新冠肺炎用气雾剂传输。我们有足够的证据,现在是采取行动的时候了

2020-08-27 04:46:06

新冠肺炎疫情爆发数月后,冠状病毒仍在通过美国公共卫生机构传播,包括美国疾病控制和预防中心和世界卫生组织告诉我们保持距离6英尺,洗手,对经常接触的表面进行消毒,并戴上口罩。但是,对这些措施--特别是口罩--的遵守情况好坏参半,我们每天都会听到人们不知道自己是如何感染的病例。我们听说过超级传播事件,即一个人感染许多人,发生在拥挤的酒吧和家庭聚会,但不是在户外示威活动中。芝加哥等城市的海滩关闭,但健身房和餐厅的室内用餐重新开放。难怪公众会感到困惑。

至关重要的是,要对新冠肺炎的传播方式有一个清晰的物理描述,这样个人和机构才能将其形象化,并了解如何保护自己。与公共卫生信息相反,我和许多其他科学家认为,新冠肺炎病例中有相当一部分是通过气溶胶传播的结果。支持气溶胶的证据比任何其他途径都更有力,如果我们想要控制大流行,官员们需要更积极地表达这一现实。

病毒有三种可能的传播方式,世卫组织和疾控中心强调了其中两种。第一种是通过“杂物”,即被病毒污染的物体(可能包括别人的皮肤)。在大流行的早期,对霍乱传播的担忧驱使一些人漂白食品和包装。疾控中心现在表示,变形病毒是一种可能的传播方式,但可能不是主要的传播方式。例如,英国的一项强化洗手计划只导致传播率下降了16%。值得注意的是,其他病毒,如非典型肺炎冠状病毒-2(导致新冠肺炎的病毒),具有脂质包膜,在人类手中不会存活很长时间。这意味着有人需要在接触被污染的表面后短时间内触摸他们的眼睛、鼻孔或嘴巴,才能感染这种新型冠状病毒。

新冠肺炎传播的第二种可能性是通过飞沫、小块唾液或呼吸道液体,感染者在咳嗽、打喷嚏或说话时会排出这些液体。飞沫-世界卫生组织和疾控中心坚持认为是新冠肺炎的主要传播途径-被推进到空中,但在飞行3-6英尺后坠落到地面。然而,已发表并已重复的研究表明,只有在咳嗽和打喷嚏时,飞沫才是重要的。但当谈到近距离交谈时,水滴不如第三种可能的途径:气溶胶重要,这似乎在新冠肺炎的传播中起着主要作用。许多疾病,包括新冠肺炎在内,在近距离感染最有效。由于飞沫是可见的,并且落在3-6英尺之间的地面上,我们很容易看到和理解这种感染途径。事实上,几十年来,人们一直认为结核病是通过飞沫和菌群传播的,这是基于近距离感染的易感性,但研究最终证明,结核病只能通过气溶胶传播。我相信我们一直在为新冠肺炎犯类似的错误。

“气溶胶”(有时被称为“空气传播”)传播类似于水滴传播,不同之处在于液体的小块非常小,它们可以在空气中停留几分钟到几个小时。要了解气溶胶的规模,人类头发的直径约为80微米,小于50微米的气溶胶可以在空气中漂浮足够长的时间供人吸入。SARS-CoV-2的直径只有0.1微米,因此气溶胶中有大量的病毒存在。

杂音和水滴主导了我们对新冠肺炎传播的日常理解。虽然世卫组织和疾控中心都表示,在高度特定的情况下,气溶胶可能会导致传播,但这两个组织都坚持认为它们不那么重要。我认为这是一个重大错误,7月6日,我和239名科学家一起呼吁世卫组织重新评估他们的立场。世卫组织更新了其立场作为回应,但该机构的措辞继续对这一途径的重要性表示怀疑。

不愿承认气溶胶可能是新冠肺炎传播的主要途径可以追溯到美国公共卫生研究员查尔斯·查平博士的遗产。他试图一劳永逸地埋葬弥漫着烟雾和幽灵般的疾病云的理论,在他1910年开创性的著作“感染源和模式”(The Sources And Mode Of Infation)中,他辩称,气溶胶传播几乎是不可能的。查平写道:“对于大多数人来说,从污染空气的幽灵中解脱出来将是一种巨大的解脱,污染空气的幽灵自希波克拉底时代以来就一直在追逐这场比赛。”他的书的影响在一段时间内是偶然的。

说到新冠肺炎,证据压倒性地支持气溶胶传播,没有强有力的反对论据。例如,接触者追踪发现,新冠肺炎的许多传播发生在很近的地方,但许多与感染者同居的人并不会感染这种疾病。要了解原因,使用香烟或蒸发烟雾(这也是一种气溶胶)作为类比是很有用的。想象一下与吸烟者同住一所房子:如果你说话时站得离吸烟者很近,你会吸入大量的烟雾。用含有病毒的气溶胶取代烟雾,它们的行为非常相似,影响也是相似的:你离释放携带病毒的气溶胶的人越近,你就越有可能吸入更多的病毒。从详细而严谨的研究中我们知道,当人们近距离交谈时,气溶胶主导着传播,而水滴几乎可以忽略不计。

如果你站在房间的另一边,你吸入的烟雾会明显减少。但在通风不良的房间里,烟雾会积累起来,随着时间的推移,房间里的人可能会吸入大量烟雾。说话,尤其是唱歌和叫喊,分别使气溶胶呼出增加10倍和50倍。事实上,我们发现,当人们聚集在拥挤、通风不足的室内空间时,往往会爆发疫情,例如在卡拉OK聚会上唱歌、在俱乐部欢呼、在酒吧交谈,以及在健身房锻炼。超级传播事件,即一个人感染许多人,几乎只发生在室内地点,并推动了大流行。这些观测结果很容易用气溶胶来解释,而用水滴或混合物则很难或不可能解释。

此外,水滴的运动像弹道一样-它们像炮弹一样从某人的嘴里飞出来,然后在空中飞行,直到它们要么击中什么东西(最糟糕的情况是别人的眼睛、嘴巴或鼻孔),要么落到地上。另一方面,气溶胶的行为就像烟雾:它们被排出后不会落到地面,而是分散在空气中,被气流稀释,并被同一空间中的其他人吸入。接触者追踪显示,对于新冠肺炎来说,户外比室内安全20倍,这认为气溶胶的传播比水滴重要得多;室外有大量的空气,气溶胶可能会被稀释;室内则不是这样。此外,研究人员还证明了这种病毒在雪貂和仓鼠身上的气溶胶传播。

烟雾的视觉类比可以帮助指导我们的风险评估和降低风险的策略。你只需要想象一下,他们遇到的其他人都在吸烟,目标是尽可能少地吸入烟雾。但在大多数情况下,新冠肺炎的传染性不是很强,不像麻疹:疾控中心表示,与新冠肺炎感染者近距离接触15分钟通常会导致传染,这提供了一个人可能需要吸入多少“呼出的烟雾”才能感染的估计。四处吸入一点“烟”是可以的,但持续一段时间、不戴口罩吸入大量“烟”是有风险的。(需要明确的是,实际吸烟不会增加感染的可能性。)。

我们应该继续做已经被推荐的事情:洗手,保持六英尺的距离,等等。但这还不够。必须提出一套新的、一致的和合乎逻辑的建议,以减少气溶胶传播。我建议以下几点:避免拥挤,室内,低通风,近距离,长时间,不戴面具,说话/唱歌/叫喊(“公民义务”)。这些都是气溶胶传播数学模型中的重要因素,也可以简单地理解为影响我们吸入多少“烟雾”的因素。

公民义务首先建议我们应该尽可能多地进行户外活动,就像一个世纪前,尽管冬天很冷,但学校为了避免结核病的传播所做的那样。考虑到户外活动在很大程度上降低了新冠肺炎传播的风险,令人难以置信的是,美国国民警卫队并没有忙于在全国各地的每一所学校搭起敞开的帐篷。也就是说,走到户外并不是防止传染的神奇保护:在空旷的地方刮风的一天,同时保持距离是非常安全的,但在高层建筑之间的狭窄通道里,在静止的空气中进行不带面具的近距离交谈是有风险的。

其次,即使我们能够保持社交距离,面具也是必不可少的。我们还应注意贴身佩戴口罩,因为口罩不仅是抵御弹道飞滴的护栏,也是防止“烟雾”通过缝隙渗入的一种手段。我们不应该摘下口罩说话,也不应该让没有戴口罩的人和我们说话,因为我们说话时呼出的气雾剂是呼吸的10倍。每个人都应该小心,不要袖手旁观。

便携式高效空气净化器可以很好地去除携带病毒的气溶胶,但不幸的是,它们的成本很高。临时风扇过滤器清洁器的制造成本不到50美元,已经在包括同行评议论文在内的多项测试中证明有效,在中国已经使用多年,以减少家庭污染的影响。它们可能会很嘈杂,也不是一个长期的解决方案,但它们可能会帮助我们度过接下来的几个月。紫外线杀菌系统在某些情况下可以有所帮助,但只有在通风和过滤不起作用的情况下才能起作用。我们还应该记住,空气净化不是灵丹妙药:如果我们用增加大量的空气净化来模拟斯卡吉特合唱团的爆发,感染率只会下降一半。花尽可能多的时间在户外,戴口罩,降低密度仍然是至关重要的,无论我们有多么好的通风和净化空气。

在一场快速发展的病毒大流行中,随着研究赶上病毒传播的速度,科学认识将不可避免地发生变化。然而,很明显,当涉及到传播新冠肺炎时,气溶胶比我们六个月前认为的更重要-当然也比公共卫生官员目前所说的更重要。世界卫生组织和美国疾病控制与预防中心等机构必须开始传播有关新冠肺炎气溶胶传播的科学信息--以及由此产生的必要的降低风险策略。如果不这样做,我们就会阻碍我们应对新冠肺炎日益严重的健康后果和不断增加的死亡人数的能力。

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