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Science:不仅仅是SARS-CoV-2,大多数呼吸道病毒通过气溶胶传播

 

   

Cartoon panel series depicting airborne transmission of viruses

    

图片:由台湾中山大学创作的描述病毒通过空气传播的卡通面板系列。完整系列可在https://drive.google.com/file/d/1kx8FKNp__5Rzrrs8vz3Pm-RFXlowAEK7/view?usp=sharing上找到


造成当今全球冠状病毒大流行的病毒SARS-CoV-2主要通过吸入带有病毒的气溶胶在短期和长期范围内传播,一项对呼吸道病毒的全面新评估发现,许多其他病毒可能也是如此。一个国际跨学科研究团队在8月27日发表在《科学》(Science)杂志上的一篇综述中报告称,导致普通感冒的SARS-CoV、MERS-CoV、流感、麻疹和鼻病毒都可以通过气溶胶传播,这些气溶胶可以在室内空气中积聚并持续数小时。

在上个世纪和本次大流行初期,人们普遍认为,包括SARS-CoV-2在内的呼吸道病毒主要通过受感染者咳嗽和打喷嚏时产生的飞沫或接触受污染的表面传播。然而,SARS-CoV-2的飞沫和污染物传播未能解释COVID-19大流行期间观察到的众多超级传播事件,或发生在室内的传播比在室内高得多。在户外。出于了解导致COVID-19大流行的因素的愿望,来自台湾、美国和以色列的研究人员试图尽可能清楚地确定冠状病毒和其他呼吸道病毒的传播方式。例如,该团队回顾了COVID - 19大流行期间观察到的大量超级传播事件的研究,发现这些研究一致表明,空气传播是最有可能的传播途径,而不是表面接触或与大飞沫接触。这些超级传播事件的一个共同因素是人们在同一房间吸入的共同空气。许多病例与拥挤的地点、暴露1小时或更长时间、通风不良、发声以及没有正确佩戴口罩有关。研究人员还回顾了从许多其他类型的研究中收集的证据——空气采样、基于聚合酶链反应(PCR)的和/或细胞培养研究、流行病学分析、实验室和临床研究以及建模工作——并得出结论,空气传播是主要的,甚至是大多数呼吸道疾病的主要传播途径,而不仅仅是COVID-19。

长期以来,人们一直没有充分认识到通过吸入携带病毒的气溶胶进行传播。台湾国立中山大学气溶胶科学研究中心主任、气溶胶物理化学家王家昌(Chia C. Wang)领导了这项综述,他说:“现在是时候通过实施气溶胶预防措施来改变传统的模式,以保护公众免受这种传播途径的影响。”

研究小组指出,关于呼吸道疾病传播的流行模式可以追溯到一个世纪以前。20世纪初,著名的公共卫生人物查尔斯·查宾(Charles Chapin)以家长式的态度对空气传播不屑一顾,因为他担心提及空气传播会吓得人们不采取行动,并取代卫生习惯。一种未经证实的假设错误地将近距离感染与飞沫传播等同起来,形成了当前控制呼吸道病毒传播的范式。然而,金·普拉瑟说:“这种假设忽略了一个事实,即气溶胶传播也会在短距离发生,因为当一个人离释放气溶胶的感染者越近,他呼出的气溶胶浓度就越高。”他是加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所国家科学基金会气溶胶对环境化学影响中心的主任,也是领导该研究的气溶胶化学家。

呼吸气溶胶是由呼气活动形成的,如呼吸、说话、唱歌、喊叫、咳嗽和打喷嚏。在2019冠状病毒病(COVID-19)之前,传统的烟雾状悬浮微粒与液滴的大小分界被设定为5μm,而100μm是更合适的大小分界。更新后的尺寸更好地代表了可在静止空气中悬浮5秒以上(从1.5米的高度)、距离感染者1米以上并被吸入的最大颗粒。“它们的体积主要决定了它们能在空气中悬浮多久,能飞多远,是否可吸入,以及被吸入后能进入呼吸道的深度。”“呼吸活动产生的气溶胶大多小于5μm,这使它们能够深入细支气管和肺泡区域并在那里沉积。研究发现,病毒在小于5 μ m的气溶胶中含量更高。”以色列Technion公司的肺部生理学家Josué Sznitman说。

气溶胶的另一个值得认真考虑的特性是其受气流和通风影响的能力。确保足够的通风率、过滤和避免再循环有助于减少携带传染性病毒的气溶胶的空气传播。Jose-Luis Jimenez补充说:“使用便携式仪表监测二氧化碳有助于验证通风是否充分,采用便携式高效微粒空气净化器和上层房间紫外线消毒系统也有助于降低携带病毒的气溶胶浓度。”科罗拉多大学博尔德分校的大气气溶胶化学家。另一方面,弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)的林西·马尔(Linsey Marr)说,通常用来阻挡室内咳嗽和打喷嚏时产生的飞沫的有机玻璃屏障可能“阻碍适当的通风,让一些人暴露在更高的空气中”。马尔多年来一直在研究病原体的空气传播。“除了简短的面对面交易,我们不建议使用口罩,但即便如此,口罩还是更好,因为它们有助于去除气溶胶,而屏障只是转移了它们。”

随着德尔塔变种造成的感染激增和“COVID-19突破性病例”(在已充分接种疫苗的人群中感染)的增加,许多政府和国家疾病控制机构已恢复在公共场合普遍戴口罩。该综述报告称,普遍的掩蔽是阻止携带病毒的气溶胶的一种有效且经济的方法。然而,“我们需要考虑多种传播障碍,如疫苗接种、口罩和通风。单一策略不太可能强大到足以消除新出现的SARS-CoV-2变异的传播。匹兹堡大学的病毒学家Seema S. Lakdawala补充说。

随着SARS-CoV-2通过空气传播的证据越来越多,并变得特别有力,各机构已经注意到这一点。2021年4月和5月,世界卫生组织(世卫组织)和美国疾病控制与预防中心(CDC)承认吸入携带病毒的气溶胶是COVID-19在短期和长期传播的主要途径。这意味着,为减轻传播并结束这场大流行,决策者应考虑实施气溶胶预防措施,包括普遍戴口罩,注意口罩的适宜程度,提高室内空间的通风率,避免受污染的室内空气的再循环,安装空气过滤装置,例如高效空气微粒过滤器,可以有效地去除空气中的微粒,以及使用紫外线消毒灯。哥伦比亚大学研究COVID-19大流行社会挑战的社会学家泽伊内普·图费克奇指出:“传统上称为飞沫预防措施的措施不会被大规模替换,而是根据实际的传播机制,以更有效的方式加以修改、扩大和部署。”她补充说,对于这种疾病和其他呼吸系统疾病的传播有正确的思维模式,也将使普通人在日常情况下做出更好的决定,甚至在疫情之后,管理人员和官员也能创造更好的指导方针和工作和社交环境。

这一流行病生动地说明了长期被低估的空气传播途径的重要性,以及保护人们呼吸清洁和无病原体空气的权利的必要性。“我们从这次大流行中吸取的教训也为我们做出适当的改变,进入后疫情时代指明了道路”。正如本文结束时所述,这些气溶胶预防措施不仅将防止呼吸道疾病的空气传播,而且还将改善室内空气质量,带来的健康益处远远超过COVID-19大流行。

原文检索:

It’s Not Just SARS-CoV-2: Most Respiratory Viruses Spread by Aerosols

DOI  10.1126 / science.abd9149


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