一种检测洗手去除新发传染病病原体效果的方法

摘要

洗手被广泛推荐用于预防传染病的传播。然而，目前关于哪种洗手方法在去除病原微生物方面最为有效，尚缺乏充分证据。我们建立了一种评估洗手方法去除微生物效果的技术。

摘要

洗手被广泛推荐用于预防传染病的传播。然而，目前关于各种洗手方法有效性的可比证据仍十分有限。此外，尚缺乏比较不同洗手方法以确定哪种方法在去除病原微生物方面最为有效的相关证据。在传染病暴发期间，亟需研究来为可采用的不同洗手策略提供科学依据。本文描述了一种实验室方法，用于评估洗手方法在去除手部微生物以及微生物在冲洗液中存留情况方面的效果。首先在志愿者手上接种测试微生物，然后使用感兴趣的每种洗手方法进行洗手。通常使用替代性微生物，以保护受试者免受疾病风险。洗手后残留在手上的微生物数量通过改良的“手套汁液”法进行检测：将手放入含有洗脱液的手套中并揉搓，使微生物悬浮，随后通过膜过滤法（用于细菌）或噬斑分析法（用于病毒或噬菌体）进行分析。洗手过程中产生的冲洗液被直接收集用于检测。洗手效果通过比较洗手后样本与未洗手样本的对数减少值（log reduction value）来量化。冲洗液中微生物的存留情况则通过比较不同洗手方法所得冲洗液样本与仅用水洗手后收集样本的结果进行量化。尽管该方法因需使用替代性微生物以保障人类志愿者的安全而存在局限性，但它捕捉到了一些在体外（in vitro）研究中难以模拟的洗手过程特征，填补了关于洗手效果以及病原微生物在冲洗液中存留特性方面的研究空白。

引言

洗手被广泛推荐用于预防疾病传播，尤其是通过粪口途径或空气传播的疾病，包括腹泻和呼吸道疾病¹。令人意外的是，关于不同洗手方法（如使用肥皂和水洗手（HWWS）以及使用含酒精手部消毒剂（ABHS））在清除手部微生物方面的有效性的可比证据十分有限。初步研究发现，洗手过程中机械摩擦的作用可能比具体的洗手方法更能解释微生物的清除效果^2,3。此外，目前尚缺乏对手部清洗方法之间相对有效性的系统比较证据。在一次非正式的文献回顾中，共识别出14项比较肥皂与手部消毒剂在清除微生物方面有效性的研究。其中五项研究发现ABHS更有效^4,5,6,7,8，七项研究发现HWWS更有效^9,10,11,12,....

方案

伦理声明：本研究（以Phi6和E. coli作为埃博拉病毒的替代物）已获得塔夫茨医学中心和塔夫茨大学健康科学校区机构审查委员会批准（编号#12018）；哈佛大学已将审查权让渡给塔夫茨机构审查委员会。

注意：在开始本方案之前，必须完成两个步骤。首先，必须确定并选择一种生物安全等级1级（BSL-1）的替代物或无感染性的目标病原体版本，该版本需可用于人体受试者且使用安全³⁰。由于本方案中需将生物体接种于人类志愿者的裸露双手，因此必须使用BSL-1级替代物或无感染性病原体。其次，在招募志愿者或开始实验之前，必须获得当地机构审查委员会（IRB）关于开展涉及人类受试者研究的批准。本方案的许多方面均可根据具体研究问题的需求进行调整。

1. 招募符合条件的人类受试者

1. 通过在公共布告栏张贴纸质传单以及向可能对参与研究感兴趣的群体发送电子邮件来招募志愿者。这些公告应包含研究目的、联系信息和入选标准。
2. 与志愿者会面以评估其是否符合入选条件。确认志愿者身体健康，年龄在18至65岁之间，目前未怀孕且未服用抗生素，并且无皮肤损伤/疾病、已知对手部清洁剂过敏，或与卫生相关的心理健康问题病史。
3. 让符合条件的志愿者阅读知情同意书。回答他们提出的问题，并由志愿者和研究人员在两份同意书上签字。保留一份副本，并将另一份提供给志愿者。....

结果

此处，该方案（图1) 完成了18名志愿者的测试，每位志愿者均使用两种方法进行检测 E. coli 以及Phi6。在不同洗手方式的结果之间发现了显著差异 E. coli 有无土壤负载的两种情况，以及Phi6在有土壤负载条件下的情况（图2 和 图3）。对于 E. coli 无土壤负载时，使用HTH、NaDCC和稳定化NaOCl洗手均比仅用水洗手产生显著更高的对数减少值（F(6,102) = 2.72，p = 0.034）。在有土壤负载条件下，HTH产生的对数减少值显著高于 E. coli 比仅用水、HWWS 和 ABHS（F(6,102) = 3.94，p <0.001）。对于无土壤负载的Phi6，各方法间无显著差异（F(6,66) = 2.04，p = 0.073）。然而，对于有土壤负载的Phi6（F(6,102) = .......

讨论

本文所述方法提供了一种在受控实验室条件下评估洗手效果的途径。该方法强调使用人类志愿者以及替代性的非致病性生物体。通过该方法，能够展示以下两方面的差异：1）不同洗手方法的效果；2）冲洗手部的水中生物体的存留情况。本方案的目的是提供一个通用框架，可根据需要进行调整，以适用于测试多种与传染病相关的替代生物体及洗手方法。

在使用该方法时，需注意两项关键的数据质量建议。首先，接种物的使用必须尽可能在各轮测试之间保持一致，并以尽量减少损失的方式进行操作，以确保手部接种足够量的接种物，从而获得具有统计学意义的结果。其次，务必完成“清洁洗涤”步骤，即在测试前不进行洗手的实验流程，因为先前的研究表明，首次洗手与后续洗手之间可能存在显著差异，但在完成清洁步骤后的后续洗手之间则无显著差异²⁹。此外，该步骤可清除手部残留的污染，避免对实验结果造成干扰。

本方案的主要局限性在于可能给志愿者带来不适。在每轮持续约2小时的测试过程中，志愿者的手部会变冷。一些志愿者报告称，由于手部长时间处于潮湿状态，出现了轻微.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
香皂	Dove	White Beauty Bar 香皂
含酒精手部消毒剂	Purell	含 70% 乙醇的 Advanced Instant Hand Sanitizer
HTH 粉末	Acros Organics	300340010
NaDCC 粉末	Medentech	Klorsept 颗粒
NaOCl 溶液	Acros Organics	419550010
电解氯发生器	AquaChlor
碘量滴定仪	Hach	1690001
牛血清白蛋白	MP Biomedicals	NC0117242
胰蛋白胨	Fisher	BP1421-100
牛黏蛋白	EMD Milipore	49-964-3500MG
0.22 µm 滤膜	EMD Milipore	GVWP04700
NaCl	Fisher	BP358-1
皮肤 pH 探针	Hanna Instruments	H199181
大号 Whirlpak 样品袋	Nasco	B01447WA
小号 Whirlpak 样品袋	Nasco	B01323WA
漏斗瓶	Thermo Scientific	3120850001	可在瓶盖上钻一个合适尺寸的孔，制成一个能以适当流速分配水的漏斗
乙醇	ThermoScientific	615090010	与水混合配制 70% 乙醇
喷雾瓶	Qorpak	PLC06934
E. coli	ATCC	25922
LB 肉汤	Fisher BioReagents	BP1426-2
LB 琼脂	Fisher BioReagents	BP1425-500
无菌接种环	Globe Scientific	22-170-204
Phi6	HER	102
营养肉汤	BD Difco	BD 247110
GeneQuant 100 分光光度计	General Electric	28-9182-04
硫代硫酸钠	Fisher Chemical	S445-3
膜滤器（47 mm，0.45 µm）	EMD Millipore	HAWP04700
m-ColiBlue24 肉汤培养基	EMD Millipore	M00PMCB24
带垫片的培养皿（47 mm）	Fisherbrand	09-720-500
真空过滤装置	Thermo Scientific/Nalgene	09-752-5
过滤漏斗	Thermo Scientific/Nalgene	09-747
丁香假单胞菌	HER	1102
磷酸盐缓冲液	Thermo Scientific	10010031	也可根据基本配方从原料化合物配制该溶液