Viruzid

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Als Viruzide oder Virizide oder Virozide („virusabtötend“) werden chemische Substanzen oder physikalische Einflüsse bezeichnet, die Viren inaktivieren. Sie besitzen die Fähigkeit zur Virusinaktivierung.[1] Die Bezeichnung viruzid ist insofern missverständlich, da Viren nicht alle notwendigen Eigenschaften eines Lebewesens aufweisen[2][3][4][5][6][7] und somit nicht abgetötet werden, sondern inaktiviert. Weitere, verwandte Begrifflichkeiten, sind die Überbegriffe Biozid und Mikrobiozid.[8][9][10] Viruzide werden auch den sogenannten Antimikrobiellen Substanzen zugeordnet.

Einige der Substanzen oder Verfahren wirken nicht nur viruzid, sondern auch bakterizid und/oder fungizid.[11]

Therapeutisch gegen Viren eingesetzte Stoffe (z. B. Aciclovir) bezeichnet man jedoch nicht als Viruzid, sondern als Virostatikum.[12][13][14]

Definitionen

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Aufgrund der Komplexität der Thematik existieren ebenfalls verschiedene Definitionen.

Das Amerikanische CDC definiert ein Viruzid als „Ein Mittel, das Viren abtötet, um sie nicht infektiös zu machen.“[15]

Nach Robert-Koch-Institute (RKI) und Deutsche Vereinigung zur Bekämpfung der Viruskrankheiten (DVV), bedeutet viruzid "effektiv gegen umhüllte und nicht-umhüllte Viren."[16][17][18][19]

Weiterhin wurden 2017 vom RKI und DVV nebst "viruzid" die Unterscheidungsmerkmale und Wirkbereiche "begrenzt viruzid" und "begrenzt viruzid PLUS" eingeführt, um eine weitere Differenzierung und Spezifizierung zu ermöglichen.[20][21][22][23][24]

Das Umweltbundesamt (Deutschland) definiert in seinem Glossar: "Als Viruzide („virustötend“) werden Substanzen bezeichnet, die durch eine Schädigung der Virusnukleinsäure oder der Oberflächenproteine eines Virus die Infektiosität von Viren herabsetzen oder vollständig verhindern. Sie dienen der Virusinaktivierung außerhalb von lebenden Organismen (Desinfektionsmittel). Therapeutisch gegen Viren eingesetzte Stoffe bezeichnet man als Virostatikum (Arzneimittel)."[14]

Funktionsweise

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Die folgenden Wechselwirkungen zwischen einem Mikrobiozid und Viren sind bekannt:[25]

  • Veränderung (Zerstörung) der Virushülle[26]
  • Strukturelle Veränderung
  • Veränderung von viralen Markern oder
  • Veränderung des viralen Genoms

Die Wirksamkeit eines Viruzids hängt unter anderem vom eingesetzten Viruzid und von der korrekten Anwendung ab.[27]

Die genauen Mechanismen, z. B. von Povidon-Iod (PVP-I), sind weiterhin unklar, aber es wird vermutet, dass es Wirkung auf die bakterielle Proteinsynthese durch Störung des Elektronentransports, DNA-Denaturierung oder Störeffekte auf die Virusmembran hat.[28]

Gesetze, Normen & Tests und Zulassung

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Gesetzesgrundlagen

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Normen & Tests

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  • EN 14476:2019 (Suspensionsversuch)[30]
  • EN 16777:2018 (Oberflächentest)[31]
  • EN 1500 (Händedesinfektion)[32]

Weitere Testmethoden, -anforderungen und -kriterien etc. ergeben sich aus der sog. VAH-Zertifizierung.[33]

Die Desinfektionsmittel-Kommission im Verbund für Angewandte Hygiene (VAH) e. V. gibt eine Liste chemischer Verfahren für die prophylaktische Desinfektion sowie für die hygienische Händewaschung in Zusammenarbeit mit DGHM, DGKH, GfV, GHUP und BVÖGD heraus. Basis sind die Anforderungen und Methoden zur VAH-Zertifizierung chemischer Desinfektionsmittel, welche als geprüft und als wirksam befunden wurden.[34][35]

Zulassung

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Eine Risikobewertung für Biozide führt das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) durch, welche von Gesetzen gefordert wird.[36][37] Das Umweltbundesamt ist ebenfalls an der Zulassung beteiligt, erarbeitet Bewertungsgrundlagen und initiiert Forschungsprojekte hinsichtlich der Anwendung von Bioziden und zu möglichen Risiken für die Umwelt.[38]

Wirkstoffe & Methoden

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Generelle Substanzen

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Zu den bekannten Substanzen oder Verbindungen gehören: Alkohol (Ethanol), Chlor und Chlorverbindungen (z. B. Chlordioxid), Formaldehyd, Glutaraldehyd, Wasserstoffperoxid, Iodophore, Ortho-Phthalaldehyd (OPA), Peressigsäure, Peressigsäure und Wasserstoffperoxid (H2O2), Phenole, quartäre Ammoniumverbindungen, alle mit unterschiedlicher, aber meist starker mikrobizider Wirkung.[1][39]

Physikalische oder Chemisch-Physikalische Methoden

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Weitere physikalische Stoffe oder Methoden sind UV, spezielle Metalle, Ozon, Wärme, Kälte, Mikrowellen, Filtration etc.[19][40][1][41][42] (Siehe auch Virusinaktivierung für spezialisierte Techniken und Prozesse, speziell im Anwendungsbereich Bluttransfusion.)

Ebenso gilt richtiges Händewaschen als effektiv um Schmutz, Keime, Bakterien und Viren zu entfernen.[43] Zusatzstoffe wie Ethanol verstärken die virustötende Wirkung.[44] Bei einer Untersuchung von erweblichen und gängigen Handgels wurden einige als nicht effektiv befunden.[45]

Andere Substanzen, Methoden, Forschungsthemen

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Wirksamkeit (Beispiele)

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Die Substanzen besitzen unterschiedliche mikrobizide Aktivität, d. h. einige Viren können mehr oder weniger resistent sein. So ist z. B. das Poliovirus selbst nach einer Kontaktzeit von 10 Minuten resistent gegen H2O2,[54] jedoch benötigt 7,5 % H2O2 30 Minuten, um 99,9 % des Poliovirus zu inaktivieren.[55] Generell gilt Wasserstoffperoxid in entsprechenden Konzentrationen als potentes Viruzid, speziell in anderen Formen wie gasförmig.[56]

HSV-1

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Gegen Herpes-Viren wirken z. B. 1-Docosanol[57], Wärme/Hitze (ca. 60 °C für 1 Stunde)[1], Povidon-Iod[58] etc.

SARS-CoV-2 (COVID-19)

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Eine Mischung aus 62–71 % Ethanol, 0,5 % Wasserstoffperoxid oder 0,1 % Natriumhypochlorit ist nachweislich in der Lage, das neuartige Coronavirus auf Oberflächen innerhalb von 1 Minute zu deaktivieren.[59]

Eine systematische Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2020 über Wasserstoffperoxid (H2O2)-Mundspülungen kommt zu dem Schluss, dass diese keinen Einfluss auf die viruzide Aktivität haben, und empfiehlt, dass "Zahnpflegeprotokolle während der COVID-19-Pandemie überarbeitet werden sollten."[60][61]

Es liegen verschiedene Informationen und Forschungsergebnisse über lichtbasierte Strategien (UV-C und andere Arten von Lichtquellen; siehe auch Ultraviolettstrahlung) zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie vor.[62][63][64]

SARS-CoV

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Die Behandlung von SARS-CoV für 2 min mit Povidon-Iod (PVP-I) reduziert die Virusinfektiosität stark.[65]

Anwendung & Sicherheit

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Viruzide dienen der Virusinaktivierung, meist außerhalb von lebenden Organismen (d. h. nicht zur inneren Anwendung[66][67] und nicht Körperoberflächen[68]) und sind meist toxisch in Abhängig von Konzentration, Mischung etc.[69][70][11][71]

Viruzide ersetzen kein Vakzin[72][73] oder Virustatikum, wenn verfügbar.[74][75] Viruzide Substanzen, bzw. die Produkte, haben meist einen expliziten Benutzungshinweis.[76][77][78] Die korrekte Anwendung der Stoffe ist sehr wichtig.[79][80]

Mundspülung oder Gurgeln mit dafür geeigneten und freigegebenen Substanzen kann die Viruslast reduzieren,[81] jedoch warnen Experten, dass „Viren in Nase, Lunge oder Luftröhre, die beim Sprechen, Niesen und Husten freigesetzt werden, wahrscheinlich nicht erreicht werden, da die Wirkung auf der physikalischen Zugänglichkeit der Oberflächenschleimhaut beruht“.[82]

Forschung

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Die International Society of Antimicrobial Chemotherapy (ISAC) gilt als Dachverband für Bildung, Forschung und Entwicklung für Therapien von Infektionen. Sie besteht aus 86 nationale Mitgliedsorganisationen (darunter z. B. DVV) und hat über 50000 individuelle Mitglieder.[83]

Literatur

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Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c d F. v. Rheinbaben, M. H. Wolff: Handbuch der viruswirksamen Desinfektion. 2002, doi:10.1007/978-3-642-56394-2.
  2. ↑ Sind Viren lebendig? 20. März 2020, abgerufen am 13. Juli 2021 (deutsch).
  3. ↑ Mickaël Boyer, Natalya Yutin, Isabelle Pagnier, Lina Barrassi, Ghislain Fournous: Giant Marseillevirus highlights the role of amoebae as a melting pot in emergence of chimeric microorganisms. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 106, Nr. 51, 22. Dezember 2009, S. 21848–21853, doi:10.1073/pnas.0911354106, PMID 20007369, PMC 2799887 (freier Volltext) – (pnas.org [abgerufen am 13. Juli 2021]).
  4. ↑ Hiroyuki Ogata, Jessica Ray, Kensuke Toyoda, Ruth-Anne Sandaa, Keizo Nagasaki: Two new subfamilies of DNA mismatch repair proteins (MutS) specifically abundant in the marine environment. In: The ISME Journal. Band 5, Nr. 7, Juli 2011, ISSN 1751-7370, S. 1143–1151, doi:10.1038/ismej.2010.210, PMID 21248859, PMC 3146287 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 13. Juli 2021]).
  5. ↑ Jean-Michel Claverie: Viruses take center stage in cellular evolution. In: Genome Biology. Band 7, Nr. 6, 16. Juni 2006, ISSN 1474-760X, S. 110, doi:10.1186/gb-2006-7-6-110, PMID 16787527, PMC 1779534 (freier Volltext).
  6. ↑ Didier Raoult, Patrick Forterre: Redefining viruses: lessons from Mimivirus. In: Nature Reviews Microbiology. Band 6, Nr. 4, April 2008, ISSN 1740-1534, S. 315–319, doi:10.1038/nrmicro1858 (nature.com [abgerufen am 13. Juli 2021]).
  7. ↑ Bernard La Scola, Christelle Desnues, Isabelle Pagnier, Catherine Robert, Lina Barrassi: The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus. In: Nature. Band 455, Nr. 7209, September 2008, ISSN 1476-4687, S. 100–104, doi:10.1038/nature07218.
  8. ↑ Jean-Yves Maillard, Syed A. Sattar, Federica Pinto: Virucidal Activity of Microbicides. In: Russell, Hugo & Ayliffe's. John Wiley & Sons, Ltd, 2013, ISBN 978-1-118-42583-1, S. 178–207, doi:10.1002/9781118425831.ch9.
  9. ↑ G. Kampf, D. Todt, S. Pfaender, E. Steinmann: Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. In: Journal of Hospital Infection. Band 104, Nr. 3, März 2020, ISSN 0195-6701, S. 246–251, doi:10.1016/j.jhin.2020.01.022, PMID 32035997, PMC 7132493 (freier Volltext).
  10. ↑ Eintrag zu Mikrobizide. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 7. April 2022.
  11. ↑ a b © Stanford University, Stanford, California 94305 Copyright Complaints: Comparing Different Disinfectants – Stanford Environmental Health & Safety. Abgerufen am 12. Juli 2021 (amerikanisches Englisch).
  12. ↑ Hans‐Georg Kräusslich, Barbara Müller: Antiviral Drugs. In: Encyclopedia of Molecular Pharmacology. Springer, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-38918-7, S. 196–201, doi:10.1007/978-3-540-38918-7_20.
  13. ↑ Elie Dolgin: The race for antiviral drugs to beat COVID — and the next pandemic. In: Nature. Band 592, Nr. 7854, 14. April 2021, S. 340–343, doi:10.1038/d41586-021-00958-4.
  14. ↑ a b Umweltbundesamt: Biozid-Portal Glossar. Umweltbundesamt, 6. März 2019, abgerufen am 1. August 2021.
  15. ↑ Glossary | Disinfection & Sterilization Guidelines | Guidelines Library | Infection Control | CDC. 4. April 2019, abgerufen am 12. Juli 2021 (amerikanisches Englisch).
  16. ↑ Jochen Steinmann, Manfred H. Wolff: Testing virucidal activity in Germany: an update. In: GMS Krankenhaushygiene Interdisziplinär. Band 2, Nr. 1, 13. September 2007, ISSN 1863-5245, S. Doc04 (egms.de [abgerufen am 12. Juli 2021]).
  17. ↑ RKI - Krankenhaushygiene Virusinaktivierung - Auswahl von viruzid wirksamen Desinfektionsverfahren zur Aufbereitung von Medizinprodukten. Abgerufen am 12. Juli 2021.
  18. ↑ National Center for Biotechnology Information, U. S. National Library of Medicine 8600 Rockville Pike, Bethesda MD, 20894 Usa: Review of preparations used for hand hygiene. World Health Organization, 2009 (nih.gov [abgerufen am 12. Juli 2021]).
  19. ↑ a b Gerald E McDonnell, Joyce M Hansen: Block's disinfection, sterilization, and preservation. 2021, ISBN 978-1-4963-8149-1.
  20. ↑ RKI stellt Wirkungsspektrum „begrenzt viruzid PLUS“ vor. Abgerufen am 12. Juli 2021 (deutsch).
  21. ↑ I. Schwebke, M. Eggers, J. Gebel, B. Geisel, D. Glebe: Prüfung und Deklaration der Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln gegen Viren zur Anwendung im human-medizinischen Bereich. In: Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz. Band 60, Nr. 3, 1. März 2017, ISSN 1437-1588, S. 353–363, doi:10.1007/s00103-016-2509-2, PMID 28220216, PMC 7079851 (freier Volltext).
  22. ↑ Deutscher Ärzteverlag GmbH, Redaktion Deutsches Ärzteblatt: Desinfektion: Nicht alle Rezepturen geeignet. 3. April 2020, abgerufen am 12. Juli 2021.
  23. ↑ F. v. Rheinbaben, A. Schwarzkopf, J. Gebel: Zum Stand der Desinfektionsmittelprüfung gegen Viren: Die neue DVV-Leitlinie zur Ermittlung der Viruswirksamkeit von Flächendesinfektionsmitteln. Bedeutung und Konsequenzen für die Praxis. In: Krankenhaus-Hygiene + Infektionsverhütung. Band 34, Nr. 4, 1. September 2012, ISSN 0720-3373, S. 153–159, doi:10.1016/j.khinf.2012.07.003 (sciencedirect.com [abgerufen am 12. Juli 2021]).
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  25. ↑ Jean-Yves Maillard, Syed A. Sattar, Federica Pinto: Virucidal Activity of Microbicides. In: Russell, Hugo & Ayliffe's. John Wiley & Sons, Ltd, 2013, ISBN 978-1-118-42583-1, S. 178–207, doi:10.1002/9781118425831.ch9.
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  27. ↑ T. Jefferson, C. Del Mar, L. Dooley, E. Ferroni, L. A. Al-Ansary, G. A. Bawazeer, M. L. van Driel, R. Foxlee, A. Rivetti: Physical interventions to interrupt or reduce the spread of respiratory viruses: systematic review. In: BMJ (Clinical research ed.). Band 339, 2009, S. b3675, ISSN 1756-1833. PMID 19773323. PMC 2749164 (freier Volltext).
  28. ↑ Mark B. Abelson, MD, CM FRCSC: Iodine: An Elemental Force Against Infection. Abgerufen am 12. Juli 2021.
  29. ↑ Verordnung (EU) Nr. 528/2012 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Mai 2012 über die Bereitstellung auf dem Markt und die Verwendung von Biozidprodukten Text von Bedeutung für den EWR. 32012R0528, 27. Juni 2012 (europa.eu [abgerufen am 1. August 2021]).
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  31. ↑ European Standards: BS EN 16777:2018 Chemical disinfectants and antiseptics. Quantitative non-porous surface test without mechanical action for the evaluation of virucidal activity of chemical disinfectants used in the medical area. Test method and requirements (phase 2/step 2). Abgerufen am 12. Juli 2021 (englisch).
  32. ↑ Sven Eggerstedt, Patricia Fliß, Erika Mönch, Christiane Ostermeyer: Alcohol-based hand rubs must meet the requirements of EN 1500. In: Infection Control & Hospital Epidemiology. Band 39, Nr. 8, August 2018, ISSN 0899-823X, S. 1018–1018, doi:10.1017/ice.2018.129 (cambridge.org [abgerufen am 12. Juli 2021]).
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  40. ↑ William A. Rutala, David J. Weber: Disinfection, sterilization, and antisepsis: An overview. In: American Journal of Infection Control. Band 47, Juni 2019, ISSN 0196-6553, S. A3–A9, doi:10.1016/j.ajic.2019.01.018.
  41. ↑ Deutscher Ärzteverlag GmbH, Redaktion Deutsches Ärzteblatt: Viruzide Filtration: Effektiv zur Sterilisation von Immunglobulinprodukten. 26. Mai 1995, abgerufen am 12. Juli 2021.
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  46. ↑ Paul Schnitzler: Essential Oils for the Treatment of Herpes Simplex Virus Infections. In: Chemotherapy. Band 64, Nr. 1, 2019, ISSN 0009-3157, S. 1–7, doi:10.1159/000501062 (karger.com [abgerufen am 12. Juli 2021]).
  47. ↑ C. Koch, J. Reichling, J. Schneele, P. Schnitzler: Inhibitory effect of essential oils against herpes simplex virus type 2. In: Phytomedicine. Band 15, Nr. 1-2, Januar 2008, S. 71–78, doi:10.1016/j.phymed.2007.09.003 (elsevier.com [abgerufen am 12. Juli 2021]).
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  54. ↑ Maureen Best, V.Susan Springthorpe, Syed A. Sattar: Feasibility of a combined carrier test for disinfectants: studies with a mixture of five types of microorganisms. In: American Journal of Infection Control. Band 22, Nr. 3, Juni 1994, ISSN 0196-6553, S. 152–162, doi:10.1016/0196-6553(94)90004-3.
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  56. ↑ Jean-Yves Maillard, Syed A. Sattar, Federica Pinto: Virucidal Activity of Microbicides. In: Russell, Hugo & Ayliffe's. John Wiley & Sons, Ltd, 2013, ISBN 978-1-118-42583-1, S. 178–207, doi:10.1002/9781118425831.ch9.
  57. ↑ D. H. Katz, J. F. Marcelletti, M. H. Khalil, L. E. Pope, L. R. Katz: Antiviral activity of 1-docosanol, an inhibitor of lipid-enveloped viruses including herpes simplex. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 88, Nr. 23, 1. Dezember 1991, S. 10825–10829, doi:10.1073/pnas.88.23.10825, PMID 1660151, PMC 53024 (freier Volltext) – (pnas.org [abgerufen am 12. Juli 2021]).
  58. ↑ R. Kawana, T. Kitamura, O. Nakagomi, I. Matsumoto, M. Arita: Inactivation of Human Viruses by Povidone-Iodine in Comparison with Other Antiseptics. In: Dermatology. Band 195, Suppl. 2, 1997, ISSN 1018-8665, S. 29–35, doi:10.1159/000246027, PMID 9403252 (karger.com [abgerufen am 12. Juli 2021]).
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  60. ↑ K.L. Ortega, B.O. Rech, G.L.C. El Haje, C.B. Gallo, M. Pérez-Sayáns: Do hydrogen peroxide mouthwashes have a virucidal effect? A systematic review. In: Journal of Hospital Infection. Band 106, Nr. 4, Dezember 2020, ISSN 0195-6701, S. 657–662, doi:10.1016/j.jhin.2020.10.003, PMID 33058941, PMC 7548555 (freier Volltext).
  61. ↑ Unbelegt: Wasserstoffperoxid gurgeln gegen Coronavirus. Abgerufen am 12. Juli 2021 (deutsch).
  62. ↑ Light-based technologies for management of COVID-19 pandemic crisis. In: Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. Band 212, 1. November 2020, ISSN 1011-1344, S. 111999, doi:10.1016/j.jphotobiol.2020.111999, PMID 32855026, PMC 7435279 (freier Volltext) – (sciencedirect.com [abgerufen am 12. Juli 2021]).
  63. ↑ Nadia Storm, Lindsay G. A. McKay, Sierra N. Downs, Rebecca I. Johnson, Dagnachew Birru: Rapid and complete inactivation of SARS-CoV-2 by ultraviolet-C irradiation. In: Scientific Reports. Band 10, Nr. 1, 30. Dezember 2020, ISSN 2045-2322, S. 22421, doi:10.1038/s41598-020-79600-8, PMID 33380727, PMC 7773738 (freier Volltext).
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