Kako Se Koronavirus širi Zrakom: Ono što Do Sada Znamo

2023 Autor: Peter Bradberry | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-07-27 17:19

Neke studije sugeriraju da virus koji uzrokuje COVID-19 može opstati u aerosolnom obliku. Ali potencijal za prijenos ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući zaraznost, dozu i ventilaciju.

Nekoliko mjeseci pandemije koja je odnijela stotine hiljada života i desetkovala ekonomije širom svijeta, naučnici još uvijek nemaju potpuno razumijevanje o načinu prenošenja virusa koji ga je izazvao. Zaključavanje se na nekim mjestima već smiruje, a ljudi se pripremaju za povratak u verziju posla i društvenog života. Ali ključno pitanje ostaje tvrdoglavo: Može li patogen iza COVID-19 biti "u zraku" ?.

Mjeseci su američki Centri za kontrolu i prevenciju bolesti i Svjetska zdravstvena organizacija tvrdili da se novi koronavirus prvenstveno širi kapljicama nekoga ko kašlje, kiha ili čak govori na udaljenosti od nekoliko metara. Ali anegdotski izvještaji nagovještavaju da bi mogao biti prenosiv kroz čestice suspendirane u zraku (takozvani "aerosolni prijenos"). A SZO je nedavno preokrenula svoje smjernice rekavši da se takav prijenos, posebno na „zatvorenim mjestima gdje su gužve i neadekvatno prozračeni prostori u kojima zaražene osobe dugo vremena provode s drugima, ne može isključiti“. Nakon što su pohađali zborsku praksu u državi Washington početkom marta, na desetine ljudi su dijagnosticirani ili su razvili simptome COVID-19, iako se nisu rukovali ili su stajali blizu jedni drugima. Najmanje dvoje su umrli. Nakon obroka u klimatiziranom restoranu u Kini krajem januara, tri porodice za susjednim stolovima oboljele su od virusa - moguće kapljicama koje su otpuhane zrakom.

Da bismo se pozabavili perspektivom zračnog širenja novog koronavirusa, prvo je potrebno shvatiti šta naučnici podrazumijevaju pod "zračnim putem". Izraz se odnosi na prijenos patogena putem aerosola - sitnih respiratornih kapljica koje mogu ostati suspendirane u zraku (poznate kao jezgre kapljica) - za razliku od većih kapljica koje padnu na zemlju u roku od nekoliko metara. U stvarnosti, međutim, razlika između kapljica i aerosola nije jasna. „Razdvajanje između onoga što se naziva„ širenjem zrakom “i„ širenjem kapljica “zaista je spektar“, posebno kada se govori o relativno malim udaljenostima, kaže Joshua Santarpia, izvanredni profesor patologije i mikrobiologije na Medicinskom centru Univerziteta u Nebraski.

Pretpostavljeno je da se širenje zrakom prenosi za druge smrtonosne koronaviruse, uključujući one koji uzrokuju teški akutni respiratorni sindrom (SARS) i bliskoistočni respiratorni sindrom (MERS). Pregršt studija sugerira da novi koronavirus, SARS-CoV-2, može postojati kao aerosol u zdravstvenim ustanovama. Ali ostaje mnogo nepoznatog o tome je li aerosolizirani virus zarazan i kojoj količini virusa treba biti izložen da bi se razbolio, poznata kao minimalna zarazna doza. Čak i ako se aerosolni prenos dogodi, nije jasno koliko je čest u poređenju sa drugim putovima prenosa, kao što su kapljice ili površine. Otkrivanje ovih informacija je vitalno, posebno s obzirom na činjenicu da ljudi mogu širiti SARS-CoV-2 kada nemaju simptoma.

Možda "Je li koronavirus u zraku?" je pogrešno pitanje. COVID-19 može imati potencijal za širenje zrakom, kaže Stanley Perlman, profesor mikrobiologije sa Univerziteta u Iowi. "Ali da li je [ovaj put] klinički važan, zaista je pitanje o kojem se želi znati", kaže on.

Dokazi za aerosolni prenos

Neki od najsnažnijih dokaza da je prenos novog koronavirusa u vazduh možda moguć potiču iz studije objavljene krajem prošlog mjeseca u časopisu Nature. U njemu su istraživači izmjerili genetski materijal virusa, ili RNK, u aerosolima uzorkovanim u februaru i martu u dvije bolnice u Wuhanu, u Kini - gradu u kojem je, kako se vjeruje, epidemija započela. Istraživači su otkrili vrlo nizak nivo virusne RNK u zraku u izolacijama bolnica i u prozračenim prostorijama za pacijente. Ali bilo je mjerljivo viših nivoa u nekim dijelovima toaleta pacijenata. Takođe su pronašli visok nivo virusne RNK na mestima na kojima medicinski radnici uklanjaju zaštitnu opremu, kao i na dve lokacije sklone gužvi u blizini bolnica. "Naša studija i nekoliko drugih studija dokazali su postojanje aerosola SARS-CoV-2 i implicirali da je prenos aerosola SARS-CoV-2 možda neznatan put od zaraženih nosača do nekoga u blizini", kaže koautor studije Ke Lan, profesor i direktor Državne ključne laboratorije za virusologiju na Univerzitetu Wuhan.

Studija pretiska (još nije objavljena) koju su vodili Santarpia i njegove kolege na sličan su način pronašli dokaze o virusnoj kontaminaciji u uzorcima vazduha i površinama iz prostorija u kojima su pacijenti sa COVID-19 držani u izolaciji. "Mislim da ima puno nas - uključujući i mene - koji jako snažno osjećamo da je zračni put prijenosa vrlo moguć", kaže on. „Oklijevao bih to nazvati dokazanim na bilo koji način. Ali mislim da postoje brojni dokazi koji to potkrepljuju. ".

I studija Nature i Santarpijin rad mjerili su virusnu RNK, a ne stvarni virus, pa nije jasno da je materijal pronađen u aerosolima bio funkcionalno zarazan. "Pronalaženje RNA ne govori vam [da] imate širenje aerosola", kaže Perlman, koji nije bio uključen ni u jednu studiju.

Drugi rad, nedavno objavljen u New England Journal of Medicine, pokazao je da zarazni virus SARS-CoV-2 može ostati u aerosolima najmanje tri sata - i nekoliko dana na različitim površinama - u laboratorijskim uslovima. Ali količina održivog virusa značajno se smanjila za to vrijeme. Naučnici ne znaju zaraznu dozu SARS-CoV-2. (Za gripu su studije pokazale da su dovoljne samo tri čestice virusa da nekome pozli.).

Sve u svemu, većina dokaza da SARS-CoV-2 može prenijeti zrak dolazi iz kliničkih okruženja - koja imaju tendenciju da imaju puno bolesnih ljudi i mogu biti domaćin invazivnih postupaka, poput intubacija, koji mogu uzrokovati kašljanje pacijenata, stvarajući aerosole. Nije jasno koliko su ta područja reprezentativna za svakodnevno okruženje. "Nema mnogo uvjerljivih dokaza da je širenje aerosola glavni dio prijenosa" COVID-19, kaže Perlman.

Ta procjena, međutim, ne znači da se ona ne događa. Benjamin Cowling, šef odjela za epidemiologiju i biostatistiku na Školi za javno zdravlje Sveučilišta u Hong Kongu, kaže da postoji popularna zabluda da ako se virus uopće može proširiti zrakom, mora se moći širiti u dugom rasponu. Daje analogiju boravka u restoranu u kojem neko puši: „Ako osoba s druge strane restorana puši, vjerojatno je ne biste osjetili, a nikada to ne biste ni primijetili. To je zato što dim nikada ne bi stigao do vas - kaže. "To ne znači da se ne stvara dim." Drugim riječima, samo zato što se SARS-CoV-2 možda neće prenositi u velikom rasponu, to ne znači da nije u zraku. Poput cigaretnog dima, aerosolne čestice šire se oko osobe u oblaku, pri čemu je koncentracija najveća u blizini pušača, a niža kad se neko udaljava.

Čak i ako aerosoli ne putuju dalje od većine kapljica, često istaknuto "pravilo od šest stopa" za socijalno udaljavanje može ovisiti o okolnostima, kaže Cowling. Ako postoji ventilator ili klima uređaj, zarazni aerosoli (ili čak kapljice, kao što se sumnjalo u slučaju tog restorana u Kini) mogli bi potencijalno razboljeti nekoga ko pada niz vjetar.

Neki dokazi sugeriraju da bi razgovor mogao biti važan način prenošenja virusa. Studija objavljena 13. maja u Zborniku Nacionalne akademije nauka SAD koristila je lasersko rasipanje svetlosti za vizualizaciju sićušnih kapljica pljuvačke izbačenih tokom govora. Istraživanje nije mjerilo kapljice s održivim virusom SARS-CoV-2. Ali ako se pretpostavi da kapljice sadrže sedam miliona virusnih čestica na mililitar, minut glasnog govora mogao bi generirati više od 1000 kapljica koje sadrže virus i koje bi mogle visjeti u zraku osam minuta ili više, pišu istraživači u studiji. "Postoji značajna vjerovatnoća da normalan govor uzrokuje zračni prijenos virusa u zatvorenim okruženjima", zaključuju oni.

Faktori koji utječu na rizik od širenja zrakom

Cowling pretpostavlja da se mnogi respiratorni virusi mogu širiti vazdušnim putem, ali da je stepen zaraznosti nizak. Za sezonsku gripu, osnovni reprodukcijski broj ili R₀-tehnička oznaka za prosječan broj ljudi koje zarazi bolesna osoba je oko 1,3. Za COVID-19, procjenjuje se da je negdje između dva i tri (iako je možda čak 5,7). U poređenju sa ospicama, koje imaju R₀ u rasponu od 12 do 18, ove vrijednosti sugeriraju da većina ljudi s bolešću uzrokovanom SARS-CoV-2 nije izuzetno zarazna.

Ali postoje naizgled izuzeci, poput horske prakse u državi Washington, kaže Cowling. Izvještaj CDC-a o događaju objavljen 12. maja pokazao je da je od 61 osobe koja je prisustvovala 2,5-satnoj praksi (od kojih je jedna imala simptome koronavirusa), 32 razvila potvrđene infekcije COVID-19, a 20 razvila vjerovatne. Izvještaj je zaključio da je „prijenos vjerovatno bio olakšan neposrednom blizinom (unutar 6 stopa) tokom vježbanja i pojačan činom pjevanja“te da je pjevanje „moglo doprinijeti prijenosu emisijom aerosola, na što utječe glasnost vokalizacije“. Iz nepoznatih razloga čini se da neki pojedinci zaraze mnogo više ljudi nego drugi. Ovi takozvani proširivači dokumentirani su i u izbijanju SARS-a 2003. godine. U onome što je postalo poznato kao pravilo 20/80, oko 80 posto događaja prenošenja zaraznih bolesti može biti povezano sa samo 20 posto slučajeva, napominje Cowling. "Ne znamo kako identificirati tih 20 posto", kaže on. "Ali ako bismo na neki način to mogli, to bi bio veliki napredak.".

Ventilacija takođe igra važnu ulogu u tome koliko se lako virus može prenijeti vazduhom. Unutarnji prostori vjerovatno predstavljaju veći rizik od vanjskih, pogotovo ako su slabo prozračeni, kažu Cowling i drugi. Prenatrpana područja poput barova, restorana i vlakova podzemne željeznice mogu biti rizična, posebno ako su ljudi asimptomatski i provode duge periode u takvim područjima. Mjere predostrožnosti mogu uključivati bolju ventilaciju, redovno čišćenje i nošenje maski.

Cowling je koautor studije, objavljene početkom aprila u Nature Medicine, na pacijentima sa respiratornim infekcijama u ambulanti u Hong Kongu između 2013. i 2016. Ovo istraživanje otkrilo je RNK iz sezonskih koronavirusa - vrste koja uzrokuje prehladu, a ne COVID-19 - kao i sezonski virusi gripe i rinovirusi, i u kapljicama i u aerosolima u izdahnutom dahu pacijenta. U radu, koji je vodila Nancy Leung, docentica na školi javnog zdravlja na hongkonškom univerzitetu, utvrđeno je da nošenje hirurških maski smanjuje količinu RNA gripe u kapljicama i sezonske RNA koronavirusa u aerosolima.

Iako se studija nije posebno bavila COVID-19, nalazi podržavaju nošenje maski kao efikasnog načina za ograničavanje prenosa virusa od zaražene osobe, poznate u medicinskom jeziku kao kontrole izvora. Nema mnogo dokaza da maske pružaju zaštitu zdravim ljudima, iako je to moguće (i može ovisiti o vrsti maske). Međutim, s obzirom na prevalenciju asimptomatske infekcije COVID-19, postoji određeno opravdanje za univerzalno nošenje maski kako bi se spriječilo da oni koji ne znaju da su bolesni zaraze druge. U Hong Kongu, koji je svoje izbijanje držao relativno pod kontrolom, maske nosi velika većina stanovništva, kaže Cowling.

Verovatnoća vazdušnog prenosa - posebno u poređenju sa drugim rutama, kao što su kapljice ili površine - ostaje nejasna. Većina istraživača i dalje misli da se novi koronavirus prvenstveno širi kapljičnim putem i dodiruje zaražene ljude ili površine. Stoga su marljivo pranje ruku i socijalno distanciranje i dalje najvažnije mjere koje ljudi mogu poduzeti kako bi izbjegli infekciju.

Leung rizike stavlja u perspektivu. Većina onoga što ljudi znaju o prenošenju aerosola je od tuberkuloze, ospica i vodenih kozica, kaže ona - a ti patogeni obično imaju visoku prenosivost, s potencijalom za širenje na duge staze. "Konvencionalno razmišljanje je, dakle, kad jednom spomenete da postoji aerosolni prijenos, svi su toliko zabrinuti jer [pretpostavljaju da virus ima] veću prenosivost i da ga je teže kontrolirati", objašnjava ona. Ali čak i ako postoji zračni prijenos, to se može dogoditi samo na kratkom dometu - unutar kojih drugi putevi infekcije mogu biti jednako vjerovatni - ili više. Stoga, dodaje Leung, „sam rizik od prijenosa aerosola ne znači nužno veću prenosivost“.

Ovdje pročitajte više o epidemiji koronavirusa iz časopisa Scientific American, a ovdje pročitajte izvještaje iz naše međunarodne mreže časopisa.

Napomena urednika (7/9/20): Ovaj članak je ažuriran u svjetlu priznanja Svjetske zdravstvene organizacije o potencijalnom aerosolnom prijenosu novog koronavirusa. Do preokreta je došlo nakon što je više od 200 naučnika doprinijelo otvorenom pismu ukazujući na kumulativne dokaze za ovu vrstu prijenosa. Tekst je prethodno izmijenjen 15. maja kako bi uključio nove informacije o kapljicama koje se šire govorom i o horovoj praksi u državi Washington koja je razboljela mnoge ljude.