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Nature | 武漢大學藍柯教授團隊報道新冠病毒氣溶膠傳播途徑空氣動力學
合肥博美生物科技有限責任公司 / 2020-05-06

 2020年2月8日,上海舉行新聞發布會介紹新冠肺炎防控工作。專家強調,目前可以確定的新冠肺炎傳播途徑主要為直接傳播、氣溶膠傳播和接觸傳播。


圖 1


 

截至4月24日,據約翰·霍普金斯大學發布的實時統計數據顯示,全球新冠肺炎確診病例累計超過275萬例,死亡人數達19萬。


 

盡管已經明確新冠病毒經呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要的傳播途徑,但在人們對氣溶膠傳播的潛力了解甚少。

 



什么是氣溶膠?


簡單地來講,氣溶膠的本質是在氣體中穩定分散懸浮的液態或固體小顆粒,「膠」一字體現了媒介與顆粒間形影不離、黏黏糊糊之意。就如同在室內聞到煙味,但周圍并無吸煙者,這個味道就來源于煙草燃燒后形成的納米級顆粒的氣溶膠。相較于普通的空氣傳播,氣溶膠的懸浮力、漂移力更強。

 

4月27日,武漢大學藍柯教授的團隊聯合復旦大學等單位在Nature上發表題為《Aerodynamic analysis of SARS-CoV-2 in two Wuhan hospitals》的研究論文。團隊收治重癥患者的三甲醫院和輕癥患者的方艙醫院的內部及周圍區域設置氣溶膠捕捉裝置,通過環境監測,證明了可在空氣中檢測到新冠病毒的核酸(1)。


 

 

圖 2:來源文獻

 


該研究通過測量2020年2月和3月新冠疫情暴發期間武漢兩家醫院部分區域氣溶膠中病毒RNA的含量,以此探究新冠病毒的空氣動力學性質。


結果表明,在通風的病區,空氣流動交換效率高、隔離措施到位使得其中病毒核酸濃度非常低。而在通風效果差的患者廁所,病毒核酸濃度維持較高的水平。另外,研究人員發現醫務工作者去除防護裝備的區域,含有病毒的氣溶膠懸浮于空氣中,病毒核酸濃度尤其高。但是在執行規范的消毒程序后,醫護人員活動的區域內新冠病毒核酸濃度顯著降低至檢測限之下。


 

 

 

圖 3:來源文獻

 

與此同時,在醫院周圍的超市的居民樓區,新冠病毒核酸的濃度普遍不高。然而,在其中一所人員流動性的醫院室外空地里檢測到較高濃度的病毒核酸,研究者推測可能是新冠肺炎患者的聚集導致病毒氣溶膠產生。


值得一提的是,雖然該研究未進一步探究空氣中的新冠病毒核酸是否具有傳染性,但研究者在結論中明確指出:室內通風、開放空間、對防護服及公共廁所區域消毒能夠有效降低空氣中的新冠病毒核酸濃度。



 

關于氣溶膠傳播的其他報道


侵入眼睛


1月8日,國家衛健委專家組成員、北京大學第一醫院呼吸和危重癥醫學科主任王廣發抵達武漢參與新冠肺炎防治工作,后確診感染新冠肺炎。


3月初,王廣發在接受某媒體采訪時指出其曾在聚集數位病人、無窗戶的病房中問診。期間,他的口鼻因佩戴口罩得到保護,唯一暴露在外面的黏膜只有眼睛。因此,王廣發認為新冠病毒通過氣溶膠傳播侵入眼睛導致其感染(2)。


密閉的巴士


2020年3月5日,來自湖南省疾病預防控制中心等單位的研究團隊,在由中華預防醫學會、湖南預防醫學會主辦的學術期刊《實用預防醫學》通過知網首發題為《一起在公共交通工具內氣溶膠傳播的新型冠狀病毒肺炎聚集性疫情流行病學調查》論文(3)。


圖 4:來源文獻

 

該論文通過調查湖南省某地一起通過公共交通工具傳播引起的新冠肺炎聚集性疫情,對病例及其密切接觸者開展現場流行病學調查。研究結果顯示,最早確診的病例A在乘坐大巴時與病例E之間距離不足0.5 m,與病例G之間距離約為4.5 m;A轉乘班車后,感染病例K和L。與此同時,其殘留在大巴里的病毒感染了后來上車的乘客J。因此,研究者認為新冠病毒在密閉空調車廂內傳播距離最遠達4.5 m,在空氣中至少漂浮30 min并導致人群感染發病。

 

 

圖 5:來源文獻

 

基于本起聚集性疫情導致10人發病和1例無癥狀感染者并引發2例第三代病例的現象,論文指出新冠病毒傳播能力強,能夠在密閉環境中通過氣溶膠傳播。建議工作人員對車廂內進行清潔消毒,保證公共交通工具內的換氣和新風量,乘客在搭乘公共交通工具時應做好個人防護。

 

論文發表后,引起了媒體及民眾的廣泛關注。然而,近日《實用預防醫學》刊登了該論文的撤稿聲明,并未言明撤稿原因。


 

圖 6:來源知網

 

 

 

氣溶膠傳播的案例


2003年,香港淘大花園E座321位居民感染SARS病毒,致死42例。經流行病學調查,推測原因可能是感染SARS病毒的排泄物在污水管下落時與氣流互作形成霧滴,進而通過居民的管道裂縫泄漏,蒸發成為氣溶膠形式的傳染源,最終造成人群大面積感染。


 

2016年,江蘇省鎮江市疾病預防中心對1起學校內胃腸炎暴發疫情進行調查。結果顯示,該疫情由諾如病毒GII型引起,原因可能為首發病例嘔吐物形成氣溶膠擴散,從而通過人與人接觸模式傳播,導致同班學生感染 (4)。

 



重視氣溶膠,但不必過于恐慌


氣溶膠雖然較易形成,但普通的氣溶膠顆粒大于10 μm、50 μm居多,佩戴醫用口罩即可抵擋。


預防氣溶膠傳播的措施,希望能夠幫助到大家。


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