原创 关于气溶胶传播的科学争议,没结论,自己凭脑子判断
2020年02月08日 【健康号】 徐高峰     阅读 11167

真相也许没人知道

今天上午关于病毒可以通过气溶胶传播的消息发布,网上相关议论纷纷,仿佛有人的地方就不安全,如何看待,官方结论出来之前,我整理了一下相关说法,大家自行判断;我会在最后说下个人意见。

一 起因

二:被引用的较多的关于气溶胶的解释:

    

可能大家都有过这种经历:走在楼道里甚至路上,明明周围几十米之内都没有人,但仍然可以闻到烟味。我们闻到的就是烟草燃烧后形成的几百纳米左右的颗粒。

越小的颗粒,空气的粘性作用就越明显。微米级的颗粒在空气中像是芝麻撒在蜂蜜里,几乎不下沉。定量来说,静止空气中同一高度的小颗粒停留时间跟其表面积成反比。对于1微米的颗粒,在静止空气中沉降时间为1小时以上。而环境中总有风吹草动,于是这些颗粒几乎永远不会沉降,始终停留在空气中。这也是为什么抽烟的人可能早已经消失不见,但余味还久久不散。

这种在气体中稳定分散悬浮的液态或固体小颗粒叫做气溶胶(aerosol)[3]。之所以翻译为 “胶”,大约就是取颗粒与媒介之间黏黏糊糊、难分难舍之意。

含有新冠病毒的飞沫核尺寸就在亚微米到微米的范围,与烟草燃烧后的颗粒尺度类似。因此,飞沫核在空气中可以悬浮很久,并且在空气中湍流的推波助澜下漂移到远方。飞沫核中的冠状病毒有蛋白质膜壳的保护, 可能在相当长的时间保持活性。若是被人吸入体内,就有可能导致感染新型冠状病毒。

2020年2月1日深圳第三人民医院(南方科技大学第二附属医院)在某些新冠肺炎患者的粪便中检测出新冠病毒核酸(RNA)阳性。虽然检测出 RNA不等同于是有活性的病毒,但可能性是有的,这使 “粪口传播” 引起关注。

不过,“粪口传播” 不大可能通过吃,而主要可能是通过气溶胶和呼吸传播。这是因为与呼吸活动类似,排泄活动也可以产生气溶胶。排泄活动也是牵扯到软物质和复杂流体(液体和气体)的力学过程,这些过程甚至可能比较剧烈,因此产生气溶胶是也很自然的。

2003年,香港淘大花园E座发生321人感染SARS病毒,致死42人,就被认为极大可能性是气溶胶传播。感染病毒的排泄物在上百米高的污水管道中下落,与气流的相互作用也形成一个雾化过程。这些雾滴通过8楼的管道裂缝和几家住户没有被水封好的U型管逃逸,最终蒸发成为气溶胶形式的感染源。由此可见,公共卫生是一个系统工程,容不得短板。

气溶胶的传播距离之远可能超过我们的想象。一个相关的研究证据是澳大利亚昆士兰地区涉及437个马场的马流感传播事件(Davis等 [4])。这些马场间距平均距离约为1公里,最远达13公里。马流感开始时,隔离政策的宣传和执行都很到位,没有马与马的近距离直接接触,但仍发现很多马被感染。原来,感染区域与风向也密切相关!这些证据说明马流感在气溶胶模式在固定风向的作用下可能具备公里级的超长距离的传播能力。中国城市人口密度极高,比如深圳达到每平方公里1万人,因此具有长距离传播能力的气溶胶不容忽视。

温和的呼吸:防不胜防的危险

与喷嚏、咳嗽、说话相比,病毒携带者的正常呼吸是最温和的活动,但也是最防不胜防的。这是因为,在呼吸的时候,肺部在做大量、长时间的雾化,并且雾化的颗粒极小。肺是神奇的器官,像一棵倒置的大树,主干分成枝丫,支气管在肺内多次分支可达25级,最后形成基本单元肺泡,直径跟头发丝相当。有种假说是:肺泡在一呼一吸之间,所夹的粘液分开,像一个小肥皂泡破裂,瞬间产生极小的小液滴。这些液滴完全没有惯性,会随着呼出的气流出来进入空气中(Tellier等 [5])。此外,肺炎是下呼吸道感染,也就是说下呼吸道的病毒含量更高。而成人约有4亿个肺泡,总表面积上百平米,并且我们每时每刻都在呼吸。通过RT-PCR测量甲流患者每分钟排出3至20个RNA,其中近90%的呼出颗粒直径小于1微米(Fabian等 [6])。换算一下,大约15分钟的呼吸,病毒数目即可达到甲流的感染剂量。也就是说,新冠病毒携带者哪怕不咳嗽、不打喷嚏,也会悄无声息不间断地释放含病毒的气溶胶。因此,确诊和疑似的病人要坚决隔离。

科学家发展了动物模型来研究病毒在哺乳动物间的传播途径。值得注意的是甲流的几内亚猪(guinea pig)模型。感染了甲流的几内亚猪会有发热症状,但是不咳嗽,这就排除了大飞沫传染的可能性(Lowen等 [7])。但研究发现,相距三英尺的两个笼子中的几内亚猪仍然可以被感染,这是呼吸导致的气溶胶传染模式的有力证据。

再来看中国疾病预防控制中心、国家卫健委、人民卫生出版社联合出版的《新型冠状病毒感染的肺炎公众防护指南》中提出的传播途径,就可以理解为什么要重视气溶胶传播。在这三种传播途径里,“直接传播”(即“飞沫传播”)可以通过戴口罩有效防护,而且喷嚏基本上是声势浩大的一锤子买卖;并且通常咳嗽的频率也较低(流感病人大约每小时咳嗽两次左右)。“接触传播” 途径可以靠勤洗手、勤消毒来切断。早在1982年Bean等[8]就发现流感病毒在硬且光滑的表面可以存活24-48小时,但在皮肤上5分钟内病毒的感染性就减少100至1000倍;流感通过手口典型的感染概率仅为万分之一至百分之一(Nicas & Best [9])。也就是说手口接触不大可能成为主要病毒传播途径。相比之下,我们对 “气溶胶传播” 途径的认识还显得薄弱。

有学者报道 [10],在气溶胶状态下,一小时后病毒都可能保持感染能力。他们认为呼吸道上皮细胞可能脱落并成为病毒离开人体的载体,为病毒保持活性提供条件。而这一小时内气溶胶凭借风势可以上青云也可以传播到几公里外的地方。当然我们也不必过于担心,因为长距离伴随着病毒浓度的急剧下降,可能远远低于感染剂量。但是这会引申出不少有意义亟待研究的科学问题。比如,以人流密集的火车站、传染病医院为中心,含病毒气溶胶密度在几公里之内的扩散是怎样的?相对恒定的风向导致的局部病毒浓度偏高是否可达到感染阈值?楼宇的间隙是否有导致局部浓度升高的可能?地貌突变和建筑周围产生的回流对气溶胶是否有富集作用?这些研究可能成为城内公共卫生风险评估提供定量依据,相应的结果甚至对气溶胶形式的恐怖袭击也有借鉴意义。


三:卫生部关于气溶胶的规范说明:

卫生部2009121日起执行的“6个规范的《医院隔离技术规范》中术语和定义 空气传播飞沫传播的定义分别是:

空气传播:带有病原微生物的微粒(≤5微米)通过空气流动导致的疾病传播。

飞沫传播:带有病原微生物的飞沫核(>5微米),在空气中短距离(1米内)移动到易感人群的口、鼻黏膜或眼结膜等导致的传播。

经空气传播(airborne transmission)是呼吸系统传染病的主要传播方式,包括飞沫、飞沫核与尘埃三种。

1. 经飞沫传播(droplet transmission 含有大量病原体的飞沫在病人呼气、嚏、咳嗽时经口鼻排入环境,大的飞沫迅速降落到地面,小的飞沫在空气中短暂停留,局限于传染源周围。因此,经飞沫传播只能累及传染源周围的密切接触者。此种传播在一些拥挤的公共场所如车站、学校、临时工棚、监狱等较易发生。对环境抵抗力较弱的流感病毒、脑膜炎双球菌、百日咳杆菌等常经此方式传播。

2. 经飞沫核传播(droplet nucleus transmission 飞沫核是飞沫在空气中失去水分后由剩下的蛋白质和病原体所组成。飞沫核可以气溶胶的形式漂流到远处,在空气中存留的时间较长,一些耐干燥的病原体如白喉杆菌、结核杆菌等可以此方式传播。

3. 经尘埃传播(dust transmission 含有病原体的较大的飞沫或分泌物落在地面,干燥后形成尘埃,易感者吸入后即可感染。凡对外界抵抗力较强的病原体,如结核杆菌和炭疽杆菌芽孢,均可以此种方式传播。

气溶胶传播就是主要指第二种,经飞沫核传播,飞沫核可以在空气中停留数小时,传播距离可达数百米。而飞沫传播的距离一般不超过3米。

四:网络微博:

通过气溶胶传播什么意思?本质上大概就是空气传播、和飞沫传播是两个意思了。飞沫传播的时候、病原裹在微小的水珠子里面飞不远、因为重力大、地球母亲把它们来回来。如果是空气传播、本质上不同了、变成麻疹、水痘、肺结核这样随风上下飞舞飘散出去一传可达几十米远的高R0疾患了。

这的确很厉害很刺激眼球特别适合网络传播、但这明显并不符合全世界对于冠状病毒性疾患包括SARS、MERS在内的普遍共识。这本身作为一种特别的claim、照理应该需要特别的evidence。

而且措辞非常奇怪——气溶胶是指飞沫混合在空气中形成气溶胶。有基本逻辑的人都不需要任何背景知识就知道这样的表达是有多怪多滑稽。气溶胶是气溶胶飞沫是飞沫、飞沫被空气裹住变成气溶胶、这是如何奇特的飞沫?难道普通的飞沫是在真空中飞行吗?其实按照严谨讲法、空气传染是指被蒸发了水分的飞沫核心的病原体有能力在空气中存活、漂浮、并且依然保持致病性、依然有能力引发感染的状态。现在这样的表达完全看不懂、好似在写小说一样、所以我完全看不懂这些媒体所写的气溶胶到底是想要表达什么状态、甚至都不知道他们所谓的气溶胶和普通的气溶胶是否一个词汇、以及是否在接触传播、飞沫传播和空气传播之外还有一种新的基于其间的传播形式?我不理解。不是说完全不存在气溶胶、而是对于新冠肺炎气溶胶本来应该是实验室里防止Biohazard、医院里在进行可能发生气溶胶操作等等非常特殊场景里讨论的话题。

总之、这是一种很新潮的称谓。如果这是真的、那么接下来首先第一步新冠肺炎的R0是需要大幅度修改了、有兴趣的拭目以待吧。当然我已经不想再多说什么、因为可能很煞风景而且杠精们会乘坐磁悬浮四面八方飞驰而来杠:万一呢!万一呢!万一呢?!你绝对招架不住的。另一方面在现在这样的氛围之下、你往危险里说是天然正确、永坐山顶、永远不错、大家也更加喜闻乐见愿意接受、觉得好负责好给力、人担心的时候被他人说得更加担心、有时候会产生莫名感动。至于是否科学?在这个时间点上还追问的人、属于KY了

张清晰简明而且可爱的四格插画让你知道要了解传染渠道这件事情没有那么难——
空气传播是空气传播。
飞沫传播是飞沫传播。
空气传播很可能同时具有飞沫传播能力。
而飞沫传播的没有空气传播能力。
把新冠肺炎塑造成、或者只是语焉不详地印象操作成麻疹级别的传染病、对于公卫意识对于公众心理建设没有一点点好处。收起全文d

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为什么从小教育不要随地吐痰?这背后一个重要历史渊源是对于结核菌的恐惧。肺结核、典型空气传播型疾病、一口痰吐地上之后的确是被重力拉住再也不会在天上飞(空间站里吐痰除外)、但它会干掉。干了之后一些病原就完蛋了、但结核菌有能力继续活着继续有工作能力而且还能和环境里的尘埃等结合、在风力下开始新的旅程、直到另一个受害者吸进肺里。这一点、新冠肺炎根本做不到。肺结核才是黄金圣斗士、不作任何干预时R0可高达10。

1936年、鲁迅死于肺结核。不要把所有精力都只用来恐惧新冠肺炎、时时刻刻告诉自己人的认知是有偏差的。若对于病原进行KPI绩效管理的话、结核无论在传播能力、传播范围、传播人数、绝对致死人数上、都可以来回把新冠肺炎扇脸扇到跪在地上哭喊大哥饶命。但结核病却同时早已被人类所习惯甚至接受、自以为然、很多人根本都一点不介意。这真的很厉害、每隔几年人间来一场这个那个疫情的时候前台上各种病毒轮番唱戏热闹非凡、你却永远不注意台下有个古老的结核杆菌拄着拐杖站在漆黑阴影里阴惨地笑而不语。这种样子、才是真·黑道老大风范:客气、低调、下手不急、用力狠毒、不断升级(耐药性)、人世间却还不认为他特别危险。


五:目前未见官方结论,个人觉得不必自己吓唬自己,还是照原样防护,戴口罩,勤洗手,不聚集;

 六:多看看湖北外的发病数字,心理会踏实很多;

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