COVID-19医院建筑内不同科室空气中SARS-CoV-2的检测及空气净化器降低病毒载量的效果评估

为解决医院环境中SARS-CoV-2空气传播风险问题，研究人员在希腊塞萨洛尼基Ippokrateio大学医院的COVID-19建筑内开展了系统性空气病毒检测研究。通过连续采样（24小时至7天）和Sioutas级联撞击器技术，发现ICU和HDU因负压通风和HEPA过滤未检出病毒，而COVID病房和走廊病毒载量高达1123.7 copies/m3 。研究首次验证了TiO2 -UV光催化空气净化器可降低98.1%的病毒载量，为医院感染控制提供了创新解决方案。

　　

背景与问题
COVID-19大流行揭示了空气传播病原体检测技术的紧迫性，尤其是医院环境中病毒气溶胶的扩散风险。尽管已有研究证实SARS-CoV-2可通过气溶胶（>1 μm）和颗粒物（PM）传播，但多数采样仅持续数小时，且缺乏对不同通风条件下病毒载量的系统评估。更关键的是，空气净化技术在医院的实际效果尚未明确。希腊塞萨洛尼基Ippokrateio大学医院的研究团队针对这些问题，在COVID-19专用建筑内开展了为期5个月（2021年12月至2022年5月）的深入研究，成果发表于《Journal of Aerosol Science》。

关键技术方法
研究采用Sioutas级联撞击器（SKC Inc.）以9 L/min流速分5级（0.25–>2.5 μm）采集空气样本，结合TECORA泵检测PM₁
/PM_2.5
。病毒RNA通过Trizol法提取，RT-qPCR靶向S和ORF1ab基因。测序使用QIAseq SARS-CoV-2引物组和Illumina MiSeq平台。空气净化效果评估采用Airocide APS GCS-25（TiO₂
-UV技术），通过48小时连续采样对比净化前后病毒载量。

研究结果

3.1 不同医院区域的病毒检测
ICU和HDU因负压通风（30 ACH）及HEPA过滤未检出病毒，而COVID病房（开放窗户条件）病毒载量高达1123.7 copies/m³
，且主要富集于>2.5 μm（Stage A）和1–2.5 μm（Stage B）颗粒。走廊区域病毒载量显著低于病房（p<0.05），但仍达481.8 copies/m³
。

3.2 病毒测序
5个阳性样本测序显示Omicron变异株为优势毒株，与希腊同期流行病学数据一致。

3.3 颗粒物与病毒关联
PM₁
和PM_2.5
平均浓度分别为21.02 μg/m³
和22.61 μg/m³
，但病毒检出率与PM浓度无相关性（PM₁
阳性率77.8%，PM_2.5
仅38.5%）。

3.4 空气净化器效果
在5床位COVID病房中，TiO₂
-UV净化器使病毒载量降低98.1%（S基因从355降至6.9 copies/m³
），证明其即时净化效能。

结论与意义
该研究首次证实负压联合HEPA可完全阻断ICU内病毒传播，而常规病房需依赖辅助净化措施。TiO₂
-UV技术的高效性（98.1%病毒清除率）为无滤网式空气净化提供了新选择，尤其适用于资源有限地区。研究还揭示了病毒主要依附于>0.5 μm颗粒的规律，为气溶胶传播机制补充了关键数据。尽管未验证病毒活性，但长期采样（7天）的设计显著提升了医院环境监测的可靠性。这些发现对全球医院感染控制策略具有重要指导价值，尤其在应对未来新发呼吸道传染病时。