在多种因素共同作用下，流感病毒在手与环境表面之间的双向传播

定量逆转录PCR揭示材料类型与接触方向显著影响流感病毒手-表面转移率，接触力及环境条件影响不显著，为优化消毒策略提供数据支撑。

张楠|常宝田|林瑞珍|林贤|唐家洛|肖胜兰

北京工业大学绿色建筑环境与能源高效技术重点实验室，中国北京100124

摘要

流感病毒持续在全球范围内传播，对公共卫生构成持续挑战。间接接触传播（即通过受污染的表面或污染物传播）是流感传播的公认途径，这一过程受到多种因素的影响，这些因素决定了病毒在手和污染物之间的转移。然而，目前关于流感病毒转移率决定因素的研究在范围和整合程度上仍然有限。本研究使用逆转录定量PCR（RT-qPCR）技术，在多种因素的共同作用下，量化了甲型流感病毒基因组RNA在手和表面（污染物）之间的转移情况。共进行了74次转移实验，涉及444个单独的转移事件，使用的是人工皮肤作为实验材料。通过统计分析，评估了材料类型、接触方向、接触力和环境条件对病毒RNA转移的影响。结果表明，在水平平面上不同表面材料之间的转移率存在显著差异（P < 0.001），并且存在明显的方向性效应（P < 0.001）。相比之下，接触力（P = 0.313）和环境条件（P = 0.564）并未显示出统计学上的显著影响。这些发现强调了根据表面方向采取差异化消毒策略的重要性。此外，本研究提供了病毒RNA转移参数的精确估计值，有助于量化暴露评估，并为基于证据的环境清洁和手部卫生策略提供依据。

引言

甲型流感病毒是全球季节性流行病的罪魁祸首，每年估计导致十亿人感染，其中300万至500万人病情严重（WHO，2025年）。共感染SARS-CoV-2和流感病毒的成人需要机械通气的可能性增加了3.14倍，死亡风险增加了1.35倍（Swets等人，2022年）。

流感病毒在人类之间的传播途径包括空气/气溶胶传播、直接接触传播和间接接触（通过污染物传播）（Jin等人，2025年）。间接接触（通过污染物传播）涉及病毒从受污染的物体或环境表面（污染物）转移到手上，随后病毒进入黏膜。虽然空气传播已经得到了广泛研究，但在不同条件下描述手-污染物转移的定量数据仍然相对有限。其重要性在于它能够介导时间和空间上相隔较远的人之间的感染。通过连续的手-表面接触，病毒可以迅速在人群中传播，大大扩展疫情的范围（Weber和Stilianakis，2008年）。

这种传播的可能性取决于病毒在环境表面上的存活能力。这种存活能力受到表面类型、温度和湿度等因素的显著影响。例如，Thompson和Bennett（2016年）发现，甲型流感病毒在不锈钢表面上可以存活长达两周，在棉质表面上可以存活一周，这突显了污染物传播的复杂性和多因素性质（Weber等人，2010年）。影响病毒存活的关键因素包括微生物特性、表面性质、环境参数和接触动态。

然而，为了实现传播，病毒不仅需要在表面上存活，还必须在接触时有效转移。在量化这种转移效率方面，目前仍存在重大知识空白，尤其是对于像流感这样的呼吸道病毒。许多现有研究依赖于替代物，如细菌、酵母、噬菌体（Zhao等人，2020年）或惰性荧光颗粒（Xiao等人，2018年）。此外，出于生物安全和实际考虑，许多实验使用了戴手套的手而不是裸露的皮肤（Butot等人，2022年）。当前研究的一个主要局限是它主要关注单一变量，这限制了我们对现实世界中多种相互作用因素所产生的协同或拮抗效应的理解。因此，现有的模型可能无法准确再现涉及人类皮肤的病毒转移的复杂物理化学和生物相互作用。

这种简化的实验数据与现实世界的复杂性之间的脱节严重限制了定量微生物风险评估（QMRA）模型的准确性，并阻碍了真正基于证据的控制策略的发展。因此，使用来自现实多因素条件的数据准确参数化这些模型对于提高公共卫生准备至关重要。

为了解决这一关键需求，本研究系统地量化了活流感病毒在人工皮肤和常见环境表面之间的转移率。通过全面的实验研究，我们评估了表面类型、转移方向、接触力和环境条件的综合影响。所得数据集为完善QMRA模型和优化公共及医疗环境中的感染控制策略提供了关键的实证参数。

实验部分

流感病毒培养

H1N1流感疫苗株A/Guangdong-Maonan/SWL1536/2019 (H1N1)pdm09最初来源于ATCC VR-2382，由中山大学公共卫生学院的Shu Yuelong教授实验室提供。该病毒按照中国国家流感中心的标准操作程序，在9-11天大的无特定病原体（SPF）鸡胚中繁殖（批次编号：SPF-2023-114，中国新星大环农禽蛋有限公司）。

结果

为了评估实验设置的可靠性，我们使用乳酸菌进行了初步对照实验，比较了人工皮肤和人类皮肤之间的转移率。两种皮肤类型之间的总体转移率没有统计学上的显著差异（P = 0.366），这支持了在后续实验中使用人工皮肤。

利用验证过的皮肤模型，我们量化了不同表面材料/物体组合之间的流感病毒转移率（TR）。

讨论

间接接触传播是呼吸道病毒传播的一个重要但尚未得到充分量化的途径。以往的研究主要依赖于替代微生物或简化的转移假设，导致定量风险评估存在相当大的不确定性。为了填补这一知识空白，本研究直接测量了活流感病毒在五种代表性日常表面（水平表面：玻璃、不锈钢等）之间的转移率。

结论

本研究使用RT-qPCR技术系统地量化了在多种影响因素作用下，甲型流感病毒基因组RNA在手和室内环境表面（污染物）之间的转移情况。表面材料、空间方向和转移方向被确定为转移率的主要决定因素，而接触力和环境条件在测试范围内的影响有限。与仅限于简化实验室条件的研究相比，本研究

作者贡献声明

张楠：撰写初稿、资源获取、方法论设计、数据整理。常宝田：撰写初稿、方法论设计。林瑞珍：撰写初稿、方法论设计、数据整理。林贤：数据整理。唐家洛：数据整理。肖胜兰：撰写、审稿与编辑、项目监督、方法论设计、资金获取、概念构思。

致谢

我们感谢Shu Yuelong教授提供用于本研究的H1N1流感病毒株。本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：82103963和52478074）、广东省基础与应用基础研究基金（资助编号：2025A1515011656）、深圳市健康改善与研究资金（资助编号：2024–1G-5011）以及深圳市科技计划（资助编号：JCYJ20250604174508011和ZDSYS20230626091203007）的支持。