-2在坚硬、无孔物体表面（如不锈钢、玻璃等）的存活时间。研究表明，使用62%～71%的乙醇、0.5%的双氧水漂白剂或含有0.1%次氯酸钠的家用漂白剂消毒物体表面时，冠状病毒可在1 min内失活［55］。

对于一些病毒，先前存在的抗体可能增强病毒进入细胞的能力，加剧感染和发病，这种现象称为抗体依赖的致病性增强（antibody-dependent enhancement，ADE）。ADE主要是由非中和抗体或者低滴度的中和抗体引起，是由于病毒抗体复合物或补体与受体结合而更易感染细胞，或者抑制炎症反应，从而促进病毒的复制［15］。猫传染性冠状病毒、SARS-CoV存在ADE现象，一部分新冠肺炎患者可能产生低浓度中和抗体。因此，新冠病毒疫苗产生ADE的可能性不能排除。大规模使用疫苗的决策，一定要依据公开发表或发布的Ⅲ期临床试验结果，积极推进，谨慎部署。

除飞沫和气溶胶传播外，SARS-CoV-2因能够在多种物体表面存活一定时间，故而可通过直接或间接接触进行传播，给人类健康带来巨大威胁。与SARS-CoV-2在不锈钢和塑料表面存活数天不同，其在铜制品表面只能存活几个小时，可能是因为铜属于过渡元素，易发生氧化还原反应，铜离子会冲击病原体，在细胞膜或病毒涂层上穿孔，并产生自由基，加速杀死细菌或病毒［56–58］。研究发现SARS-CoV-2可在纸板中存活24 h［11］、在纸币表面持续存在4 d［13］，提示接收快递包裹以及使用纸币时存在一定的感染风险。尽管快递包裹在运输过程中被SARS-CoV-2污染的概率较低，目前也没有因为接触被污染的快递包裹而感染SARS-CoV-2的报道，但海关和快递公司仍应按防疫要求加强对此类物品的消毒灭菌工作，尤其是来自国外的包裹。同时，人们应该勤洗手，保持良好的卫生习惯，合理使用消毒剂，尽可能切断传染病的传播途径。

SARS-CoV-2在低温低RH条件下的存活时间长，尤其在疫情严重的国家和地区，冷冻猪肉、牛肉和海鲜等食品在加工过程中易受污染。近5个多月以来，我国先后从北京、大连、烟台、深圳和芜湖等地的冷冻食品中检出SARS-CoV-2核酸阳性。此外，全国也多次出现零散病例，其中在大连（海产品企业员工）、青岛（冷冻海鲜装卸工人）和天津市（冷冻食品装卸工人）出现的本土病例均与冷冻食品相关，提示对于冷冻食品的进口管理，应加强人、货同检，降低冷冻食品污染、密切接触者感染后造成的输入风险。而购买、食用冷冻食品时，需有安全防护意识：从正规渠道购买冰鲜禽肉，勿食患病动物及其制品；购买、处理冷冻食品时尽量避免直接接触，触碰后不宜再触摸口眼鼻，应及时洗手消毒；生食和熟食的切菜板及刀具分开使用，减少生食食材的摄入；食物需要充分煮熟后再食用；在烹调加工结束后，应及时对台面、容器、厨具等进行清洗和消毒，保持良好的卫生习惯。

同甲型流感病毒相似，SARS-CoV-2可通过患者咳嗽从鼻腔、口腔中喷出的微小液滴颗粒进行传播，也能通过与患者直接或间接接触传播，传播速度快、范围广，传染性高，隐蔽性强。尽管目前我国COVID-19疫情防控取得显著成效，但海外输入病例仍不断增加，而且SARS-CoV-2的溯源和传播特性尚未完全阐明，因此，保持良好的卫生习惯并将疫情防控常态化成为我国应对COVID-19疫情的新策略。研究证实当社交距离≥1 m（RR=0.15，95%CI：0.30～0.73）、出入医疗机构佩戴口罩（RR=0.30，95%CI：0.22～0.41）或平时佩戴口罩（RR=0.56，95%CI：0.40～0.79）均可有效降低感染SARS-CoV-2的风险［59］，佩戴口罩还可降低感染者传染给周围人群的概率。另外，SARS-CoV-2在纸币、布料等物质表面存活一定时间，因而应减少不必要的外出，避免人与人之间的近距离接触，同时避免被传染或传染他人。

《消毒剂使用指南（2020版）》中指出我国目前所使用的消毒剂类型主要有醇类、含氯、二氧化氯、过氧化物、含碘、含溴、酚类、季铵盐类等，其中醇类、含碘和季铵盐类消毒剂可适用于手和皮肤等体表消毒，也可用于较小物体表面的消毒；含氯、含溴和二氧化氯消毒剂可用于水（包括饮用水、污水等）、医疗器械或空气的消毒处理［54］。

SARS-CoV-2离开人体后，在外界环境中的存活时间受到物体表面、温度和湿度等因素的影响，各研究团队开展实验的条件和目的不尽一致，病毒在同一物体的表面存活时间也有较大差异，部分结果仍需要进一步验证。综合现有数据发现，SARS-CoV-2在气溶胶的存活时间最短（3 h），而在不锈钢表面、冷冻食品以及粪便中可持续存活1周以上，进一步证实COVID-19主要通过飞沫和接触传播，同时也存在通过粪–口途径传播的可能性，提示应采取针对性防护措施，切断明确或潜在的传播途径，减少疾病的发生。

利益冲突　所有作者均声明不存在利益冲突

转自微信公众号疾病监测杂志：原文链接