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什么是氣溶膠(到底什么是“氣溶膠”)
月9日,國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)上,中國(guó)疾病預(yù)防控制中心研究員馮錄召就網(wǎng)友關(guān)心的氣溶膠是否傳播新冠病毒的問(wèn)題作了回答。
馮錄召稱(chēng),目前新型冠狀病毒最主要的傳播途徑是近距離的呼吸道飛沫傳播,還有間接的接觸傳播,氣溶膠傳播和糞—口傳播途徑有待進(jìn)一步的明確。流行病學(xué)調(diào)查顯示,多數(shù)病例是可以追蹤到跟確診病例有密切接觸史的,這個(gè)情況符合當(dāng)前飛沫傳播和接觸傳播的一些特征。
馮錄召表示,具體什么是氣溶膠傳播,氣溶膠傳播是指飛沫在空氣中懸浮的過(guò)程中,因?yàn)槭ニ?,剩下的蛋白質(zhì)和病原體組成核,就形成了飛沫核,這個(gè)飛沫核可以飄到更遠(yuǎn)的地方造成遠(yuǎn)距離的傳播,這個(gè)就是氣溶膠傳播,一般情況下在特定的環(huán)境里面,可能發(fā)生氣溶膠傳播。比如說(shuō)在一些臨床氣插管中,目前沒(méi)有證據(jù)顯示新冠病毒通過(guò)氣溶膠傳播。
2月9日,武漢市武昌區(qū)曇華林社區(qū)工作人員為社區(qū)居民發(fā)放防護(hù)物資。 新華社記者 李賀 攝
要想了解“氣溶膠”傳播,就得首先明白到底什么是“氣溶膠”?之前,人類(lèi)發(fā)現(xiàn)哪些疾病可能通過(guò)氣溶膠傳播?
2019年1月31日,英國(guó)萊斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院感染、免疫和炎癥科教授Julian W. Tang在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊BMC Infectious Diseases《BMC傳染病》上發(fā)表了一篇關(guān)于氣溶膠的綜述性文章。Julian W. Tang還與全球多地的工程學(xué)專(zhuān)家在與空氣傳播感染控制有關(guān)的氣溶膠傳播和氣流動(dòng)力學(xué)方面進(jìn)行積極的合作。他現(xiàn)在還擔(dān)任《PLOS ONE》的學(xué)術(shù)編輯和《感染、遺傳學(xué)和進(jìn)化》特刊的客座編輯。
這篇題為“Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary”(《評(píng)論:對(duì)于傳染源氣溶膠傳播的認(rèn)識(shí)》),對(duì)氣溶膠傳播進(jìn)行了詳盡的闡述。以下為澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者對(duì)論文的全文翻譯:
摘要
盡管對(duì)于大多數(shù)呼吸道傳染源而言,短距離飛沫傳播是可能的,但確定同一傳染源是否也通過(guò)空氣傳播,對(duì)所需的感染控制干預(yù)措施的類(lèi)型(和成本)有著巨大的潛在影響。
氣溶膠的概念與定義也常被討論,它常被和飛沫傳播混為一談。有些作者用“氣溶膠”代表“飛沫傳播”或者“氣溶膠傳播”,大多數(shù)作者還認(rèn)為空氣傳播是氣溶膠傳播的代名詞,
但是,在討論針對(duì)個(gè)別能夠通過(guò)空氣(氣溶膠)途徑傳播病原體,以及針對(duì)該病原體特定感染控制干預(yù)措施時(shí),這些術(shù)語(yǔ)經(jīng)常被混淆使用,比如肺結(jié)核,麻疹和水痘。
因此,當(dāng)我們需要知道某種特定的干預(yù)措施,如要使用的個(gè)人防護(hù)裝備(PPE)的類(lèi)型是否能被視為足以預(yù)防感染發(fā)生(比如是否需要佩戴N95而非外科口罩)的時(shí)候,弄清這樣的術(shù)語(yǔ)是十分重要的。
在這種情況下,這篇評(píng)論認(rèn)為“氣溶膠傳播”是針對(duì)一些傳染病的常用術(shù)語(yǔ),這些傳染病已被公認(rèn)可以通過(guò)空氣傳播。此文還討論了其他病原體,例如流感病毒,其空氣傳播的潛力更多地取決于不同的宿主、病毒和環(huán)境因素,并且其氣溶膠傳播的潛力可能被低估了。
背景
如果一種傳染源從分類(lèi)上來(lái)說(shuō)可以通過(guò)空氣傳播,那么“可通過(guò)氣溶膠傳播”的判斷對(duì)于醫(yī)護(hù)人員如何與確診病人接觸、使用怎樣的個(gè)人防護(hù)裝備就有十分重要的意義。
用于預(yù)防空氣傳播的傳染源(比如氣溶膠傳播)通常比預(yù)防僅通過(guò)飛沫或接觸傳播的傳染源的個(gè)人防護(hù)裝備更貴。原因與氣溶膠的特點(diǎn)有關(guān):一是它們跟隨氣流流向,這需要人防護(hù)裝備在氣道周?chē)o密密封;二是對(duì)于生物氣溶膠而言,它們的尺寸很小,要求人防護(hù)裝備增強(qiáng)過(guò)濾能力。
近期基于臨床的幾篇文章、指南和流行病學(xué)數(shù)據(jù),突出顯示了中東呼吸綜合癥(MERS-CoV)和埃博拉病毒可能存在的氣溶膠傳播途徑。針對(duì)后者的一些研究回應(yīng)試圖將這些理論風(fēng)險(xiǎn)放在更實(shí)際的角度,并且這很好地說(shuō)明了將這些爆發(fā)或再次爆發(fā)的病原體分類(lèi)是件多么令人困惑的事,很難將它們分成飛沫(短程)傳播或是空氣傳播(短且可能遠(yuǎn)程)傳輸類(lèi)別。
但是,這種闡述并非是非黑即白的,而是相對(duì)的。因?yàn)檫@兩種都有可能通過(guò)氣溶膠進(jìn)行近距離人際傳播(與感染者1米以內(nèi))。
定義
嚴(yán)格來(lái)講,“氣溶膠”指的懸浮在氣體中的顆粒,例如空氣中的小液滴。多年來(lái),有很多已出版的相關(guān)研究通過(guò)顆粒直徑對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。
例如,普遍上認(rèn)為:
一是沿氣流流線運(yùn)動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于5–10μm的小顆粒具有潛在的短距離和長(zhǎng)距離傳播能力;<5 μm的顆粒能夠輕易穿透氣道一直到達(dá)肺泡腔,<10 μm的顆粒容易穿透聲門(mén)下方。
二是直徑> 20μm的大液滴,它們更容易在重力影響下沉降,由于液滴太大,它們無(wú)法沿吸入氣流流線運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這種粒徑,佩戴普通外科口罩即可起到有效防護(hù)作用,這種大液滴由于直徑太大,也不會(huì)通過(guò)口罩兩側(cè)(沒(méi)有緊貼皮膚的地方)被吸入呼吸道。
三是直徑為10-20μm的“中間顆?!保鼈?cè)谀撤N程度上兼有小顆粒和大液滴的一些特性,但沉降速度比小于10μm的顆粒快,且可能攜帶的病原體劑量比大于20μm的大液滴小。
“氣溶膠”還包括“液滴核”,它們是空氣動(dòng)力學(xué)直徑為10μm或更小的小顆粒,通常在呼出的呼吸液滴快速干燥過(guò)程中產(chǎn)生。
但是,在某些情況下,例如周?chē)諝饬鲃?dòng)強(qiáng),較大的液滴也會(huì)像氣溶膠一樣表現(xiàn),并有可能通過(guò)此途徑傳播感染。
我們由此可以推斷出,當(dāng)顆粒直徑大于10 μm時(shí),在下呼吸道(LRT)和聲門(mén)以下的穿透力迅速減弱,在該部位引發(fā)感染的可能性也迅速降低。
類(lèi)似地,直徑大于20 μm的顆粒引發(fā)感染的可能性更小,因?yàn)榇祟?lèi)大顆粒可能粘附到呼吸道上皮粘膜表面,或在進(jìn)入下呼吸道前被纖毛纏住。
美國(guó)傳染病學(xué)會(huì)(IDSA)提出了一個(gè)一般意義上的定義方案,將直徑小于等于10μm的顆粒定義為“可入肺顆粒(respirable particles)”;直徑在10μm到100μm之間的叫做“可吸入顆粒(inspirable particles)”,這些幾乎全部都沉積在上呼吸道。
一些作者提出了“精細(xì)氣溶膠(fine aerosols)”,由直徑5μm或更小的顆粒組成,但這有時(shí)受到測(cè)量?jī)x器的限制。幾位論文作者將通過(guò)大液滴或氣溶膠大小的顆粒傳播一起稱(chēng)作“空氣傳播”,或使用“氣溶膠傳播”描述可以通過(guò)吸入任何大小的顆粒引起疾病的病原體。
但是,我們認(rèn)為將直徑小于10微米的顆粒和其他更大一些的顆粒區(qū)分開(kāi)來(lái)是重要的,因?yàn)樗鼈冊(cè)谫|(zhì)量上的顯著差異意味著不同的懸浮時(shí)間,滲透氣道區(qū)域以及對(duì)個(gè)人防護(hù)裝備的要求。
在本文中,我們用“空氣傳播”指代最為常見(jiàn)的一種定義,即病原體通過(guò)直徑小于10微米的氣溶膠大小的顆粒進(jìn)行的傳播。
如果被感染的病人由于呼吸、咳嗽或打噴嚏制造了不同大小的傳染性飛沫,那么個(gè)體之間無(wú)論是短距離呼吸道飛沫傳播,還是空氣中的小液滴核傳播都是可能的,傳播方式取決于與患者源的距離。
短程和長(zhǎng)程氣溶膠傳播的潛在途徑,以及這些液滴在表面(媒介)的沉降
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