撰写：陈静（四川省人民医院）
引言
COVID-19大流行在全世界造成了难以形容的破坏，了解SARS-CoV-2的传播机制是防止进一步传播的关键。目前关于气溶胶暴露造成的传播，而不是通过飞沫和污染物直接或间接传播的辩论仍在持续。
对于相关术语（如飞沫、飞沫核、气溶胶和微粒）的定义和应用，目前存在着严重的混淆。如果专业人士对这些术语的定义都存在分歧，那么理解这门科学就会有问题，最终很难达成共识。
不同人群对空气传播术语理解的差异
几乎没有直接证据表明SARS-CoV-2通过何种特定途径传播。为达成对空气传播的理解和共识，这篇综述提出了一系列与气溶胶中病毒科学有关的常见“神话”。在文中使用“神话”一词意味着一种普遍接受的关于病毒传播的说法，值得重新公正地考虑。每一个“神话”都源于历史研究，值得基于循证重新评估。通过回顾支撑这些“神话”的科学，希望这篇文章将有助于理解为什么一些普遍的传统观点已过时，以及为什么目前的证据指向不同的方向。
“神话”一：气溶胶是直径≤5um的飞沫
呼吸道飞沫由呼吸道分泌物和唾液组成，通过说话、咳嗽、打喷嚏甚至呼吸排出，它们的直径范围从<1um到>100um。较小的飞沫迅速干燥至其原始直径的20-40%，留下的残留物称为“飞沫核”，大多数临床医生认为相当于“气溶胶”。
呼吸道飞沫可以悬浮在空中并被认为经空气传播。呼出颗粒的大小是连续的，如图1所示。
蓝色颗粒代表飞沫，通常直径>100um，在重力作用下落在距传染源2m范围内的地面；红色颗粒代表气溶胶，通常<100um，悬浮时间更长，但如果空气静止足够长的时间（至少30min），最终会落在地面上。
人们不能确定空气中微粒直径的范围，因为微粒保持悬浮的能力取决于大小、周围气流的特性等。气溶胶和飞沫都应被视为一个大小范围的极端，其空气传播模式将根据当地环境条件而变化。
根据飞沫和气溶胶的物理特性和暴露途径，区分这两者更合理尺寸阈值为100um。为了阐明本综述中使用的术语，将飞沫定义为：在重力和/或感染者呼出气流动量的影响下落在地面的微粒；气溶胶：由于尺寸和/或环境条件而保持悬浮的微粒。术语“微粒”通常指飞沫/气溶胶。
“神话”二：所有>5um的微粒都落在传染源1-2m的范围内
这是一个经常重复但在科学上是错误的说法。在静止的室内空气中，呼出的直径为5-10um的微粒在重力作用下缓慢落到地面，从1.5m高度开始下降需要8-30min。然而，大多数房间空气流速为0.1-0.2 m/s，意味着这些微粒太小以至于无法在距传染源1-2m范围内的沉降到地面。飞沫必须>50-100um才能在室内传染源1-2m范围内有较高概率落地。局部湍流气流还会延长这种悬浮时间甚至更长。
在静止空气中，不同粒径的微粒有不同的沉降时间，可以用物理定律准确预测。计算表明即使是直径约50um的微粒，从1.5m的高度沉降也需大约20s才能到达地面，并应被视为气溶胶。在人员拥挤的医院，空气运动的影响可能导致这种大小的颗粒在空气中停留的时间更长，并能够从传染源移动超过2米的距离。
临床上，空气中悬浮颗粒的相关时间取决于通风，医院通风系统提供洁净空气，将室内空气及其包含的所有微粒排出房间。一些没有机械通风系统的医院，如果不打开门窗，空气中的微粒可能需要数小时才能沉降到地面，这对工作人员和患者都构成风险，尤其是在离感染源较近或没有口罩保护的情况下。
“神话”三：短距离的就不是空气传播
这里将1-2m的社会距离用来区分“近距离”和“远距离”。人们普遍认为远距离传播是空气传播的证据，但没有检测出的远距离传播并不能排除空气传播。近距离的空气暴露和气溶胶吸入对SARS-CoV-2的传播仍然重要，即使远距离传播尚未被证实。
通过气溶胶吸入的方式传播病原体可以发生在任何距离，但更可能发生在近距离（由于气溶胶更集中在靠近传染源的地方）。一个直观例子就是观察烟雾如何从吸烟者与香烟的距离中消散。从嗅觉上也可以感受到类似的现象。例如，如果离一个午餐吃了大蒜或喝酒的人足够近，你可能会察觉到气味会随着你走远而消失。然而，如果你在呼出的空气中闻到午餐时的气味，你可能吸入了呼出气体中的病毒，这种情况多发生在1m或更短的距离内。有实验表明，在1m内的距离，感染者产生的不同大小的气体微粒中存在经空气传播的病毒。
尽管到目前为止，还没有基因型证据表明吸入病毒会导致COVID-19，但许多暴发除了吸入SARS-CoV-2气溶胶之外很难解释。
“神话”四：如果基本传染数R0没有麻疹那么大，那么就不能通过空气传播
基本传染数（R0）通常是指在均匀分布但完全易感的人群中，由单一感染“指数”病例引起的继发病例的平均数量。需注意的是R0与疾病是否通过气溶胶吸入传播没有直接关系。R0表示的是与一个感染者接触后有多少人被感染，但与传播机制无关。
各种微生物可以通过空气传播，但不一定是人与人之间的传播。例如，引起汉坦病毒肺综合征的汉坦病毒和引起炭疽的炭疽杆菌都有动物宿主，并通过吸入获得，但它们不会在人与人之间传播，这里的R0=0，但被认为是经空气传播疾病。
由于许多COVID-19病例无症状，R0更难评估。当病人出现“流感样症状”、症状轻微或根本没有症状时，继发病例的数量很难确定。人们不一定知道自己被感染，也不一定意识到自己会传染给他人。他们不会自我隔离，也不会被视为潜在的继发病例。即使在单一暴发事件可能与传染源有关的病例中，同一传染源也可能已经传播了其他不易追踪和统计的继发病例。COVID-19可引起大量的症状前传播，与SARS-CoV-1相似，并非所有感染者都具有同等的传染性。
“神话”5a：如果是空气传播，外科口罩将不起作用
一些实验室研究已表明，外科口罩和自制口罩在一定程度上（但还不完全）能有效限制呼出的颗粒，保护佩戴者不吸入他人呼出的颗粒。外科口罩可以减少佩戴口罩的感染者病毒传播的67-75%，在季节性冠状病毒的情况下甚至可以减少100%。当感染者戴上口罩或面罩时，呼出的气流的大小也会减小，这也有助于降低附近人群被暴露的风险。
外科口罩还可以保护佩戴者，使接触到感染者的飞沫和气溶胶平均减少6倍。
即使是自制的布制口罩也可以将外来颗粒的暴露减少50-75%，这主要取决于口罩的制作方法、材料、层数以及所接触的呼吸道分泌物的特性。基于支持COVID-19在空气中传播的证据，推荐一线医护人员使用N95/FFP2/FFP3呼吸器。
“神话”5b：病毒只有100nm（0.1um），所以过滤器和口罩无效
这部分内容有两个层次的误解需要考虑。
首先，人们对高效微粒空气过滤器（HEPA）和其他过滤器的工作原理缺乏了解。它们不是简单的“筛子”作用，而是通过撞击、拦截、扩散和静电力相结合的方式去除气流中的微粒。最小过滤效率常出现在直径约0.3um的颗粒。小于这个“最具穿透力的粒径”的粒子被捕获率更高，因为它们的布朗运动导致它们与过滤器中的纤维高速碰撞，大于该极限直径的颗粒通过撞击和拦截有效去除。
其次，与传染有关的病毒通常不是“肉眼可见的”。它们以含有水、盐、蛋白质和其他呼吸道分泌物成分的飞沫形式从人体排出。唾液和粘液飞沫比病毒大得多，其总体大小决定了飞沫和气溶胶如何移动，并被口罩和过滤纤维捕获。
HEPA过滤器可以捕获99.97%或更多的直径为0.3um（300nm）的颗粒。呼出的唾液/粘液飞沫大小约为0.5um，可通过HEPA过滤器完全去除。
“神话”六：除非病毒在组织培养中生长，否则不具有传染性
病毒培养是非常困难的，这也是在细胞培养中分离病毒比分子检测灵敏度低得多的原因之一。部分原因在于在一个细胞培养中，需要一种以上的病毒才能成功地引发感染。
目前可用的空气取样技术进一步加剧了这种灵敏度差异。大多数研究使用高速“撞击器”，将空气中的任何空气传播病毒吸入起泡的液体病毒培养基中。然而，这些空气取样装置在气-液界面产生高剪切力和剧烈混合，可能破坏病毒表面蛋白质并阻止其在培养基中生长。相比之下，人体的自然呼吸流速要慢得多，不太可能对病毒造成剪切应力损伤。显然，空气取样技术并不能准确地复制通过吸入导致人类呼吸道感染的机制。
因此，未能在空气样本中检测到活病毒并不一定能证明通过分子方法在病毒RNA的样本中检测不到活病毒。在空气样本中发现病毒RNA应解释为更有可能表明存在活病毒，应加强有效的感染控制。
结论
这篇综述试图澄清和消除一些关于支持病毒空气传播的科学的常见“神话”。越来越多的证据支持SARS-CoV-2通过吸入空气中的病毒而存在和传播。
这对医疗机构的感染控制从业者以及普通人群意味着什么？除了个人防护设备的明显好处外，现有证据足以证明针对空气传播的工程控制是限制室内感染风险总体策略的一部分，这些措施包括充分有效的通风、避免使用再循环或混合空气的系统。
控制社区卫生保健和公共交通等室内环境过度拥挤的措施也很重要。这些措施将有助于保护每一个人，因为在未来数月和数年内，需要寻求进一步降低COVID-19风险的证据。
预防气溶胶感染，普通人需做好日常防护：
文献来源：J.W. Tang, et al. Dismantling myths on the airborne transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2). Journal of Hospital Infection 110 (2021) 89-96.
发表于 2021-10-7 08:03
