在气溶胶采样过程中，流感病毒和SARS-CoV-2的传染性会减弱

《Environmental Science & Technology Letters》：Loss of Infectivity of Influenza Virus and SARS-CoV-2 during Aerosol Sampling

气溶胶采样方法影响病毒感染力检测，实验显示流感A病毒和SARS-CoV-2直接沉积于细胞比液体培养基多保留100倍感染力，表明10分钟内未吸附细胞会导致约2 log10 PFU失活，提示传统采样低估实际传播风险。

　　
本研究针对呼吸道病毒气溶胶采样过程中病毒传染性损失问题展开系统性分析。实验构建了一个密闭环境模拟系统，通过对比气溶胶直接沉积于细胞培养皿与液体培养基的病毒存活率，揭示了传统采样方法可能低估病毒实际传染性的关键机制。

实验采用 influenza A 病毒和 SARS-CoV-2 作为研究模型，通过标准化雾化装置将病毒载液雾化，并在特制气室中让气溶胶自然沉降10分钟。实验组气溶胶直接沉积于预先铺设细胞（MDCK 细胞用于流感病毒，Vero ACE2 细胞用于新冠病毒）的培养皿表面；对照组则将气溶胶沉积于磷酸盐缓冲液（PBS）和MEM培养基的对照培养皿。结果显示，直接接触细胞的病毒组平均产生100×更多空斑形成单位（PFU），证实了传统采样方法中病毒传染性损失高达99.9%。

研究通过多维度验证机制：首先排除空间分布不均干扰，通过四组细胞培养皿同步实验确认病毒沉积均匀性；其次采用已知病毒浓度的MEM培养基对照组验证采样回收效率，结果显示实际回收率接近100%；最后通过荧光标记技术证实唾液蛋白在液态培养基中的分布特性，排除物理吸附导致的假阴性结果。

核心发现表明病毒传染性损失存在三个关键阶段：气溶胶生成时的物理损伤（约30%病毒失活）、气溶胶沉降过程中的环境暴露（40-60%病毒失活）、以及液态培养基中的生物化学降解（剩余10-20%病毒失活）。其中液态培养基环境对病毒造成持续性损伤，主要机制包括：
1. 非离子型表面活性剂破坏病毒包膜结构
2. 培养基中离子成分（如钙镁离子）与病毒蛋白发生不可逆结合
3. 液态环境促进病毒衣壳蛋白的构象变化
4. 培养基中的还原性成分加速病毒核酸降解

该研究首次建立病毒气溶胶存活率预测模型，指出病毒在液态介质中的半衰期仅为8-12分钟（具体数值因病毒类型和培养基成分而异）。这一发现对公共卫生监测具有重要指导意义：传统气溶胶采样方法（如滤膜采样、生物冲击器等）因无法模拟病毒与宿主细胞直接接触的快速保护机制，可能低估实际感染风险。建议未来采样应优先考虑直接细胞接触技术，或在液态培养基采样后立即进行细胞共培养验证。

研究同时揭示病毒气溶胶的存活特性存在显著时空差异：在气溶胶沉降前2分钟内，病毒传染性保持稳定；沉降后5分钟内病毒开始出现剂量依赖性失活，到10分钟时已基本丧失传染性。这种时间敏感性提示气溶胶暴露风险评估需考虑暴露时间窗口，短时暴露（<3分钟）的潜在传染性可能被传统采样方法低估。

研究局限性主要涉及模型简化：实验采用的细胞系与人体原始呼吸道细胞存在表型差异，雾化设备产生的气溶胶粒径分布（1.3±0.5μm）与自然呼吸产生的气溶胶（0.5-5μm为主）存在偏差。此外，未明确区分病毒颗粒的游离态与聚集态，后者可能表现出不同的环境稳定性。建议后续研究应采用更接近生理条件的雾化装置（如鼻腔模拟雾化器），并引入原代呼吸道细胞进行验证。

该成果为改进气溶胶采样策略提供了理论依据。建议医疗机构采用"细胞接触式采样"作为补充方法，对高风险气溶胶环境（如ICU病房、封闭式实验室）的病毒载量进行快速检测。同时，在流行病学调查中需重新评估采样时间窗，对于暴露时间超过10分钟的场景，传统采样方法可能无法准确反映实际传播风险。

研究还发现病毒在液态环境中的失活存在剂量效应：当病毒浓度超过1×10^4 PFU/mL时，培养基中的金属离子会加速病毒包膜融合，导致细胞培养检测值低于实际载量。这一发现对气溶胶采样中的病毒浓缩技术提出了新的要求，可能需要开发新型缓冲液（如含抗氧化剂和亲脂性表面活性剂的配方）来延长病毒存活时间。

值得注意的是，实验中未检测到气溶胶沉降过程中的物理沉积效应（如大颗粒沉降）对病毒传染性的影响。通过粒子追踪系统（PST）模拟显示，在10分钟沉降时间内，>5μm颗粒已完全沉积，而该粒径范围内病毒载量占比不足5%。因此，传统采样方法低估的传染性损失主要源于液态环境中的生物化学降解过程。

该研究为理解病毒气溶胶传播机制提供了新的视角，指出病毒传染性存在"时间窗"现象：只有那些在气溶胶沉降阶段前完成宿主细胞结合的病毒颗粒才能维持传染性。这解释了为何自然感染中直接接触呼吸道细胞（如鼻咽部纤毛上皮）的病毒具有更高传染效率，而传统气溶胶采样方法因无法模拟这种快速细胞接触机制，导致检测灵敏度显著下降。

后续研究建议重点关注三个方向：1）开发新型采样介质模拟人体呼吸道界面；2）建立病毒气溶胶存活时间预测模型；3）优化采样后处理流程以减少病毒失活。这些改进将显著提升气溶胶采样技术的准确性，为疫情防控提供更可靠的数据支撑。