Способны ли частицы вируса SARS-CoV-2 надолго оставаться в воздухе в виде аэрозоля и впоследствии сохранять способность к заражению при вдыхании? От ответа на этот вопрос зависит понимание динамики распространения инфекции и принятие адекватных мер по противодействию.
Несмотря на то, что новая коронавирусная инфекция активно распространяется среди людей уже на протяжении почти двух месяцев, мы до сих пор многого о ней не знаем. Один из важных, не прояснённых моментов связан с тем, способны ли частицы вируса SARS-CoV-2 надолго оставаться в воздухе в виде аэрозоля и впоследствии сохранять способность к заражению при вдыхании. От ответа на этот вопрос зависит понимание динамики распространения инфекции и принятие адекватных мер по противодействию.
В этой статье предлагаю рассмотреть данные полученные исследователями в этом направлении по состоянию на 16 марта 2020.
На эту тему: Коронавирус Covid-19: почему надо действовать прямо сейчас [2]
Существующая классификация передачи возбудителей инфекционных заболеваний по воздуху выделяет два основных класса: воздушно-капельный и воздушно-пылевой путь, или в английской версии — «droplet» и «airborne» соответственно. Предлагаю следовать более интуитивной английской терминологии и в рамках этой статьи использовать наименования — капельный и воздушный путь соответственно.
Всемирная организация здравоохранения определяет воздушные инфекции, как способные распространяться по воздуху с аэрозолями содержащими капли менее 5 микрометров в диаметре, а те заболевания, которые передаются только каплями большего размера — считаются капельными [1 [3]][2 [4] стр. 44].
На эту тему: Когда появится вакцина от коронавируса? [5]
1 микрометр — 1 µm, это одна тысячная часть миллиметра
Считается, что частицы более 5 микрометров, распылившись, например, в результате чихания, не способны надолго задерживаться в воздухе и вскоре оседают под действием силы тяжести. Капли менее 5 микрометров, напротив, могут долгое время находиться в воздухе, в виде аэрозоля и передвигаться вместе с воздушными потоками. Помимо размера частиц на способность инфекций передаваться по воздуху влияет еще множество факторов, от молекулярной структуры, температуры и влажности, до количества солнечного ультрафиолета и скорости ветра. Изучением всех тонкостей распространения микроорганизмов по воздуху занимается специальный раздел биологии – Аэробиология [3 [6]].
На данный момент в отношении многих патогенов признано, что они способны передаваться воздушным способом, например, бактериальные патогены: коклюш [7], стафилококк [8], и туберкулез [9], и вирусы [10] такие, как: вирус гриппа, ветряная оспа, краснуха, а также предшественник коронавируса — SARS-CoV [4 [11]] [5 [12] стр. 117].
Таблица некоторых распространенных возбудителей, передающихся воздушным путем. Источник [4 [11], таблица 2]
На эту тему: 13 мифов о коронавирусе. Что нужно знать, чтобы не поддаваться панике [13]
Воздушный или капельный, какая разница и почему это должно кого-то волновать?
От типа распространения инфекции, зависят необходимые меры предосторожности и профилактики.
Сейчас официальная версия ВОЗ и Центра по контролю и профилактике заболеваний США классифицирует новый коронавирус, как передающийся капельным путем (droplet infection), то есть вместе с частицами более 5 микрометров. [6 [14]][7 [15]]
Размер микрокапель, выходящих из дыхательных путей человека, колеблется в диапазоне от <5 до 500 микрометров в диаметре и зависит в первую очередь от дыхательной активности, так при обычном спокойном дыхании образуются самые маленькие частицы и гораздо большего размера во время кашля и чихания.[4 [11], таблица 3]
Если инфекция распространяется по воздуху только капельным путем, то, как правило, выход капель содержащих её возбудители происходит во время чихания или кашля, такие капли будут осаждаться на землю в течении короткого времени и в радиусе нескольких метров. В этом случае достаточно не находиться слишком близко к зараженному в момент, когда он кашляет или чихает и избегать контакта с вылетающими частицами, также эффективным может быть ношение зараженными медицинских масок, которые вполне способны задерживать крупные частицы.
Если инфекция способна распространяться по воздуху в виде аэрозоля, состоящего из капель менее 5 микрометров, которые выходят из дыхательных путей постоянно, при обычном выдыхании и способны находиться долгое время во взвешенном состоянии, тогда ситуация осложняется и необходимы дополнительные более серьезные меры. В этом случае передача инфекции возможна при нахождении с зараженным в одном помещении, или даже при вдыхании воздуха, проходящего по единой системе вентиляции.
Для наглядности приведу видео, в котором исследователи продемонстрировали, используя Шлирен-метод визуализации [9 [16]] распространение воздушных потоков во время различных видов дыхательной активности таких, как: разговор между людьми, спокойное дыхание, смех, кашель и чихание с использованием платка, хирургической маски и маски N95 Источник [9 [17]].
На эту тему: Почему мы все время трогаем лицо и как с этим бороться? [18]
3 марта были опубликованы результаты заборов воздуха из палат 3-х пациентов находящихся на стационаре в очаге вспышки SARS-CoV-2 в Сингапуре, сообщается, что хотя вирус был найден в смывах с поверхностей сантехники и мебели, но в заборах воздуха не было обнаружено аэрозольных частиц вируса, хотя они и были найдены на деталях вентиляции. [10 [19]]
10 марта был опубликован препринт работы, с результатами анализов 35 проб воздуха из трех локаций: больницы Renmin университета Ухань, из развернутой полевой больницы Fangcang и из общественной зоны (PUA) также в Ухане. Сообщается что в двух случаях, аэрозольных частиц вируса обнаружено не было либо были лишь незначительные концентрации. Но образцы из отделения реанимации и пробы воздуха в туалете больницы Fangcang дали положительный результат [11 [20]].
Важно отметить, что исследования, приведенные выше искали только генетическую сигнатуру вируса, то есть следы РНК. Чтобы понять сохранил ли вирус из воздуха способность инфицировать клетки, необходимо подсевать собранный вирусный материал в клеточную культуру и исследовать результаты. Препринт такого исследования был опубликован уже 13 марта 2020, и результаты были еще более тревожными. В материале, вышедшем при поддержке Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) и Национального института здоровья (NIH), сообщаются предварительные данные о стабильности частиц нового SARS-CoV-2 в аэрозолях и на различных поверхностях, в сравнении с наиболее близким к нему SARS-CoV-1 [12 [21]].
На эту тему: Коронавірус COVID-19: куди звертатись і що робити - інструктаж МОЗ (ВІДЕО) [22]
Препринт означает, что данные еще предстоит проверить экспертам, но пока результаты выглядят не слишком утешительно. А именно, было показано что: SARS-CoV-2 оставался жизнеспособным в аэрозолях на протяжении 3-х часов, со снижением инфекционного титра с 10^3,5 до 10^2,7 TCID50/L. Также было показано, что наибольшее время жизнеспособности у коронавируса наблюдалось на пластиковых поверхностях – до 48 часов.
Сравнения меры титра TCID50 (вертикальная ось) коронавирусов 2019-nCoV и SARS-CoV-1 в аэрозолях и на различных типах поверхностей. По горизонтали отложено время в часах [13 [23]].
Примечание: TCID50 – это мера вирусного титра, если коротко, то если мы говорим, что вирусный титр составляет 10^2,7 TCID50/L – это значит, что в одном литре объема содержится 10^2,7≈500 доз вируса, способных вызвать цитопатический эффект (вирусное поражение клеток) в 50% пробирок с клеточной культурой. [14 [24]][15 [25]]
На эту тему: Как лечат больных с коронавирусом: опыт Китая, Италии и Южной Кореи [26]
Понимание того как распространяется вирус, крайне важно для разработки эффективных мер предосторожности и профилактики вирусной инфекции. Пока данных о том способен ли коронавирус распространяться по воздуху в виде аэрозоля от одного человека к другому, слишком мало, те исследования, что есть на данный момент, требуют экспертной проверки. Но следует учитывать вероятность того, что эти данные подтвердятся и по возможности сокращать свои риски.
—
Никита Иванов, опубликовано в издании Хабр [27]
Цитируемые работы
1. en.wikipedia.org/wiki/Airborne_disease [3]
2. apps.who.int/medicinedocs/documents/s16355e/s16355e.pdf [4] (стр. 44)
3. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3556854 [6]
4. www.journalofinfection.com/article/S0163-4453 [28](10)00347-6/fulltext
5. stacks.cdc.gov/view/cdc/61187 [12] (стр. 117)
6. www.journalofinfection.com/article/S0163-4453 [28](10)00347-6/fulltext (таблица 2)
7. www.who.int/ru/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/advice-for-public/q-a-coronaviruses [14]
8. www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prepare/transmission.html [15]
9. www.journalofinfection.com/article/S0163-4453 [28](10)00347-6/fulltext таблица 3
10. en.wikipedia.org/wiki/Schlieren_photography [16]
11. journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0021392#authcontrib [29]
12. jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2762692 [19]
13. www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.08.982637v1 [20]
14. www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.09.20033217v2 [21]
15. www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.09.20033217v2.full.pdf [23]
16. studfile.net/preview/4659008 [24]
17. en.wikipedia.org/wiki/Virus_quantification [25]
На эту тему:
Ссылки:
[1] https://argumentua.com/stati/obshchestvo/meditsina
[2] http://argumentua.com/stati/koronavirus-covid-19-pochemu-nado-deistvovat-pryamo-seichas
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_disease
[4] https://apps.who.int/medicinedocs/documents/s16355e/s16355e.pdf
[5] http://argumentua.com/novosti/kogda-poyavitsya-vaktsina-ot-koronavirusa
[6] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3556854/
[7] http://argumentua.com/novosti/v-ukraine-samyi-nizkii-vo-vsem-mire-uroven-vaktsinatsii-yunisef
[8] http://argumentua.com/novosti/vsemirnaya-organizatsiya-zdravookhraneniya-obnovila-spisok-samykh-opasnykh-superbakterii-v-m
[9] http://argumentua.com/novosti/spid-tuberkulez-i-malyariya-mogut-byt-pobezhdeny-k-2030-godu
[10] http://argumentua.com/stati/nezrimye-ubiitsy-5-epidemii-pomenyavshikh-khod-istorii
[11] https://www.journalofinfection.com/article/S0163-4453(10)00347-6/fulltext
[12] https://stacks.cdc.gov/view/cdc/61187
[13] http://argumentua.com/stati/13-mifov-o-koronaviruse-chto-nuzhno-znat-chtoby-ne-poddavatsya-panike
[14] https://www.who.int/ru/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/advice-for-public/q-a-coronaviruses
[15] https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/prepare/transmission.html
[16] https://en.wikipedia.org/wiki/Schlieren_photography
[17] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0021392
[18] http://argumentua.com/stati/pochemu-my-vse-vremya-trogaem-litso-i-kak-s-etim-borotsya
[19] https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2762692
[20] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.08.982637v1
[21] https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.09.20033217v2
[22] http://argumentua.com/novosti/koronav-rus-covid-19-kudi-zvertatis-shcho-robiti-nstruktazh-moz-v-deo
[23] https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.09.20033217v2.full.pdf
[24] https://studfile.net/preview/4659008/
[25] https://en.wikipedia.org/wiki/Virus_quantification
[26] http://argumentua.com/stati/kak-lechat-bolnykh-s-koronavirusom-opyt-kitaya-italii-i-yuzhnoi-korei
[27] https://habr.com/ru/post/492450/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=492450
[28] https://www.journalofinfection.com/article/S0163-4453
[29] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0021392#authcontrib
[30] http://argumentua.com/stati/bog-i-virus
[31] http://argumentua.com/novosti/shcho-robiti-ukra-ntsyam-za-kordonom-term-n-d-v-zi-kotrikh-zavershu-tsya-poyasnennya-mzs
[32] http://argumentua.com/novosti/yak-prikordonn-punkti-zakrivayut-cherez-koronav-rus-povnii-spisok
[33] http://argumentua.com/novosti/pozachergove-zas-dannya-radi-deyakim-deputatam-vzhe-zle-deputatam-rozdadut-maski-zal-prodez-
[34] http://argumentua.com/novosti/zakonopro-kt-pro-koronav-rus-peredbacha-krim-nalnu-v-dpov-daln-st-za-umisne-zarazhennya-deta
[35] http://argumentua.com/novosti/moz-pereprof-lyu-l-karn-p-d-nfekts-stats-onari