研究:除了COVID-19 大多数呼吸道病毒实际上都可通过气溶胶传播

据外媒报道,导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒主要通过吸入带有病毒的气溶胶进行短距离和长距离传播。对呼吸道病毒的一项全面的新评估发现,许多其他病毒可能也是如此。一个跨学科的国际研究小组在8月27日发表在《科学》上的一篇评论中报告说,SARS-CoV、MERS-CoV、流感、麻疹和导致普通感冒的鼻病毒都可以通过气溶胶传播,气溶胶可以在室内空气中积聚并停留数小时。

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在上个世纪和这次大流行开始时,人们普遍认为包括SARS-CoV-2在内的呼吸道病毒主要通过感染者咳嗽和打喷嚏时产生的飞沫或通过接触被污染的表面传播。然而,SARS-CoV-2的飞沫传播无法解释在COVID-19大流行期间观察到的大量超级传播事件,也无法解释室内与室外相比发生的更多传播。

出于了解导致COVID-19大流行的因素的愿望,来自中国台湾、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,研究小组回顾了在COVID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可能的传播途径,而不是表面接触或飞沫传播。这些超级传播事件的一个共同因素是人们在同一个房间里共同吸入空气。

许多超级传播事件都与拥挤的地点、暴露时间为一小时或更长时间、通风不良以及未正确佩戴口罩有关。研究人员还审查了从许多其他类型的研究中收集的证据--空气采样、基于聚合酶链式反应(PCR)或细胞培养的研究、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,空气传播是大多数呼吸道疾病的一个主要或甚至主导的传播途径,而不仅仅是COVID-19。

“通过吸入含有病毒的气溶胶进行传播,长期以来一直没有得到重视。领导这次审查的中国台湾中山大学气溶胶科学研究中心主任、气溶胶物理化学家王嘉诚说:“现在是时候通过实施气溶胶预防措施来修订传统的范式,以保护公众免受这种传播途径的影响。”

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该研究小组指出,关于呼吸道疾病传播的流行范式可以追溯到一个世纪以前。20世纪初,著名的公共卫生人士Charles Chapin对空气传播进行了否定,因为他担心提到空气传播会吓得人们无所作为,并取代卫生习惯。一个没有根据的假设,错误地将近距离感染等同于飞沫传播,形成了目前控制呼吸道病毒传播的范式。然而,"这种假设忽略了一个事实,即气溶胶传播也发生在短距离,因为当人们离排放气溶胶的感染者更近时,呼出的气溶胶浓度更高,"加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所国家科学基金会气溶胶对环境化学影响中心主任、气溶胶化学家Kim Prather说,他是这次审查的共同负责人。

呼吸道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COVID-19之前,像烟一样漂浮的气溶胶和滴落的飞沫之间的传统尺寸分界线被设定为5 µm,然而,100 µm是一个更合适的尺寸区分。这个更新的尺寸更好地代表了能够在静止的空气中悬浮5秒以上(从1.5米的高度),从感染者身边走过一米以外,并被吸入的最大颗粒。“物理尺寸主要决定了它们能在空气中悬浮多长时间,能到达多远,是否能被吸入,以及如果被吸入,能进入呼吸道多深。”呼吸道活动产生的大部分气溶胶都小于5 µm,这使它们能够深入到支气管和肺泡区域并在那里沉积。研究发现,病毒在小于5 µm的气溶胶中的含量更高,"以色列Technion的肺部生理学家Josué Sznitman说。

应该认真考虑的气溶胶的另一个独特行为是它们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带有传染性病毒的气溶胶在空气中的传播。科罗拉多大学博尔德分校的大气气溶胶化学家Jose-Luis Jimenez补充说:“用便携式仪表监测二氧化碳有助于验证通风是否足够,实施便携式HEPA(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减少带病毒气溶胶的浓度。”另一方面,通常用来阻挡室内咳嗽和打喷嚏产生的飞沫的有机玻璃屏障可能"阻碍适当的通风,并对一些人造成更高的暴露",多年来研究空气中病原体传播的弗吉尼亚理工大学的Linsey Marr 说。“除了短暂的、面对面的交易,不建议使用口罩,但即使如此,口罩也更好,因为它们有助于清除气溶胶,而屏障只是转移它们。”

随着Delta 变体引起的感染激增,以及"COVID-19突破性病例"(在已经完全接种疫苗的人中发生的感染)的不断发生,许多政府和国家疾病控制机构已经恢复了在公共场所戴口罩的规定。评论中报告说,戴口罩是阻挡带病毒气溶胶的一种有效和经济的方式。然而,"我们需要考虑多种传播障碍,如疫苗接种和通风等。匹兹堡大学的病毒学家Seema S. Lakdawala补充说:"单一的策略不太可能强大到足以消除新出现的SARS-CoV-2变种的传播。

随着SARS-CoV-2通过空气传播的证据随着时间的推移而增加,并且变得特别强大,各机构已经注意到了。2021年4月和5月,世界卫生组织(WHO)和美国疾病控制和预防中心(CDC)承认吸入带有病毒的气溶胶是短距离和长距离传播COVID-19的一个主要途径。这意味着,为了减轻传播和结束这种大流行,决策者应考虑实施气溶胶预防措施,包括普遍戴口罩并注意口罩的贴合度,提高室内空间的通风率,避免被污染的室内空气再循环,安装空气过滤装置,如HEPA净化器,可以有效清除空气中的颗粒,并使用紫外线消毒灯。哥伦比亚大学研究COVID-19大流行的社会挑战的社会学家Zeynep Tufekci指出:“传统上被称为飞沫预防措施的东西并没有被全盘取代,而是根据实际的传播机制以更有效的方式进行修改、扩展和部署。”她补充说,对这种疾病和其他呼吸道疾病的传播拥有正确的心智模式,也将使普通人在日常情况下做出更好的决定,并使行政人员和官员在大流行病发生后仍能创造更好的指导方针和工作及社交环境。

这场大流行生动地阐明了长期以来被低估的空气传播途径的重要性,以及维护人们呼吸清洁和无病原体空气权利的必要性。“我们从这次大流行中学到的东西也照亮了我们进行适当改变以进入后大流行时代的途径,”研究人员说。正如该评论的结尾所述,这些气溶胶预防措施不仅可以防止呼吸道疾病的空气传播,还可以改善室内空气质量,并带来远远超出COVID-19大流行的健康益处。

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