导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒是如何在环境中传播的，还有很多未知之处。一个主要的原因是病毒的行为和特征是高度多变的——有些通过水更容易传播，有些通过空气传播;一些被脂肪分子层层包裹，以帮助它们避开宿主的免疫系统，而另一些则是“裸体”。
这张透射电子显微镜图像显示了导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒。(图片来源:NIAID-RML / Flickr)
这使它紧急环境工程师和科学家合作确定病毒和环境特征,影响传输通过表面,空气和粪便,根据亚历山大Boehm,斯坦福大学土木与环境工程教授和克里斯塔安打,清水客座教授在斯坦福大学土木与环境工程系和密歇根大学的副教授。
Boehm和Wigginton合著了一篇最近发表在《环境科学》上的观点。技术需要一个更广泛、更长期、更定量的方法来了解病毒，比如通过环境传播的SARS-CoV-2。他们也是国家科学基金会(National Science foundation)最近宣布的一个项目的主要研究人员，该项目旨在研究冠状病毒在皮肤和其他物质之间的转移，紫外线和阳光对冠状病毒的影响，以及疾病爆发与废水中病毒浓度之间的联系。
下面，Boehm和Wigginton讨论了知识空白、安全用水的潜在含义、有前途的研究途径以及其他与控制病毒相关的问题，如SARS-CoV-2。
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作为环境工程师，你认为在我们对SARS-CoV-2等病毒的认识和控制能力方面存在哪些最大的差距?
Boehm:我们没有很好的理解是什么病毒特性和环境因素控制了病毒在环境中的持久性——例如，在气溶胶和液滴中，在包括皮肤在内的表面，在包括海水在内的水中。当一种新的病毒出现并对人类健康构成威胁时，我们没有一个好的方法来预测它在环境中的表现。
部分问题在于，从历史上看，这类工作的资金有限。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)历来没有为环境中的病原体研究提供资金，美国国家科学基金会(National Science Foundation)对这项工作的资助也很有限。此外，冠状病毒和大多数在过去十年中引起世界关注的新兴病毒都是包膜病毒，它们被从宿主体内窃取的脂肪脂质分子外层包裹着。包膜表面的蛋白质可以帮助这些病毒逃避它们所感染的有机体的免疫系统。关于无包膜病毒或无包膜病毒的命运有更多的研究，因为粪便中的大多数肠道病原体是无包膜病毒——如诺如病毒和轮状病毒。
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像SARS-CoV-2这样的病毒会威胁我们的水源吗?
Boehm:我们通常只担心水里的病毒，如果它们被人类通过粪便和尿液排出的话。大多数包膜病毒不会以粪便或尿液的形式被排出体外，所以当涉及到我们的水源时，它们通常不会出现在我们的脑海中。越来越多的证据表明，SARS-CoV-2病毒，或者至少是它们的基因组，是通过粪便排出体外的。如果感染病毒被排出体外，那么粪便接触可能是传播途径之一。这不大可能是主要的传播途径，但一个人可能通过与未经处理的粪便污染的水接触而受到感染。
威金顿:我们设计了我们的饮用水处理系统，它有很多的处理屏障来清除最常见的病毒和最难清除的病毒。对类似SARS-CoV-2病毒的研究表明，它们对这些治疗很敏感。就病毒浓度和持久性而言，这并不是最坏的情况。
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有哪些有希望或重要的研究领域可以告知我们如何应对病毒爆发?
伯姆:如果我们能够开发出预测新型病毒在环境中生存的模型，那将是一个巨大的进步。要做到这一点，我们需要从机制上理解病毒的不同特征，如大小和组成如何影响环境因素，如温度和消毒剂，如何控制它们的生存。
我们也有机会更好地理解人类行为是如何影响病毒传播的。例如，有关病毒从表面转移到手的效率的知识应该由人们实际接触的表面种类来告知，反过来，可以告知卫生行为干预措施，从而实际减少接触。
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你写道，“环境科学与工程研究人员应该采取更广泛、更长期、更定量的方法来了解在环境中传播的病毒。“你能详细说说吗?”
Wigginton:当病毒爆发时，我们倾向于非常认真地研究病毒，但是从一种病毒得出的结果很难推断出五年后出现的其他病毒。如果我们采取更广泛的方法来研究多种病毒，我们就能更好地理解驱动它们的环境命运的特征。
Boehm:我们需要确保关于病毒在环境中的持久性的观察是定量的，这样它们就可以扩展到理解病毒在其他环境中的持久性。有时，当病毒对他们的研究没有直接的重要性时，研究人员会对环境中的病毒进行定性观察。例如，一些关于粪便中SARS-CoV-2的早期报告被报道为每个拭子样本中病毒的基因拷贝数，而没有报告拭子上的粪便质量。不幸的是，仅凭这些数据无法外推法预测废水或粪便中SARS-CoV-2的浓度，许多人希望了解这一方面是出于对风险的考虑，另一方面是出于将废水用作流行病学工具的兴趣。
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来自不同学科的专家如何合作研究努力，以最大化其对公共卫生的价值?
威金顿:环境工程师和科学家们主要关注的是寄主外的病原体。他们正在检测环境样本中的病原体，了解它们的环境命运，或者设计方法，例如用水消毒，将它们从环境中清除。与此同时，病毒学家正在研究宿主细胞内发生的情况，公共卫生科学家正在试图了解人们接触病毒的情况以及病毒如何在社区内传播。
这些领域的研究问题和技术有时非常相似。因此，通过共同努力，我们可以更快地推进方法。跨学科的工作可以带来独立不可能的发现和策略。
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博姆也是斯坦福大学伍兹环境研究所的高级研究员，也是斯坦福大学水、健康与环境项目的成员。发展。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.stanford.edu/2020/03/26/understanding-spread-covid-19/