Większość wirusów atakujących drogi oddechowe roznosi się za pośrednictwem aerozoli

Aerozole emitowane z ust pośredniczą w roznoszeniu nie tylko SARS-CoV-2, ale także SARS, MERS, wirusów grypy, odry i innych. Pandemia COVID-19 pomaga lepiej poznać te mechanizmy.

Powodujący COVID-19 koronawirus rozprzestrzenia się głównie za pośrednictwem aerozoli emitowanych w czasie kaszlu, kichania, a nawet mówienia i oddychania. Mogą utrzymywać się nawet przez wiele godzin w niewentylowanym pomieszczeniu – przypomnieli specjaliści z tajwańskiego Narodowego Uniwersytetu im. Sun Jat-sena.

Na łamach magazynu „Science” naukowcy zauważyli, że w podobny sposób przenoszonych jest wiele wirusów, w tym SARS, MERS, zarazki powodujące grypę, odrę, a także zwykłe przeziębienia.

Dotąd uważano, że wirusy atakujące drogi oddechowe wędrują między ludźmi głównie na kroplach śliny, ulatujących w czasie kaszlu czy kichania lub przenoszą się przez dotykanie przez różne osoby powierzchni. Taki mechanizm nie pozwalał jednak wyjaśnić wielu przypadków zachorowań na COVID-19. Dlatego badacze z Tajwanu, przy współpracy z ekspertami z USA oraz Izraela, zbadali dokładnie sposoby transmisji nowego koronawirusa oraz innych zarazków.

Po pierwsze przeanalizowali prace naukowe na temat szczególnie licznych zakażeń w jednym miejscu (tzw. superspreading), jakie miały miejsce w czasie obecnej epidemii. Wszystkie badania wskazywały na transmisję powietrzną jako tę najbardziej prawdopodobną, bez udziału zakażonych powierzchni czy dużych kropli. Wspólny mianownik tych zdarzeń był taki, że zainfekowane osoby oddychały tym samym powietrzem, w jednym pomieszczeniu, często zatłoczonym, a ekspozycja trwała godzinę lub dłużej, wentylacja była słaba, ludzie zwykle rozmawiali i nie nosili masek.

Wnioski te naukowcy potwierdzili w przeglądzie wyników innych badań, opartych m.in. na analizie próbek powietrza, testach PCR, hodowlach komórkowych, innych testach laboratoryjnych, a także na przeglądzie badań epidemiologicznych, klinicznych i modeli teoretycznych.

– Transmisja za pomocą wdychanych, zainfekowanych aerozoli przez długi czas była niedoceniana. Nadszedł czas, aby przemyśleć obecne paradygmaty i zacząć stosować środki chroniące przed aerozolami przenoszącymi choroby – podkreśliła kierująca pracami prof. Chia C. Wan z tajwańskiej uczelni.

Naukowcy tłumaczą, że na początku XX wieku, głównie za sprawą znanego eksperta Charlesa Chapina, przyjęto, że przenoszenie wirusów właściwie odrzucono. Częściowo przyczyną były obawy, że uznanie takiej drogi zakażenia sprawi, iż ludzie zaczną mniej dbać o higienę, która przed powietrzem nie chroni. Groźne miały być jedynie większe krople działające na małe odległości.

– Takie założenie pomija fakt, że aerozol także przenosi chorobę na małe odległości, ponieważ jego stężenie jest większe, gdy emituje go osoba stojąca bliżej – skomentował prof. Kim Prather z University of California, San Diego w Stanach Zjednoczonych.

Jednocześnie jeszcze przed obecną pandemią jako „granicę” pomiędzy kroplami i aerozolem przyjmowano rozmiar 5 mikrometrów. Według autorów nowej pracy należałoby ją jednak zwiększyć aż do 100 mikrometrów. Nawet takie cząstki mogą bowiem unosić się w powietrzu do 5 sekund, jeśli zostaną wyemitowane na wysokości 1,5 metra. Mogą przemieścić się w tym czasie na odległość ok. 1 metra.

– Fizyczne wymiary determinują, jak długo kropla może unosić się w powietrzu i jak daleko się przemieścić, czy zostanie wchłonięta, i jak głęboko w układzie oddechowym dotrze. Większość aerozoli emitowanych w czasie aktywności oddechowych składa się z cząstek mniejszych, niż 5 mikrometrów, co pozwala im przedostać się głęboko do rejonów oskrzeli i pęcherzyków płucnych i tam pozostać. Badania pokazują, że wirusy są przy tym gęściej upakowane w kroplach o wielkości do 5 mikrometrów – wyjaśnił Josué Sznitman z izraelskiego Instytutu Technicznego Technion.

Kolejna ważna cecha aerozoli to możliwość ich transportu przez ruchy powietrza i wentylację. Liczbę wirusów można więc zmniejszyć poprzez odpowiednie wentylowanie pomieszczeń, filtracja powietrza np. z pomocą filtrów HEPA, jego dezynfekcja promieniami UV oraz unikanie jego zamkniętej cyrkulacji.

Jak stwierdzili badacze, plastikowe, przezroczyste zasłony mogą czasami utrudniać wentylację i stwarzać w niektórych przypadkach nawet większe zagrożenie. – Nie zaleca się ich stosowania, z wyjątkiem krótkich kontaktów twarzą w twarz, ale nawet wtedy lepszym rozwiązaniem są maski, ponieważ pomagają usuwać aerozole, a osłony tylko je kierują w inną stronę – podkreśla Jose-Luis Jimenez z University of Colorado Boulder.

Autorzy pracy stwierdzili, że w obliczu rozwoju pandemii powszechne noszenie masek to skuteczna i niedroga metoda blokowania aerozoli. Zalecili jednak stosowanie różnych metod jednocześnie, oprócz noszenia masek, także szczepienia i odpowiednią wentylację. Jedna metoda może być bowiem mało skuteczna.

Naukowcy przypominają, że w kwietniu tego roku WHO uznała już, że zakażone aerozole to główne medium przenoszenia SARS-CoV-2 zarówno na długie, jak i na krótkie dystanse, jednak skutki odkrycia mogą być szersze. – To, czego nauczyliśmy się w czasie tej pandemii, wskazuje nam także sposoby zmian, które pomogą nam wejść w erę po epidemii – zwrócił uwagę prof. Wang.

Zdaniem naukowców środki radzenia sobie z aerozolami nie tylko będą chronić przed wirusami, ale także poprawią ogólną jakość powietrza.