英文原题：
Occurrence of Human Viruses on Fomites in the Environment: A Systematic Review and Meta-analysis
通讯作者：Alexandria B. Boehm，美国斯坦福大学土木与环境工程系教授
作者：Winnie Zambrana and Alexandria B. Boehm*
内容简介
斯坦福大学土木与环境工程系 Alexandria B. Boehm 团队分析环境病媒携带人类病毒的相关研究数据，发现病毒类型和拭子面积是病媒中病毒是否存在的重要预测因素，而医疗和居住环境（如个人住房）的样品阳性率显著高于其他公共环境（如餐馆）。
分析环境病媒携带人类病毒的相关研究数据有助于明确环境病媒传播的重要性以及环境病媒用于环境疾病监测的潜在用途。作者通过系统评价和荟萃分析确定了134篇经过同行评审的论文，以汇编有关环境病媒上发现人类病毒的研究进展。作者整理了这些论文的采样和检测方法、结果、质量控制信息以及在论文中，病毒数据是否与社区健康数据进行了对比。作者进行了单变量和多变量分析，调查环境病媒上病毒的存在是否与病毒类型（有包膜、无包膜）、采样地点（医疗保健环境、非医疗保健-临时环境、非医疗保健-非临时环境）和环境病媒擦拭面积（<50、50−100、>100 cm2）存在相关性。在 134 篇论文的 275 个数据集中，冠状病毒科病毒和医院中环境病媒的可用数据最多。结果表明，样品的阳性率（定义为阳性环境病媒样本百分比）较低（中位数 = 6%）。其中来自 16 个不同病毒科人类病毒的数据可以用于分析，而来自9个科的病毒的数据很少（n < 5）。本次综述中许多人类病毒家族（11个家族）均未出现。仅有不到15%的数据集通过外部效度单位（即每表面单位面积的病毒数量）报告病毒浓度，而16%的数据集提供了病毒与健康数据之间的定量比较。病毒类型和拭子面积是环境病媒上病毒是否存在的重要预测因素，而医疗保健环境和非医疗保健-非临时环境（例如个人住房）收集的数据集的阳性率显著高于非医疗保健-临时环境（例如餐馆）。本综述的数据表明，病毒可能存在于环境病媒上，并可能会发生环境病媒介导的病毒传播，而且环境病媒上可能存在着社区传染病传播的相关信息。最后，作者呼吁需要更多不同病毒的定量数据，而数据报告方法也需要进一步改进。
摘要
文章解读
病毒是传染病的重要病因，也是造成近期许多流行病的原因，例如 SARS-CoV-2（目前导致全球超过 600 万人死亡）、甲型流感病毒 H1N1（2009 年，超过 15万人死亡）和人类免疫缺陷病毒HIV引起的流行病（目前有 4010 万人死亡）。除了流行病之外，呼吸道疾病和腹泻疾病（通常由病毒引起）也是世界人口死亡的两个主要原因。
病毒通过直接和间接途径在人群中传播。直接传播是通过直接接触感染者释放的病毒而发生，而间接传播则通过环境媒介发生，如被感染性病原所污染的非生命物体（笔者按：即fomites，在本文中翻译为病媒）、水、空气或食物。长期以来，人们一直认为通过环境病媒的间接传播是呼吸道病毒传播的重要途径【流感、呼吸道合胞病毒（RSV）、人类副流感病毒（HPIV）、严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV），和鼻病毒】和肠道病毒【轮状病毒、腺病毒、诺如病毒和甲型肝炎病毒（HAV）】。最新研究指出，对病毒的环境检测（包括病媒和废水）对于社区疾病监测十分有用。
当感染者释放出含有高病毒滴度的人类分泌物（如粘液、唾液、尿液和粪便）时，病毒就会沉积在环境中。一旦进入环境，病毒及其成分（例如核酸）就会衰减；衰减率受到光强度、温度和环境基质特性（例如病媒成分、空气湿度和水的盐度）等参数的影响。病毒可通过多种途径感染人类，包括吸入受病毒污染的空气、摄入受病毒污染的水或通过活动接触病毒、食用受污染的食物或接触病媒。通过这些接触而感染的风险在很大程度上取决于环境中病毒的浓度。
本项研究的重点是受病毒污染的环境病媒，它们既是可能导致易感个体感染的病毒来源，又是有关人群中病毒性疾病动态的信息来源（图 1）。实验室研究通过实验和模型研究证实了不同疾病可以通过接触环境病媒而传播。但目前仍然很难确定环境病媒介导的传播对传染病社区传播的相对重要性。病毒在环境病媒上的出现和浓度对于明确环境病媒介导的传播的重要性以及环境病媒作为环境监测工具的潜在用途至关重要。由于环境中存在的病毒浓度可能较低，因此检测环境病媒上的病毒浓度十分具有挑战性，这亦导致检测灵敏度成为至关重要的一环。此外，环境病媒上病毒的标准检测方法的匮乏也成为另一项重大挑战。
图1. 病媒如何被病毒污染以及这种污染如何与人类健康相关的示例图。当受感染的宿主通过打喷嚏、咳嗽或说话排出飞沫，直接接触环境病媒，或者当受感染的宿主使用受污染的物体或手接触环境病媒时，病媒就会被污染。易感宿主可能会接触受污染的环境病媒（环境病媒与手部接触），然后再触摸自己的脸或粘膜（例如，手与口接触）并被感染（图中标记为 1）。对受污染环境病媒的病毒检测也可用于推断接触该环境病媒的人群的健康状况。蓝线和红线为假设的人群感染病例随环境病媒（图中标记为 2）上病毒载量的变化。
本研究的目的是汇编和整理环境病媒携带人类病毒的相关研究数据，以及病毒的出现与接触环境病媒的人群健康之间关系的信息。作者通过PRISMA研究方案，在文献中搜集记录环境病媒上出现人类病毒的文章，并收集相关研究数据，以便调查它们的出现与病毒类型、采样地点和用于检测的方法之间的关系。作者还汇集了有关环境病媒数据如何与样本采集地人群的健康相关的信息。本文提供的信息全面总结了人类病毒在环境病媒上的出现以及影响其检测的因素，以此了解环境病媒在病毒传播中的作用及其作为环境监测工具的潜力。此外，本项工作还强调了该研究领域在研究方法、检测手段和结果报告等方面的关键数据差距及需要改进的地方。
通过大数据搜索，作者确定了134项有效研究及275 个数据集，记录了环境病媒上是否存在不同病毒，其中大多数报告在其样本中至少检测到一种病毒呈阳性。这些研究记录了各种病毒目标、采样地点和环境病媒类型。这些数据表明，病毒存在于环境病媒上，它们的存在代表着潜在的感染风险，并有可能成为环境监测的工具。需要注意的是，大多数研究都使用核酸扩增方法来检测病毒；这些方法无法区分传染性病毒和非传染性病毒。只有 9% 的数据集使用基于培养的感染性检测法。因此，未来可能需要开展更多工作来了解环境病媒上是否存在传染性病毒。
环境病媒的病毒数据可用性差异很大：虽然某些病毒家族的数据十分丰富，但其他病毒家族的信息相对有限。作者确定了 16 个不同病毒家族的数据集。在这些科中，冠状病毒科、杯状病毒科、正粘病毒科、小核糖核酸病毒科、副粘病毒科、呼肠孤病毒科和腺病毒科都有很好的相关研究（图2）。这可能是因为它们含有某些备受关注的病毒，例如 SARS-CoV-2（冠状病毒科），以及有实验证据表明可以通过环境病媒传播的病毒，例如诺如病毒（杯状病毒科）、流感病毒（正粘病毒科）、鼻病毒（小核糖核酸病毒科）、副流感病毒（副粘病毒科）、轮状病毒（呼肠孤病毒科）和腺病毒（腺病毒科）。其他9个病毒家族均仅有几个数据集。这9个科中的一些还包括已知可以通过环境病媒传播的病毒【例如呼吸道合胞病毒（RSV，肺病毒科）】或已证明可在环境病媒上长期存在的病毒【例如星状病毒（星状病毒科）】。作者在本次综述中未确定数据的且与人类疾病相关的其他病毒家族包括指环病毒科、沙粒病毒科、博恩病毒科、布尼亚病毒科、肝炎病毒科、小核糖核酸病毒科、痘病毒科、逆转录病毒科、弹状病毒科、披膜病毒科和德尔塔病毒科。总体而言，此研究结果表明，虽然目前在研究环境病媒上的病毒方面取得进展，但对于环境病媒上人类病毒的存在仍有重要的知识差距。
图2. 按病毒家族（A）、采样位置（B）、材料类型（C）、预湿剂类型（D） 和洗脱液类型 （E）划分的阳性率。每个箱线图由每个类别的第 25 个四分位数、中位数和第 75 个四分位数阳性率组成。（C）Other = Whatman 纸、海绵、湿巾；Fl = 植绒；not specified = 指定为“拭子”但未报告材料。（D,E）Assumed dry= 未指定“湿/预湿/湿”拭子；nonspecified premoisturizer（PM） = 指定“湿/预湿/湿”拭子，但未报告溶液；MEM = 最低必需培养基；BSAS = 生理盐水中的牛血清白蛋白。
本研究揽括的研究论文分析了许多不同的地点（图2）；然而，作者注意到有一些重要地点并没有数据。例如，作者并没有发现在以下地点采样分析环境病媒的论文：礼拜场所；娱乐场所（例如电影院）；体育场馆和音乐会场地；在某些交通系统内，例如火车和飞机；和夜生活场所（例如酒吧、夜总会）。尽管这些场所包含了人们聚集的重要社会和文化场所。未来的研究应考虑调查这些地点的环境病媒，因为这些地点可能作为环境监测的前哨地点或可能发生环境病媒介导的病毒传播的重要地点。
有关环境病媒的病毒数据有助于了解通过环境病媒间接传播的人类疾病以及社区感染水平。遗憾的是，作者发现只有不到 15% 的数据集使用外部效度单位（即每表面单位面积的病毒数量）提供了病毒浓度的定量数据，从而忽视了环境病媒介导之于人类病毒疾病传播的重要性并限制了环境病媒为社区传染病监测提供信息的潜力。作者的研究结果还展示了采样方法的多样性，包括用于采样的各种材料、用于预湿器和洗脱液的溶液（图2）以及擦拭环境病媒的区域面积（图3）。此外，这些论文通常没有描述采样表面的具体材料（例如金属、玻璃、多孔与无孔）。因此，作者强调了未来研究需要改进数据报告方法，因为许多研究没有完整报告其采样方法。虽然采样方法的统一是理想化的，但作为标准，未来对环境病媒上病毒的研究应提供其采样方法的全面报告（例如，报告材料类型、预加湿器类型、洗脱液类型、擦拭环境病媒的面积、样本储存条件），以确保作者的研究将来可以被其他研究人员复制和利用，并了解哪些因素可能影响报告的阳性率。对于未来的研究来说，作者建议以外部效度单位（即每表面单位面积的病毒数量）报告病毒浓度数据，因为这是风险评估的重要数据。环境微生物学最少信息（EMMI）指南可用于指导未来该领域的研究方法和研究结果的报告。
总体而言，各数据集的阳性率较低，大多数数据集的阳性率低于 15%。数据集的阳性率可能取决于病毒检测方法的检测下限，包括采样技术和分析方法。使用具有相对较高的检测下限的方法收集的数据集的阳性率可能会向下偏置，而使用具有相对较低的检测下限的方法收集的数据集的阳性率可能会向上偏置。只有 21% 的数据集的相关研究报告了较低的检测限。作者表明，对较大区域进行采样的研究所产生的数据集相比对较小区域进行采样的数据集具有更高的阳性率（图3），从而说明采样方法可能影响阳性率，直接比较来自不同研究的结果时应谨慎。
图3. 荟萃分析中包含的每个自变量的阳性率：病毒类型 （A）、位置 （B） 和区域 （C）。* = 根据post hoc（Conover-Iman） 检验具有统计显著性，考虑到 Bonferroni 校正，显著性水平设置为 p = 0.006。Non-HC Temp = 非医疗保健-临时环境；Non-HC non-Temp = 非医疗保健-非临时环境。
此外，阳性率还受到环境病媒中病毒源的存在和强度以及影响环境病媒中病毒持续存在和清除的因素的影响。这些又取决于具体的环境设置和病毒类型。作者发现包膜病毒的阳性率低于非包膜病毒（图3），这表明包膜病毒在环境病媒上的持久性相对于非包膜病毒有所降低，并且非包膜病毒可能更容易从手转移到表面。环境病媒采样地点也对阳性率有显著影响（图3），而且医疗保健和非医疗保健-非临时环境（例如个人住所）中的环境病媒具有最高的阳性率，这可能是因为与非医疗保健-临时环境（例如工作场所）相比，感染者出现在这些环境中，或者与病媒接触的时间更长。排泄物（如粘液、唾液和粪便）中不同病毒的浓度也可能影响它们出现在环境病媒上的可能性，但关于不同排泄物中病毒浓度的数据非常有限。
未来的研究可以探索可能影响阳性率的其他因素，例如地理位置和气候条件，以进一步了解环境动态和因素对病毒存活的影响。值得注意的是，此类分析所需的数据可能十分受限，因为许多作者并没有提供有关气候条件的信息。此外，病毒宏基因组学的应用可能会大大提高我们对环境病媒病毒组的理解，因此在未来的系统评价中需要考虑这些数据。最后，纳入病媒以外的环境媒介（例如空气和环境水域）的病毒研究并扩大系统评价范围，可以进一步加深我们对环境中人类病毒传播的理解。
感谢香港理工大学土木与环境工程系 研究助理教授何唐天博士撰写本文中文解读！
何唐天博士主要研究抗生素耐药性的起源与传播、噬菌体-宿主相互作用及其对人类健康的影响、水-气界面微生物交互及传播等。
转自：“ACS美国化学会”微信公众号
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