Science：包括SARS-CoV-2在内的大多数呼吸道病毒通过气溶胶传播

2021年8月29日讯/生物谷BIOON/---SARS-CoV-2是当今全球冠状病毒大流行背后的病毒，主要通过吸入携带病毒的气溶胶（aerosol）进行短距离和长距离传播。对呼吸道病毒的全面新评估发现，许多其他呼吸道病毒可能也是如此。一个跨学科的国际研究小组在2021年8月27日的Science期刊上发表的一篇标题为“Airborne transmission of respiratory viruses”的综述论文中指出，SARS-CoV、MERS-CoV、流感病毒、麻疹病毒和导致普通感冒的鼻病毒都可以通过在室内空气中积聚并持续数小时的气溶胶传播。

在上个世纪和SARS-CoV-2大流行开始时，人们普遍认为包括SARS-CoV-2在内的呼吸道病毒主要通过感染者咳嗽和打喷嚏时产生的飞沫或通过接触被污染的表面进行传播。然而，SARS-CoV-2的飞沫传播（droplet transmission）和污染物传播（fomite transmission）无法解释在COVID-19大流行期间观察到的大量超级传播事件，也无法解释室内与室外相比发生的更多传播。出于了解导致COVID-19大流行的因素的愿望，在这篇综述论文中，来自中国台湾、美国和以色列的研究人员试图尽可能清楚地确定冠状病毒和其他呼吸道病毒的传播方式。例如，该研究小组回顾了在COVID-19大流行期间观察到的大量超级传播事件的研究，发现这些研究一致表明空气传播是最可能的传播途径，而不是表面接触或接触大飞沫。这些超级传播事件的一个共同因素是人们在同一个房间里共同吸入空气。许多超级传播事件与拥挤的地点、接触时间为一小时或更长时间、通风不良、交谈和没有正确佩戴口罩有关。他们还评估了从许多其他类型的研究---空气采样、基于聚合酶链式反应（PCR）和/或细胞培养的研究、流行病学分析、实验室研究和临床研究以及建模工作---中收集的证据并得出结论，空气传播是大多数呼吸道疾病的主要甚至是主导的传播途径，不仅仅是COVID-19。

呼吸道病毒的空气传播，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abd9149。

中国台湾国立中山大学气溶胶科学研究中心主任和气溶胶物理化学家Chia C. Wang说，“通过吸入带病毒的气溶胶进行的传播长期以来一直没有受到重视。现在是时候通过实施气溶胶预防措施来修订传统的模式，以保护公众免受这一传播途径的影响。”该研究小组指出，关于呼吸道疾病传播的主流模式可以追溯到一个世纪以前。20世纪初，著名的公共卫生人士Charles Chapin以家长式的态度对空气传播不屑一顾，因为他担心提及空气传播会吓得人们不采取行动，并取代卫生习惯。一个没有根据的假设，即错误地将近距离感染等同于飞沫传播，形成了目前控制呼吸道病毒传播的模式。加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所国家科学基金会气溶胶对环境化学影响中心主任、气溶胶化学家Kim Prather说，“这种假设忽略了一个事实，即气溶胶传播也发生在短距离，因为当人们离释放气溶胶的感染者更近时，呼出的气溶胶浓度更高。”

呼吸道气溶胶是由诸如呼吸、说话、唱歌、喊叫、咳嗽和打喷嚏之类的呼气活动形成的。在COVID-19之前，像烟雾一样漂浮的气溶胶和滴落的飞沫之间的传统尺寸分界线被设定为5微米，然而，100微米是更合适的尺寸区分。这个更新的尺寸更好地代表了能够在静止的空气中悬浮5秒以上（从1.5米的高度），从感染者身边走过一米以外，并能被吸入的最大颗粒。以色列理工学院肺部生理学家Josué Sznitman说，“物理尺寸主要决定了它们能在空气中悬浮多长时间，能到达多远，是否能被吸入，以及如果被吸入，能进入呼吸道多深。呼吸道活动产生的大部分气溶胶都小于5微米，这使它们能够深入到支气管和肺泡区域并在那里沉积。有研究发现，病毒在小于5微米的气溶胶中的含量更高。”

应该认真考虑的气溶胶的另一个明显行为是其受气流和通风影响的能力。确保足够的通风率、过滤和避免再循环有助于减少带有传染性病毒的气溶胶在空气中的传播。美国科罗拉多大学博尔德分校大气气溶胶化学家Jose-Luis Jimenez补充说，“用便携式仪表监测二氧化碳有助于验证通风是否足够，使用便携式HEPA（high efficiency particulate air, 高效空气微粒）净化器和上层房间紫外线消毒系统也有助于减少带病毒气溶胶的浓度。”多年来研究空气中病原体传播的美国弗吉尼亚理工大学的Linsey Marr说，另一方面，通常用来阻挡室内咳嗽和打喷嚏产生的飞沫的有机玻璃屏障可能“阻碍适当的通风，并对一些人造成更高的暴露”，“除了短暂的、面对面的交易，不建议使用口罩，但即使如此，戴口罩也更好，因为它们有助于清除气溶胶，而屏障只是转移了它们。”

呼吸道病毒通过空气传播的不同阶段，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abd9149。

随着SARS-CoV-2的Delta变种引起的感染激增，以及“COVID-19突破性病例（在已经完全接种疫苗的人中发生的感染）”的不断发生，许多政府和国家疾病控制机构已经恢复了在公共场所的普遍戴口罩（universal masking）。这篇综述文章指出，普遍戴口罩是阻挡带病毒气溶胶的一种有效和经济的方式。然而，美国匹兹堡大学病毒学专家Seema S. Lakdawala补充说，“我们需要考虑多种阻止传播的措施，如疫苗接种、戴口罩和通风。单一的策略不太可能强大到足以消除新出现的SARS-CoV-2变种的传播。”

随着SARS-CoV-2通过空气传播的证据随着时间的推移而增加，并且变得特别有力，各机构已经注意到了。2021年4月和5月，世界卫生组织（WHO）和美国疾病控制与预防中心（CDC）承认吸入带有病毒的气溶胶是短距离和长距离传播COVID-19的一个主要途径。这意味着，为了减轻传播和结束这种大流行，决策者应考虑实施气溶胶预防措施，包括普遍戴口罩并注意口罩的贴合度，提高室内空间的通风率，避免被污染的室内空气再循环，安装空气过滤装置，比如可以有效清除空气中的颗粒的HEPA净化器，并使用紫外线消毒灯。在美国哥伦比亚大学研究COVID-19大流行的社会挑战的社会学家Zeynep Tufekci指出，“传统上所谓的飞沫预防措施并没有被全盘取代，而是根据实际的传播机制以更有效的方式进行修改、扩展和部署。”她补充说，对这种疾病和其他呼吸道疾病的传播拥有正确的心理模型，也将使普通人在日常情况下做出更好的决定，并使行政人员和官员在大流行病发生后仍能构建更好的指导方针和工作及社交环境。

COVID-19大流行生动地阐明了长期以来被低估的空气传播途径的重要性，以及维护人们呼吸清洁和无病原体空气权利的必要性。Wang 说，“我们从这次大流行中吸取的教训也为我们做出适当改变，进入后疫情时代指明了道路。”正如这篇综述文章的结尾所述，这些气溶胶预防措施不仅可以防止呼吸道疾病的空气传播，还可以改善室内空气质量，并带来远远超过COVID-19大流行的健康益处。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Chia C. Wang et al. Airborne transmission of respiratory viruses. Science, 2021, doi:10.1126/science.abd9149.