氣溶膠傳播病毒,風險有多高?_風聞
大主教阿塔尼斯-来,拿上这把太阳能战斧,去拥抱战斗的荣耀吧!2020-02-12 08:56
本文轉自微信公眾號“環球科學”,作者:楊心舟
圖片來源:美國CDC
上週,在上海的新型冠狀病毒疫情發佈會上,一位專家表示“可以確定的新冠病毒傳播途徑主要為直接傳播、氣溶膠傳播和接觸傳播”,這番話一度引發熱議,也讓氣溶膠傳播成為人們關注的焦點。儘管後續新聞證實,這番話只是專家表述有誤,新冠病毒能否通過氣溶膠傳播還有待研究,但很多人還是充滿了擔心:如果新冠病毒真的能通過氣溶膠傳播,它會造成更大的威脅嗎?
根據目前的官方消息,新型冠狀病毒主要的傳播途徑還是呼吸道飛沫傳播和接觸傳播,氣溶膠和糞口傳播途徑尚待進一步明確。
其中,直接傳播是指患者打噴嚏、咳嗽或説話時產生的飛沫,被周圍的人吸入體內導致的感染;接觸傳播是指飛沫沉降在物品表面,手部接觸污染源後,再用手接觸口腔、鼻腔、眼睛等部位的粘膜,從而導致感染。而氣溶膠傳播,是指飛沫混合在空氣中,形成氣溶膠,吸入後導致感染。
什麼是氣溶膠?
氣溶膠並不只是和病毒相關的現象,而是指懸浮在氣體(如空氣)中所有固體和液體顆粒(直徑 0.001~100微米)。因此,在地球上,上至平流層,下至地表都充斥着氣溶膠顆粒物,可以説是我們周圍就是一個“氣溶膠世界”。
我們平時見到的雲和霧都屬於氣溶膠,霾也是氣溶膠。這些氣溶膠可能會通過呼吸進入我們身體。根據直徑(小於2.5微米或者10微米),顆粒物被定義為PM2.5或者PM10。一些氣溶膠顆粒甚至比病毒還小。一般直徑小於5微米的顆粒物就能很輕易地沿着呼吸道進入肺泡,而5~10微米的顆粒物則會侵入支氣管。
當病患咳嗽或者打噴嚏時,就會釋放大量含病毒的液滴,包括大液滴和直徑較小的氣溶膠。前者就是直接(飛沫)傳播——液滴直徑在20微米以上,通常傳播距離較短,液滴還沒有蒸發就被其他人吸入。後者則是氣溶膠傳播,液滴要比大液體更輕、更小,直徑小於5微米,因此在空氣中很難沉降下來,會隨着氣流傳播很遠。而一些病毒就可能被包含在這些小顆粒的氣溶膠中,隨着液體被蒸發,最後剩下感染性的病毒核酸,這也是醫生和科學家擔心傳染性疾病中出現氣溶膠傳播的原因。
左側感染者可以通過多種氣溶膠形式傳播,包括近距離接觸被易感者吸入(上);空氣傳播氣溶膠被易感者吸入(中);沉降後被易感者手接觸並觸碰自身黏膜傳播(下)。
氣溶膠傳播威脅有多大?
氣溶膠傳播的威脅有多大,是不是空氣中會佈滿病毒顆粒?對於新型冠狀病毒,我們還知之甚少,但我們可以通過研究比較詳細的流感病毒一探究竟。
2009年,美國暴發H1N1甲型流感後,一些研究針對流感病毒的氣溶膠傳播進行了分析。荷蘭鹿特丹伊拉斯姆斯醫學中心的科學家發現,氣溶膠不僅出現在咳嗽或打噴嚏時,**即使是正常的呼吸也會釋放一些氣溶膠顆粒,而通過口腔呼吸時產生的氣溶膠顆粒的直徑大多小於1微米。**相較於偶爾一次咳嗽產生的氣溶膠,長期處於不通風的密閉環境中,正常呼吸產生的氣溶膠數量不容小覷。
研究者收集並分析了氣溶膠中的流感病毒核酸,在12名受試者的呼吸氣體樣本中,有4名受試者的樣本中檢測出了流感病毒RNA,而且,這些受試者呼出的氣溶膠顆粒中,87%的顆粒的直徑小於1微米。而另一項針對急診室病人氣溶膠傳播的分析中,研究者在流感高發季節收集了急診室中的氣溶膠樣本,其中多個樣本都顯示含有甲型流感病毒RNA。
由於現實中很難實時監測氣溶膠顆粒和飛沫的傳播過程,因此,科學家常用數學模型和計算機模型來模擬氣溶膠顆粒的傳播。在病人沒有咳嗽或者打噴嚏時,醫護工作者在其身旁呆上15分鐘,由手觸碰病毒再感染黏膜的幾率大約為2.9%,而通過氣溶膠(5微米顆粒)感染的幾率只有0.00083%,也就是不到十萬分之一。
在距離醫務工作者0.6米內咳嗽,他們被大液滴直接感染的風險會上升,達到14%。而在有咳嗽症狀的患者的房間中停留15分鐘的話,受到直接感染的幾率為2.1%,而受到氣溶膠感染的幾率為0.045%(不到萬分之五)。因此,對於流感病毒,受氣溶膠感染的概率遠低於直接感染的幾率。
傳播距離越遠,氣溶膠中病毒越少
對於甲型流感病毒,發表在《自然-通訊》雜誌的一項統計分析指出,在同一家庭的感染病例中,勤洗手或者注意防止直接傳播還不足以完全避免感染,因為即使保持手部衞生和戴口罩也難以降低家庭性甲流感染風險,其中,氣溶膠傳播就有重要影響。當然,這個結論只是針對甲型流感病毒,並且是相對密閉的家庭環境。
為了在實驗室模擬病毒的氣溶膠傳播過程,沙特阿卜杜拉國王科技大學的研究人員構建了一種特殊的病毒模擬傳播模型,這個模型包括了含有病毒的氣溶膠,以及用於檢測病毒濃度的設備。一旦氣溶膠被釋放後,實驗室會朝着特定的方向吹風,並在下風區檢測病毒。
離病源越遠,病毒濃度會不斷下降。
離下風區越遠,病毒濃度會越低。
研究人員模擬了病人在正常呼吸時釋放的病毒氣溶膠。結果顯示,**隨着氣溶膠傳播距離增加,病毒濃度也會不斷下降。**儘管模型沒有展現出完整的線性關係,但這篇論文認為,只要離病源足夠遠,病毒濃度就會很快下降,這對於理解和預防氣溶膠傳播有很好的借鑑意義。而中日友好醫院疾病預防控制處副處長郭麗萍在接受新華社採訪時也表示,“雖然氣溶膠傳播比飛沫傳播遠,但病毒相對濃度較低,致病力會大減。”
除了遠離病毒源,世界衞生組織也指出,**這些氣溶膠中所包含的病毒會隨着傳播距離的增加而逐漸失活和分解。**並且,氣溶膠通常在密不通風的環境中存在時間較長,而在自然環境中,在風和水的作用下,這些小小的氣溶膠顆粒很容易與其他介質結合,這樣會加速病毒核酸的降解。而根據流感病毒的防治經驗,只要保持一定的室內通風量,就可以極大地減少氣溶膠感染的可能。
儘管現在還沒有直接證據證明新冠病毒會通過氣溶膠傳播,但提前進行預防是非常有必要的。我們不需要過度恐慌,但也不能夠掉以輕心,比如取消聚集性活動,不去密閉場所活動。而常開窗,多通風,保持室內空氣的流通肯定是有利於減少氣溶膠感染的。