導(dǎo)讀：

隨著新冠大流行的肆虐，關(guān)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(zhēng)論也在不斷。

這一場(chǎng)古老的辯論，被又一個(gè)呼吸道病毒大流行的出現(xiàn)再次點(diǎn)燃。在相關(guān)術(shù)語的定義和應(yīng)用方面存在嚴(yán)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(shù)語存在差異，在理解科學(xué)方面會(huì)有問題。最終，很難、也許不可能達(dá)成共識(shí)。

這個(gè)神話起源于一個(gè)歷史上不正確的定義，最近被世界衛(wèi)生組織報(bào)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(rèn)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(rèn)為是空氣傳播。呼出的顆粒覆蓋了一個(gè)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?yàn)轭w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(dòng)力，以及周圍氣流的特點(diǎn)（速度、湍流、方向、溫度和相對(duì)濕度）。

圖1。呼吸顆粒的范圍和潛在的傳播距離。藍(lán)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(shí)間更長，但如果空氣靜止時(shí)間足夠長最終會(huì)落到地面上（至少30分鐘)。

根據(jù)這個(gè)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(yuǎn)，在這個(gè)距離內(nèi)，這些顆粒被聲稱會(huì)掉到地面上?？紤]到這一點(diǎn)，即使是大顆粒也可以表現(xiàn)得像傳統(tǒng)的“氣溶膠”。“氣溶膠”和“飛沫”都應(yīng)該被認(rèn)為是尺寸范圍的極端，它們的空氣傳播模式將根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件而有所不同。

這是一個(gè)經(jīng)常重復(fù)但在科學(xué)上錯(cuò)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(shí)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(shí)間，可以通過物理定律準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)。（也就是斯托克斯定律)?；诖?，計(jì)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(yīng)該被認(rèn)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(yùn)動(dòng)的影響可能導(dǎo)致這種大小的顆粒在空中停留更長的時(shí)間，并能夠移動(dòng)至>2米的距離。

空氣中懸浮顆粒的臨床相關(guān)時(shí)間段取決于通風(fēng)，醫(yī)院通風(fēng)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(dāng)然，有些醫(yī)院沒有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，在沒有打開的窗戶或門的情況下，空氣中的懸浮顆?？赡苄枰獛讉€(gè)小時(shí)才能在地面上。后者將對(duì)工作人員和病人都構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)，特別是在離源頭較近或未受面罩保護(hù)的情況下。

為了討論這個(gè)誤區(qū)，接近1-2m的社會(huì)距離被定義為區(qū)分“近距離”和“遠(yuǎn)距離”的標(biāo)尺。人們普遍認(rèn)為遠(yuǎn)距離的傳播是空氣傳播的證據(jù)，但不可檢測(cè)的遠(yuǎn)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(duì)于新冠的傳播來說仍然是重要的，甚至是主要的，即使遠(yuǎn)距離傳播尚未得到證實(shí)。

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?yàn)闅馊苣z更集中在離源頭更近的地方。這方面一個(gè)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(dāng)你吸氣時(shí)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)，但當(dāng)你走的越來越遠(yuǎn)時(shí)，氣味就會(huì)消失。然而，如果你確實(shí)在呼出的氣體中聞到了午餐時(shí)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(shí)驗(yàn)表明，在1米內(nèi)，受感染者在短對(duì)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(huì)導(dǎo)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(yuǎn)的范圍。

較長范圍（>2米)傳播的風(fēng)險(xiǎn)與近距離(<1米）感染的風(fēng)險(xiǎn)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(dāng)病原體在社區(qū)中已經(jīng)廣泛存在時(shí)，多個(gè)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。

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(gè)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(gè)聲明的關(guān)鍵問題是R0與是否通過氣溶膠吸入傳播疾病無直接關(guān)系。R0表示在與一個(gè)感染者接觸后有多少人受到感染，但與傳播機(jī)制無關(guān)。

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(dòng)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(rèn)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(píng)估。

 當(dāng)患者出現(xiàn)“流感樣疾病”、輕微癥狀或根本沒有癥狀時(shí)，繼發(fā)病例的數(shù)量更難確定。人們不一定會(huì)知道自己已經(jīng)暴露或意識(shí)到自己有能力將感染傳染給他人。它們不會(huì)自我隔離，也不會(huì)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(gè)參與特定暴露事件的人，除非記錄全面的細(xì)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?dǎo)致相同感染的其他接觸。即使在單一爆發(fā)事件可能與傳染源有關(guān)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(jì)的其他次要病例。COVID-19可能會(huì)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(yīng)用也適用于這些病毒的傳播。

這個(gè)說法是錯(cuò)誤的，因?yàn)樗举|(zhì)上是作為一個(gè)過于簡(jiǎn)化的二進(jìn)制設(shè)想[即口罩（完全)起作用或不起作用(根本）對(duì)抗呼吸道顆粒中的病毒]。一些實(shí)驗(yàn)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(hù)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(shù)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(dá)3-4倍(即 約67%-75%)，就季節(jié)性冠狀病毒而言甚至是100%。當(dāng)有感染者戴口罩或面罩時(shí)，呼出的氣流的大小也會(huì)減小，這也有助于附近的人減少暴露的風(fēng)險(xiǎn)。

外科口罩還能保護(hù)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(dāng)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(jìn)行了適當(dāng)?shù)臄M合測(cè)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(jìn)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。基于支持COVID-19的空氣傳播的證據(jù)，應(yīng)建議一線醫(yī)療保健人員使用N95/FFP2/FFP3呼吸器。對(duì)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(shù)口罩仍然能提供一些保護(hù)，但需要承認(rèn)的是，這些口罩不會(huì)很有效。

這個(gè)神話與神話5a有關(guān)。對(duì)于這個(gè)神話，有兩個(gè)層面的誤解需要深思熟慮。

首先，人們對(duì)高效微?？諝膺^濾器(HEPA)和其他過濾器實(shí)際上是如何工作的缺乏了解。它們不起簡(jiǎn)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(dòng)粒子撞擊并粘附在口罩纖維上)、擴(kuò)散(較慢移動(dòng)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(gè)“動(dòng)態(tài)碰撞陷阱”，因?yàn)榱Ｗ右圆煌乃俣韧ㄟ^纖維之間的空氣通道網(wǎng)絡(luò)。

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(gè)“最具穿透性的粒徑”更小的顆粒會(huì)被更有效率地捕獲，因?yàn)樗鼈兊牟祭蔬\(yùn)動(dòng)（允許在原子水平上擴(kuò)散）導(dǎo)致它們以較高的速度與過濾器中的纖維碰撞。大于這個(gè)極限直徑的顆粒可以通過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(shì)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(dòng)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(shí)上，除醫(yī)療保健外，大多數(shù)商業(yè)建筑的通風(fēng)系統(tǒng)不嚴(yán)格需要HEPA過濾，手術(shù)室、潔凈室、實(shí)驗(yàn)室和隔離室等專門區(qū)域從顆粒的單程捕獲中受益。獨(dú)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(duì)于辦公室和教室等非專業(yè)領(lǐng)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(fēng)效果的限制。

病毒培養(yǎng)異常的困難，這也是為什么細(xì)胞培養(yǎng)中的病毒分離與分子方法檢測(cè)相比不那么敏感的一個(gè)原因。這在一定程度上是因?yàn)樵诩?xì)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(xì)胞單分子層所需的病毒量）代表約為300個(gè)基因組拷貝數(shù)；這與Van Elden等人先前估計(jì)的100-350個(gè)拷貝數(shù)相似。但小于魏等人報(bào)道的650個(gè)拷貝數(shù)。

目前可用的空氣采樣技術(shù)進(jìn)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(huì)損壞病毒表面蛋白并阻止它們?cè)谂囵B(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(duì)病毒造成剪切壓力損傷。顯然，空氣采樣技術(shù)沒有準(zhǔn)確地復(fù)制通過吸入導(dǎo)致人類呼吸道感染的機(jī)制。

因此，未能在空氣樣本中檢測(cè)到活病毒并不一定能證明在用分子方法檢測(cè)病毒RNA的樣本中沒有活的病毒。根據(jù)預(yù)防原則，在空氣樣本中發(fā)現(xiàn)病毒RNA應(yīng)被解釋為更有可能表明往往存在活病毒，而預(yù)防原則應(yīng)始終加強(qiáng)有效的感染控制。

對(duì)于新冠，兩個(gè)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。

這篇綜述試圖澄清和消除一些關(guān)于科學(xué)支撐病毒在空氣中傳播的共同神話。

當(dāng)考慮到如何產(chǎn)生和傳播呼吸氣溶膠的物理、流行病學(xué)和病毒學(xué)原則時(shí)，如何能(或不能）容易地識(shí)別繼發(fā)感染病例；以及適當(dāng)?shù)母腥究刂拼胧┤绾文軌蚝痛_實(shí)影響傳播風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，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(dǎo)致新冠感染，因?yàn)楦鼜V泛的公認(rèn)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?/span>

對(duì)于新冠傳播的一些解釋和理由可以應(yīng)用于其他呼吸道病毒，但這些解釋和理由應(yīng)該考慮這些特定病毒的研究數(shù)量和類型。

這對(duì)醫(yī)療中的醫(yī)務(wù)人員以及公眾意味著什么？除了PPE的明顯好處外，現(xiàn)有的證據(jù)足以證明針對(duì)空氣傳播的工程控制是限制室內(nèi)感染風(fēng)險(xiǎn)的總體戰(zhàn)略的一部分。這些措施包括充分有效的通風(fēng)，可能通過顆粒過濾和空氣消毒來加強(qiáng)；避免使用再循環(huán)或混合空氣的系統(tǒng)。

 打開窗戶，在熱舒適和安全的情況下，不僅僅是一種減少殘留病毒顆粒感染風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)作。控制過度擁擠的醫(yī)療服務(wù)和社區(qū)有限的室內(nèi)環(huán)境、包括公共交通的措施，也是相關(guān)的。有一系列低成本高效益的措施，旨在稀釋家庭和醫(yī)院中的具有傳染性的空氣顆粒，這些措施很容易實(shí)施，而不需要重大的翻新或支出。這些措施將服務(wù)于保護(hù)每個(gè)人，因?yàn)樵谖磥韼讉€(gè)月和幾年里，人們正在尋求進(jìn)一步降低新冠疫情的風(fēng)險(xiǎn)所需要的證據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

J.W. Tang et al. / Journal of Hospital Infection 110 (2021) 89e96

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