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作  者：Respiratory Sciences, University of LeicesterJ.W. Tang. et al翻  譯：西安秦皇醫(yī)院   桑  燁編  輯：高少卉導讀：隨著新冠大流行的肆虐，關于氣溶膠暴露產(chǎn)生的傳播，而不是通過飛沫和污染物直接或間接傳播的爭論也在不斷。這一場古老的辯論，被又一個呼吸道病毒大流行的出現(xiàn)再次點燃。在相關術語的定義和應用方面存在嚴重混淆，如飛沫、飛沫核、氣溶膠和顆粒（表1）。顯然，如果專業(yè)人員在定義這些術語存在差異，在理解科學方面會有問題。最終，很難、也許不可能達成共識。全世界相關各方對證據(jù)的解釋和應用方式不同。構(gòu)成支持氣溶膠傳播的充分證據(jù)的基線定義是多種多樣的。如果不能達成一致，辯論將繼續(xù)拖延下去、混淆這一問題，并使越來越多的人面臨風險，因為控制病毒所需的實際預防干預措施得不到足夠的支持。幾乎沒有任何直接證據(jù)表明新冠通過任何特定途徑傳播，對于任何呼吸道病毒的感染，通過大飛沫傳播從未被直接證明。引出這些傳播途徑所需的證據(jù)應包括基因組測序和源目標病原體的匹配(例如在污染物上或手上)與在受體中引起隨后疾病的原因，以及在研究之前或期間排除病原體菌株的任何其他來源的充分證據(jù)。然而，追蹤單一病毒的基因組研究非常困難和昂貴，而且可能失敗。表1  臨床醫(yī)生，氣溶膠科學家和一般公眾理解空氣傳播術語的差異術語臨床醫(yī)生氣溶膠專家一般公眾空氣傳播遠距離傳播，如麻疹；需要N95/FFP2/FFP3呼吸器（或同等）進行感染控制空氣中的任何東西空氣中的任何東西氣溶膠顆粒<5μm，介導空氣傳播；在氣溶膠生成過程中產(chǎn)生，也需要N95呼吸器懸浮在氣體中的任何大小的固體或液體顆粒的集合頭發(fā)噴霧和其他個人清潔產(chǎn)品飛沫顆粒>5μm，迅速下降到地面距離源1-2米；需要一個外科口罩，以控制感染液體微粒從滴管里出來的東西飛沫核蒸發(fā)到<5μm的飛沫的殘留物；與“氣溶膠”同義一個相關的術語，“云凝聚核”，指的是水凝結(jié)形成云滴的小顆粒從沒聽說過！顆粒病毒顆粒空氣中微小的固體或液體“膨脹像煙灰或灰燼為了達成對空氣傳播的理解和共識，該綜述提出了一系列與氣溶膠中病毒的科學有關的共同“神話。在下文中使用的“神話”一詞意味著一種普遍接受的關于病毒傳播的說法，值得重新和公正的考慮。每個神話都源于歷史研究，值得基于證據(jù)的審查，以重新評估當今的觀點。通過回顧支撐這些神話背后的科學，希望這篇文章將促進理解為什么共同的觀點已經(jīng)過時，以及為什么當前的證據(jù)指向不同的方向。神話1：“氣溶膠是直徑為小于或等于5μm的飛沫”這個神話起源于一個歷史上不正確的定義，最近被世界衛(wèi)生組織報道為“直徑小于5μm的飛沫被稱為飛沫核或氣溶膠”。由呼吸道分泌物和唾液形成的呼吸道飛沫是通過說話，咳嗽，打噴嚏甚至呼吸發(fā)散出來的。它們的直徑跨度從小于1μm到大于100μm。較小的飛沫迅速干燥到其原始直徑的20-40%，留下的殘留物稱為“飛沫核”，大多數(shù)臨床醫(yī)生認為等同于“氣溶膠”。直徑范圍廣泛的呼吸道飛沫可以在空氣中保持懸浮，被認為是空氣傳播。呼出的顆粒覆蓋了一個連續(xù)體（圖1）。人們不能明確地提出空氣中顆粒傳播直徑的界限，因為顆粒保持懸浮的能力除了其大小以外，還取決于許多因素，包括它們被驅(qū)逐的動力，以及周圍氣流的特點（速度、湍流、方向、溫度和相對濕度）。圖1。呼吸顆粒的范圍和潛在的傳播距離。藍色顆粒代表飛沫，通常直徑>100μm，在重力作用下落在源頭的2米內(nèi)。紅色顆粒代表氣溶膠，通常直徑<100μm，懸浮時間更長，但如果空氣靜止時間足夠長最終會落到地面上（至少30分鐘)。根據(jù)這個長期以來的定義（直徑>5μm），許多以前被歸類為“大”的顆?？梢员人^的“神話”1-2米距離走得更遠，在這個距離內(nèi)，這些顆粒被聲稱會掉到地面上?？紤]到這一點，即使是大顆粒也可以表現(xiàn)得像傳統(tǒng)的“氣溶膠”?！皻馊苣z”和“飛沫”都應該被認為是尺寸范圍的極端，它們的空氣傳播模式將根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境條件而有所不同。神話2：“所有大于5μm的顆粒都落在源頭的1-2米以內(nèi)”這是一個經(jīng)常重復但在科學上錯誤的說法。直徑5-10μm的呼出性顆粒在靜止的室內(nèi)空氣中受重力的影響緩慢地落到地面。從1.5米的高度需要8-30分鐘。然而，大多數(shù)房間通常的空氣流速為0.1-0.2m/s，這意味著這些顆粒太小，無法在源頭的1-2m內(nèi)沉降在地面上。飛沫必須大于50-100μm，才能在室內(nèi)源頭發(fā)出的1-2m內(nèi)有很高的概率著陸。局部湍流氣流可以延長這種懸浮時間甚至更長。眾所周知，大于50-100μm的飛沫可以在噴射的氣體中被攜帶超過1-2米，特別是在噴嚏或咳嗽期間。在靜止空氣中，不同尺寸的顆粒具有不同的沉降時間，可以通過物理定律準確地預測。（也就是斯托克斯定律)?；诖?，計算表明，即使直徑約為50μm的顆粒也需要20秒左右才能從1.5米的高度沉降至地面，并且應該被認為是氣溶膠。在人員較多的醫(yī)院病房和門診，湍流的空氣運動的影響可能導致這種大小的顆粒在空中停留更長的時間，并能夠移動至>2米的距離。空氣中懸浮顆粒的臨床相關時間段取決于通風，醫(yī)院通風系統(tǒng)提供清潔的空氣，將房間的空氣和其中包含的所有顆粒排出房間。當然，有些醫(yī)院沒有機械通風系統(tǒng)，在沒有打開的窗戶或門的情況下，空氣中的懸浮顆粒可能需要幾個小時才能在地面上。后者將對工作人員和病人都構(gòu)成風險，特別是在離源頭較近或未受面罩保護的情況下。神話3：“如果它是短距離的，它就不可能是空氣傳播的’為了討論這個誤區(qū)，接近1-2m的社會距離被定義為區(qū)分“近距離”和“遠距離”的標尺。人們普遍認為遠距離的傳播是空氣傳播的證據(jù)，但不可檢測的遠距離傳播并不排除空氣傳播。尤其是，短距離或近距離的空氣暴露和氣溶膠吸入(即超過交談距離)對于新冠的傳播來說仍然是重要的，甚至是主要的，即使遠距離傳播尚未得到證實。通過吸入方式輸送病原體可能發(fā)生在任何距離，但更有可能發(fā)生在近距離，因為氣溶膠更集中在離源頭更近的地方。這方面一個直觀的例子，可以通過觀察煙霧是如何從吸煙者與香煙之間的距離中消散的。從嗅覺可以感受到類似的現(xiàn)象。例如，如果你站得離午餐吃過大蒜或喝過酒的人足夠近，當你吸氣時，你可能會發(fā)現(xiàn)這一點，但當你走的越來越遠時，氣味就會消失。然而，如果你確實在呼出的氣體中聞到了午餐時的氣味，你也可能吸入了呼出氣體中的任何病毒。這種遭遇通常發(fā)生在交談距離（大約1米或更?。?。流感研究表明，呼氣和談話可以在交談距離內(nèi)攜帶活病毒，可以被附近的易感人群吸入。這些實驗表明，在1米內(nèi)，受感染者在短對話距離內(nèi)產(chǎn)生存在空氣中的不同大小的顆粒病毒。雖然到目前為止，還沒有基因型證據(jù)表明吸入病毒會導致人類冠狀病毒疾病(COVID-19)，但除了吸入氣溶膠的新冠外，許多暴發(fā)很難解釋。氣溶膠存在于接近傳染源（<1米）的范圍內(nèi)，顯然，濃度高于較遠的范圍。較長范圍（>2米)傳播的風險與近距離(<1米）感染的風險相比可能更小，但它仍然可能發(fā)生，而且意義重大。不幸的是，當病原體在社區(qū)中已經(jīng)廣泛存在時，多個來源能夠在不同的距離內(nèi)傳播病毒，病原體的長距離傳播事件很難證明。神話4：'如果基本傳染數(shù)R0不像麻疹那么大，那么它就不能通過空氣傳播基本傳播數(shù)（R0）通常定義為在均勻分布但完全易感的人群中，由于出現(xiàn)一個單一感染“指數(shù)”病例而引起的繼發(fā)病例的平均數(shù)。這個聲明的關鍵問題是R0與是否通過氣溶膠吸入傳播疾病無直接關系。R0表示在與一個感染者接觸后有多少人受到感染，但與傳播機制無關。各種微生物可以通過空氣傳播，但不一定是人與人之間的傳播。例如，引起漢坦病毒肺綜合征的漢坦病毒和引起炭疽的炭疽桿菌都有動物宿主，通過吸入獲得，但它們不通過人與人傳播。他們的R0=0,仍被認為是空氣傳播的疾病。由于許多的COVID-19病例是無癥狀的，R0更難評估。當患者出現(xiàn)“流感樣疾病”、輕微癥狀或根本沒有癥狀時，繼發(fā)病例的數(shù)量更難確定。人們不一定會知道自己已經(jīng)暴露或意識到自己有能力將感染傳染給他人。它們不會自我隔離，也不會被算作潛在的繼發(fā)病例。這使得不可能聯(lián)系和跟蹤每一個參與特定暴露事件的人，除非記錄全面的細節(jié)。此外，不能排除在他們?nèi)粘Ｉ钪衼碜圆煌瑏碓吹目赡軐е孪嗤腥镜钠渌佑|。即使在單一爆發(fā)事件可能與傳染源有關的情況下，同一來源也可能已經(jīng)傳播了無法輕易追蹤和統(tǒng)計的其他次要病例。COVID-19可能會發(fā)生大量的癥狀前傳播，而且與SARS-CoV-1相似，并非所有的受感染的患者都具有同等的傳染性。現(xiàn)在有充分的證據(jù)表明，其他呼吸道病毒，如流感、SARS-Co-V-1、中東呼吸道綜合征冠狀病毒和呼吸道合胞病毒，通過空氣傳播，因此這種“打破神話”的基本原理的類似應用也適用于這些病毒的傳播。神話5a：'如果是空氣傳播，外科口罩（或布面罩）將不起作用這個說法是錯誤的，因為它本質(zhì)上是作為一個過于簡化的二進制設想[即口罩（完全)起作用或不起作用(根本）對抗呼吸道顆粒中的病毒]。一些實驗室研究已經(jīng)表明，外科和自制的口罩在限制呼出的顆粒和保護佩戴者免受他人吸入顆粒物方面有一些（但不完全）的效果。手術口罩可以包含，并因此減少，由受感染的佩戴者脫落的病毒的傳播高達3-4倍(即 約67%-75%)，就季節(jié)性冠狀病毒而言甚至是100%。當有感染者戴口罩或面罩時，呼出的氣流的大小也會減小，這也有助于附近的人減少暴露的風險。外科口罩還能保護佩戴者，使來自感染者的飛沫和氣溶膠的暴露減少平均6倍。外科口罩在微米大小范圍內(nèi)的過濾能力往往是相當大的，盡管它在品牌之間有所不同。眾所周知N95/FFP2的過濾能力更好，如果他們已經(jīng)進行了適當?shù)臄M合測試去避免呼吸器側(cè)面的氣溶膠泄露到呼吸區(qū)。即使是自制的布面罩(由茶巾或棉質(zhì)t恤制成)也能減少進入粒子的暴露量2-4倍(即約50%-75%)。這主要取決于面具是如何制作的，它是由什么材料制成的，層數(shù)，以及暴露的呼吸道分泌物的特征?；谥С諧OVID-19的空氣傳播的證據(jù)，應建議一線醫(yī)療保健人員使用N95/FFP2/FFP3呼吸器。對于那些不能忍受長期佩戴這些口罩的人來說，限制較少的外科手術口罩仍然能提供一些保護，但需要承認的是，這些口罩不會很有效。神話5b：“病毒的大小只有100nm(0.1μm)，所以過濾器和口罩不會起作用這個神話與神話5a有關。對于這個神話，有兩個層面的誤解需要深思熟慮。首先，人們對高效微粒空氣過濾器(HEPA)和其他過濾器實際上是如何工作的缺乏了解。它們不起簡單的“篩子”的作用，而是通過撞擊和攔截（通過直接碰撞或掠擊，更快的移動粒子撞擊并粘附在口罩纖維上)、擴散(較慢移動的粒子接觸并粘在口罩纖維上和靜電力(帶電相反的粒子和口罩纖維相互粘附)從氣流中去除顆粒。它們共同創(chuàng)造了一個“動態(tài)碰撞陷阱”，因為粒子以不同的速度通過纖維之間的空氣通道網(wǎng)絡。最小過濾效率通常發(fā)生在直徑約0.3毫米的顆粒。比這個“最具穿透性的粒徑”更小的顆粒會被更有效率地捕獲，因為它們的布朗運動（允許在原子水平上擴散）導致它們以較高的速度與過濾器中的纖維碰撞。大于這個極限直徑的顆?？梢酝ㄟ^撞擊和攔截被有效地去除。其次，參與傳播感染的病毒通常不是“裸體的”的。它們以含有水、鹽、蛋白質(zhì)和其他呼吸道分泌物成分的飛沫形勢被排出人體。唾液和粘液飛沫比病毒大得多，而總體尺寸決定飛沫和氣溶膠如何移動并被口罩和過濾纖維捕獲。HEPA（或“阻聚”）過濾器可以捕獲99.97%或更多的直徑為0.3μm(300nm)的粒子。呼出的唾液/粘液飛沫從大約0.5毫米的大小開始，并完全通過HEPA過濾器去除。事實上，除醫(yī)療保健外，大多數(shù)商業(yè)建筑的通風系統(tǒng)不嚴格需要HEPA過濾，手術室、潔凈室、實驗室和隔離室等專門區(qū)域從顆粒的單程捕獲中受益。獨立的“便攜式”空氣凈化器，通過內(nèi)置的HEPA過濾器過濾房間空氣，對于辦公室和教室等非專業(yè)領域來說是一種選擇，盡管它們的性能可能受到不完全的混合、噪音和通風效果的限制。神話6：“除非它生長在組織培養(yǎng)中，否則它是不具傳染性的病毒培養(yǎng)異常的困難，這也是為什么細胞培養(yǎng)中的病毒分離與分子方法檢測相比不那么敏感的一個原因。這在一定程度上是因為在細胞培養(yǎng)中成功引發(fā)感染需要一種以上的病毒。例如，利用流感病毒，F(xiàn)abian等人發(fā)現(xiàn)了TCID50(即感染50%體外細胞單分子層所需的病毒量）代表約為300個基因組拷貝數(shù)；這與Van Elden等人先前估計的100-350個拷貝數(shù)相似。但小于魏等人報道的650個拷貝數(shù)。目前可用的空氣采樣技術進一步加劇了靈敏度的差異。大多數(shù)研究使用高速“撞擊器”，將空氣中的任何空氣傳播病毒吸入起泡的液體病毒培養(yǎng)基中。然而，這些空氣取樣裝置在空氣-液體界面產(chǎn)生高剪切力和劇烈混合，這可能會損壞病毒表面蛋白并阻止它們在培養(yǎng)基中生長。相反，人自然的呼氣和吸氣流速要慢得多，這使得它們不太可能對病毒造成剪切壓力損傷。顯然，空氣采樣技術沒有準確地復制通過吸入導致人類呼吸道感染的機制。因此，未能在空氣樣本中檢測到活病毒并不一定能證明在用分子方法檢測病毒RNA的樣本中沒有活的病毒。根據(jù)預防原則，在空氣樣本中發(fā)現(xiàn)病毒RNA應被解釋為更有可能表明往往存在活病毒，而預防原則應始終加強有效的感染控制。對于新冠，兩個不同的研究小組最近證明了在病房的氣溶膠樣本中存在傳染性新冠病毒。由于上述原因，這些研究很可能低估了可供其他人吸入的活的空氣傳播病毒的數(shù)量。結(jié)論這篇綜述試圖澄清和消除一些關于科學支撐病毒在空氣中傳播的共同神話。當考慮到如何產(chǎn)生和傳播呼吸氣溶膠的物理、流行病學和病毒學原則時，如何能(或不能）容易地識別繼發(fā)感染病例；以及適當?shù)母腥究刂拼胧┤绾文軌蚝痛_實影響傳播風險時，所提出的神話很容易被打破。有越來越多的證據(jù)支持新冠的存在和傳播通過吸入空氣中的病毒。暴露于空氣中的小顆粒物同樣，甚至更可能導致新冠感染，因為更廣泛的公認的是通過較大的呼吸液滴和/或直接接觸受感染的人或受污染的表面?zhèn)鞑ァ?div style="height:15px;">