SARS-CoV-2黏膜暴露后杀菌剂应用研究进展

倪晓平1,刘运喜2,金慧1,王慧敏1,索继江2,3 (1.杭州市疾病预防控制中心,浙江 杭州 310021;2.解放军总医院第一医学中心疾病预防控制科,北京 100853; 3.解放军总医院海南医院疾病预防控制科,海南 三亚 572013)

摘要: 严重急性呼吸系统综合征-冠状病毒-2(SARS-CoV-2)感染途径包括飞沫、空气和接触传播,但是无论何 种传播途径,病毒最终须经口、鼻、眼黏膜的暴露才能入侵人体。保障新型冠状病毒肺炎(COVID-19)防控一线医 务人员的呼吸道防护是医院感染管理的首要任务之一。《医疗机构内新型冠状病毒感染预防与控制技术指南(第 三版)》指出,发生呼吸道职业暴露可采用过氧化氢、碘伏等消毒口腔/鼻腔。但是,目前在医院感染管理领域中, 相对于手卫生而言,“黏膜卫生”少有提及,尤其是呼吸道黏膜暴露于急性传染性呼吸道病原体后的处理,国内研 究尚处于空白。本文经快速文献复习,发现一些杀菌剂在临床上已经普遍应用,诸如 COVID-19疫情下口腔科患 者诊疗程序前采用杀菌溶液漱口,择期手术患者鼻腔去定植预防手术部位感染,以及杀菌剂滴眼预防新生儿结膜 炎。鉴于目前缺乏有效治疗SARS-CoV-2的抗病毒药物,不断出现的变异株可突破人体的免疫屏障,为此,本文 推荐医务人员在发生SARS-CoV-2口、鼻、眼黏膜意外暴露后,采用杀菌剂进行应急黏膜消毒作为呼吸道防护的 辅助措施。

关键词:严重急性呼吸系统综合征-冠状病毒-2;杀菌剂;黏膜暴露;黏膜消毒;消毒

1 背景

国内习惯于将应用于环境物表和皮肤黏膜消毒的化合 物统称 为“消 毒 剂”。但 在 英 文 文 献 分 别 使 用 了“disinfect- ant”与“antiseptic”。前者是指用于无生命的环境和物体表面 的消毒剂,后者是用于活体皮肤和黏膜的消毒。为了区别用 于无生命环境物表的“消毒剂”、尸体处理的“防腐剂”。本文 将用于皮肤、黏膜消毒的化合物称之为杀菌剂(antiseptic)。 某些化合物兼有消毒剂和杀菌剂的用途,如过氧化氢、次氯 酸等。目前,在新型冠状病毒肺炎(Coronavirusdisease2019, COVID-19)防控中医务人员普遍佩戴的医用防护口罩

[1],对 于氯化钠气溶胶颗粒物,即质量中值空气动力学直径(0.24 ±0.06)μm 颗粒物过滤效率≥95%

[2]。美国国家职业安全 和健康研究所(NationalInstituteforOccupationalSafetyand Health,NIOSH)还要求对呼吸防护器的指定防护系数(As- signedprotectionfactor,APF)进行认证。APF 是指呼吸防 护设备外部环境中污染物与设备内部吸入的污染物的比值。 如 APF10意味着使用者吸入的污染物不超过环境空气中污 染物的十分 之 一

[3],即 佩 戴 一 款 APF10 的 呼 吸 防 护 器 有 10%污染物的泄漏风险。最近,美国疾病预防控制中心公布 的数据[4]显示,佩戴外科口罩可降低66%严重急性呼吸系统 综合征-冠状病毒-2(Severeacuterespiratorysyndromecoro- navirus2,SARS-CoV-2)的感染风险,佩戴 N95/KN95则可 降低83%的感染风险。 由此可见,医用防护口罩并不能为医务人员提供百分之 百的呼吸道防护,尤其是粒径<0.3μm 的颗粒物有极大的泄 漏风险。在 COVID-19患者治疗护理和核酸采样检测等高 风险操作时,相关人员口罩佩戴闭合度不达标,或长时间(> 4h)佩戴不更换,以及污染的手触摸口、鼻和眼睛,就会有发 生鼻腔、口腔和眼黏膜病毒暴露的风险。一 旦 携 带 SARS- CoV-2的颗粒物进入呼吸道,并沉积在黏膜表面将会造成感 染隐患。为此,如何应对医务人员发生 SARS-CoV-2呼吸道 黏膜的暴露,杜绝医务人员感染的发生,是当前医院感染管 理人员所面临的新课题。 

2 杀菌剂的临床应用 

通常,发 生 SARS-CoV-2 传 播 先 有 上 呼 吸 道 的 感 染, Madas等[5]研究发现,沉积在上呼吸道的病毒载量是肺泡的 7倍,并提出如果没有上呼吸道病毒载量的增加,感染的风险 将大大降低。这个结论也得到了患者临床症状的支持,典型 COVID-19患者最早出现的症状是干咳,继而发生嗅觉缺失 和味觉丧失,这些症状多半与上呼吸道上皮细胞感染受损有 关[6-7]。一项中学生 采 用 聚 维 酮 碘 (Povidone-Iodine,PVP-I)与市售漱口液比较,对因普通感冒和流感而缺课的干预效果。 结果显示,采用 PVP-I漱口学校缺课率明显低于使用市售两 款漱口液学校缺课率(P<0.05),相对于未使用任何漱口液 的学校效果更加显著(P<0.005)[8]。有 Meta分析[9]显示, 鼻腔采用杀菌剂去定植,在预防总体的手术部位感染(Surgi- calSiteInfections,SSIs),尤其是接受肺部手术的SSI发病率 下降具有统计学意义(P<0.01)。 首个采用市售杀菌漱口液对 COVID-19患者唾液中病 毒载量影响的随机对照研究,0.5% PVP-I、5 ml漱口30s。 分别在基线及漱口后5min、3h和6h采集唾液样本。结果 显示,各时间组的循环阈值(Cyclethreshold,Ct值)变化均有 统计学意义(P<0.01)[10]。作者认为,PVP-I漱口能有效减 少唾液中的病毒载量,并有持续效果,可用于患者诊疗程序 前的漱口。 Robertson等[11]调查72个国家或地区的75份有关口腔 诊疗 COVID-19防控指南,82%的指南建议患者在诊疗程序 前使用杀菌剂溶液漱口,以减少生物气溶胶的危害。世界卫 生组织(WorldHealthOrganization,WHO)发布的有关 CO- VID-19疫情下口腔卫生服务临时指南要求,为了保护医护 人员和患者,要求患者用1%过氧化氢(Hydrogenperoxide, HP)或0.2% PVP-I漱口20s,以减少唾液中 SARS-CoV-2 载量[12]。一些学者建议[13-15],杀菌剂漱口和盐水鼻腔冲洗 可以有效减少病毒载量,建议在现有公共卫生措施的基础 上,增加这类非药物治疗手段作为预防 COVID-19传播的额 外措施。由此可见,无论是采用杀菌剂漱口预防中学生因感冒和 流感的缺课,鼻腔采用杀菌剂去定植预防 SSI发病率;还是 患者诊疗程序前杀菌剂漱口减少口腔微生物的载量,这些临 床实践效果表明,这一预防性措施对于清除或减少局部微生 物的载量是有效的、也是可行的,为实施 SARS-CoV-2黏膜 暴露后的消毒提供了大量的文献支持。 

3 常用的黏膜杀菌剂

3.1 碘伏 PVP-I是一种水溶性化合物,是分子碘和聚乙 烯吡咯烷酮的结合物,对细菌、真菌和病毒具有广谱抗菌(病 毒)活性的碘伏,广泛用于皮肤、黏膜的消毒[16]。意大利发 布的《意大利 COVID-19紧急情况期间牙科医生实践指南》 推荐,采用0.2%~1% PVP-I等杀菌剂溶液漱口1min,特别 是在牙科诊疗中未使用橡胶障的情况下,强烈建议患者诊疗 程序前实施杀菌剂漱口[17]。 一项前瞻性的开放标签随机对照试验(Randomizedcon- trolledtrial,RCT)显示,术后2h内,采用5% PVP-I鼻腔消 毒,共计4次,可明显降低 SSIs[18]。另一项体外中东呼吸系 统综合症冠状病毒(MiddleEastRespiratorySyndromecoro- navirus,MERS-CoV)灭活实验,三款不同浓度 PVP-I漱口液 (1%、4%、7.5%)作用15s,均可降低 MERS-CoV 滴度 ≥4 对数值[19]。 体外 SARS-CoV-2 灭 活 实 验 显 示,不 同 浓 度 PVP-I (0.5%、1%和1.5%)、作用15s和30s,各浓度组作用15s 均使病毒滴度下降3个对数值[20]。Pelletier等[21]采用PVP- 1鼻腔冲洗液(0.5%、1.25%、2.5%)和漱口液(0.5%、0.75%、 1.5%)体外作用SARS-CoV-2毒株60s,各浓度均实现病毒 滴度下降≥4对数值。另一项采用0.23% PVP-I体外灭活 实验 显 示,作 用 15s,SARS-CoV、MERS-CoV、流 感 病 毒 H1N1和轮状病毒滴度下降达到≥5个对数值;加入有机物 (3.0g/L牛血清白蛋白(BSA)+ 3.0mg/L红血球)干扰,病 毒滴度下降仍达到≥4个对数值[22]。 首个 针 对 确 诊 COVID-19 患 者 的 临 床 应 用 显 示,1% PVP-I、15ml漱口1min,比较基线和漱口后5min、1h、2h 和3h唾液样本中 SARS-CoV-2RNA 的 Ct值,所有患者病 毒载量显著下降,至少维持2h,其中1人下降达到5个对数 值,并至少维持了3h[23]。394名足月新生儿随机接受2.5% PVP-I滴眼或1%四环素软膏涂眼,比较治疗新生儿结膜炎 的疗效,尽管前者的临床疗效不如后者,但该研究表明,新生 儿的眼黏膜完全可以耐受2.5% PVP-I[24-25]。 上述体外病毒灭活实验和临床应用表明,PVP-I具有快 速有效的抗病毒活性,可用于口腔、鼻腔和眼部黏膜的消毒。 有学者建议将杀菌剂的黏膜消毒纳入医院和社区 COVID-19 防控措施,作为 COVID-19大流行期间相关人员实施呼吸道 防护之外的辅助性措施[26]。 3.2 次氯酸 次氯酸(Hypochlorousacid,HOCl)是一种强 氧化剂,在水溶液中,分解成 H+ 和 OCl- ,使蛋白质变性和 聚集。HOCl也是所有哺乳动物体内的一种内源性物质,吞 噬细胞通过在吞噬溶酶体中的氯离子(Cl- )和过氧化氢,在 髓过氧化物酶的作用下产生的 HOCl,从而杀灭摄入的微生 物[27]。HOCl的pH 值3~6之间,稳定型pH 值5.0~6.5之 间。中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核吞噬细胞等在组织细 胞受损和感染时能大量生产 HOCl[28]。 首个体外 HOCl对 SARS-CoV-2灭活实验[29]显示,浓 度为0.01%~0.02%、作用1min,未浓缩的组织培养液(Tis- sueculturefluid,TCF)中的病毒滴度降低≥5.5对数值,但是 采用浓缩 TCF测试时,下降对数值仅为0.4。这一现象可能 与样品基质中蛋白质含量较高有关,这也表明该产品易受有 机物的干扰。 Lafaurie等[30]采用 0.025%、0.05% HOCl(pH:5.8)10 ml、漱 口 30s后,受 试 者 唾 液 中 细 菌 菌 落 总 数 分 别 下 降, 31.8%和33.1%。Cho等[31]采用低浓度 HOCl、30 ml鼻腔 冲洗、2次/d、连续4周,可明显改善儿童慢性鼻窦炎的临床 症状。Kim 等[32]报道低浓度 HOCl鼻腔冲洗可以改善过敏 性鼻炎的临床症状,且无明显不良临床反应。Mueller等[15] 认为,HOCl可阻断 SARS-CoV-2传播,且可长期使用;推荐 黏膜消毒的浓度为50mg/L~100mg/L。 面对 COVID-19大流行,有研究认为眼疾患者在诊疗程 序前可采取杀菌剂进行预防性消毒。Finger等[33]首次报道,患者诊疗程序前采用0.01% HOCl滴眼消毒,以减少眼部的 病毒载量,为眼科医务人员和患者提供额外的保护。该研究 还发现,患者接受0.01% HOCl滴眼的耐受性优于5%碘伏。 3.3 过氧化氢 过氧化氢(Hydrogenperoxide,HP)是一种 常用的 皮 肤、黏 膜 杀 菌 剂。体 外 灭 活 实 验 显 示,1.5% 和 3.0% HP、作用15s,SARS-CoV-2滴度分别下降1.33和1.0 对数值,作用时间延长至30s时,病毒滴度分别下降1.0和 1.8对数值[34]。Capetti等[35]使用3% HP给确诊COVID-19 患者漱口2次,证明可以抑制病毒脱落时间至少达到48h。 Mateos-Moreno等[36]报道,在 COVID-19患者确诊后第 一时间内,采用1%~1.5% HP鼻腔喷雾和口腔漱口,尤其 适用于无需重症监护的住院患者或家庭隔离的患者使用,漱 口3次/d,鼻腔喷雾2次/d,可以减少病毒的载量,减轻对环 境的污染。 欧盟国家以及苏格兰、瑞士和英国等30个国家发布的 COVID-19防控指南[37],有80%(24/30)的国家推荐口腔患 者诊疗程序前用 HP溶液(浓度范围:1%~1.5%)漱口。 3.4 高渗盐水 高渗盐水(Hypertonicsaline)为非杀菌剂 的范畴,但对于一些微生物具有抑制作用。有研究[38]表明, 机体中非骨髓细胞(如上皮细胞、成纤维细胞和肝细胞)具有 先天的免疫机制,且在氯化钠存在的条件下该机制有增强的 趋势。细胞可以利用氯化钠中的氯离子(Cl- )生产 HOCl。 Singh等[39]认为,高渗盐水漱口和鼻腔冲洗可能有助于预防 呼吸道疾病,减少鼻咽部病毒载量并减轻临床症状。高渗盐 水黏膜冲洗的另一个优势就是,临床使用具有良好的耐受 性。在感染早 期,细 胞 内 HOCl产 量 显 著 增 加,并 依 赖 于 Cl- 产生 HOCl。因此,可通过增加可利用的 Cl- 剂量,增加 HOCl的产量[27]。一个中性粒细胞每秒可产生1.6×106 个 HOCl分子。在吞噬细胞体内,有28%~72%的氧气被转化 为 HOCl。 因 此,细 胞 生 产 HOCl 需 要 连 续 不 断 补 充 Cl- [27]。Stathis等[40]认为,用盐水冲洗黏膜后,会在黏膜表 面留下一层 盐 水 薄 膜,供 细 胞 利 用 其 中 的 Cl- 。细 胞 内 的 HOCl浓度会随着时间而发生变化,一旦 HOCl耗尽,病毒 就会开始再次复制。 Stathis等 [40]报道,210mmol/L NaCl(1.2%)对 SARS- CoV-2抑制效果可达到90%,260mmol/LNaCl(1.5%)抑制 作用可达到100% 。一项开放标签 RCT研究,高渗盐水(浓 度范围:2%~3%)给上呼吸道感染患者鼻腔冲洗和漱口,结 果显示,实验组患者病程缩短了1.9d(P=0.01),OTC药物 使用减少了36%(P=0.004),家庭成员间接触传播减少了 35%(P=0.006),病毒脱落减少了≥0.5log10/d(P=0.04), 87%的受试者认为这个方法可以接受[38,41]。但也有研究[39] 发现,高渗盐水漱口可降低健康成年人和老年人的流感发病 率,但在青少年志愿者中却没有效果。 高渗盐水漱口和鼻腔冲洗措施是一项简便、经济、可行 的应对 COVID-19具有预防价值的策略选项[42]。虽 然,高 渗盐水对SARS-CoV-2抑制和预防的有效证据有限,但为在 COVID-19大流行中人员黏膜暴露后的应急处理提供了文献支持。 

4 杀菌剂应用的安全性

目前,杀菌剂的临床应用已经相当普遍,诸如择期手术 患者鼻腔去定植预防SSIs[9],新生儿杀菌剂滴眼预防新生儿 结膜炎[25-26]以及 PVP-I漱口预防普通感冒和流感[8],且有关 杀菌剂 粘 膜 冲 洗 引 发 的 耐 药 性 或 交 叉 耐 药 性 的 报 道 甚 少[16]。Nagatake等[43]对患有慢性呼吸道疾病和反复感染的成 人患者,采用 PVP-I漱口,4次/d,连 续 漱 口 时 间 最 长 为 28 个月、最短为6个月,平均18.5个月,未见明显的临床不良反 应。但有关学会组织指出,虽然 PVP-I是一种非常安全的杀 菌剂,但长期使用导致甲状腺功能障碍的病例也有报道。因 此,应对长期接受 PVP-I治疗的患者开展监测[44]。Velasco 等[45]认为,PVP-I可以通过皮肤和粘膜吸收,导致尿中碘水 平突然增加,以及母体血清中甲状腺激素浓度的短期变化, 并对胚胎和胎儿产生一定的影响。因此,碘过敏、甲状腺疾 病及妊娠禁忌使用。 三组人员接受不同浓度的 PVP-I喷雾剂(浓度:2.2%、 4.4%、0%)单次使用;或3次/d,连续使用3d。各组人员均 未见粘膜外观、嗅觉、纤毛活动等相关病变,未检测到细胞毒 性或遗传毒性的相关证据,也没有鼻腔气流梗阻等不良的主 诉[46]。中学生接受不同杀菌剂漱口预防普通感冒和流感的 现场实验中,受试者(42.4%)对于 PVP-I漱口液口感最受欢 迎,与洗必泰相比,PVP-I很少发生过敏性皮炎,荨麻疹或其 他过敏性反应罕见[8]。PVP-I对皮肤、黏膜有一定的黄染作 用,由于该化合物为水溶性,可采用湿布或清水洗除[47]。 为了解杀菌剂对口腔正常菌群的影响,志愿者分别接受 0.35% PVP-I、0.0025% 葡萄糖酸氯己定(Chlorhexidineglu- conate,CHG)、精油和水(对照组)漱口,结果显示,PVP-I、精 油和水的漱口对硝酸盐还 原 菌--殊 异 韦 荣 球 菌(Veillonella dispar)无有害影响,但是 CHG则表现出抑制作用,长时间使 用可能会减弱这种硝酸盐还原菌的活性[48]。 Morita等[49]采用酸性电解功能性水作为饮用水喂养实 验鼠(3周龄)8周,结果显示,实验组与对照组的体重变化无 统计学差异;实验组的口腔检查、组织病理学检查、牙釉质表 面粗糙度测量等方面均未发现异常。HP耐受性测试显示, 有短时间的烧灼感(15~20s)[35]。有40%的婴儿不耐受生 理盐水滴鼻[50]。部分采用 HOCl漱口的受试者反映有不悦 的味觉和略微口干[30]。 综上所述,HP、HOCl和高渗盐水长期使用罕见有临床 不良反应和全身中毒效应的报道,PVP-I长期使用相对也是 安全的,但是对碘过敏、甲状腺疾病、妊娠禁忌使用。相对于 手卫生而言,速干型手消剂日使用频率达数十次、且长年累 月使用,有关因此破坏人体正常菌群和耐药性事件报道甚 少。本文推荐黏膜消毒仅是在 COVID-19抗疫的非常时期 应用,杀菌剂的使用频率低、使用剂量少,且局部消毒的面积 小,从理论上讲是十分安全的。因此,PVP-I、HP、HOCl和 高渗盐水均可成为急性传染性呼吸道病原体黏膜暴露后的预防性消毒。

5 推荐体内外 的 实 验 证 明,常 用 的 黏 膜 杀 菌 剂 可 有 效 灭 活 SARS-CoV-2病毒,其灭活机制也是多模式的,如 HP对于附 着在细胞表面的病毒迅速杀灭[34-35],HOCl则以分子结构形 式直接进入细胞参与病毒的灭活[27,49],高渗盐水为细胞生产 HOCl提供 Cl- [27,40],PVP-I涉及对病毒复制的一些重要酶 的抑制,从而阻止成熟的病毒从宿主细胞中释放出来,防止 其扩散至未受感染的细胞[16],部分杀菌剂具有上述多模式 的杀菌功能。 SARS-CoV-2感染人体是以目标细胞的受体-血管紧张 素转换酶2(AngiotensinconvertingenzymeII,ACE2)的特异 性结合开始的,整个生命周期遵循五个步骤:附着、渗透、生 物合 成、成 熟、以 及 释 放[51]。SARS-CoV-2 感 染 人 肺 上 皮 Calu-3细胞实验显示,细胞感染6h后可观察到分散簇状的 双层膜囊泡,呈平行分布,但完成一个子代的复制需时9.5~ 10h[52]。不断积累的证据[53]表明,SARS-CoV-2经呼吸道吸 入是重要的感染途径;志愿者最低感染剂量 仅 10 个 拷 贝。 人体中有 ACE2表达的细胞除了呼吸道外,还包括眼睛等组 织器官[51]。这些证据为防护口腔、鼻腔和眼睛黏膜,避免暴 露于 SARS-CoV-2,防止 COVID-19 传播提供了理 论 依 据。 《医疗机构内新型冠状病毒感染预防与控制技术指南(第三 版)》附件4指出,发生呼吸道职业暴露后,可采用清水、0.1% 过氧化氢溶液、碘伏等清洁消毒口腔或/和鼻腔[54]。由国务 院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组发布的 《关于全面精准开展环境卫生和消毒工作的通知》附件《常用 消毒剂使用指南》中指出:次氯酸可用于手、皮肤和粘膜的消 毒[55]。鉴于SARS-CoV-2复制周期,建议人员发生意 外 的 黏膜暴露后,应尽快实施黏膜去污和消毒措施,视黏膜暴露 程度、感染风险以及使用者的耐受性,任选下列其中一款杀 菌剂(下列杀菌剂排序与消毒效果无关,不排除其他可用于 黏膜消毒的杀菌剂)。 5.1 鼻腔黏膜消毒 (1)PVP-I(浓度范围:0.5%~2.5%) 棉签擦拭、冲洗、喷雾[21]。(2)次氯酸(浓度范围:0.005%~ 0.01%)棉签擦拭、冲洗、喷雾[15]。(3)过氧化氢(浓度范围: 1%~1.5%)棉签擦拭、冲洗、喷雾[36-37]。(4)高渗盐水(浓度 范围:2%~3%)棉签擦拭、冲洗、喷雾[38,41]。 5.2 口腔黏膜消毒 (1)PVP-I(浓度范围:0.2%~1.5%) 15ml漱口(作用时间:30s~60s)或喷雾[10,17,19,21,23]。(2) 次氯酸(浓度范围:0.005%~0.01%)20ml漱口(作用时间: 30s~60s)或喷雾[15]。(3)过氧化氢(浓度范围:1%)15ml 漱口(时间范围:30s~60s)或喷雾[12]。(4)高渗盐水(浓度 范围:2% ~3%)20 ml漱 口 (作 用 时 间:30s~60s)或 喷 雾[38,41]。 5.3 眼睛黏膜消毒 (1)PVP-I(浓度范围:2.5%)滴眼(剂 量:2~3滴)[24-25]。(2)次 氯 酸(浓 度 范 围:0.01%)滴 眼(剂 量:2~3滴)[33]。 6 结论SARS-CoV-2传播途径包括,飞沫传播、空 气 传 播 和 接 触传播,但是无论传播途径,病毒最终须经口、鼻、眼黏膜的 暴露才能 入 侵 人 体,因 此,一 旦 发 生 黏 膜 暴 露,及 时 采 取 PVP-I、次 氯 酸、HP 以 及 高 渗 盐 水 黏 膜 消 毒 与 去 污,阻 止 SARS-CoV-2入侵人体,是一种低成本、易实施,且对人体基 本无副作用的预防性措施。 目前,杀菌剂的体内应用的有效性证据仍是有限的,需 要有严谨设计的临床试验来积累更多的循证证据。但是,黏 膜消毒措施不能取代呼吸道防护、手卫生等标准预防。鉴于 目前缺乏有效治疗SARS-CoV-2的抗病毒药物,不断出现的 变异株可突破人体的免疫屏障,为此,本文推荐医务人员在 发生SARS-CoV-2口腔、鼻腔、眼黏膜意外暴露后,采用杀菌 剂应急消毒作为呼吸道防护的辅助措施。