Диоксид хлора его действие на вирусы

Обновлено: 28.03.2024

В. В. Зарубаев* кандидат биологических наук
А. А. Штро*, кандидат биологических наук
Е. Н. Свентицкий**, доктор технических наук, профессор
* ФГБУ НИИ гриппа МЗ РФ, Санкт-Петербург ** ГосНИИ ОЧБ ФМБА России, Санкт-Петербург

Резюме. Рассмотрены подходы к профилактике респираторных вирусных инфекций, включая применение средств инактивации внеклеточного вируса на поверхностях и в объеме помещений, что позволяет предотвратить инфицирование людей в местах их скоплений.
Ключевые слова:
респираторные вирусные инфекции, грипп, инфекционная активность, санитарные меры, профилактика.

Abstract. Approaches to prevention of respiratory viral infections were considered, including application of inactivation drugs for extracellular virus on the surfaces and inside the facilities, which allows to prevent contamination in gathering of people. Keywords: respiratory viral infections, influenza, infectious activity, sanitary measures, prophylaxis.

Наиболее эффективным средством профилактики гриппа является вакцинация. Однако вследствие постоянной смены антигенных свойств возбудителя требуется постоянный мониторинг и разработка новых вакцинных штаммов, соответствующих циркулирующим в человеческой популяции в каждый конкретный эпидемический сезон.

В отношении группы производных адамантана можно отметить сравнительно высокую токсичность и узкий спектр действия (препараты активны против гриппа А, но не против гриппа В, не имеющего белка M2). Для ингибиторов нейраминидазы характерна высокая стоимость синтеза, что делает эти препараты менее доступными для широкого использования. Кроме того, к препаратам обеих групп вирус гриппа способен вырабатывать устойчивость [10, 11].

Однако для более надежного контроля заболеваемости наряду с вакцинопрофилактикой и химиотерапией важную роль играют средства инактивации внеклеточного вируса на поверхностях и в объеме помещений. Такие меры позволяют во многом предотвратить инфицирование людей в местах их скоплений, таких как общественные места, массовые мероприятия и т. п. Для обеззараживания поверхностей и объемов помещений используются ультрафиолетовые лампы различного спектрального диапазона и химические средства дезинфекции.

Преимуществом ультрафиолетового облучения является его комплексный механизм. Эффективность такого воздействия на патогены обусловлена как прямым воздействием излучения, так и реакционно-способными молекулами озона О3, генерируемыми при взаимодействии ультрафиолетовых квантов с кислородом воздуха. Следует, однако, отметить, что доза облучения падает пропорционально квадрату расстояния от источника и для инактивации вируса на поверхностях в помещениях потребуется время, также пропорциональное квадрату линейных размеров помещения. Кроме того, для эффективного обеззараживания поверхностей требуется прямая их экспозиция к облучению, что не всегда достижимо в помещениях сложного профиля и с установленным оборудованием и мебелью. В этом случае основной эффект дезинфекции достигается за счет диффузии молекул озона, имеющей меньшую эффективность.

В России в настоящее время для обеззараживания помещений из дезинфицирующих средств в форме аэрозоля применяют [12]:

  • 37%-е растворы формальдегида;
  • 20%-й раствор параформальдегида с добавлением 1% едкой щелочи;
  • 24%-й раствор глутарового альдегида;
  • 30%-й раствор алкамона;
  • препарат надуксусной кислоты;
  • 10%-й раствор перекиси водорода с добавлением 1% муравьиной кислоты.

Для дезинфекции воздуха и поверхностей помещений в присутствии животных в форме аэрозоля применяют молочную кислоту, йод, триэ-тиленгликоль и гипохлорит натрия. Следует указать на такие недостатки этих препаратов, как:

  • высокая токсичность для человека;
  • необходимость направленного распыления при обработке поверхностей;
  • необходимость дополнительной очистки или нейтрализации после обработки деконтаминантом (например, 25% аммиак после обработки формальдегидом и глутаральдегидом, раствор железосинероди-стого калия после обработки алкамоном и пр.);
  • высокие нормы расхода препарата дезинфектанта (15-90 мл/м 3 или 100-200 мл/м 2 при обработке поверхностей).

1. Химические окислители. Сюда входят такие соединения, как кислоты (фосфорная, соляная, лимонная и др.), соли хлорсодержа-щих кислот (хлориты, гипохлориты), перекись водорода, йод и пр. Такие вещества оказывают неспецифическое разрушающее действие на все материалы, и степень этого разрушения зависит от устойчивости материала к окисляющим агентам, при этом биологические соединения, составляющие бактерии и вирусы, оказываются более уязвимыми по сравнению с материалами самих помещений, мебели и оборудования, чем и обусловлен эффект дезинфекции. Окислители могут применяться как для протирания поверхностей, так и для обеззараживания воздуха посредством аэрозолирования. В любом случае, однако, лишь некоторые из них (перекись водорода) впоследствии распадаются при взаимодействии с компонентами воздуха. Многие другие дезинфектанты этой группы (кислоты, йод и пр.), напротив, сохраняют свою химическую активность и реакционную способность, чем создают потенциальную опасность для человека и животных, находящихся в дальнейшем в обработанных помещениях. В особенности актуален этот аспект при аэрозольной обработке и с учетом летучести активных соединений. Например, пары йода представляют опасность для слизистых оболочек ротовой полости, глаз и носоглотки и при попадании на них могут привести к побочным последствиям. Кроме того, соединения, действующие при помощи активного хлора (например, препараты Хлорокс (компания Clorox), Жавель солид (компания Жазол) и др.), имеют ограниченный срок действия вследствие малой стабильности хлора. Поэтому при проведении дезинфекционных мероприятий следует либо готовить рабочие растворы непосредственно перед дезинфекцией, либо контролировать концентрацию активного хлора, что дополнительно усложняет процедуру деконтаминации [15].

2. Поверхностно-активные вещества. Как правило, аммониевые производные жирных кислот (С1218). Их активность обусловлена воздействием на липидные оболочки и белковые капсиды вирусов, и их использование ограничивается в основном дезинфекцией поверхностей. Эти соединения не распадаются со временем, поэтому после обработки требуется дополнительная процедура промывки дезинфицированных поверхностей водой или другим дезинфектантом.

3. Фиксирующие и денатурирующие агенты. Сюда относятся этанол, фенол, формальдегид, глутаральдегид и пр. Активность соединений этого класса является следствием их способности к дегидратации (этанол), денатурации (фенол) или образованию перекрестных сшивок (формальдегид) в биологических молекулах. К характерным особенностям этих соединений относится их высокая летучесть, с одной стороны, обеспечивающая их высокую проникающую способность, а с другой — представляющая потенциальную опасность при контакте с органами дыхания.

К примеру, одним из основных средств деконтаминации против гриппа птиц за рубежом является препарат Виркон (Virkon®S) производства DupontAnimalHealthiSolutjons или KRKA, представляющий собой смесь соединений перекиси, поверхностно-активных веществ, органических кислот и неорганических буферных систем [13]. Главным компонентом состава является калия персульфат 50%. Препарат обладает антимикробной активностью в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий (кроме микобактерий туберкулеза), вирусов (включая ВИЧ, гепатит В, герпес, грипп, полиомиелит, ротавирус, энтеровирусы и др.), грибов рода Candida, дермато-фитов. В отношении спор бактерий препарат не проявляет активности.

С целью оценки дезинфицирующих свойств персонального обез-зараживателя воздуха нового типа (генератора диоксида хлора) как средства инактивации возбудителей воздушно-капельных вирусных инфекций было проведено исследование его вирулицидного действия в аэрозольной камере с распыленным вируссодержащим аэрозолем, содержащим вирус гриппа А. После активации средства (извлечения кассеты из герметичной алюминиевой упаковки) запускается медленное испарение активного компонента (диоксида хлора), который уничтожает болезнетворные вирусы и бактерии в окружающем воздухе.

Материалы и методы исследования

Подготовка обеззараживателя воздуха для тестирования

Обеззараживатель воздуха индивидуальный (генератор диоксида хлора производства Global Product Planning Co., Ltd.) извлекали из защитного пакета, выдерживали в течение 1 часа в открытом состоянии и помещали в аэрозольную камеру в воздухонепроницаемый пакет. Момент открывания пакета считали нулевой временной точкой эксперимента.

Исследование защитных свойств обеззараживателя воздуха индивидуального (генератора диоксида хлора) 3,0 мл суспензии вируса (5 х 10 7 ЕЮ50/мл) распыляли в течение 10 минут в камере объемом 0,4 м 3 с помощью вихревого пневматического генератора аэрозоля типа ВАГ-2, расположенного в центре камеры и обеспечивающего получение аэрозоля с расчетной концентрацией 3,8 х 10 4 ЕЮ50/л с массовым медианным диаметром частиц 3,6 мкм. Для равномерного распределения аэрозоля в объеме камеры использовали постоянно работающий вентилятор. Система для отбора проб воздуха включала насос, измеритель скорости потока и микроциклон для улавливания частиц аэрозоля, содержащий 10 мл физиологического раствора.

Отбор проб воздуха в микроциклоны для определения концентрации вируса, находящегося в воздушной фазе объема камеры, проводили в течение 2 минут при скорости потока 7,2 л/мин, что приблизительно соответствует режиму дыхания человека. Забор материала проводили в периоды 1-3, 3-5 и 10-12 мин после начала экспозиции обеззаражи-вателя воздуха индивидуального (генератора диоксида хлора).

В контрольной серии экспериментов те же манипуляции проводили в отсутствие изучаемого обеззараживателя воздуха индивидуального (генератора диоксида хлора).

Вирус

В работе использовали вирус гриппа A/California/07/09 (H1N1)pdm09. Вирус культивировали в течение 48 часов при 36 °С в аллантоисной полости 10-12-дневных куриных эмбрионов. В качестве исходного инфекционного материала использовалась аллантоисная жидкость.

Подготовка инфекционного материала

Вируссодержащую аллантоисную жидкость центрифугировали в течение 30 минут при 4 °С и 4000 об./мин. После осаждения фрагментов мембран и крупных контаминирующих частиц надосадок центрифугировали при 36 000 g и 4 °С в течение 1 часа. Осажденные вирионы ресуспендировали в физиологическом растворе, равном по объему исходному количеству аллантоисной жидкости. Полученная вирусная суспензия имела физические характеристики, близкие к таковым для воды. Это позволило использовать ее для создания аэрозоля, что было затруднительно при использовании аллантоисной жидкости с высоким содержанием белков и, как следствие, большой вязкостью. Для замедления высыхания частиц аэрозоля, приводящего к быстрой потере инфекционной активности, к вирусной суспензии добавляли глицерин до конечной концентрации 5%.

Титрование инфекционной активности вируса

Аликвоты физиологического раствора отбирали из микроциклонов и готовили из них серию десятикратных разведений на фосфатном буфере. 10-12-дневные куриные эмбрионы заражали серийными десятикратными разведениями вирусного материала от 100 до 10-6 по 0,2 мл на эмбрион и инкубировали в термостате при 36 °C в течение 48 часов. По окончании срока инкубации эмбрионы охлаждали, вскрывали и переносили аллантоисную жидкость (0,1 мл) в лунки планшета для иммунологических реакций, после чего добавляли равный объем 1% куриных эритроцитов в физиологическом растворе.

Уровень репродукции вируса в эмбрионах оценивали по реакции гемагглютинации эритроцитов. За титр вируса принимали величину, обратную наибольшему разведению вируса, способного вызвать положительную реакцию гемагглютинации, и выражали в логарифмах 50% инфекционной дозы вируса (lgID50). На основании полученных результатов на каждом сроке эксперимента оценивали эффективность инактивации — снижение титра вируса в% от контроля.

Статистическая обработка результатов

Статистическую обработку результатов оценки активности проводили с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Различия считали значимыми при р < 0,05.

Результаты

Данные по титрованию проб воздуха на инфекционную активность вируса гриппа суммированы в табл. (для наглядности представлены на рис.).

Таблица.
Инактивирующая активность обеззараживателя воздуха индивидуального (генератора диоксида хлора) в отношении вируссодержащего аэрозоля


Основным активным компонентом, входящим в состав средства Dutrion, является диоксид хлора - ClO2.

Диоксид хлора впервые был открыт в 1814 году сэром Гемфри Дэви, профессором Лондонского Королевского общества, в ходе реакции серной кислоты и хлората калия. Это соединение в водном растворе обладает желто-зеленой окраской, хорошо растворяется, является сильным окислителем и абсолютно безопасно для здоровья человека.

Диоксид хлора отличается высокими дезинфицирующими свойствами. При внедрении в клеточную оболочку бактерий и микроорганизмов ClO2 вступает в реакцию с органическими веществами клеточной мембраны, что приводит к нарушению обменных процессов. Диоксид хлора отличается специфичным механизмом воздействия, против которого клетки микроорганизмов не способны выработать защитных механизмов.

Основные физико-химические характеристики

Дезинфицирующие препараты, в основе которых лежит диоксид хлора, принадлежат к группе веществ-окислителей, не выделяющих активный хлор. По сравнению с аналогичными антисептиками, двуокись хлора оказывает более эффективное воздействие на бактерии, микроорганизмы, микробы, вирусы, водоросли и грибки в связи с высоким окислительно-восстановительным потенциалом. Оно обладает большим окислительным потенциалом по сравнению с обычным хлором, поэтому используемая концентрация данного вещества может быть значительно ниже. Одновременно с этим диоксид хлора не выделяет активного хлора в атмосферу и не коррозирует поверхности. Отличительной особенностью диоксида хлора является его полная инертность по отношению к соединениям с азотом аммиака и бромидами, в то время как озон и хлор вступают с ними в реакцию, продуктом которой является бромистоводородная кислота.

Диоксид хлора и хлор: химическая разница

Химический состав диоксида хлора, тип взаимодействия с органическими веществами и побочные продукты реакций значительно отличаются от тех же характеристик обычного хлора.

Как хлор (Cl2), так и диоксид хлора (ClO2) являются сильными окислителями, которые содержат в себе атомы – приемники электронов. В окислительно-восстановительных реакциях хлор способен принимать два электрона, в то время как диоксид хлора – пять. В диоксиде хлора электроны принимают атомы кислорода. У обыкновенного хлора, соответственно, только атомы хлора. Два вещества отличаются друг от друга в силу именно этих особенностей.

В результате реакции между молекулой хлора и органическими веществами к последним присоединяется атом хлора, что приводит к образованию токсичных хлорорганических соединений. Диоксид хлора при его использовании в качестве дезинфицирующего средства отдает органическим загрязнениям в ходе реакции атомы кислорода. В результате продуктами реакции становятся безвредные карбоновые кислоты, преобразованные из токсичных фенолов.

Вместо того чтобы соединяться с ароматическими кольцами, двуокись хлора разрушает их, поскольку действующим веществом в данном соединении выступает активный кислород.

Диоксид хлора ClO2 является наиболее безопасным соединением, аналогичным обычному хлору и веществам на его основе.

На сегодняшний день практически весь объем производимого двуокись хлора (более 95%) используется в качестве дезинфицирующего средства в системах очистки питьевой воды, отбеливающего средства для изготовления бумаги, целлюлозы, муки.

После разработки безопасного метода производства clo2 многие специалисты и ученые начали пророчить ему судьбу такого же важного дезинфицирующего средства и окислителя в мире, каким был хлор после его открытия более ста лет назад.

Согласно статистическим данным на 2014 год, диоксид используется в качестве дезинфицирующего средства во многих странах мира и применяется для очистки и дезинфекции различных материалов в разных сферах деятельности.

То, что вода может способствовать распространению болезней, знали ещё древние греки. Реформатор античной медицины врач Гиппократ (ок. 460 – ок. 370 до н.э.) советовал кипятить или фильтровать загрязненную воду, прежде чем пить. Тем не менее, даже 150 лет назад многие люди еще не верили в то, что болезни могут распространяться с водой и поэтому, не задумываясь, сбрасывали все отходы в ту же реку, из которой они или их соседи брали воду для питья.

Диоксид хлора средство №1 для обеззараживания воды

Применение диоксида хлора для обеззараживания (дезинфекции) питьевой воды в качестве замены устаревшему за 100 лет хлору, значительно выросло. В Европе использование диоксида хлора набирает обороты – в Италии уже более 30% муниципальных предприятий используют диоксид хлора для обеззараживания питьевой воды, в Германии этот показатель чуть превышает 10%, в Голландии количество муниципальных водопроводов достигает 15%.

Хотя диоксид хлора (ClO2) имеет в своем названии часть от имени хлора, по своим химическим свойствам, он кардинально от него отличается. Разница между хлором (Cl) и диоксидом хлора (ClO2) – в их химическом строении и реакции с органическими веществами.

При хлорировании в процессе реакции с органическими загрязнениями к молекуле органического вещества присоединяется атом хлора, и образуются токсичные хлорорганические соединения. В то время как при обработке диоксидом хлора к органическим молекулам присоединяется атом кислорода из молекулы диоксида хлора. При этом, например, из токсичных фенолов образуются безвредные карбоновые кислоты.

Дезинфицирующие таблетки Dutrion – это быстрорастворимые однокомпонентные таблетки, образующие концентрированный водный раствор диоксида хлора ClO2.


Dutrion 20г

Обеззараживание
10 000 л

Как работает диоксид хлора?

Попадая в воду диоксид хлора, остается в газообразной форме и таким образом может легко проникать через клетки бактерий и уничтожить их изнутри. Диоксид хлора (ClO2) является более эффективным дезинфицирующим, чем хлор и гипохлорит натрия, в связи с тем, что хлор присутствует в воде как хлорноватистая кислота(HOCl) и гипохлорит-ионы(OCl-). В результате стенки клеток бактерий являются отрицательно заряженными и отражают эти соединения, что приводит к меньшему проникновению и поглощению дезинфицирующего в мембраны.

Диоксид хлора (ClO₂) мощный биоцид с доказанной эффективностью против широкого диапазона микроорганизмов, включая вирусы. Было проведено научное исследование для изучения вирулицидной активности и механизма действия диоксида хлора. Было определено несколько способов инактивации вирусов дио ксидом хлора, включая модификацию белков и нуклеиновых кислот. Понимание механизма действия диоксида хлора способствует улучшению продуктов, используемых для борьбы с инфекциями.

Вирусы балансируют на границах того, что считается жизнью. Вирусы состоят из генетического материала, т. е. дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК), покрытой белковой оболочкой, называемой капсидом. Некоторые вирусы имеют дополнительное покрытие из липидов и белков, называемое оболочкой. Вирусы самые маленькие из всех возбудителей инфекции. Теоретически 500 миллионов риновирусов (которые вызывают простуду) могут уместиться на булавочной головке (Microbiology Society, 2020) (рисунок 1). Вирусы могут размножаться только в клетках других живых организмов, известные как клетки хозяева. Поэтому их называют облигатными внутриклеточными паразитами. Вирусные инфекции вызывают множество болезней, таких как COVID 19, лихорадка Эбола, корь, грипп, гепатит, полиомиелит и оспа. Патогенность вируса для человека определяется сродством вируса, путем проникновения и репликации в клетках хозяевах. Инактивация и уничтожение вирусов в непосредственном окружении жизненно важны для снижения риска вирусной инфекции. В основном это достигается путем дезинфекции и соблюдения правил инфекционного контроля везде, где это применимо.

Диоксид хлора (ClO₂) использовался в водоочистной промышленности все прошлое столетие. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) одобряет использование ClO₂ для дезинфекции питьевой воды. В последние десятилетия было показано, что ClO₂ является эффективным биоцидом в виде раствора и в газообразной форме и эффективен против бактерий, вирусов, простейших, дрожжей, грибов, микобактерий и бактериальных спор. ClO₂ выступает окислителем, поскольку он способен присоединять электроны от близлежащих молекул, то есть вирусов. ClO ₂ мо жет присоединить в общей сложности пять электронов от окружающих молекул, что делает его биоцидом, превосходящим по своим свойствам альтернативные окислители, такие как водный раствор хлора,перуксусная кислота и перекись водорода, которые способны присоед инить только два электрона (Fukayama et al., 1986) (Miura and Shibata, 2010) (рисунок 2).

Рисунок 2. Окислительная пособность различных биоцидных агентов. Окислительная способность химических веществ характеризуется количеством электронов, которые одна молекула может принять от окружающих ее молекул, то есть от микроорганизмов, включая многократное микроорганизмов, включая многократное частичное восстановление.

Вирусы бывают с оболочкой или без. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention, CDC), вирусы с оболочкой рассматриваются учеными как наименее устойчивая к дезинфицирующим средствам группа микроорганизмов. Вегетативные бактерии, грибы, безоболочечные вирусы, микобактерии и споры бактерий все они считаются более устойчивым и к инактивации дезинфицирующими средствами (Centers for Disease Control and Prevention, 2008) (рисунок 3).

Рисунок 3. Устойчивость микроорганизмов к дезинфицирующим средствам. По материалам Центр ов по контролю и профилактике заболеваний (2008).

Дезинфицирующие средства Tristel на основе ClO₂ были протестированы в соответствии с вирулицидными стандартами, такими как EN 14476 и EN 14675, т. е . Европейскими нормативными стандартами вирулицидной активности дезинфицирующих средств, используемых в медицине и ветеринарии соответственно. В области медицины ученые выбрали для тестирования мышиный норовирус, полиовирус типа 1 и аденовирус типа 5, поск ольку они являются представителями наиболее устойчивых вирусов. Эффективность против этих вирусов и соответствие стандарту EN 14476 позволяет говорить об эффективности против всех вирусов (безоболочечных и оболочных).

В области ветеринарии был выбран бычий энтеровирус типа 1 как наиболее устойчивый вирус, позволяющий судить об эффективности действия против всех остальных вирусов.Серия дезинфицирующих средств Tristel на основе ClO₂ также соответствуетдирективам Агентства по охране окружающей среды США (EPA) в соответствии с методом ASTM E1053

Продукты Tristel на основе диоксида хлора были использованы в исследованиях по контролю за инфекциями напримере вируса папилломы человека (ВПЧ) и SARS-CoV-2 (вируса, вызвавшего пандемию COVID 19). Мейерс и другие (2020) показывают, что продукты Tristel на основе ClO₂ , а именно Tristel Duo и Tristel Trio Wipes System, эффективны против инфекционных ВПЧ типа 16 и 18 при обработке медицинских приборов (внутриполостные ультразвуковые датчики и назендоскопы при дезинфикционной экспозиции 30 секунд. В работе Джерри и др. (2020) использовался продукт Tristel Fuse for Surfaces (продукт на основе ClO₂) для обеззараживания палат с пациентами, зараженными COVID 19, общих палат для пациентов и зон работы медсестер. Это исследование показывает, что использование диоксида хлора наряду с применением других мер эффективно предотвращает распространение SARS-CoV-2 из палат с зараженными пациентами и общих палат.

Диоксид хлора реагирует с вирусными белковыми компонентами (цепочки аминокислотных остатков и генетическим материалом (нуклеиновые кислоты). Эти реакции влияют на вирусы, что приводит к их инактивации несколькими способами. В научном сообществе продолжают ся дальнейшие исследования механизма действия ClO ₂ на вирусы и изучение способа специфического взаимодействия этой активной молекулы с вирусными молекулами.

В отличие от других химикатов окислителей ClO₂ имеет очень селектив ное действие, реагируя очень медленно (или совсем не реагируя) с большинством органических соединений (например, живой тканью), которые, как известно,инактивируют другие химикаты окислители, такие как водный хлор. Однако ClO₂ специфически реагирует с амин окислотами: цистеином, метионином, тирозином и триптофаном и модифицирует их путем окисления (Noszticzius et al 2013).

Ogata & Shibata (2008) продемонстрировали, что обработка ClO₂ приводит к денатурации гемагглютинина (HA) и нейраминидазы (NA) в вирусе гриппа А.

Четыре модельных пептида (HA1, HA2, NA1 и NA2) были обработаны ClO₂ и проанализированы методом обращенно фазовой ВЭЖХ. На хроматограммах было обнаружено несколько новых пептидных пиков, которые полностью отличались от исходных пептидных пиков; это указывало на то, что исходные пептиды были ковалентно модифицированы в ходе реакции с ClO₂ . Ковалентная модификация аминокислотных остатков триптофана и тирозина под воздействием ClO₂ была подтверждена масс спектрометрией (МС). Такие модификации аминокислотных остатков, по видимому, приводят к денатурированию белков HA и NA вируса гриппа А. Эти белки обеспечивают вируснуюинфекционность и, следовательно, их денатурирование инактивир овало вирус.


Рисунок 4. Структура вируса с оболочкой вирус гриппа.

Согласно остаткам триптофана и тирозина другие пептиды также были модифицированы; было сделано предположение, что это связано с другими жизненно важными белками, такими как Matrix2 (M2) белок в вирусной оболочке.

Белок M2 вируса гриппа A представляет собой протонный канал, который уравновешивает pH в вирусной мембране во время входа в клетку, запуская высвобождение вирусного генома в клетку хозяина, что обеспечивает возможность репликации вируса (Cady et al., 2009). Остаток триптофана проникает в канал белка M2 и выступает в качестве ворот для протонов. Поскольку ClO₂ вступает в реакцию с триптофаном в различных пептидах, вероятно, остаток триптофана в белковом канале M2 также был модифицирован под действием ClO₂ , что привело к блокированию его ключевой функции (рисунок 5).

Рисунок 5. Диоксид хлора денатурирует белок Matrix 2 (M2). Белок M2 представляет собой протон селективный виропорин (канал) в оболочке вируса гриппа A. Остаток триптофана (Trp) действует как ворота для транспорта протонов.

Альварес и О’Брайен (1982) пришли к выводу, что ClO₂ инактивирует полиовирусы (безоболочечные ), воздействуя на вирусную РНК, тем самым нарушая способность вирусного генома выступать в качестве матрицы для репликации вируса. Седиментационный анализ экстрактов клеток HeLa, инфицированных ClO₂ инактивированными вирусами, показал снижение включения ур идина (одной из четырех базовых единиц, составляющих РНК) в новую вирусную РНК. В этом исследовании критической мишенью для ClO₂ была вирусная РНК, в результате чего вирус утратил способность к репликации (рисунок 6) Было также замечено, что диоксид хлора инактивирует другой безоболочечный вирус, вирус гепатита А (HAV), одновременно разрушая антигенность и повреждая вирусный геном. Антигенность это способность антигена (расположенного на капсиде HAV) специфически связываться с комплементарным белком, то есть с рецепторами клетки хозяина.

Рисунок 6. Молекулы диоксида хлора проникают в безоболочечный вирус (например, полиовирус) и вступают в реакцию с РНК. Изображение по материалам (Thurman and Gerba, 1988).

В работе Ли и др. (2004) антигенность была измерена с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), а вирусный геном были проанализирован с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией с длинным перекрытием (ОТ ПЦР), и было установлено, что нетраслируемая область 5’ была повреждена под воздействием ClO₂. Исследователи пришли к выводу о том, что ClO₂ реагирует как с вирусной РНК, так и с вирусным капсидным белком, препятствуя прикреплению, проникн овению и репликации HAV в клетках хозяевах (рисунок 7).

Рисунок 7. Молекулы диоксида хлора реагируют с антигенами HAV и РНК, приводя к модификациям, снижающим инфекционность. Изображение по материалам (Thurman and Gerba, 1988)

Полиовирус и HAV это безоболочечные вирусы, которые наиболее устойчивы к дезинфицирующим средствам. Эффективность против этих вирусов предполагает эффективность против остальных вирусов аналогичной структуры и менее устойчивых оболочечных вирусов.

Высокая вирулицидная активность диоксида хлора была установлена указанными выше исследованиями и тестированием на противовирусную эффективность в соответствии с европейскими и американскими стандартами. Благодаря этим знаниям промышленность может использовать дезинфицирующие средства, специально адаптированные для борьбы с вирусными инфекциями.

Активным ингредиентом многих продуктов Tristel является запатентованная формула с диоксидом хлора. Эти продукты из портфолио Tristel предназначены для дезинфекции медицинских инструментов, включая Tristel Trio Wipes System и Tristel Duo, а также коллекцию The Cache Collection, состоящую из экологическ и безопасных очистительных и дезинфицирующих средств для поверхностей, включая JET и Фьюз для Поверхностей

Различные исследования показали, что диоксид хлора реагирует с вирусами в зависимости от их молекулярного состава и структуры. В ходе дальнейших исследований эти нюансы будут прояснены подробнее.

Ссылки см. В формате PDF. © 2021 Tristel Solution Limited. Все права защищены.

Читайте также: