哪種消毒液對冠狀病毒有效？

新冠疫情發展至今，國內正在逐漸復工複學，“無症狀感染者”成為新的威脅。返樸前日發布的《117疫情觀察：新冠無症狀感染的威脅 | 史雋·Ⅲ》一文詳細介紹了這一新的威脅。防護依舊是目前不能松懈的工作，而消毒劑也是離不開的。一種好的消毒劑，要在對人體和環境的危害可以接受的濃度範圍內，快速殺死病毒。那麽，我們該如何挑選消毒劑？挑選時要注意什麽呢？

撰文 | 史雋

在2月9日和2月10日的兩篇科普文中，我們介紹了冠狀病毒在氣溶膠中和在環境表面的穩定性，主要呈現了SARS冠狀病毒 (SARS-CoV-1) 的數據。彼時，新冠病毒 (SARS-CoV-2) 在這方面的具體數據還未出現，我們期待科研人員能夠盡快拿到或者公布這些對疾病防控有重大意義的數據。

3月17日，《新英格蘭醫學雜誌》（The New England Journal of Medicine）發表了一篇來自美國科學家的通訊 (Correspondence)，研究了新冠病毒 (SARS-CoV-2) 在氣溶膠中和在各種環境表面的存活時間，並與SARS冠狀病毒 (SARS-CoV-1) 相比較[1]，還用貝葉斯回歸模型估算了病毒活性的衰減速度。

該文數據包括這兩個病毒在溫度為21℃至23°C，相對濕度為40％的五個環境中的存活時間。五個環境分別為：直徑小於5微米的氣溶膠中、塑料表面、不鏽鋼表面、銅表面和紙板表面。

病毒的滴度直接決定病毒的感染能力，也決定了病毒失去活性的難易程度。濃度越高，越容易導致感染，失活越難。如果用核酸檢測法來定量的話，該文選用的病毒的起始滴度和病人呼吸道中觀察到的相似。

結果用一張圖全部概括了：

圖1：SARS-CoV-1（SARS冠狀病毒）和SARS-CoV-2（新冠病毒）在氣溶膠和各種環境表面上的穩定性 (來源於參考文獻[1])。（點擊看大圖）

總結下來就是：

在氣溶膠中，新冠病毒與SARS病毒的觀察結果相似：在整個實驗過程（3個小時）中都能檢測到有感染力的病毒，感染滴度略有降低 (幅度約為1log10)。

新冠病毒在不同環境表面的穩定性排名是：塑料 > 不鏽鋼 > 紙板 > 銅表面。

在塑料表面， 有感染力的新冠病毒可以存在72小時。在不鏽鋼表面，可以存在48小時。但是有感染力的病毒滴度降低很明顯。

在銅表面，4小時後就檢測不到有感染力的新冠病毒了。在紙板上，24小時以後檢測不到有感染力的新冠病毒。

用一個更直觀的圖來表示如下:

圖2：新冠病毒 (SARS-CoV-2) 在環境表面的存活時間 (修改原圖https://www.medscape.com/viewarticle/926929)。

另一個新的研究，用的病毒起始滴度較高，結果也類似[2]，在室溫（22°C）、相對濕度約為65％的環境下：

關於冠狀病毒，還有兩點補充：

pH值對冠狀病毒的影響：大多數冠狀病毒在弱酸性（pH=6~6.5）下比鹼性（pH=8）下更穩定 [3-7]。

在糞便中，可檢測到新冠病毒存在。根據對SARS病毒的研究，在成年人的正常糞便中，SARS病毒不能存活超過24小時；而在新生兒的糞便中（pH值酸性），存活時間不能超過3小時。然而，它在pH值可能達到9的腹瀉糞便中可以存活很長時間，最多可達4天 [8]。同時，一個新的研究發現，48.5%的COVID-19病人有消化系統症狀，如腹瀉、嘔吐和腹痛等 [9]。因此對可能患有新冠肺炎的病人，其腹瀉糞便一定要及時小心處理。

雖然到底病毒的濃度要達到多少會引起感染還沒有結論，但是這些結果表明，新冠病毒很有可能通過氣溶膠 (在高濃度病毒條件下的小概率事件) 和接觸傳播。

新冠病毒從被汙染的環境表面轉移到手上的效率有多高？暫時還沒有看到數據。但是，對甲型流感病毒的研究表明，只要接觸被汙染的環境表面5秒鐘，就會有31.6％的病毒載量轉移到手上[10]。

再次提醒：大家手部衛生非常重要！

口罩對於預防飛沫噴濺到口咽鼻來說很重要，但口罩不是萬能的。如果能好好洗手和給環境做好消毒，就能預防大部分的接觸傳播。洗手的重要性和正確洗手的方法在前面的文章裡已經說過了(見《冠狀病毒在體外可以存活多久？| 117三人行》)，在這裡不再重複闡述了。那麽，消毒應該怎樣操作？市面上有各種各樣五花八門的消毒劑，大多打著 “能殺死99.9%的病菌”的標簽。這些消毒產品都對新冠病毒有用麽？使用消毒產品有哪些注意事項？

消毒劑——不論是用於給身體消毒 (英文叫做antiseptic) 還是用於給環境消毒 (英文叫做disinfectant) ——到底有沒有用，需要進行嚴謹的有效性測試。

測試通常是4步：1) 混合；2) 中和；3) 回收；4) 定量。首先將病毒和待測試的消毒劑混合，經過一段時間後，人為快速有效地中和消毒劑的活性和毒性，然後測量剩下的有感染力的病毒的滴度 (titre, 就是一定體積中的病毒數量)。

中和有幾種方法，例如稀釋中和（neutralization by dilution），化學物質中和（chemical neutralization）和凝膠過濾（gel filtration），各有優點和局限性。

為什麽要快速有效地中和消毒劑的活性和細胞毒性？

1) 為了精確控制病毒和消毒劑接觸的時間。不論什麽方法，滅活病毒都需要時間。這個時間可以很短，低於30秒；也可能很長，需要幾天。一種好的消毒劑，要在對人體和環境的危害可以接受的濃度範圍內，快速殺死病毒。通常我們只會選擇接觸時間 ≤ 1分鐘的消毒劑。

2) 定量有感染力的病毒的滴度，方法是看病毒殺死宿主細胞的能力。然而，測試終止的時候，消毒劑和病毒仍然是充分混合在一起的。如果不去除掉消毒劑的細胞毒性，那麽消毒劑也會殺死宿主細胞，而不是只是有感染力的病毒可以。最終病毒的滴度的結果就會很不準確。

中和以後，還要有一個好方法成功回收未被消毒劑殺死的病毒，才能進行下一步剩下的病毒定量。

病毒定量是將病毒和宿主細胞混合，過一定時間以後，觀察病毒對細胞造成的病變效用 (cytopathic effect) 來計算有感染細胞能力的病毒的量。細胞病變效應是指病毒入侵後，在宿主細胞中引起的結構變化，有多種不同的表現形式，常見的有被感染的細胞變圓了，極端的就是細胞被病毒殺死了。

一個好的測試，還要盡可能地模擬產品未來會被使用的條件。因此存在不同類型的測試，提供的數據也不同，例如：

懸浮液測試 (suspension tests)：病毒和消毒劑懸浮混合，可用於篩選不同化學成分殺滅病毒的效率和對宿主細胞的毒性；

載體測試 (carrier tests)：把病毒滴在不同物質的表面上，看消毒劑對這些已經乾燥了的病毒的作用。

現場測試 (in-field tests)，例如在醫院環境中。由於成本和標準化問題，這個測試很少做。

在所有這些測試中，有時候還會添加一些有機載體 (血清、糞便、蛋白等)。這是因為：

1) 現實生活中，病毒通常是被這些載體包圍的。

2)載體有時候能保護病毒免受消毒劑的作用。

3)大部分消毒劑 (例如含氯的化合物) 會被這些有機載體滅活。

4)病毒會自行聚集，而有機載體會增強病毒的聚集，使它們對消毒劑更具有抵抗力。

因此，挑選消毒劑最需要注意的是兩點：

1）消毒劑的成分

2）需要的接觸時間

成分大家很容易理解，不同化學物質對病毒的滅活作用不同。而另外一個指標“接觸時間”則經常被大家忽略。所謂“需要的接觸時間”就是指病毒需要和這些消毒劑接觸至少多久，其有感染力的滴度才能被有效地降低。

如果仔細看消毒劑的包裝，通常很多在後面會有成分和 “contact time (接觸時間) ”。

圖3：美國常見的一種lysol消毒噴霧。也許是因為酒精含量比較低 (58%)，和病毒的接觸時間需要比較長。

圖4：國內常見的84消毒液的參數

雖然現在還沒有針對新冠病毒的消毒劑數據，但是有一些針對別的冠狀病毒的數據可以借鑒。

有一篇文章總結了美國市面上常見的消毒劑成分對冠狀病毒的滅活作用[13]。

（一）

第一個結果比較了不同成分在載體測試中對一個普通的人冠狀病毒229E的滅活作用[14]。

圖5：各種常見的消毒劑成分在載體測試中對人冠狀病毒229E的滅活效果[14]。

通常認為，有脂質包膜的冠狀病毒不是很穩定，應該能很容易被滅活。然而，這個研究發現並不是這樣。許多季銨化合物 (quaternary ammoniums compounds) 或酚類化合物 (phenolic compounds) 之類的消毒劑對它無效。

（二）

另一個研究總結了一些消毒劑在懸浮液測試中對SARS冠狀病毒（SARS-CoV-1）的滅活作用[15]。

圖6：各種常見的消毒劑成分消毒劑在懸浮液測試中對SARS-CoV-1的滅活作用[15]。

（三）

另一項發表在《醫院感染雜誌》上的文章[16]總結了好幾個研究，發現類似於新冠病毒的其他冠狀病毒可以被以下幾種消毒劑在1分鐘內“有效”地滅活：

含有70％以上的酒精 (ethanol) 或者異丙醇 (isopropanol)。

0.5％的過氧化氫 (hydrogen peroxide)。

0.1％次氯酸鈉 (sodium hypochlorite，就是我們俗稱的漂白劑/bleach，也是84消毒液的主要成分) 的消毒劑[16]。

雖然對於新冠病毒還沒有確實的數據，研究人員推論這些消毒劑應該也有類似的效果。

這裡有三點要提醒大家注意：

1）有些研究發現低於70%的酒精類 (例如62%的濃度) 在載體測試中能有效殺死兩個動物冠狀病毒，而另外的研究發現其隻對一種動物冠狀病毒有效。結果不很一致。為了安全起見，建議使用70%以上的濃度。

2）次氯酸鈉 (sodium hypochloride) 要高於0.1%的濃度才對冠狀病毒有效。通常漂白劑 (bleach) 裡面次氯酸鈉的濃度是5%，因而應該稀釋1:50使用，而不是通常建議的1:100稀釋。84消毒液裡面有效氯含量5.5～6.5%，也是1:50稀釋使用。

3）消毒劑對環境和健康都是有一定危害的。例如，次氯酸鈉進入水中，就會與其他化學物質發生反應，形成戴奧辛 (dioxin) 等產物。戴奧辛是會對健康造成嚴重影響的毒素，對水生物有害。生產乙醇過程會產生和排放溫室氣體二氧化碳 (CO2)。能夠節約使用還是少用，使用最低有效濃度把對人體有可能的毒性降到最低。

最後，一定要注意，切勿隨意將家用清潔劑混合！

將清潔劑混合在一起有時會產生有毒氣體。例如，將漂白劑與酸性溶液混合，會發生化學反應，產生氯氣，刺激眼睛、喉嚨和鼻子。高濃度的氯氣會導致呼吸困難和肺部積液，非常高濃度的時候甚至會導致死亡。

下面的圖就舉例了幾種常見的消毒液混合以後會產生的後果。

圖7：常見的消毒液混合以後會產生的後果 (原圖來自於美國加州濱江縣 Riverside County消防局的tweeter)

參考文獻

[1] N. van Doremalen et al., Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1. New England Journal of Medicine, (2020).

[2] A. W. H. Chin et al., Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions. The Lancet Microbe.

[3] A. Lamarre, P. J. Talbot, Effect of pH and temperature on the infectivity of human coronavirus 229E. Canadian Journal of Microbiology 35, 972-974 (1989).

[4] B. D. Zelus, J. H. Schickli, D. M. Blau, S. R. Weiss, K. V. Holmes, Conformational Changes in the Spike Glycoprotein of Murine Coronavirus Are Induced at 37°C either by Soluble Murine CEACAM1 Receptors or by pH 8. Journal of Virology 77, 830-840 (2003).

[5] C. Daniel, P. J. Talbot, Physico-chemical properties of murine hepatitis virus, strain A 59. Brief report. Arch Virol 96, 241-248 (1987).

[6] D. H. Pocock, D. J. Garwes, The influence of pH on the growth and stability of transmissible gastroenteritis virus in vitro. Arch Virol 49, 239-247 (1975).

[7] A. Pratelli, Canine coronavirus inactivation with physical and chemical agents. The Veterinary Journal 177, 71-79 (2008).

[8] M. Y. Y. Lai, P. K. C. Cheng, W. W. L. Lim, Survival of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus. Clinical Infectious Diseases 41, e67-e71 (2005).

[9] M. M. Lei Pan, Pengcheng Yang, Yu Sun, Runsheng Wang, Junhong Yan, Pibao Li, Baoguang Hu, Jing Wang, Chao Hu, Yuan Jin, Xun Niu, Rongyu Ping, Yingzhen Du, Tianzhi Li, Guogang Xu, Qinyong Hu, Lei Tu, Clinical characteristics of COVID-19 patients with digestive symptoms in Hubei, China: a descriptive, cross-sectional, multicenter study. The American Journal of Gastroenterology, (2020).

[10] B. Bean et al., Survival of Influenza Viruses on Environmental Surfaces. The Journal of Infectious Diseases 146, 47-51 (1982).

[11] http://microchemlab.com/test-category/virucidal-efficacy-testing.

[12] AFNOR, Chemical disinfectants and— Virucidal quantitative suspension test for chemical disinfectants and antiseptics used in human medicine — Test method and requirements (phase 2, step 1). NF EN 14476+A1., (2007).

[13] C. Geller, M. Varbanov, R. E. Duval, Human coronaviruses: insights into environmental resistance and its influence on the development of new antiseptic strategies. Viruses 4, 3044-3068 (2012).

[14] S. A. Sattar, V. S. Springthorpe, Y. Karim, P. Loro, Chemical disinfection of non-porous inanimate surfaces experimentally contaminated with four human pathogenic viruses. Epidemiol Infect 102, 493-505 (1989).

[15] H. F. Rabenau et al., Stability and inactivation of SARS coronavirus. Med Microbiol Immunol 194, 1-6 (2005).

[16] G. Kampf, D. Todt, S. Pfaender, E. Steinmann, Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. Journal of Hospital Infection 104, 246-251 (2020).