在今天(2月8日)14:00举行的上海市疫情防控工作领导小组新闻发布会上,上海市民政局副局长曾群介绍:卫生防疫专家强调,目前可以确定的新冠肺炎传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播。那么,什么是气溶胶传播?这种传播方式有哪些特点?为什么要重视气溶胶传播?
喷嚏是一个剧烈的雾化过程。人的呼吸道、口腔、鼻腔内都附着液体膜。喷嚏的气流速度可达50米/秒,堪比15级台风。MIT的Lydia Bourouiba教授专门研究打喷嚏,被誉为“喷嚏女皇”。她的团队拍摄了喷嚏后的液滴轨迹,发现上百微米的大液滴射程远至两米,但很快沉降;而几微米的小液滴飞沫则被空气粘性作用减速,并瞬间蒸发成为微米级的颗粒,也叫飞沫核。
喷嚏和咳嗽都是人们呼吸活动的最剧烈形式。相比之下,说话属于不那么剧烈的呼吸活动,但仍然会产生飞沫和飞沫核。研究发现,世界上确实存在“喷子”,他们讲话时释放的飞沫是平常人的十倍以上。
气溶胶是指在气体中稳定分散悬浮的液态或固体小颗粒。含有新冠病毒的飞沫核尺寸在亚微米到微米的范围,与烟草燃烧后的颗粒尺度类似,因此飞沫核在空气中可以悬浮很久。2020年2月1日,深圳第三人民医院在某些新冠肺炎患者的粪便中检测出新冠病毒核酸阳性,虽然检测出RNA不等同于有活性的病毒,但可能性是有的,这使“粪口传播”引起关注。
不过,“粪口传播”不大可能通过吃,而主要可能是通过气溶胶和呼吸传播。排泄活动也可以产生气溶胶,类似于呼吸活动。2003年,香港淘大花园发生321人感染SARS病毒,致死42人,被认为极大可能性是气溶胶传播。
气溶胶的传播距离之远可能超过我们的想象。一个相关的研究证据是澳大利亚昆士兰地区涉及437个马场的马流感传播事件。这些马场间距平均距离约为1公里,最远达13公里。马流感开始时,隔离政策的宣传和执行都很到位,但仍发现很多马被感染,原来感染区域与风向密切相关。
与喷嚏、咳嗽、说话相比,病毒携带者的正常呼吸是最温和的活动,但也是最防不胜防的。肺部在做大量、长时间的雾化,并且雾化的颗粒极小。通过RT-PCR测量甲流患者每分钟排出3至20个RNA,其中近90%的呼出颗粒直径小于1微米。换算一下,大约15分钟的呼吸,病毒数目即可达到甲流的感染剂量。
科学家发展了动物模型来研究病毒在哺乳动物间的传播途径。值得注意的是甲流的几内亚猪模型,研究发现,相距三英尺的两个笼子中的几内亚猪仍然可以被感染,这是呼吸导致的气溶胶传染模式的有力证据。
在气溶胶状态下,一小时后病毒可能保持感染能力。研究者认为呼吸道上皮细胞可能脱落并成为病毒离开人体的载体,为病毒保持活性提供条件。长距离伴随着病毒浓度的急剧下降,可能远远低于感染剂量。
这种季节性特征人类早就意识到了,但对流感季节性的成因至今还有争议。研究者继续深究温度和湿度的变化,但究竟是温度,还是湿度,抑或是相对湿度,仍然没有定论。最近有研究指出,颗粒在过饱和水汽中的长大成感染性强的尺寸,可能增大感染概率。
对我个人而言,这场疫情也是一个反思自己科研态度和方向的机会。写这篇科普小文查阅文献时,自己重拾了若干年前的熟悉,在感觉温暖的同时也内疚和汗颜。基础学科与实体经济的地位和处境相似,都太难了;但是基础空心化之后迎来的很可能是大厦将倾。我盼望,疫情过后,我们的科研土壤可以滋养朴实无华的学科。