Как коронавирус распространяется по воздуху?

Некоторые исследования предполагают, что вирус, вызывающий COVID-19, может сохраняться в форме аэрозоля. Но потенциал передачи зависит от многих факторов, включая инфекционность, дозу и вентиляцию.

После нескольких месяцев пандемии, унесшей сотни тысяч жизней и уничтожившей экономику по всему миру, ученым все еще не хватает полного понимания того, как вирус, вызвавший его, передается. В некоторых местах блокировки уже ослабевают, и люди готовятся вернуться к версии работы и социальной жизни. Но упорно остается важный вопрос: может ли возбудитель за COVID-19 будет «в воздухе»?

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США и Всемирной организации здравоохранения, новый коронавирус в основном распространяется каплями от кого-то, кто кашляет, чихает или даже разговаривает в нескольких футах от него. Но анекдотические сообщения намекают, что это могло быть передано через частицы, взвешенные в воздухе. После посещения хоровой практики в штате Вашингтон в начале марта у десятков людей были диагностированы или развились симптомы COVID-19, даже если они не пожали друг другу руки или не стояли близко друг к другу. По крайней мере двое умерли. После ужина в ресторане с кондиционером в Китае в конце января три семьи за соседними столами заболели вирусом — возможно, из-за взорвавшихся в воздухе капель.

Чтобы рассмотреть возможность распространения нового коронавируса по воздуху, прежде всего необходимо понять, что ученые подразумевают под «бортовым». Термин относится к передаче патогена через аэрозоли — крошечные дыхательные капельки, которые могут оставаться взвешенными в воздухе (известные как ядра капель) — в отличие от более крупных капель, которые падают на землю в пределах нескольких футов. В действительности, однако, различие между каплями и аэрозолями не является четким. «Разделение между так называемым» воздушно-капельным «и» капельным распространением «действительно является спектром», особенно когда речь идет об относительно небольших расстояниях, — говорит Джошуа Сантарпия, доцент кафедры патологии и микробиологии в Медицинском центре Университета Небраски.,

Воздушное распространение было предположено для других смертельных коронавирусов, включая те, которые вызывают тяжелый острый респираторный синдром (SARS) и ближневосточный респираторный синдром (MERS). Несколько исследований показывают, что новый коронавирус, SARS-CoV-2, может существовать как аэрозоль в медицинских учреждениях. Но многое остается неизвестным относительно того, является ли аэрозольный вирус инфекционным и какое количество вируса нужно подвергать воздействию, чтобы заболеть, известное как минимальная инфекционная доза. Даже если передача аэрозоля происходит, неясно, насколько она распространена по сравнению с другими путями передачи, такими как капли или поверхности. Раскрытие этой информации жизненно важно, особенно учитывая тот факт, что люди могут распространять SARS-CoV-2, когда у них нет симптомов.

Возможно «Коронавирус находится в воздухе?» это неправильный вопрос. По словам Стэнли Перлмана, профессора микробиологии в Университете Айовы, у COVID-19 может быть потенциальное распространение в воздухе. «Но важен ли [этот маршрут] клинически, действительно вопрос, о котором каждый хочет знать», — говорит он.

СВИДЕТЕЛЬСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ АЭРОЗОЛЯ

Некоторые из наиболее убедительных доказательств того, что воздушная передача нового коронавируса может быть возможной, получены в исследовании, опубликованном в конце прошлого месяца в журнале Nature., В нем исследователи измерили генетический материал вируса, или РНК, в аэрозолях, отобранных в феврале и марте, в двух больницах в Ухане, Китай — городе, где, как широко полагают, началась вспышка. Исследователи обнаружили очень низкий уровень переносимой по воздуху вирусной РНК в изоляторах больниц и в вентилируемых палатах. Но в некоторых туалетных зонах пациентов были заметно более высокие уровни. Они также обнаружили высокий уровень вирусной РНК в местах, где медицинские работники снимают защитное снаряжение, а также в двух местах, подверженных скоплению людей, рядом с больницами. «Наше исследование и несколько других исследований доказали существование аэрозолей SARS-CoV-2 и подразумевали, что передача аэрозоля SARS-CoV-2 может быть незаменимым маршрутом от инфицированных носителей к кому-то  поблизости», — говорит соавтор исследования Ke Lan,

Препринт (еще не опубликовано) исследование под руководством Santarpia и его коллеги так же нашли доказательства вирусного загрязнения в пробах воздуха и поверхностей из помещений, где COVID-19 пациентов были держали в изоляции. «Я думаю, что многие из нас, в том числе и я, очень сильно чувствуют, что воздушный путь передачи очень возможен», — говорит он. «Я бы не стал называть это проверенным любыми способами. Но я думаю, что есть все больше доказательств в поддержку этого».

Как в исследовании» Природа», так и в статье Сантарпии измерялась вирусная РНК, а не фактический вирус, поэтому не ясно, что материал, обнаруженный в аэрозолях, был функционально инфекционным. «Поиск РНК не говорит вам [о том, что] у вас есть аэрозольное распространение», — говорит Перлман, который не участвовал ни в одном из исследований.

Другая статья, недавно опубликованная в Медицинском журнале Новой Англии, показала, что инфекционный вирус SARS-CoV-2 может оставаться в аэрозолях в течение не менее трех часов — и нескольких дней на различных поверхностях — в лабораторных условиях. Но количество жизнеспособного вируса значительно уменьшилось за это время. Ученые не знают инфекционную дозу SARS-CoV-2. (Исследования по гриппу показали, что для того, чтобы кто-то  заболел, достаточно всего трех вирусных частиц).

В целом, большинство доказательств того, что SARS-CoV-2 может передаваться по воздуху, получены в клинических условиях, в которых, как правило, много больных, и могут проводиться инвазивные процедуры, такие как интубации, которые могут вызвать кашель у пациентов, генерирующих аэрозоли. Не ясно, насколько репрезентативны повседневные среды в этих областях. «Существует не так много убедительных доказательств того, что распространение аэрозоля является основной частью передачи» COVID-19, говорит Перлман.

Однако эта оценка не означает, что она не происходит. Бенджамин Каулинг, руководитель отдела эпидемиологии и биостатистики в Школе общественного здравоохранения Гонконгского университета, говорит, что существует распространенное заблуждение, что если вирус вообще может распространяться по воздуху, он должен иметь возможность распространяться на большие расстояния, Он приводит аналогию с тем, чтобы быть в ресторане, где кто-то  курит: «Если человек на другой стороне ресторана курит, вы, вероятно, не почувствуете его запах и даже не заметите. Это потому, что дым никогда не достигнет тебя»,  — говорит он. «Это не значит, что там не производится дым». Другими словами, то, что SARS-CoV-2 не может передаваться на большие расстояния, это не означает, что он не находится в воздухе. Как сигаретный дым, частицы аэрозоля распространяются вокруг человека в облаке,

По словам Каулинга, даже если аэрозоли не распространяются дальше, чем большинство капель, часто упоминаемое “ правило шести футов» для социального дистанцирования может зависеть от обстоятельств. Если есть вентилятор или кондиционер, инфекционные аэрозоли (или даже капли, как предполагалось в случае с этим рестораном в Китае) потенциально могут вызвать отвращение у кого-то, кто находится по ветру.

Некоторые данные свидетельствуют о том, что разговор может быть важным способом передачи вируса. Исследование опубликовано 13 мая в Известиях Национальной академии наук США. использовало рассеяние лазерного света для визуализации крошечных капель слюны, выбрасываемых во время речи. Исследование не измеряло капли с жизнеспособным вирусом SARS-CoV-2. Но если предположить, что капли содержат семь миллионов вирусных частиц на миллилитр, минута громкой речи может генерировать более 1000 вируссодержащих капель, которые могут висеть в воздухе в течение восьми или более минут, пишут исследователи в исследовании. «Существует значительная вероятность того, что нормальная речь вызывает передачу вируса в воздухе в условиях ограниченного пространства», — заключают они.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РИСК РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПО ВОЗДУХУ

Обтекание гипотезы предполагает, что многие респираторные вирусы могут передаваться воздушно-капельным путем, но степень заразности низкая. Для сезонного гриппа базовое число размножения, или R ₀ — техническое обозначение для среднего числа людей, зараженных больным, — составляет около 1,3. Для COVID-19, по оценкам, он находится где-то  между двумя и тремя (хотя, возможно, достигает 5,7). По сравнению с корью, у которой R _{0 находится} в диапазоне от 12 до 18, эти значения позволяют предположить, что большинство людей с заболеванием, вызванным SARS-CoV-2, не являются чрезвычайно заразными.

Но есть кажущиеся исключения, такие как хоровая практика в штате Вашингтон, говорит Коулинг. СиДиСи отчет о событии, опубликованном 12 мая  обнаружил, что из 61 людей, которые участвовали в 2,5-часовую практику (один из которых имел коронавирус симптомов), 32 развитых подтвержденную COVID-19 инфекций и 20 развитых вероятные. В отчете сделан вывод, что «передача, вероятно, была облегчена близостью (в пределах 6 футов) во время практики и дополнена актом пения» и это пение «могло способствовать передаче через эмиссию аэрозолей, на которую влияет громкость вокализации». По неизвестным причинам некоторые люди заражают гораздо больше людей, чем другие. Эти так называемые суперпредставители были задокументированы также во время вспышки атипичной пневмонии в 2003 году. В том, что стало известно как правило 20/80, около 80 процентов случаев передачи инфекционных заболеваний могут быть связаны только с 20 процентами случаев, отмечает Коулинг. «Мы не знаем, как определить эти 20 процентов», — говорит он. «Но если бы мы смогли каким-то образом, то это было бы серьезным достижением».

Вентиляция, вероятно, также играет важную роль в том, насколько легко вирус может передаваться по воздуху. Внутренние пространства, вероятно, представляют более высокий риск, чем наружные, особенно если они плохо проветриваются, говорят Коулинг и другие. Переполненные места, такие как бары, рестораны и поезда метро, ​​могут быть опасными, особенно если люди не имеют симптомов и проводят в таких местах длительное время. Меры предосторожности могут включать лучшую вентиляцию, регулярную чистку и ношение маски.

Коулинг является соавтором исследования, опубликованного в начале апреля в журнале Nature Medicine, пациентов с респираторными инфекциями в амбулаторной клинике в Гонконге в период с 2013 по 2016 год. Это исследование выявило РНК от сезонных коронавирусов — типа, вызывающего простуду, а не COVID-19 — а также вирусы сезонного гриппа и риновирусы, как в каплях, так и в аэрозолях при выдохе пациентов. В статье под руководством Нэнси Люн, доцента Школы общественного здравоохранения при Гонконгском университете, установлено, что ношение хирургических масок снижает количество РНК гриппа в каплях и сезонной РНК коронавируса в аэрозолях.

Хотя в исследовании не рассматривался COVID-19 конкретно, полученные данные подтверждают, что ношение маски является эффективным способом ограничения передачи вируса от инфицированного человека, известного на медицинском языке как контроль источника. Существует не так много доказательств того, что маски передают защиту здоровым людям, хотя это возможно (и может зависеть от типа маски). Однако, учитывая распространенность бессимптомной инфекции с применением COVID-19, существует определенное оправдание универсального ношения маски, чтобы предотвратить заражение других людей, которые не знают, что они больны. По словам Коуллинга, в Гонконге, где эпидемия была относительно под контролем, подавляющее большинство населения носит маски.

Вероятность передачи по воздуху, особенно по сравнению с другими маршрутами, такими как капли или поверхности, остается неясной. Большинство исследователей до сих пор считают, что новый коронавирус в основном распространяется через капли и прикасается к инфицированным людям или поверхностям. Поэтому тщательное мытье рук и социальное дистанцирование по-прежнему являются наиболее важными мерами, которые люди могут предпринять, чтобы избежать заражения.

Леунг ставит риски в перспективе. Она говорит, что большая часть того, что люди знают о передаче аэрозоля, связана с туберкулезом, корью и ветряной оспой, и эти патогенные микроорганизмы обычно имеют высокую проницаемость и могут распространяться на большие расстояния. «Поэтому традиционное мышление заключается в том, что, как только вы упоминаете о передаче аэрозоля, все очень волнуются, потому что [они предполагают, что вирус обладает] более высокой проницаемостью и что его труднее контролировать», — объясняет она. Но даже если есть воздушно-капельная передача, это может произойти только на небольшом расстоянии — в пределах которого другие пути заражения могут быть столь же вероятными — или даже больше. Таким образом, добавляет Люнг, «наличие более высокого риска передачи аэрозоля само по себе не обязательно приводит к большей передаче».

Узнайте больше о вспышке коронавируса в журнале Scientific American здесь и прочитайте репортажи из нашей международной сети журналов здесь.

Примечание редактора (14.05.20): Эта статья была обновлена ​​после публикации и теперь содержит новую информацию о капельках, распространяемых в ходе разговоров, и о практике хора в штате Вашингтон, которая вызывает отвращение у многих людей.

источник

фото Getty Images

COVID19,  аэрозоли,  воздушный 

07.06.2020, 1076 просмотров.