2019 年嚴重急性呼吸綜合症冠狀病毒(SARS-CoV-2)，簡稱為新冠病毒，造成肆虐全球的疫情。病毒經過不斷突變，迄今雖流感化，但對於幼童或體弱的老年人，仍是潛在生命威脅。季銨鹽化合物 (QAC) 是獲准用於對抗新冠病毒的活性成分，本文將探討QAC抑制新冠病毒的效用與特性。
季銨鹽化合物是新冠疫情期間常用的消毒劑
下圖來自2024年的期刊1，探討醫療機構在疫情期間使用過哪些消毒劑。在私人診所中，分別有45.8%和41.2%的診所報告使用含QAC和酒精的消毒劑；在牙科診所中，分別有74.5%和70.2%的診所使用含QAC和酒精的消毒劑；在醫院病房中，最常用的類別是含QAC的消毒劑，其次是含過氧化物的消毒劑。上述數據顯示，QAC是醫療機構中相當普及且被接受的消毒劑種類。
季銨鹽消毒劑抑制新冠病毒的機轉與功效
由於傳染性強，SARS-CoV-2難以控制，因此消毒措施至關重要，尤其是在醫院、商店、物流中心等公共區域。針對新冠病毒，美國疾病管制與預防中心 (CDC)出版了表面消毒指南，提供科學界和公眾參考。下圖來自2020年的期刊2，為該指南的參考文獻，描述常見消毒劑的結構，包含兩種不同類型的季銨鹽化合物: 苯扎氯胺(BAC)和雙癸基二甲基氯化銨(DDAC)。兩者主要的差異在於，BAC的碳鏈是單一個，而DDAC的長碳鏈是兩個。
來自同論文的另一張圖，描述季銨鹽消毒劑抑制新冠病毒的作用機轉，是由破壞磷脂雙層膜來達成。磷脂分子頭部的磷酸基團帶負電荷，而季銨鹽的四級銨中心帶正電荷，兩者可以吸引結合；季銨鹽長碳鏈長度近似磷脂雙層膜的寬度，且與磷脂雙層膜的內層同屬於脂溶性，所以容易嵌入磷脂雙層膜的內層，崩解其結構。由於兩個長碳鏈嵌入磷脂雙層膜的機率，高於單一長碳鏈，因此雙長碳鏈類型的DDAC，效果優於單一長碳鏈的BAC。
來自同論文的另一張表，收錄多種季銨鹽消毒劑的研究，QAC的測試濃度範圍，從 0.00175% w/v 到 1.5% w/v；病毒則包含人類冠狀病毒SARS-CoV、同科的CcoV、造成豬腸胃炎的常見冠狀病毒TGEV等。研究發現，BAC接觸5分鐘後，就能降低SARS-CoV的複製；BAC濃度為0.01% w/v，可以使豬冠狀病毒TGEV的病毒量降低了3 log10。
季銨鹽消毒劑的表面抗病毒特性
SARS-CoV-2可藉由空氣傳染，且在受污染的媒介物上存活數小時至數月，因此需要有效的傳播緩解策略，針對媒介物的表面而設計。下圖來自2022年的期刊3，描述一種可錨定於表面的聚合季銨鹽抗菌劑，可將 SARS-CoV-2 在受污染表面逕行破壞，阻止其再次傳播。
下兩張圖來自同論文，由兩家位於比利時和澳洲的BSL-3生物實驗室，應用真實的 SARS-CoV-2 分離株(比利時的GHB-03021、澳洲的VIC01)，評估聚合季銨鹽抗菌劑的表面抗病毒效能。結果顯示病毒體在接觸後10分鐘內迅速被破壞，對於GHB-03021 分離株的TCID50 = 108.23，對於VIC01 分離株的TCID50 = 103.66。 應用qRT-PCR檢測抗菌處理表面病毒RNA，同樣證實了病毒RNA的顯著降解。上述結果表明，經由聚合季銨鹽抗菌劑處理的表面，可有效降低SARS-CoV-2的傳染性。
季銨鹽消毒劑增加口罩的防護效能
SARS-CoV-2 的空氣傳播特性，使得個人防護口罩成為必要之需求，然而，病毒可以在口罩外側存活，如果使用不當，仍有傳染風險。下圖來自2021年的期刊4，評估添加季銨鹽化合物到外科口罩，抑制SARS-CoV-2的效果。研究使用水溶性季銨化合物（代號3310）或水不溶性季銨化合物（代號1297）的消毒劑組合配方，接種 1 x105 PFU的 SARS-CoV-2病毒，接觸時間為2 小時。含有 3310或 1297 季銨鹽化合物的口罩，均可完全滅活病毒。上述結果證明，在外科口罩製造過程添加季銨鹽化合物，可在短時間內滅活高劑量的活體 SARS-CoV-2，降低口罩的再次傳染風險。
總結:
SARS-CoV-2 在2019~2021年造成毀滅性的全球大流行，目前仍有變異株伺機而動，對免疫力不完整的嬰幼兒或65歲以上長者構成威脅。季銨鹽化合物對原始的新冠病毒或變異株，均具有良好的抑制效果。其抗病毒機轉為利用長碳鏈崩解磷脂雙層膜，是以雙長鏈的DDAC比起單長鏈的BAC，抗病毒的效果更具優勢。季銨鹽化合物亦為陽離子界面活性劑，能夠錨定於物體表面，持續產生抑制病毒功效，如噴灑於高度傳染風險的場域，或添加於外科口罩，均可減少病毒再傳播之風險。
參考文獻:
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