为什么有些Covid患者会感染其他许多人，但大多数人根本不会传播它？

3月10日，当61人聚集在华盛顿州芒特弗农的一座教堂参加唱诗班练习时，一切似乎都很正常。合唱团成员唱了大约2.5个小时的歌，吃着饼干和橙子，然后又唱了一些。但其中一人已经患感冒3天了，结果发现是冠状病毒。根据美国疾病控制和预防中心(CDC)5月12日发布的一份报告，在接下来的几周里，53名合唱团成员生病，3人住院，2人死亡。CDC精心重现了这场悲剧。

冠状病毒大流行中也发生过许多类似的“超级传播事件”。伦敦卫生与热带医学院(LSHTM)的Gwenan Knight和他的同事建立的数据库列出了新加坡一所农民工宿舍爆发的疫情，与近800例病例有关；与日本大阪的现场音乐场所有关的80例感染；以及韩国尊巴舞课程导致的65例病例集群。在船上和疗养院、肉类加工厂、滑雪胜地、教堂、餐馆、医院和监狱也出现了集群现象。有时，一个人会感染数十人，而其他聚集性病毒会跨越几代人的传播，在多个地点展开。

其他传染病也成群传播，全球报告的冠状病毒病例接近500万例，预计会有一些大爆发。但SARS-CoV-2就像它的两个表亲，严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)，似乎特别容易攻击联系密切的人群，而放过其他人。科学家们说，这是一个令人鼓舞的发现，因为它表明，限制可能发生超级传播的集会将对传播产生重大影响，而其他限制-例如，对户外活动的限制-可能会放松。

加州大学洛杉矶分校(University of California，Los Angeles)的杰米·劳埃德-史密斯(Jamie Lloyd-Smith)研究过许多病原体的传播，他说：“如果你能预测导致这些事件的环境，数学就会表明，你真的可以非常迅速地遏制疾病的传播能力。”但是，超级传播的事件是不被理解的，很难研究，而且这些发现可能会导致患者心碎，并担心触发这些事件的患者会受到耻辱。

围绕SARS-CoV-2传播的讨论大多集中在每个患者造成的平均新感染人数上。在没有社会距离的情况下，这个复制次数(R)大约是3。但在现实生活中，一些人感染了很多人，而另一些人根本不会传播这种疾病。事实上，后者是常态，劳埃德-史密斯说：“一贯的模式是，最常见的数字是零。大多数人不会传播。“。

这就是为什么除了R之外，科学家们还使用一个称为扩散因子(K)的值，它描述了疾病聚集的程度。k越低，来自少数人的传播越多。在2005年“自然”杂志的一篇开创性论文中，劳埃德-史密斯和合著者估计，在超级传播中起主要作用的SARS的k值为0.16。2012年出现的MERS的估计k约为0.25。相比之下，在1918年的流感大流行中，该值约为1，表明集群发挥的作用较小。

对SARS-CoV-2的k值估计各不相同。今年1月，伯尔尼大学的Julien Riou和Christian Althaus对R和K的不同组合在中国模拟了疫情，并将结果与实际发生的情况进行了比较。他们得出结论，冠状病毒的k值比SARS和MERS略高。香港大学(University Of Hong Kong)模特加布里埃尔·梁(Gabriel Leung)表示，这似乎是对的。“我认为这不太像SARS或MERS，在那里我们观察到了非常大的超级扩散星团，”梁说。“但我们肯定看到很多集中的集群，其中一小部分人对很大比例的感染负有责任。”但在最近的一份预印本中，LSHTM的Adam Kucharski估计，冠状病毒的k低至0.1。库查斯基说：“大约10%的病例会导致80%的传播。”

这可以解释这场大流行的一些令人费解的方面，包括为什么病毒在中国出现后没有更早在世界各地传播，以及为什么其他地方的一些非常早期的病例-比如2019年5月3日在法国报道的一个病例-显然未能引发更大范围的疫情。库查斯基说，如果k真的是0.1，那么大多数感染链就会自行消亡，而SARS-CoV-2至少需要在没有被发现的情况下引入一个新的国家四次，才有平等的机会站稳脚跟，库查斯基说。如果中国的疫情是一场大火，让火花在世界各地飞来飞去，那么大多数火花都干脆熄灭了。

牛津大学的克里斯托夫·弗雷泽(Christophe Fraser)曾研究过埃博拉病毒和艾滋病病毒的超级传播，他说，为什么冠状病毒聚集性比其他病原体多得多，这是“一个非常有趣的悬而未决的科学问题”。他们的传播方式可能是一个因素。SARS-CoV-2似乎主要通过飞沫传播，但偶尔也会通过更细的气溶胶传播，这些气溶胶可以悬浮在空气中，使一个人能够感染许多人。弗雷泽说，大多数已发表的大型传播星团“似乎与气溶胶传播有关”。

个别患者的特点也起到了一定的作用。有些人排出的病毒比其他人多得多，持续的时间也更长，这可能是因为他们的免疫系统不同，或者是因为他们体内的病毒受体分布不同。2019年一项对健康人的研究显示，一些人在说话时呼出的颗粒物比另一些人多得多。(他们讲话的音量解释了一些变化。)。唱歌可能比说话释放更多的病毒，这可能有助于解释合唱团的爆发。人们的行为也起到了一定的作用。有很多社交接触或不洗手会使你更有可能传播病毒。

科学家们最接近理解的因素是冠状病毒群集可能发生在哪里。“显然，在封闭的空间里比在室外的风险要高得多，”阿尔萨斯说。中国研究冠状病毒在湖北省以外传播的研究人员-湖北省是此次大流行的起点-在1月4日至2月11日期间发现了318个三例或更多病例的聚集性病例，其中只有一例起源于户外。日本的一项研究发现，室内感染的风险几乎是室外的19倍。(日本很早就受到了袭击，但一直在控制疫情，它明确围绕避免集群建立了冠状病毒战略，建议公民避免封闭空间和拥挤的条件。)。

有些情况可能特别危险。肉类加工厂很可能是脆弱的，因为许多人在低温有助于病毒生存的空间密切合作。但奈特说，它们往往是吵闹的地方，这也可能是相关的。关于华盛顿合唱团的报道让她意识到，有一件事将无数的合唱团联系在一起：它们发生在人们叫喊或唱歌的地方。奈特指出，尽管尊巴舞课程与疫情有关，但不那么激烈的普拉提课程却没有。“也许缓慢、温和的呼吸不是危险因素，但沉重、深沉或急促的呼吸和呼喊才是危险因素。”

时机也起着作用。新出现的证据表明，冠状病毒患者在短时间内传染性最强。库查斯基说，在这段时间进入高风险环境可能会引发超级蔓延事件；“两天后，那个人可能会以同样的方式行事，你不会看到同样的结果。”

已经将病毒击退到较低水平的国家需要特别警惕超级传播事件，因为它们很容易抵消来之不易的成果。在韩国5月初放宽社交距离规定后，一名后来冠状病毒检测呈阳性的男子去了首尔的几家俱乐部；公共卫生官员争先恐后地确认数千名潜在接触者，目前已发现170例新病例。

库查斯基说，如果公共卫生工作者知道聚集性可能发生在哪里，他们就可以试图预防它们，避免关闭社会的大片地区。“停工是一种令人难以置信的迟钝工具，”他说。“你基本上是在说：我们对发生在哪里的传播没有足够的了解，无法瞄准它，所以我们只会把它都瞄准。”

但是研究大型冠状病毒群比看起来要难。许多国家没有收集所需的那种详细的接触者追踪数据。而关闭是如此有效，以至于他们也剥夺了研究人员研究超级传播事件的机会。(在关闭之前，“可能有两周的机会之窗，那时很多数据本可以收集，”弗雷泽说。)

奈特说，这项研究也容易产生偏见。人们更有可能记得参加篮球比赛，而不是理发，这种现象被称为回忆偏差，可能会让集群看起来比他们实际大。具有有趣的社会角度的集群-例如监狱爆发-可能会得到更多的媒体报道，从而跳到研究人员那里，而其他集群则仍然隐藏着。大多数无症状感染的聚集性可能被完全遗漏。

隐私是另一个令人担忧的问题。解开患者之间的联系可以揭示谁是集群的起源，或者暴露关于人们私生活的信息。在关于合唱团的报告中，疾控中心遗漏了一张座位图，可以显示是谁把病毒带到了诊所。参与新韩国集群的一些俱乐部是同性恋场所，这导致了反同性恋的强烈反对，并使追踪接触者变得更加困难。

弗雷泽正在通过对病毒分离株进行测序来追踪艾滋病病毒在非洲的传播情况，他说，这是一个困难的权衡，但可以通过良好的监督和与社区的接触来管理。流行病学家“有责任”研究聚集性，他说：“了解这些过程将改善感染控制，这将改善我们所有人的生活。”