Kuidas Koroonaviirus õhus Levib: Mida Me Seni Teame

Mõned uuringud näitavad, et COVID-19 põhjustav viirus võib püsida aerosoolidena. Kuid ülekandepotentsiaal sõltub paljudest teguritest, sealhulgas nakkuslikkus, annus ja ventilatsioon.

Mitu kuud kestnud pandeemia, mis on nõudnud sadu tuhandeid inimelusid ja hävitanud majanduse kogu maailmas, puudub teadlastel endiselt täielik arusaam selle põhjustanud viiruse levikust. Mõnel pool on lukustused juba leevendumas ning inimesed valmistuvad naasma töö- ja seltsielu versiooni juurde. Kuid endiselt on visalt otsustav küsimus: kas COVID-19 taga olev patogeen võib olla õhus?

USA haiguste tõrje ja ennetamise keskused ja Maailma Terviseorganisatsioon on mitu kuud väitnud, et uudset koronaviirust levitavad peamiselt mõne meetri kaugusel köhiva, aevastava või isegi rääkiva inimese tilgad. Kuid anekdootlikud aruanded viitavad sellele, et see võib levida õhus hõljuvate osakeste kaudu (nn "aerosooli ülekanne"). Ja WHO muutis hiljuti oma juhiseid, öeldes, et sellist ülekannet, eriti "siseruumides, kus on palju ja ebapiisavalt ventileeritud ruume, kus nakatunud isikud veedavad pikka aega koos teistega, ei saa välistada." Pärast osalemist märtsi alguses Washingtoni osariigis kooripraktikal diagnoositi või tekkisid COVID-19 sümptomid kümnetel inimestel, isegi kui nad polnud kätt surunud ega üksteise lähedal seisnud. Surma sai vähemalt kaks. Pärast einestamist jaanuari lõpus Hiinas konditsioneeritud restoranis haigestusid kolm naaberlaudade peret viirusesse - tõenäoliselt õhku paisatavate tilkade kaudu.

Uue uudse koronaviiruse õhus levimise väljavaadete lahendamiseks on kõigepealt vaja mõista, mida teadlased mõtlevad „õhus leviva” all. See termin viitab patogeeni levikule aerosoolide - väikeste hingamisteede tilkade kaudu, mis võivad jääda õhus suspendeerituks (tuntud kui piiskade tuumad) - vastupidiselt suurematele tilkadele, mis langevad maapinnale mõne jala jooksul. Tegelikult pole piiskade ja aerosoolide eristamine siiski selge. "Vahe õhus leviva leviku ja piiskade leviku vahel on tegelikult spekter," eriti kui rääkida suhteliselt väikestest vahemaadest, ütleb Nebraska ülikooli meditsiinikeskuse patoloogia ja mikrobioloogia dotsent Joshua Santarpia.

Õhus levikut on oletatud teiste surmavate koronaviiruste puhul, sealhulgas nende puhul, mis põhjustavad tõsist ägedat respiratoorse sündroomi (SARS) ja Lähis-Ida respiratoorse sündroomi (MERS). Käputäis uuringuid näitab, et uus koronaviirus, SARS-CoV-2, võib eksisteerida tervishoiuasutustes aerosoolina. Kuid seni on teadmata, kas aerosoolitud viirus on nakkav ja millise viirusekogusega peab haigestumiseks kokku puutuma - seda nimetatakse minimaalseks nakkusdoosiks. Isegi kui aerosooli ülekanne siiski toimub, ei ole selge, kui levinud see on, võrreldes teiste ülekandeteedega, näiteks piiskade või pindadega. Selle teabe paljastamine on ülitähtis, eriti arvestades asjaolu, et inimesed võivad SARS-CoV-2 levitada ka siis, kui neil pole sümptomeid.

Võib-olla "Kas koronaviirus on õhus?" on vale küsimus. COVID-19 võib olla õhus levimise potentsiaal, ütleb Iowa ülikooli mikrobioloogia professor Stanley Perlman. "Kuid see, kas [see marsruut on] kliiniliselt oluline, on tegelikult küsimus, millest ta tahab teada," ütleb ta.

Tõendid aerosooli leviku kohta

Mõned kõige tugevamad tõendid selle kohta, et uus koronaviirus võib õhus levida, pärineb uuringust, mis avaldati eelmise kuu lõpus Nature's. Selles mõõtsid teadlased viiruse geneetilist materjali ehk RNA-d veebruaris ja märtsis proovideks võetud proovides kahes Hiina Wuhani haiglas - linnas, kus arvatakse, et haiguspuhang on alanud. Teadlased leidsid haiglate isoleerimisosakondades ja ventileeritud patsientide ruumides õhus leviva viiruse RNA väga madalal tasemel. Kuid mõnes patsiendi tualettruumis oli mõõdetavalt kõrgem tase. Samuti leidsid nad kõrge viirusliku RNA taseme kohtades, kus meditsiinitöötajad kaitsevahendeid eemaldasid, samuti kahes haiglate lähedal asuvas kohas. "Meie ja mitmed muud uuringud tõestasid SARS-CoV-2 aerosoolide olemasolu ja viitasid sellele, et SARS-CoV-2 aerosoolide edasikandumine võib olla ebaoluline tee nakatunud kandjatelt lähedalasuvale inimesele," ütleb uuringu kaasautor professor Ke Lan ja Wuhani ülikooli riikliku võtmeteaduse laboratooriumi direktor.

Santarpia ja tema kolleegide juhitud eelprint (veel avaldamata) uuring leidis samamoodi tõendeid viirusliku saastumise kohta õhuproovides ja pindadel ruumidest, kus COVID-19 patsiente hoiti isolatsioonis. "Ma arvan, et on palju meid - ka mina - kes tunnevad väga kindlalt, et õhus levimise viis on väga võimalik," ütleb ta. "Kutsuksin seda julgelt mis tahes viisil tõestatud. Kuid ma arvan, et seda toetavad tõendid.”.

Nii Nature uuringus kui ka Santarpia dokumendis mõõdeti viiruslikku RNA-d, mitte tegelikku viirust, seega pole selge, et aerosoolidest leitud materjal oli funktsionaalselt nakkav. "RNA leidmine ei ütle teile, et teil on aerosoolilevi," ütleb Perlman, kes ei osalenud kummaski uuringus.

Teine hiljuti ajakirjas New England Journal of Medicine avaldatud artikkel näitas, et nakkuslik SARS-CoV-2 viirus võib laboris püsida aerosoolides vähemalt kolm tundi ja mitu päeva erinevatel pindadel. Kuid elujõulise viiruse hulk vähenes selle aja jooksul märkimisväärselt. Teadlased ei tea SARS-CoV-2 nakkuslikku doosi. (Gripi puhul on uuringud näidanud, et kellegi haigestumiseks piisab vaid kolmest viirusosakesest.)

Üldiselt pärineb enamik tõendeid selle kohta, et SARS-CoV-2 võib õhus levida, kliinilistest tingimustest, kus kipub olema palju haigeid inimesi ja kes võivad korraldada invasiivseid protseduure, näiteks intubatsioone, mis võivad põhjustada patsientide köha, tekitades aerosoole. Pole selge, kui esindavad need alad igapäevast keskkonda on. "Puudub palju veenvaid tõendeid selle kohta, et aerosoolide levik on peamine osa levikust" COVID-19, ütleb Perlman.

See hinnang ei tähenda siiski, et seda ei toimuks. Hongkongi ülikooli rahvatervise kooli epidemioloogia ja biostatistika osakonna juhataja Benjamin Cowling ütleb, et on levinud eksiarvamus, et kui viirus võib üldse levida õhus, peab see suutma levida pikas levialas. Ta annab analoogia restoranis viibimisest, kus keegi suitsetab: „Kui inimene teisel pool restorani suitsetab, siis tõenäoliselt ei tunneks te seda lõhna ja te isegi ei märkaks. Seda seetõttu, et suits ei jõuaks teieni kunagi,”ütleb ta. "See ei tähenda, et suitsu ei tekiks." Teisisõnu, see, et SARS-CoV-2 ei pruugi levida pikas kauguses, ei tähenda, et see ei oleks õhus. Nagu sigaretisuits, levivad aerosooliosakesed inimese ümber pilves, kusjuures kontsentratsioon on kõige suurem suitsetaja lähedal ja madalam, kui inimene kaugemale jõuab.

Isegi kui aerosoolid ei liigu enamikust tilgadest kaugemale, võib sotsiaalse distantseerumise sageli välja toodud "kuue jala reegel" sõltuda asjaoludest, ütleb Cowling. Ventilaatori või konditsioneeri olemasolu korral võivad nakkusohtlikud aerosoolid (või isegi tilgad, nagu Hiinas selle restorani puhul kahtlustati) potentsiaalselt külvata kedagi, kes on allatuult.

Mõned tõendid viitavad sellele, et rääkimine võib olla viiruse edasikandumise oluline viis. USA Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimetistes 13. mail avaldatud uuringus kasutati laservalguse hajutamist, et visualiseerida kõne ajal väljutatud pisikesi süljetilku. Uuringus ei mõõdetud elujõulise SARS-CoV-2 viirusega piiskasid. Kuid kui eeldada, et tilgad sisaldavad seitset miljonit viirusosakest milliliitri kohta, võib minut kõva kõnega tekitada rohkem kui 1 000 viirust sisaldavat tilka, mis võivad õhus rippuda kaheksa minutit või kauem, kirjutavad teadlased uuringus. "On suur tõenäosus, et normaalne rääkimine põhjustab õhus levivat viirust piiratud keskkonnas," järeldavad nad.

Tegurid, mis mõjutavad õhus levimise ohtu

Cowling oletab, et paljud hingamisteede viirused võivad levida õhus leviva tee kaudu, kuid nakkusaste on madal. Hooajalise gripi korral põhiline reproduktsiooninumber või R₀- haige nakatunud inimeste keskmise arvu tehniline tähis on umbes 1,3. COVID-19 puhul on see hinnanguliselt kuskil kahe kuni kolme vahel (ehkki võib-olla isegi 5,7). Võrreldes leetritega, millel on R₀ vahemikus 12 kuni 18 näitavad need väärtused, et enamik SARS-CoV-2 põhjustatud haigusega inimesi ei ole eriti nakkavad.

Kuid on näilisi erandeid, näiteks kooripraktika Washingtoni osariigis, ütleb Cowling. CDC 12. mail avaldatud sündmuse kohta ilmnes, et 61-st 2,5-tunnises praktikas osalenud inimesest (kellest ühel olid koroonaviiruse sümptomid) tekkis 32-l kinnitatud COVID-19 infektsioon ja 20-l tõenäoline. Aruandes jõuti järeldusele, et "ülekannet hõlbustas tõenäoliselt praktiline lähedus (6 jala kaugusel) ja seda täiendas laulmine" ning et laulmine "võis aidata kaasa levikule aerosoolide emissiooni kaudu, mida häälitsemise valjusus mõjutab". Teadmata põhjustel näivad mõned isikud nakatavat palju rohkem inimesi kui teised. Need nn superspreadersid olid dokumenteeritud ka SARS-i puhangus 2003. aastal. Reeglina 20/80 tuntuks saanud umbes 80 protsenti nakkushaiguste edasikandumise sündmustest võib olla seotud vaid 20 protsendiga juhtudest, märgib Cowling. "Me ei tea, kuidas neid 20 protsenti tuvastada," ütleb ta. "Aga kui me kuidagi suudaksime, siis oleks see suur edasiminek."

Ventilatsioon mängib tõenäoliselt olulist rolli ka selles, kui hõlpsasti viirust saab õhu kaudu levida. Siseruumid kujutavad tõenäoliselt endast suuremat ohtu kui väliruumid, eriti kui need on halvasti ventileeritud, väidavad Cowling ja teised. Rahvarohked piirkonnad, nagu baarid, restoranid ja metroorongid, võivad kõik olla riskantsed, eriti kui inimesed on asümptomaatilised ja veedavad sellistes piirkondades pikka aega. Ettevaatusabinõud võivad hõlmata paremat ventilatsiooni, regulaarset puhastamist ja maski kandmist.

Cowling oli kaasautoriks aprilli alguses ajakirjas Nature Medicine avaldatud uuringu hingamisteede infektsioonidega patsientide kohta Hongkongi polikliinikus aastatel 2013–2016. Selles uuringus avastati hooajaliste koronaviiruste RNA - sellised, mis põhjustavad külmetust, mitte COVID-19 - samuti hooajalised gripiviirused ja rinoviirused nii tilkade kui ka aerosoolidena patsientide väljahingatavas hingeõhus. Hongkongi ülikooli rahvatervise kooli dotsendi Nancy Leungi juhitud dokumendis leiti, et kirurgiliste maskide kandmine vähendas gripi RNA piiskades ja hooajalise koronaviiruse RNA koguseid aerosoolides.

Kuigi uuringus ei vaadeldud konkreetselt COVID-19, toetavad leiud maski kandmist kui tõhusat viisi piirata viiruse levikut nakatunud inimeselt, kes on meditsiinilises keeles tuntud kui allikakontroll. Ei ole palju tõendeid selle kohta, et maskid pakuksid tervetele inimestele kaitset, kuigi see on võimalik (ja võib sõltuda maski tüübist). Arvestades asümptomaatilise infektsiooni levikut COVID-19-ga, on universaalse maski kandmine siiski mõnevõrra õigustatud, et takistada neid, kes ei tea, et on haiged, teisi nakatamast. Hongkongis, mis on puhangu suhteliselt kontrolli all hoidnud, kannab valdav osa elanikkonnast maske, ütleb Cowling.

Õhu kaudu levimise tõenäosus - eriti võrreldes teiste marsruutidega, näiteks piiskade või pindadega - jääb ebaselgeks. Enamik teadlasi arvab endiselt, et uus koronaviirus levib peamiselt tilkade kaudu ja nakatunud inimesi või pindu puudutades. Nii et hoolas kätepesu ja sotsiaalne distantseerumine on endiselt kõige olulisemad meetmed, mida inimesed saavad nakkuse vältimiseks rakendada.

Leung paneb riskid perspektiivi. Enamik sellest, mida inimesed aerosooli leviku kohta teavad, pärineb tuberkuloosist, leetritest ja tuulerõugetest, ütleb ta - ja need patogeenid on tavaliselt hästi levitavad ja võivad levida kaugel. "Tavapärane mõtteviis on, et kui mainite aerosoolide levimist, on kõik nii mures, sest [nad eeldavad, et viirus on paremini levitav ja seda on raskem kontrollida," selgitab ta. Kuid isegi kui levib õhus, võib see juhtuda ainult lühikese vahemaa tagant, kusjuures muud nakkusviisid võivad olla sama tõenäolised või tõenäolisemad. Seega lisab Leung, et "suurem aerosooli ülekandumise oht ei tähenda tingimata suuremat ülekanduvust".

Siit saate lugeda lähemalt Scientific American'i koronaviiruse puhangust ja lugeda meie rahvusvahelise ajakirjade võrgustiku kajastusi siit.

Toimetaja märkus (7/9/20): seda artiklit värskendati, pidades silmas Maailma Terviseorganisatsiooni teadet uue koronaviiruse potentsiaalsest aerosoolülekandest. Pöördumine toimus pärast seda, kui rohkem kui 200 teadlast panustasid avalikku kirja, osutades seda tüüpi edastamise kumulatiivsetele tõenditele. Teksti oli varem 15. mail muudetud, et lisada uut teavet rääkimise teel levitatavate tilkade kohta ja Washingtoni osariigi kooripraktika kohta, mis haigestas paljusid inimesi.