Физминутка капельки: Путешествие капельки | Конспекты занятий, ООД

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

65. Сюй З., Ван Т., Че З. Деформация и разрыв капель при сдвиговом потоке воздуха. Phys Fluids. (2020) 32: 052109. DOI: 10.1063 / 5.0006236

CrossRef Полный текст | Google Scholar

66. Шарфман Б. Е., Течет А. Х., Буш Дж. У. М., Буруиба Л. Визуализация выброса чихания: этапы фрагментации жидкости, ведущие к выделению дыхательных капель. Exp Fluids. (2016) 57:24. DOI: 10.1007 / s00348-015-2078-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

67. Зоммерфельд М., Пастернак Л. Достижения в моделировании результатов столкновения двух капель в брызгах: обзор имеющихся знаний. Int J Многофазный поток. (2019) 117: 182–205. DOI: 10.1016 / j.ijmultiphaseflow.2019.05.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

68. Пак CY, Li WT, Tse YLS. Свободная энергия и динамика слияния капель воды. J. Phys Chem C. (2018) 122: 22975–84. DOI: 10.1021 / acs.jpcc.8b06507

CrossRef Полный текст | Google Scholar

70. Пан К.Л., Цзэн Й.Х., Чен Дж.С., Хуанг К.Л., Ван С.Х., Лай М.С. Контроль отскока и коалесценции капель с поверхностно-активным веществом. J Fluid Mech. (2016) 799: 603–36. DOI: 10.1017 / jfm.2016.381

CrossRef Полный текст | Google Scholar

71. Finotello G, Padding JT, Deen NG, Jongsma A, Innings F и др. Влияние вязкости на столкновительное взаимодействие капля с каплей. Phys Fluids. (2017) 29: 067102. DOI: 10.1063 / 1.4984081

CrossRef Полный текст | Google Scholar

72. Сетти Л., Пассарини Ф., Де Дженнаро Дж., Барбьери П., Паллавичини А., Рушио М. и др. Поиск SARS-COV-2 на твердых частицах: возможный ранний индикатор повторения эпидемии COVID-19. Int J Environ Res Public Health. (2020) 17: 2986. DOI: 10.3390 / ijerph27092986

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

74.Коча М. Факторы, определяющие распространение COVID-19, и предлагаемая стратегия предотвращения будущей ускоренной вирусной инфекционности, аналогичной COVID. Sci Total Environ. (2020) 729: 138474. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2020.138474

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

75. Зоран М.А., Савастру Р.С., Савастру Д.М., Таутан М.Н. Оценка взаимосвязи между поверхностными уровнями PM2,5 и воздействием твердых частиц PM10 на COVID-19 в Милане, Италия. Sci Total Environ. (2020) 738: 139825. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2020.139825

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

76. Комуниан С., Донго Д., Милани К., Палестини П. Загрязнение воздуха и COVID-19: роль твердых частиц в распространении и снижении заболеваемости и смертности от COVID-19. Int J Environ Res Public Health. (2020) 17: 4487. DOI: 10.3390 / ijerph27124487

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

78.Адхикари А., Инь Дж. Краткосрочное влияние окружающего озона, PM2,5 и метеорологических факторов на подтвержденные случаи и смерти COVID-19 в Квинсе, Нью-Йорк. Int J Environ Res Public Health. (2020) 17: 4047. DOI: 10.3390 / ijerph27114047

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

79. Ахмади М., Шарифи А., Дорости С., Джафарзаде Гушчи С., Ганбари Н. Исследование эффективных климатологических параметров вспышки COVID-19 в Иране. Sci Total Environ. (2020) 729: 138705. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2020.138705

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

80. Поуп К.А., Бернетт Р.Т., Тун М.Дж., Калле Е.Е., Кревски Д., Ито К. и др. Рак легких, сердечно-легочная смертность и долгосрочное воздействие загрязнения воздуха мелкими частицами. JAMA. (2002) 287: 1132–41. DOI: 10.1001 / jama.287.9.1132

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст

81. Grzywa-Celinska A, Krusinski A, Milanowski J.«Смог убивает» Воздействие загрязнения воздуха на дыхательную систему человека. Ann Agric Environ Med. (2020) 27: 1–5. DOI: 10.26444 / aaem / 110477

CrossRef Полный текст | Google Scholar

82. Тигала С., Шарма А.Р., Сачдева К. Оценка риска для здоровья из-за воздействия дыма биомассы в индийских помещениях: эмпирический подход с использованием модели отложений в легких. Sci Total Environ. (2018) 640: 935–42. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2018.05.323

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

84.Бирюков Дж., Бойдстон Дж. А., Даннинг Р. А., Йегер Дж. Дж., Вуд С., Риз А. Л. и др. Повышение температуры и относительной влажности ускоряет инактивацию SARS-CoV-2 на поверхностях. м Сфера . (2020) 5:20. DOI: 10.1128 / mSphere.00441-20

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

85. Страхи А.С., Климстра В.Б., Дюпрекс П., Хартман А., Уивер С.К., Планте К.С. и др. Персистирование тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 в аэрозольных суспензиях. Emerg Infect Dis. (2020) 26: 2168–71. DOI: 10.3201 / eid2609.201806

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

87. Спена А., Паломби Л., Корчоне М., Карестия М., Спена В.А. Об оптимальных условиях воздуха в помещении для инактивации SARS-CoV-2. Подход, основанный на энтальпии. Int J Environ Res Public Health. (2020) 17: 6083. DOI: 10.3390 / ijerph27176083

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

88. Hijnen WAM, Beerendonk EF, Medema GJ.Кредит инактивации УФ-излучения для вирусов, бактерий и цист простейших (oo) в воде: обзор. Water Res. (2006) 40: 3–22. DOI: 10.1016 / j.watres.2005.10.030

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

89. Герреро-Бельтран Ж.А., Барбоса-Кановас Г.В. Обзор: преимущества и ограничения обработки пищевых продуктов УФ-светом. Food Sci Technol Int. (2004) 10: 137–47. DOI: 10.1177 / 1082013204044359

CrossRef Полный текст | Google Scholar

91.Халлоран СК, Векслер А.С., Ристенпарт ВД. Комплексная модель дыхательного шлейфа для передачи болезни через аэрозоли на выдохе. PLOS ONE . (2012) 7: e0037088. DOI: 10.1371 / journal.pone.0037088

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

93. Эдж Б.А., Патерсон Э.Г., Сеттлс Г.С. Вычислительное исследование следа и переноса загрязняющих веществ идущего человека. J Fluids Eng. (2005) 127: 967–77. DOI: 10.1115 / 1.2013291

CrossRef Полный текст | Google Scholar

94.Гуссо П., Блокен Б., Статопулос Т., ван Хейст GJF. Распространение загрязняющих веществ в ближней зоне в реальной городской местности: анализ механизма массопереноса с помощью моделирования крупных вихрей с высоким разрешением. Comput Fluids. (2015) 114: 151–62. DOI: 10.1016 / j.compfluid.2015.02.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

95. Латеб М., Мерони Р.Н., Ятагене М., Феллуа Н., Салех Ф., Буфадель МС. Об использовании численного моделирования для рассеивания загрязняющих веществ в ближней зоне в городской среде — обзор. Environ Poll. (2016) 208: 271–83. DOI: 10.1016 / j.envpol.2015.07.039

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

96. Дай Х., Чжао Б. Связь вероятности заражения COVID-19 с интенсивностью вентиляции в замкнутых пространствах. Build Simul. (2020). DOI: 10.1007 / s12273-020-0703-5. [Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

97. Correia G, Rodrigues L, Gameiro da Silva M, Goncalves T.Маршрут полета и неправильное использование систем вентиляции как немаловажные факторы передачи SARS-CoV-2. Med Hypoth. (2020) 141: 109781. DOI: 10.1016 / j.mehy.2020.109781

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

98. Кирико Ф., Сакко А., Брагацци Н. Л., Магнавита Н. Могут ли системы кондиционирования воздуха способствовать распространению инфекции SARS / MERS / COVID-19? Выводы из быстрого обзора литературы. Int J Environ Res Public Health. (2020) 17: 6052.DOI: 10.3390 / ijerph27176052

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

99. Escombe AR, Oeser CC, Gilman RH, Navincopa M, Ticona E, Pan W. и др. Вентиляция для предотвращения заражения воздушно-капельным путем. PLoS Med. (2007) 4: 309–17. DOI: 10.1371 / journal.pmed.0040068

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

100. Li Y, Leung GM, Tang JW, Yang X, Chao CYH, Lin JZ, et al. Роль вентиляции в воздушной передаче инфекционных агентов в искусственной среде — междисциплинарный систематический обзор. Внутренний воздух. (2007) 17: 2–18. DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2006.00445.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

101. Zhang JJ. Внедрение стратегий контроля качества воздуха в помещении для снижения риска бессимптомных инфекций SARS CoV-2 в классных комнатах и ​​офисах открытой планировки. Sci Technol Built Environ. (2020) 26: 1013–8. DOI: 10.1080 / 23744731.2020.1794499

CrossRef Полный текст | Google Scholar

102. Дитц Л., Хорве П.Ф., Катушка Д.А., Фретц М., Эйзен Дж. А., Ван ден Вимеленберг К.Пандемия нового коронавируса 2019 года (COVID-19): соображения, связанные с созданной средой для снижения передачи. мСистемы. (2020) 5:15. DOI: 10.1128 / mSystems.00245-20

CrossRef Полный текст | Google Scholar

106. You R, Lin C-H, Wei D, Chen Q. Оценка условий в салоне коммерческого авиалайнера с различными системами распределения воздуха. Внутренний воздух. (2019) 29: 840–53. DOI: 10.1111 / ina.12578

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

108.Кристоферсон Д.А., Яо В.К., Лу М., Виджаякумар Р., Седагат А.Р. Высокоэффективные воздушные фильтры для твердых частиц в эпоху COVID-19: функция и эффективность. Отоларингология. (2020). DOI: 10.1177 / 0194599820941838. [Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

110. Эскомб А.Р., Тикона Е., Чавес-Перес В., Эспиноза М., Мур DAJ. Улучшение естественной вентиляции в больничных приемных и кабинетах для снижения риска внутрибольничной передачи туберкулеза в условиях ограниченных ресурсов. BMC Infect Dis. (2019) 19:88. DOI: 10.1186 / s12879-019-3717-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

112. Гарсиа де Абахо Ф.Дж., Хавьер Эрнандес Р., Каминер И., Мейерханс А., Розелл-Лломпарт Дж., Санчес-Эльснер Т. Возвращение к нормальному состоянию: старый физический способ уменьшить передачу SARS-CoV-2 в закрытых помещениях. САУ Нано. (2020) 14: 7704–13. DOI: 10.1021 / acsnano.0c04596

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

113.Гарсиа де Абахо Ф.Дж., Хавьер Эрнандес Р., Каминер И., Мейерханс А., Розелл-Лломпарт Дж., Санчес-Эльснер Т. Расчетная инактивация коронавирусов солнечным излучением с особым акцентом на COVID-19. Photochem Photobiol. (2020) 96: 731–7. DOI: 10.1111 / php.13293

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

116. Буонанно М., Велч Д., Шуряк И., Бреннер Д. Дальний ультрафиолетовый свет (222 нм) эффективно и безопасно инактивирует воздушно-капельные коронавирусы человека. Sci Rep. (2020) 10: 10285. DOI: 10.1038 / s41598-020-67211-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

118. Chu DK, Akl EA, Duda S, Solo K, Yaacoub S, Schunemann HJ, et al. Физическое дистанцирование, маски для лица и защита глаз для предотвращения передачи SARS-CoV-2 и COVID-19 от человека к человеку: систематический обзор и метаанализ. Ланцет. (2020) 395: 1973–87. DOI: 10.1016 / j.jvs.2020.07.040

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

119.Фисман Д. Н., Грир А. Л., Туите А. Р.. Двунаправленное влияние использования несовершенной маски на воспроизводимость COVID-19: матричный подход следующего поколения. Модель Infect Dis. (2020) 5: 405–8. DOI: 10.1016 / j.idm.2020.06.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

120. Чуа М.Х., Ченг В., Го С.С., Конг Дж., Ли Б., Лим JYC и др. Маски для лица в новом COVID-19 normal: материалы, испытания и перспективы. Исследования . (2020) 2020: 7286735. DOI: 10.34133/2020/7286735

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

121. Конда А., Пракаш А., Мосс Г. А., Шмольдт М., Грант Г. Д., Гуха С. Эффективность аэрозольной фильтрации обычных тканей, используемых в респираторных тканевых масках. САУ Нано. (2020) 14: 6339–47. DOI: 10.1021 / acsnano.0c03252

CrossRef Полный текст | Google Scholar

123. Плейл Д.Д., Бошамп Д.Д., Рисби Т.Х., Двайк Р.А. Научное обоснование использования простых масок или импровизированных покрытий для лица для улавливания выдыхаемых аэрозолей и, возможно, уменьшения распространения COVID-19 через дыхательные пути. J Breath Res. (2020) 14: 030201. DOI: 10.1088 / 1752-7163 / ab8a55

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

124. Санчес А.Л., Хаббард Дж. А., Деллинджер Дж. Г., Сервантес Б. Л.. Экспериментальное исследование электростатической фильтрации аэрозолей при умеренной скорости потока на фильтре. Aerosol Sci Technol. (2013) 47: 606–15. DOI: 10.1080 / 02786826.2013.778384

CrossRef Полный текст | Google Scholar

125. Леунг WW-F, Sun Q. Заряженный многослойный нановолоконный фильтр из ПВДФ при фильтрации имитированного переносимого по воздуху нового коронавируса (COVID-19) с использованием наноаэрозолей окружающей среды. Сен Purif Technol. (2020) 245: 116887. DOI: 10.1016 / j.seppur.2020.116887

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

126. Zangmeister CD, Radney JG, Vicenzi EP, Weaver JL. Эффективность фильтрации наноразмерного аэрозоля материалами тканевых масок, используемыми для замедления распространения SARS CoV-2. САУ Нано. (2020) 14: 9188–200. DOI: 10.1021 / acsnano.0c05025

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

127. Лустиг С.Р., Бисвакарма Д.Дж., Рана Д., Тилфорд С.Х., Ху В., Су М. и др.Эффективность обычных тканей блокировать водные аэрозоли вирусоподобных наночастиц. САУ Нано. (2020) 14: 7651–8. DOI: 10.1021 / acsnano.0c03972

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

129. Амендола Л., Саурини М.Т., Ди Джироламо Ф., Ардуини Ф. Метод быстрого скрининга для проверки эффективности масок в разрушении аэрозолей. Microchem J. (2020) 157: 104928. DOI: 10.1016 / j.microc.2020.104928

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

130.Шиллинг К., Гентнер Д.Р., Вилен Л., Медина А., Бюлер С., Перес-Лоренцо Л.Дж. и др. Доступный метод проверки аэрозольной фильтрации позволяет выявить неэффективные коммерческие маски и респираторы. J Expo Sci Environ Epidemiol. (2020). DOI: 10.1038 / s41370-020-0258-7. [Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Droplet Phase — обзор

6.4.2 Методы производства

Далекие от кропотливых первых дней производства микрожидкостей, современные методы микрожидкостного производства варьируются от простых с механической точки зрения методов, таких как нанесение каналов прямо на предметное стекло, до очень сложных методов, таких как трехмерная (3D) печать.

6.4.2.1 Стеклянные капиллярные микрофлюидики

На сегодняшний день самые простые микрофлюидные устройства, стеклянные капиллярные устройства обычно используются для образования капель. В устройстве из стеклянных капилляров капиллярная фаза вводится через узкий стеклянный капилляр в большую камеру, содержащую непрерывную жидкость, либо стационарную, либо текущую. Эта непрерывная фаза может содержаться либо в обычном микрофлюидном устройстве, либо во втором капилляре большего размера. Более сложные реализации этой технологии включают концентрический многослойный капилляр для фокусировки трехкомпонентного потока [32].

6.4.2.2 Микрообработка

Микрообработка кремния — широко используемая технология при производстве микроэлектромеханических систем и одна из первых производственных технологий, применяемых в микрофлюидике. Хотя этот метод действительно предлагает формирование рисунка с высоким разрешением, кремний часто является далеко не идеальным материалом для микрофлюидики. Жесткость, оптические свойства, высокая стоимость и поверхностные свойства структурированного кремния затрудняют интеграцию этих чипов с компонентами потока и затрудняют применение в биологических целях.Однако из-за надежности кремниевых устройств этот метод все еще находит применение в приложениях, требующих высокой стабильности химического состава поверхности, совместимости при высоких температурах или отличной химической совместимости [33].

6.4.2.3 Мягкая литография

Чтобы способствовать дальнейшему развитию микрофлюидных устройств, потребовался более быстрый, дешевый и более универсальный метод, чем методы, описанные выше. Мягкая литография оказалась решением, и нынешнее распространение микрофлюидных методов во многом обязано своим успехом этому методу.Этот метод, впервые разработанный в 1974 г. в качестве эластомерного микроформования лабораторией Bell labs, включал формование мягкого материала с использованием литографического мастера [34]. С тех пор концепция мягкой литографии использовалась для создания узоров на всех типах поверхностей с помощью тиснения и горячего тиснения. Первые практические демонстрации этой техники произошли в 1980-х годах, когда Масуда и др. продемонстрировали микрофлюидный контур, способный выполнять сложные операции над живыми клетками [35].

Однако только в конце 1990-х Whitesides et al.продемонстрировали свой метод использования ПДМС в качестве материала для устройств, формованного непосредственно на формы, изготовленные с помощью фотолитографии [36]. В этом методе, поскольку полимер отверждается непосредственно на самом рисунке устройства, разрешение и сложность производимых устройств зависят только от качества литографического процесса и механических свойств полимера.

Альтернативные методы мягкой литографии для изготовления устройств могут включать такие методы, как горячее тиснение. Горячее тиснение означает перенос рисунка с микрообработанного металлического шаблона на пластичную пластиковую основу.При нагревании мастера и нанесении его на пластиковую поверхность под высоким давлением этот метод отпечатывает мастер-рисунок на пластиковой подложке. Преимущество этого метода заключается в том, что благодаря высокой скорости тиснения и высокой воспроизводимости горячее тиснение можно использовать для массового производства устройств по невысокой цене. Однако, поскольку для этого мастер должен быть подвергнут микромашинной обработке, разрешение ограничено, и любое изменение рисунка требует, по сути, начинания с нового дизайна [37].

6.4.2.4 Микроформование

Литье под давлением — это мощный признанный метод недорогого высокопроизводительного производства микрофлюидных устройств [38].Как и при обычном литье под давлением, здесь термопластичный полимер нагревается выше температуры стеклования, пока он не станет мягким и пластичным. Затем горячий полимер вводится в полость, в которой находится мастер устройства, поскольку мастер хранится при более низкой температуре, чем пластик, происходит быстрое охлаждение, и отформованная деталь готова всего за несколько минут. Однако, как и горячее тиснение, изготовление мастера требует больших затрат времени и средств. Обычно этот мастер изготавливается с использованием таких методов, как микрообработка или гальваника.В то время как микролитье сталкивается с теми же проблемами стоимости и сложности, что и горячее тиснение, оно является гораздо более быстрым методом и, таким образом, является предпочтительным методом для массового производства, даже если конечные микрожидкостные чипы имеют значительно более низкое разрешение, чем это возможно при мягкой литографии.

6.4.2.5 3D-печать

Относительный новичок в области производства микрожидкостей, 3D-печать открывает большие перспективы для быстрого прототипирования микрожидкостных устройств. Преимущества 3D-печати для микрожидкостных приложений многочисленны, во-первых, скорость 3D-печати выгодно отличается от альтернативных методов, описанных выше.Это, конечно, позволяет намного быстрее наращивать и создавать прототипы, позволяя тестировать и внедрять гораздо больший диапазон устройств. Во-вторых, в отличие от литографических методов, которые в значительной степени ограничены плоской геометрией, 3D-печать позволяет изготавливать действительно 3D-устройства, позволяя производить сложные многослойные устройства с большей легкостью, чем любые сопоставимые методы [39].

В то время как ранние попытки создания микрофлюидных технологий для 3D-печати в конечном итоге оказались тщетными из-за ограничений разрешения ранних принтеров, современные методы гораздо больше подходят для микрожидкостных приложений.В последние годы неуклонно снижающаяся стоимость и растущая доступность технологий 3D-печати, таких как стереолитография или двухфотонная полимеризация, открыли сферу микрофлюидики для впечатляющих приложений технологий 3D-печати. С появлением таких продуктов, как 3D-принтер Nanoscribe, мечта о прямом производстве функций устройства на месте с микронным разрешением быстро становится реальностью [40].

Какие доказательства подтверждают правило 2-метрового социального дистанцирования для снижения передачи COVID-19?

22 июня 2020

Зешан Куреши ¹ , Николас Джонс ² , Роберт Темпл ³ , Джессика П.Дж. Ларвуд ⁴ , Триша Гринхалг, ² Лидия Буруиба ⁵

¹ Госпиталь Святого Томаса, Лондон, Великобритания
² Наффилд, Департамент первичной медико-санитарной помощи, Оксфордский университет, Оксфорд, Великобритания
³ Сомервильский колледж, Оксфордский университет, Великобритания
⁴ Колледж Святого Иоанна , Оксфордский университет, Великобритания
⁵ Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США

Переписка на зешан[email protected] или [email protected]

Краткое содержание Мэнди Пейн, Health Watch

ВЕРДИКТ

• Правило 2-метрового социального дистанцирования предполагает, что преобладающие пути передачи SARS-CoV-2 — через респираторные крупные капли, падающие на других людей или поверхности.
• Универсальное правило 2-метрового социального дистанцирования не согласуется с основополагающей наукой о выдохах и воздухе в помещении. Такие правила основаны на чрезмерно упрощенной картине передачи вируса, которая предполагает четкую дихотомию между большими каплями и маленькими воздушными каплями, испускаемыми изолированно, без учета выдыхаемого воздуха.Реальность включает в себя континуум размеров капель и важную роль выдыхаемого воздуха, который их переносит.
• Более мелкие капли в воздухе, содержащие SARS-CoV-2, могут распространяться до 8 метров в выдыхаемом воздухе инфицированных людей, даже без фоновой вентиляции или воздушного потока. Хотя существует ограниченное количество прямых доказательств того, что живой SARS-CoV-2 значительно распространяется этим путем, нет прямых доказательств того, что , а не распространяется таким путем.
• Риск передачи SARS-CoV-2 снижается по мере увеличения физического расстояния между людьми, поэтому ослабление правил дистанцирования, особенно для помещений, может привести к увеличению показателей инфицирования.В некоторых случаях даже 2 метра могут оказаться слишком близкими.
• Меры по безопасному смягчению передачи зависят от множества факторов, связанных как с человеком, так и с окружающей средой, включая вирусную нагрузку, продолжительность воздействия, количество людей, условия в помещении или на улице, уровень вентиляции и то, надеты ли защитные маски.
• Социальное дистанцирование должно быть адаптировано и использоваться вместе с другими стратегиями по снижению передачи, такими как гигиена воздуха, частично включающая максимальную вентиляцию и адаптацию к конкретным внутренним помещениям, эффективное мытье рук, регулярную чистку поверхностей, при необходимости закрытие лица и своевременную изоляцию пострадавших .

ИСТОРИЯ ВОПРОСА
Хорошо известно, что респираторные вирусы могут передаваться через инфицированные вирусами капельки слизистых оболочек дыхательных путей. Они выбрасываются во время выдоха, речи и с большей силой при кашле и чихании (классифицируются как «сильные респираторные явления»). ¹ Традиционно считалось, что передача респираторных заболеваний происходит одним из двух различных путей (и эта классификация все еще используется): капельным путем для крупных капель и аэрозольным или воздушным путем для мелких капель.Первый предполагает, что крупные капли падают на поверхности или на другие поверхности и способствуют загрязнению поверхности. Последнее предполагает вдыхание капель, несущих патогены, невидимых невооруженным глазом и обычно менее 5-10 микрон в диаметре. Основываясь на этой дихотомической структуре, в настоящее время считается, что вирус SARS-CoV-2 распространяется «контактно-капельным» путем, ² , хотя ученые обсуждают возможность передачи воздушно-капельным путем.

Меры инфекционного контроля в области общественного здравоохранения в значительной степени основаны на этой классификации, с различными вмешательствами, рекомендованными для крупных и переносимых по воздуху капель.Несмотря на то, что во всех случаях требуется определенный уровень средств индивидуальной защиты (СИЗ) и гигиена рук, рекомендуются дополнительные меры инфекционного контроля при передаче инфекции воздушно-капельным путем в условиях повышенного риска, например использование респираторов и индивидуальных изоляторов с пониженным давлением. ³ Параллельный экспресс-обзор в этой серии, охватывающий клинические процедуры, классифицируемые как образование аэрозолей, будет опубликован в ближайшее время. Сохранение физического расстояния от других людей может быть эффективным для снижения передачи инфекционных заболеваний как воздушно-капельным путем, так и воздушно-капельным путем.Так называемые «правила социального дистанцирования» были внедрены во многих странах для снижения риска передачи COVID-19, при этом раннее внедрение социального дистанцирования связано со снижением заболеваемости. ^{4 5}

Хотя эта концептуальная основа размера капель может быть полезной, дихотомия между большими каплями и маленькими частицами в воздухе, испускаемыми изолированно, является чрезмерным упрощением. Фактически, респираторные инфекции передаются через континуум размеров капель, заключенных в облаке выдыхаемого воздуха, содержащего видимые невооруженным глазом (миллиметры) и невидимые в микронном масштабе.Этот континуум размера капель и облако, которое их переносит, имеют большое значение для способа передачи. Правила социального дистанцирования основаны на оценке риска капельной передачи только в отношении изолированного выброса крупных капель. Следовательно, если бы SARS-CoV-2 передавался только большими изолированными каплями, это означало бы, что для снижения риска было бы достаточно более коротких мер физического дистанцирования.

Сообщается о высоких показателях вторичного инфицирования среди членов семьи и близких людей с COVID-19, которые могут оказаться на расстоянии 1-2 метра. ^6-9 Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предложила принять политику социального дистанцирования на 1 метр, основанную в первую очередь на предположении, что SARS-CoV-2 передается большими изолированными каплями. ² Отдельные страны впоследствии установили свою собственную политику социального дистанцирования, при этом в некоторых странах (например, в Испании и Канаде) введено правило обязательного расстояния в 2 метра. Рекомендация правительства Великобритании в настоящее время составляет 2 метра, но на момент написания она пересматривается. ¹⁰ Важно, чтобы это расстояние было установлено правильно и гибко. Слишком короткое расстояние, наложенное слишком жестко, создает риск предотвратимой передачи, в то время как слишком длинное излишне разрушительно для общества.

Этот обзор направлен на выявление доказательств, лежащих в основе правила 2-метрового социального дистанцирования в контексте все еще используемой дихотомии размера капель между крупными и маленькими (капля или воздух) на пути передачи. Он будет уделять особое внимание риску передачи в связи с физическим расстоянием и исследованиями отбора проб воздуха у пациентов с COVID-19, а также более широкими доказательствами того, следует ли рассматривать передачу по воздуху как возможный механизм распространения SARS-CoV-2.

Каковы доказательства того, как далеко проходят дыхательные капельки разного размера ?
Правило социального дистанцирования 1-2 метра для инфекционных заболеваний возникло значительно раньше COVID-19. В исследовании 1942 года, проведенном Дженнисоном как раннее доказательство использования предела 1-2 метра, использовалась фотосъемка с высокоскоростной экспозицией для обнаружения распыленных выделений, и было обнаружено, что большинство капель выбрасываются в пределах 1 метра. ¹¹ Однако технологии было недостаточно для улавливания более мелких капель, и выбранное поле наблюдения для построения изображений было установлено на 1-2 метра, что означает, что большее расстояние распространения капель не входило в исследование.Со временем ограниченные эпидемиологические и моделируемые исследования отдельных инфекций, таких как риновирус и менингококковая инфекция, позволили получить некоторые доказательства в пользу 1-2-метрового социального дистанцирования. ^12-14 Однако в этих более ранних исследованиях также использовались методы, которым не хватало точности по сравнению с действующими стандартами, особенно в отношении отбора проб воздуха. Например, Duguid et al. Использовали метод воздействия на предметные стекла и обнаружили, что во время кашля на экспонированные предметные стекла, удерживаемые в пределах 6 дюймов от лица, не было захвачено капель размером менее 5 мкм, ¹⁵ , но этот результат не согласуется с более свежими данными с современные методы отбора проб воздуха для обнаружения распространения капель.

В 2020 году Бахл и др. Провели систематический обзор, изучая сообщенное горизонтальное расстояние, пройденное респираторными каплями. ¹¹ Это полезно в качестве косвенного показателя того, как далеко могут перемещаться ассоциированные вирусные частицы, и, следовательно, риска передачи инфекции в зависимости от расстояния. Восемь из 10 исследований продемонстрировали горизонтальную траекторию более 2 метров для частиц размером до 60 мкм. В одном из немногих исследований, в которых в дополнение к моделированию использовались прямые измерения с участием людей, Bourouiba et al. Взяли и проанализировали прямые высокоскоростные изображения чихания и кашля человека.Они отметили важность облака выдыхаемого газа в переносе всех капель вперед. Они показали, что, хотя самые крупные капли, видимые невооруженным глазом (порядка миллиметров), быстро оседали в пределах 1-2 метров, другие капли можно было наблюдать в воздухе на расстоянии 6-8 метров. ^16-18 Это показывает возможность распространения вирусных частиц в помещении в течение нескольких секунд после их выброса.

Многочисленные исследования показали возможное распространение вируса за пределы 2 метров от основного пациента во время недавних вспышек SARS, MERS и птичьего гриппа. ^{19 20} Например, Вонг и др. Сообщили о передаче инфекции в связи со вспышкой SARS-CoV-1 среди студентов-медиков, контактировавших с одним пациентом в больнице. ²¹ Из 27 студентов, вошедших в кабинку пациента (используется в качестве прокси-маркера нахождения в пределах 1 метра), у 10 развилось заболевание. Однако у 1/20 тех, кто отрицал вход в стойло, и у 4 из 18 человек, которые не могли вспомнить, входили ли они в стойло, также развилось заболевание, что могло указывать либо на вторичную передачу, либо на возможную передачу на большие расстояния.

Какие факторы влияют на расстояние распространения дыхательных капель?
Учитывая, что размеры капель являются континуумом, а не двойными большими или маленькими, расстояние, на которое перемещаются капли, также будет в непрерывном диапазоне и будет зависеть от ряда факторов, помимо размера капли. Например, недавнее исследование Bourouiba et al. Путем прямой количественной оценки, моделирования и проверки на людях показало, что «насильственные респираторные явления», например кашляя и чихая, создайте теплое, влажное и турбулентное газовое облако с поступательным движением.Это может значительно увеличить расстояние, которое вирус преодолевает в комнате за секунды и независимо от фоновой вентиляции или воздушного потока. Это явление и другие достижения в нашем понимании динамики выдоха не учитывались в более ранних исследованиях моделирования передачи капель, на которых основана современная дихотомическая классификация больших и малых капель. ¹⁶

Даже громкость речи может влиять на распространение капель и последующий риск передачи, что делает процесс прогнозирования режима передачи проблематичным. ²² Кластеры коронавируса возникли во время продолжительных «событий сильного выдоха», таких как уроки пения или танцев в закрытом помещении. ^{23 24} Например, Хамнер и др. Сообщают, что двух с половиной часовая репетиция хора с одним человеком с симптомами привела к 32 подтвержденным и 20 вероятным случаям COVID-19 среди 61 певца, хотя все певцы избегали любого прямого физического контакта. ²⁴

Выделение вирусов (выше при кашле / чихании) и факторы, связанные с потоком воздуха в помещении, например вентиляция, могут увеличить распространение капель.Нишиура и др. Использовали отслеживание контактов для сбора данных о вторичной передаче по 110 индексным случаям COVID-19 в 11 кластерах в Японии. Все кластеры были связаны с внутренними помещениями, включая фитнес-залы и лодку-ресторан. Авторы сообщают, что вероятность передачи в замкнутом пространстве была в 18,7 раз выше, чем на открытом воздухе. ²⁵ Сообщалось о других кластерах пациентов в помещениях в спортзалах, церквях, больницах и учреждениях по уходу за престарелыми. ^{26 27} И наоборот, лицевые маски могут помочь ограничить передачу капель по воздуху. ²⁸ Такие сообщения о случаях требуют дальнейшего расследования, но подразумевают, что факторы окружающей среды важны в дополнение к физическому расстоянию при определении риска передачи.

Это косвенное свидетельство показывает, что пределы безопасного социального дистанцирования сильно различаются в зависимости от условий, при этом внешняя среда, вероятно, связана с более низким риском передачи на данном расстоянии. Правила поэтапного социального дистанцирования наряду с другими мерами общественного здравоохранения могут потребоваться для признания важности экологического контекста в определении риска передачи.

Каковы доказательства наличия живых вирусов в этих каплях разного размера на разных расстояниях ?
РНК респираторного вируса обнаруживается как в крупных каплях, оседающих на поверхности, так и в каплях, переносимых по воздуху после дыхания или «сильных респираторных событий». ²⁹ Исследования прививки гриппа на животных и на людях показали, что глубокое вдыхание (которое происходит в гораздо большей степени с аэрозолями, чем с каплями) может привести к аналогичной или даже большей частоте инфицирования по сравнению с интраназальной прививкой крупными каплями. ^30-32 Однако относительный вклад воздушного пути в фактическую передачу остается предметом споров. ^{17 33 34} Частично это может быть связано с изменением факторов хозяина, вирусов и окружающей среды для каждого взаимодействия. ³⁵ Предлагаемые факторы включают концентрацию вируса в респираторной жидкости, уровни загрязнения или твердых частиц в воздухе, влажность, температуру, внутреннюю и внешнюю среду, симптоматических и бессимптомных хозяев, а также исходную восприимчивость человека к инфекции.

SARS-CoV-2 присутствует в мокроте. ³⁶ Van Doremalen et al. Проанализировали SARS-CoV-2 в 10 экспериментальных условиях в пяти средах и показали, что вирус также стабилен в воздухе в течение не менее 3 часов, ⁹ с другими предположениями, что он может быть стабильным до 16 часов. ³⁷ Сообщения о кластерных вспышках, таких как хоровая практика, косвенно свидетельствуют о наличии живого SARS-CoV-2 в респираторных каплях. ²⁴ Есть также дополнительные косвенные свидетельства, указывающие на возможность передачи через воздух.Одно исследование показало, что SARS-CoV-2 откладывается глубоко в дыхательных путях госпитализированных пациентов. ³⁶ Это, как правило, связано с воздушным путем передачи, тогда как заболевания верхних дыхательных путей, как правило, связаны с быстро оседающими каплями и поверхностным загрязнением. Кроме того, бессимптомное распространение коронавируса было подтверждено в нескольких исследованиях, ^38-40 , что согласуется с воздушной передачей, поскольку более крупные видимые капли непропорционально выделяются при кашле и чихании. ^{41 42}

Каковы доказательства того, что 2 метра — достаточное расстояние для снижения передачи SARS-CoV-2?

Стратегия поиска
Чтобы определить, какие существуют доказательства в поддержку правила 2-метрового социального дистанцирования, характерного для SARS-CoV-2, мы провели поиск в PubMed, MedRxiv, LitCOVID и Google Scholar, используя термины, перечисленные в приложении. . Мы включили исследования, в которых сообщается о зависимости риска передачи от расстояния в любых условиях. Мы также включили исследования, в которых сообщалось о взятии проб из воздуха на SARS-CoV-2, поскольку мы чувствовали, что они могут предоставить информацию о потенциальном распространении вируса в зависимости от расстояния.Поиск проводился с момента создания до 17 ^{-го числа} июня 2020 года. Из 3 549 статей, выявленных в ходе поиска, и дополнительных 58 исследований с помощью прямой и обратной проверки цитирования, мы просмотрели 120 полных текстов. Из них мы включили 25 исследований, прямо сообщающих о риске передачи SARS-CoV-2 в зависимости от физического расстояния. Мы также включили в обзор дополнительные тексты, в которых сообщается о расстояниях распространения капель, не относящихся к SARS-CoV-2, хотя они не были предметом поиска.

Обзор исследований
Помимо одного систематического обзора в разных условиях, мы классифицируем результаты по исследованиям в сообществе (n = 10) и исследованиям на базе больниц (14), учитывая, что распространенность и тяжесть заболевания, вероятно, значительно различаются.Места сообщества включали круизные лайнеры (2), домашние контакты (3), ресторан (1), торговый центр (1), медицинскую конференцию (1), многоэтажное здание смешанного коммерческого и жилого назначения (1) и многосайтовое исследование (1). Помимо систематического обзора (1), отдельные исследования проводились в Китае (10), США (4), Сингапуре (2), Германии (2), Великобритании (1), Южной Корее (1), Тайване. (1), Таиланд (1) и два на борту круизных лайнеров. Ни один не был специально установлен на улице или в школе.Кроме того, хотя демографические данные некоторых исследований неясны, ни одно из них не рассматривало конкретно детей или младенцев.

Оценка качества
Большинство включенных исследований еще не прошли экспертную оценку, и многие из них были подвержены риску предвзятости из-за небольшого числа участников исследования и методов, которым не хватало прозрачности или воспроизводимости. Исследования были неоднородны с точки зрения методов, населения и исследовательских вопросов. Многие исследования имели ретроспективный дизайн и, следовательно, подвергались риску смещения воспоминаний с точки зрения расстояния до инфицированного человека и смещения отбора с точки зрения выявления недавних контактов, особенно тех, которые полагались только на отслеживание контактов.Смешивающие переменные, такие как тяжесть заболевания, время с момента появления симптомов и контакт с другими людьми, сообщались редко. Предвзятость публикации официально не оценивалась, но ее необходимо учитывать, особенно при составлении отчетов о кластерах случаев. Все эти факторы могут быть важны для понимания различий в сообщаемых результатах.

В исследованиях частиц воздуха только два включали возможность прямого измерения инфекционности коронавируса, а не только присутствие вирусной РНК в воздухе.Неоднородность, характерная для этих исследований, включала различия в уборке и вентиляции больниц, вариабельность объема пробы воздуха и обращения с пробами для проверки жизнеспособности. Эти исследования также, как правило, включают недостаточное обсуждение систематической калибровки инструментов для отбора проб или чувствительности жизнеспособности к методикам сбора и обработки проб. Это затрудняет объективную интерпретацию результатов и сравнение результатов выборочных исследований.

В недавнем систематическом обзоре и метаанализе, опубликованном в The Lancet, были оценены доказательства снижения риска передачи SARS-CoV-2. ⁴³ Они стремились изучить оптимальное физическое дистанцирование для предотвращения передачи коронавируса от человека к человеку, а также оценить влияние масок и средств защиты глаз на предотвращение передачи. Были включены исследования любого дизайна в любых условиях, если в них сообщалось об этих исходах среди подтвержденных или вероятных подтвержденных или вероятных COVID-19, SARS или MERS, определенных ВОЗ, опубликованных до 3 ^rd мая 2020 г.

Тем не менее, этот обзор в значительной степени основан на данных SARS и MERS, включая только семь исследований COVID-19, пять из которых не были рецензируемыми препринтами, а одно — корреспондентским.Между включенными исследованиями наблюдалась значительная неоднородность с точки зрения условий, условий в помещении и воздуха, степени физического отдаления и идентификации случаев, что затрудняет выводы относительно безопасности соответствующих расстояний. Как и в других наблюдательных исследованиях, которые мы включаем в наш обзор, существует риск систематической ошибки вспоминания людьми, которые помнят, насколько они были близки к контактам, и систематическая ошибка отбора с точки зрения регулярных контактов инфицированных пациентов, которые с большей вероятностью будут включены.Такие ограничения означают низкую или очень низкую уверенность в этих итоговых выводах и, следовательно, отсутствие методологической способности различать пути передачи в закрытом помещении.

Риск передачи SARS-CoV-2 во всех условиях
В своем систематическом обзоре Lancet Чу и др. Сообщили, что более близкое контактное расстояние связано с повышенным риском передачи SARS-CoV-2 в разных условиях исследования. В анализе подгруппы, посвященном SARS-CoV-2, относительный риск развития COVID-19 среди людей, которые находились в «близком» по сравнению с «удаленным» контакте с инфицированным пациентом, составлял 0.15 (95% ДИ от 0,03 до 0,73). Однако порог «большего расстояния» варьировался от всего, что связано с прямым контактом в некоторых исследованиях, до 2 метров в других, что означает, что тесный контакт в одном может быть удаленным контактом в другом. Чу и др. Оценили это ключевое физическое расстояние для некоторых исследований, о которых не сообщалось явно. Кроме того, не было реального учета других переменных, влияющих на риск передачи, помимо социального дистанцирования, и это может объяснить некоторые различия между исследованиями.Однако при мета-регрессии изменения относительного риска развития SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 или MERS в связи с увеличением расстояния риск заражения оценивается в 13% для людей в пределах 1 метра, но только 3% за пределами этого расстояния. Авторы приходят к выводу, что существуют веские доказательства в пользу физического расстояния не менее 1 метра, но 2 метра могут быть более эффективными, хотя признается, что на риск передачи влияет ряд факторов. Этот анализ предполагает, что риск передачи в зависимости от расстояния является фиксированным и учитывает важные переменные, такие как продолжительность воздействия или воздух в помещении и окружающая среда.Мета-анализ также обнаружил некоторые доказательства поддержки масок (aOR 0,15, 95% доверительный интервал 0,07–0,34 с более сильной ассоциацией с N95 или аналогичными респираторами) и защиты глаз (aOR 0,22, 95% доверительный интервал 0 °). С 12 до 0,39) для снижения передачи коронавируса. Преимущества защиты глаз будут соответствовать воздушному пути передачи, учитывая, что более мелкие частицы, вероятно, будут оставаться в воздухе и абсорбироваться через конъюнктивальную поверхность. ⁴⁴

Риск передачи SARS-CoV-2 в исследованиях на уровне сообществ
Десять исследований на уровне сообществ в нашей выборке включали пять, в которых ретроспективно анализировали влияние физического расстояния на вспышки COVID-19, три исследования по отслеживанию контактов и два исследования отбора проб воздуха вокруг COVID- 19.В пяти исследованиях сообщалось о кластерах случаев среди людей, которые длительное время контактировали с инфицированным человеком в замкнутом пространстве, ^{38 45-48} , и одно исследование моделирования также предполагает, что это может быть важным для передачи. ⁴⁹ Супруги и близкие домашние контакты также оказались в группе повышенного риска по сравнению с контактами в сообществе, ^{50 51} , хотя, что интересно, исследования отбора проб воздуха в домах людей с COVID-19 были отрицательными. ⁵² Хотя некоторые исследования предполагали возможную передачу на расстояниях более 2 метров, ^{47 53} в любом из исследований не было достаточного описания, чтобы исключить передачу через тесный или прямой контакт.Мы опишем эти исследования более подробно ниже.

Ретроспективный анализ вспышек COVID-19

Ли и соавторов была проанализирована вспышка 10 новых случаев COVID-19, все из которых были инфицированы за один присест в ресторане в Гуанчжоу, Китай. ⁴⁷ Десять витрин в трех семьях сидели за соседними столиками в одном конце ресторана. Предполагается, что передача произошла между этими людьми, несмотря на отсутствие значительного тесного контакта между вовлеченными семьями при видеоанализе.Отмечено, что расстояние между индексом и инфицированными посетителями составляет до 4,6 метра. Схема передачи была совместима с схемами вентиляции в помещении ресторана, под которым они сидели. Невозможно исключить передачу через прикосновение, но имелась конкретная картина заражения вдоль линии потока ниже по потоку от источника вентиляции, и не было зарегистрировано случаев заражения с других столиков в ресторане. И схема передачи, и расстояние разнесения поддерживают передачу по воздуху.

Хиджнен и др. Отметили вероятное распространение COVID-19 на дерматологическом совещании 14 человек, у 12 из которых впоследствии были получены положительные результаты, включая индексный случай. ³⁸ На собрании люди сидели на расстоянии 2,6 метра от индивида в течение двухдневного собрания. Они также пожали друг другу руки и разделили такси, давая возможность для более близкого общения.

Цай и др. Проанализировали вспышку COVID-19 среди 17 человек в торговом центре в Китае. ⁵³ Они обнаружили, что несколько человек, заразившихся этим заболеванием, работали на разных этажах по сравнению с индексным случаем, что повышает вероятность передачи инфекции на большие расстояния по воздуху.Это также может быть объяснено общими маршрутами на работу, лифтами, распространением от бессимптомных людей, скоплением персонала или зараженными клиентами, перемещающимися между этажами.

Парк и др. Расследовали вспышку случаев COVID-19 в одном 19-этажном здании, состоящем из жилых и коммерческих помещений. ⁴⁵ Отслеживание контактов было начато после выявления первого индексного случая, в результате чего было выявлено 97 подтвержденных случаев из 1143 протестированных, 89 (91,7%) из которых были симптоматическими.Большинство из этих положительных случаев (n = 94, (96,9%)) работали в колл-центре на 11 ^{-м этаже} , в котором в общей сложности работало 216 сотрудников. Хотя индексный случай не посетил этот колл-центр или этот этаж, второй случай-пациент был сотрудником колл-центра. Уровень вторичного приступа составил 34 (16,2%) в домохозяйствах с положительными случаями.

Сюй и др. Опубликовали анализ (еще не прошедший экспертную оценку) вспышки COVD-19 на борту круизного лайнера Diamond Princess, где заразились 696 человек из 3711 на борту. ⁴⁶ Они включали 197 начальных симптоматических случаев, а также еще 146 последующих случаев у пассажиров, 129 из которых находились в «тесном контакте» с одним из первоначальных инфицированных лиц, что определяется как пребывание в одной государственной комнате, а 17 — у которых развились COVID-19, но не имел тесного контакта с указательным случаем. ⁴⁶ Их анализ показывает, что эти 17 человек были инфицированы до введения карантинных мер, что предполагает отсутствие отдаленного распространения после карантина.Это была ретроспективная модель, которая предоставляет ограниченные данные о безопасных пределах дистанции и маршрутах передачи в закрытых помещениях.

Исследования по отбору проб воздуха

Второе исследование круизных судов, также не прошедшее экспертную оценку, было направлено на установление важности загрязненных поверхностей окружающей среды для определения риска передачи SARS-CoV-2. ⁵⁴ Исследовательская группа непосредственно взяла пробы воздуха в каютах людей с COVID-19 и без него, не обнаружив признаков коронавируса в 14 пробах воздуха, но обнаружив его на поверхностях, таких как подушки кровати и вокруг туалета, на основе положительной РНК. полученные результаты.Однако образцы были взяты в течение 17 дней после того, как жители покинули свои каюты, и отрицательные результаты могут быть отражением этого длительного времени задержки перед тестированием. Дёла и др. Проанализировали пробы воздуха из 21 семьи, находящейся в изоляции, где член семьи дал положительный результат на COVID-19 и сообщил, что все пробы были отрицательными. ⁵² Сроки очистки и расстояние от зараженного человека не были ясны.

Поиск контактов

Doung-ngern и др. Провели ретроспективное исследование случай-контроль в Таиланде, используя отслеживание контактов, чтобы выявить 1050 бессимптомных лиц, которые были в тесном контакте с 18 первичными индексными пациентами с COVID-19. ⁴⁸ Тесные контакты включали членов семьи или людей, не являющихся членами семьи, которые находились в пределах 1 метра от индексного пациента более 5 минут. Большинство людей связались с указанными случаями на боксерском матче (n = 645), в ночном клубе (n = 374) или в офисе государственного предприятия (n = 31). Из этих изначально бессимптомных людей у ​​211 (20%) позже был диагностирован COVID-19. Люди, которые не подходили ближе 1 метра к первичному случаю, имели значительно меньший риск развития COVID-19 (скорректированное отношение шансов 0.15, 95% доверительный интервал от 0,04 до 0,63), в то время как использование масок и мытье рук также были связаны со снижением риска.

В проспективное исследование тайваньского населения Ченг и др. Включили 32 подтвержденных случая COVID-19 и их 1043 недавних контакта, чтобы определить частоту вторичных атак (то есть распространение болезни на других близких контактов) и детерминанты передачи. Было 15 случаев, идентифицированных как вторичные атаки при тесном контакте, определяемых как люди, которые провели 15 минут или более в личном контакте с инфицированным человеком.Статистически значимой разницы в частоте вторичных атак между контактами в семье (13,9%, 95% ДИ 4,7–29,5%) и семейными контактами, проживающими не в одном домохозяйстве (8,5%, 95% ДИ 2,4–20,3%), не было. ⁵¹ Вторичных случаев среди более дальних контактов, включая медицинских работников, не зарегистрировано.

Burke et al выявили девять случаев COVID-19 на ранней стадии вспышки в США и 404 человека из их близких контактов, которые согласились участвовать в мониторинге. Из этих близких контактов у 159 был взят один или несколько мазков из дыхательных путей.Было зарегистрировано только 2 случая вторичной передачи, оба среди супругов, что дало частоту вторичного приступа 13% (95% ДИ от 4 до 38%) среди 15 контактов в семье. Эти два супруга контактировали с инфицированными дольше, чем 13 человек, у которых не развился COVID-19. ⁵⁰ Ни у одного из медицинских работников или контактных лиц в сообществе не было выявлено положительных мазков на COVID-19, хотя у многих были подозрения на симптомы, что могло поставить под сомнение точность использованных тестов.

Риск передачи SARS-CoV-2 в условиях больницы
Из четырнадцати исследований в больницах девять проанализировали пробы воздуха вокруг пациентов с подтвержденным COVID-19 в качестве косвенного показателя возможного распространения воздушно-капельным путем (таблица 1).В семи из этих исследований сообщалось о положительных пробах в воздухе на SARS-CoV-2, в том числе в двух на расстоянии 2 метра или более от пациента-источника. Хотя присутствие SARS-CoV-2 в частицах, переносимых по воздуху, не подтверждает передачу на расстоянии, оно демонстрирует степень, в которой вирусные капли могут перемещаться по воздуху от инфицированного человека, что согласуется с тем, что известно о диапазоне выдоха облака с высокой импульсной скоростью. ⁵⁵ и не соответствует маршруту крупных баллистических капель, при котором все загрязненные капли падают на поверхности в пределах 1-2 м от пациента.

Исследования по отбору проб воздуха

Чжоу и др. Исследовали воздушное распространение SARS-CoV-2 в лондонской больнице с несколькими центрами. ⁵⁶ Вирусная РНК была обнаружена в 14/31 (38,7%) образцах воздуха и 114/218 (52,3%) образцах поверхности, с более частыми положительными результатами в областях, занятых пациентами с COVID-19. Ни один вирус не считался жизнеспособным (т. Е. Способным к репликации) ни с одного сайта. Однако это могло быть связано с задержкой по времени между отложением капель и культивированием, а также небольшими объемами проб воздуха.Лю и др. Обнаружили положительные пробы воздуха на SARS-CoV-2 в 60% протестированных участков в двух специализированных больницах на COVID-19. ⁵⁷ Чиа и др. Провели отбор проб воздуха в палатах трех пациентов с подтвержденным COVID-19. Положительные результаты были получены у двух пациентов, у которых были симптомы на 5-й день, но не у пациента, у которого были симптомы на 9-й день. ⁵⁸ Ма и др. Проанализировали образцы воздуха и поверхности в местных помещениях у пациентов, набранных COVID-19 в дополнение к их конденсат выдыхаемого воздуха.Они обнаружили положительные образцы поверхности (5,4% из n = 242) и воздуха (3,8% из n = 26) в дополнение к 10 ³ -10 ⁵ копий вирусной РНК / мин в выдыхаемом воздухе, связанных с положительным образцом. 16,7% из n = 30 образцов. ⁵⁹ Santarpia et al. Сообщили о положительных пробах, взятых из пробоотборников воздуха, которые носили сотрудники, отбирающие пробы, поблизости от пациентов и на фиксированном расстоянии от пациента, даже когда пациент не кашлял. Кроме того, они сообщили о положительных пробах воздуха из стационарных коллекторов, расположенных на расстоянии не менее 2 метров (6 футов). ⁶⁰ Они также оценили жизнеспособность вирусов, сообщая о признаках жизнеспособности через распространение вируса и используя различные индикаторы репликации вируса. Признак репликационной способности был зарегистрирован для образцов подоконника и коридора, несмотря на то, что образец небольшого объема не позволял провести полное исследование репликации. Они отметили, что небольшой объем восстановления проблематичен. ⁶⁰ Действительно, хотя в большинстве других проб воздуха во время исследований не было образцов жизнеспособных вирусов, на поверхности также не было образцов жизнеспособных вирусов.Следовательно, отсутствие жизнеспособности в этих исследованиях не может использоваться для различения путей передачи на данном этапе.

В отличие от этого, Динг и др. Проанализировали 46 проб воздуха из больницы в Нанкине, в том числе из изоляторов людей с COVID-19, и обнаружили только один слабоположительный результат, полученный из коридора палаты. Однако они обнаружили, что выдыхаемый конденсат и две пробы выдыхаемого воздуха от пациентов также были отрицательными. ⁶¹ Также неясно, были ли изоляторы заняты во время отбора проб, что могло бы объяснить эти отрицательные результаты отбора проб окружающей среды.Онг и др. также сообщили об отрицательных пробах воздуха, взятых поблизости от трех пациентов с COVID-19, но о положительных пробах в выпускных отверстиях для воздуха в помещении, в соответствии с маршрутом полета, а также с приостановкой и удалением переносимых по воздуху частиц, содержащих вирус, с помощью вентиляции. ⁶² Вирусные частицы в вентиляционных отверстиях не согласуются с гипотезой о том, что вирус может содержаться только в больших каплях, которые баллистически осаждаются на поверхностях на расстоянии 1-2 м от пациента. Ву и др. Также не обнаружили положительных проб воздуха среди 44, собранных в медицинском отделении для людей с COVID-19. ⁶³ Однако они обсудили ограничение своих выводов необходимостью увеличения объема отбора проб воздуха.

Только два выборочных исследования прямо указали на расстояние. Гуо и др. Сообщили о пробах в воздухе, положительных на SARS-CoV-2 на расстоянии до 4 метров от пациента, ⁶⁴ и Sanatarpia на расстоянии не менее 2 метров. ⁶⁰

Дополнительные исследования

Вонг и др. В Гонконге провели отслеживание контактов пациента с COVID-19, получавшего кислород и лечившегося от пневмонии. ⁶⁵ Хотя 52 человека контактировали с индексным случаем и впоследствии у них развились лихорадка или респираторные симптомы, все тесты на SARS-CoV-2 были отрицательными. Никакого объяснения высокой частоты симптомов у этих контактов не дается, и результаты следует рассматривать с осторожностью.

Heinzerling et al провели исследование в Калифорнии, сообщив, что 3/33 медицинских работников, которые находились в пределах шести футов от основного пациента с COVID-19, позже заболели инфекцией и дали положительный результат. ⁶⁶ Двое из этих троих часто напрямую контактировали с указанным пациентом, в том числе во время процедур образования аэрозоля, но не были одеты в маску, защитные очки или халат. Третий сотрудник большую часть времени носил маску и перчатки, но не пользовался защитными очками.

Бай и др. Сообщили, что у 12 из 42 медицинских работников в больнице в Ухане, которые контактировали либо с индексным пациентом с COVID-19, либо с больным коллегой (расстояние не определено), развилась инфекция, по сравнению с 0 из 76 коллег без такого контакта. ⁶⁷ Неясно, в какой степени каждая группа выполнила рекомендации по СИЗ. Берк и др. Исследовали 126 медицинских работников, контактировавших с девятью пациентами с COVID-19. Ни у одного из них не развился COVID-19, хотя 76 пациентов оказывали непосредственную помощь пациентам, из которых только 43% сообщили об использовании соответствующих средств индивидуальной защиты. ⁵⁰ Cheng et al. Изучили 301 медицинского работника, контактировавшего с 32 подтвержденными пациентами с COVID-19, которые были определены как находящиеся в пределах 2 метров без соответствующих средств индивидуальной защиты, но ни один из них не дал положительных результатов на COVID-19.

Таблица 1. Резюме данных исследований в больницах, посвященных воздушной передаче SARS-CoV-2

ВЫВОДЫ

• Давняя дихотомия передачи крупных капель по сравнению с мелкими каплями по воздуху устарела, и SARS-CoV-2 может присутствовать и стабильно присутствовать в диапазоне размеров капель, которые будут перемещаться на различные расстояния, в том числе на расстояние более 2 метров.
• Большинство существующих доказательств, характерных для SARS-CoV-2, является наблюдательным и не прошедшим экспертную оценку, со значительной неоднородностью с точки зрения популяций, условий исследования, методов сбора образцов и первичного результата.Поэтому определение относительного риска SARS-CoV-2 на разных расстояниях из таких исследований затруднительно.
• Данные общественных исследований свидетельствуют о том, что продолжительное воздействие в замкнутом пространстве с неизвестной информацией об удалении может быть связано с группами случаев, особенно в контексте таких занятий, как хоры, спортивные мероприятия или фитнес-залы.
• Увеличение физического расстояния связано со снижением риска, поэтому ослабление ограничений с 2 ​​до 1 метра может привести к значительному увеличению риска, если не будут приняты другие меры.
• Другие факторы, такие как продолжительность времени, проведенного с другими людьми в помещении, например при работе в закрытом офисе и условия воздуха в помещении не менее важны для оценки и снижения риска.
• Единые пороговые значения для социального дистанцирования, такие как действующее правило двух метров, чрезмерно упрощают то, что представляет собой сложный многофакторный риск передачи. Социальное дистанцирование — это не волшебная палочка для устранения риска. Поэтапный подход к физическому дистанцированию, который отражает индивидуальную обстановку, внутреннее пространство и состояние воздуха, а также другие защитные факторы, может быть лучшим подходом к снижению риска.
• Другие важные факторы, которые следует учитывать при рассмотрении вопроса о безопасном социальном дистанцировании (которые выходили за рамки данного обзора, чтобы подробно рассмотреть), включают вирусную нагрузку на хозяина, продолжительность воздействия, количество инфицированных людей, условия в помещении и на улице, вентиляцию воздуха, ношение одежды. СИЗ, включая маски для лица, эффективность и тип мер по очистке, индивидуальная восприимчивость к инфекциям и действия, при которых частицы в воздухе переносятся на большие расстояния в облаках выдыхаемого газа, например пение, кашель или тяжелое дыхание.
• Следовательно, социальное дистанцирование следует использовать в сочетании с другими стратегиями снижения риска передачи, включая мытье рук, регулярную чистку поверхностей, средства индивидуальной защиты и защитные маски, где это необходимо, стратегии гигиены воздуха и изоляцию затронутых людей.

Конец.

Заявление об ограничении ответственности : Статья не рецензировалась; он не должен заменять индивидуальное клиническое суждение, и следует проверять цитируемые источники. Мнения, выраженные в этом комментарии, отражают точку зрения авторов, а не обязательно точку зрения принимающего учреждения, NHS, NIHR, Департамента здравоохранения и социального обеспечения или Центра доказательной медицины.Взгляды не заменяют профессиональные медицинские консультации.

Эта статья была пересмотрена и изменена 24 июня 2020 года с изменением вывода, поддерживающего дальнейшее расстояние в отличие от точного измерения расстояния

АВТОРЫ
Зешан Куреши — врач из больницы Св. Томаса, ранее он был научным научным сотрудником в области глобального здравоохранения.
Ник Джонс — врач общей практики и научный сотрудник Welcome Trust в Департаменте первичной медико-санитарной помощи Наффилда, Оксфордский университет, Великобритания.
Роберт Темпл — студент-медик в Сомервильском колледже, Оксфордский университет, Великобритания.
Джессика П.Дж. Ларвуд — врач. Студентка колледжа Святого Иоанна, Оксфордский университет, Великобритания
Триша Гринхалг — профессор медицинских наук в области первичной медико-санитарной помощи Департамента первичной медико-санитарной помощи Наффилда, Оксфордский университет, Великобритания.
Лидия Буруиба — доцент Массачусетского технологического института (MIT). ) и директор Лаборатории гидродинамики передачи заболеваний, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США.

УСЛОВИЯ ПОИСКА

Мы использовали следующие поисковые запросы:

ССЫЛКИ

1. Папинени Р.С., Розенталь Ф.С.Распределение размеров капель в выдыхаемом воздухе у здоровых людей. Журнал аэрозольной медицины 1997; 10 (2): 105-16. DOI: 10.1089 / jam.1997.10.105
2. Коронавирусная болезнь (COVID-19) Рекомендации для общественности: Всемирная организация здравоохранения; 2020 [Доступно по адресу: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/advice-for-public, дата обращения 15.06.2020.
3. Shiu EYC, Леунг НХЛ, Каулинг Б.Дж. Разногласия по поводу воздушно-капельной передачи респираторных вирусов: значение для профилактики инфекций. Текущее мнение по инфекционным заболеваниям 2019; 32 (4): 372-79. DOI: 10.1097 / QCO.0000000000000563
4. Алагоз О., Сетхи А., Паттерсон Б. и др. Влияние сроков и соблюдения мер социального дистанцирования на бремя COVID-19 в США: подход к имитационному моделированию. MedRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.07.20124859 [впервые опубликовано в Интернете: 9 июня 2020 г.]
5. Du Z, Xu X, Wang L, et al. Влияние активного социального дистанцирования на вспышки COVID-19 в 58 городах Китая. Emerg Infect Dis 2020; 26 (9) doi: 10.3201 / eid2609.201932 [первая публикация в Интернете: 10 июня 2020 г.]
6. Чау Л., Кох В.С., Джамалудин С.А. и др. Передача SARS-CoV-2 в различных условиях: анализ случаев и тесные контакты из кластера Таблиги в Брунее-Даруссаламе. medRxiv 2020: 2020.05.04.200
   . DOI: 10.1101 / 2020.05.04.200

7. Ли В., Чжан Б., Лу Дж. И др. Характеристики передачи COVID-19 в домашних условиях. Клинические инфекционные болезни 2020 doi: 10.1093 / cid / ciaa450
8. Bi Q, Wu Y, Mei S, et al. Эпидемиология и передача COVID-19 в 391 случае и 1286 их близких контактах в Шэньчжэне, Китай: ретроспективное когортное исследование. The Lancet Infectious Diseases 2020 doi: 10.1016 / S1473-3099 (20) 30287-5 [опубликовано в Интернете впервые: 27 апреля 2020 г.]
9. ван Дормален Н., Бушмейкер Т., Моррис Д.Х. и др. Аэрозольная и поверхностная стабильность SARS-CoV-2 по сравнению с SARS-CoV-1. Медицинский журнал Новой Англии 2020; 382 (16): 1564-67.DOI: 10.1056 / NEJMc2004973
10. Губернатор Соединенного Королевства. Сохранять бдительность и безопасность (социальное дистанцирование): Правительство Соединенного Королевства; [обновлено 06.12.2020. Доступно по адресу: https://www.gov.uk/government/publications/staying-alert-and-safe-social-distancing/staying-alert-and-safe-social-distancing. дата обращения 15.06.2020.
11. Бахл П., Дулан С., де Сильва С. и др. Меры предосторожности при переносе воздушно-капельным путем или воздушно-капельным путем для медицинских работников, лечящих коронавирусное заболевание 2019? Журнал инфекционных болезней 2020 doi: 10.1093 / infdis / jiaa189
12. Siegel JD, Rhinehart E, Jackson M, et al. Руководство 2007 г. по мерам предосторожности при изоляции: Предотвращение передачи инфекционных агентов в медицинских учреждениях. Американский журнал инфекционного контроля 2007; 35 (10 Приложение 2): 65. DOI: 10.1016 / j.ajic.2007.10.007
13. Фейгин Р.Д., Бейкер С.Дж., Хервальдт Л.А. и др. Эпидемическая менингококковая инфекция в классе начальной школы. Медицинский журнал Новой Англии 1982; 307 (20): 1255-57. DOI: 10.1056 / NEJM198211113072007
14. Дик Е.С., Дженнингс Л.С., Минк К.А. и др.Аэрозольная передача риновирусных простуд. Журнал инфекционных болезней 1987; 156 (3): 442-48. DOI: 10.1093 / infdis / 156.3.442
15. Duguid JP. Размер и продолжительность воздушной перевозки респираторных капель и капель-ядер. Журнал гигиены 1946; 44 (6): 471-79.
16. Bourouiba L. Турбулентные газовые облака и выбросы респираторных патогенов: потенциальные последствия для снижения передачи COVID-19. JAMA 2020; 323 (18): 1837-38. DOI: 10.1001 / jama.2020.4756
17. Bourouiba L, Dehandschoewercker E, Буш Джон WM. Сильные экспираторные явления: при кашле и чихании. Журнал гидромеханики 2014; 745: 537-63. DOI: 10.1017 / jfm.2014.88
18. Буруиба Л. ИЗОБРАЖЕНИЯ В КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ. Чихание. Медицинский журнал Новой Англии 2016; 375 (8): e15. DOI: 10.1056 / NEJMicm1501197
19. Yu ITS, Li Y, Wong TW, et al. Доказательства воздушно-капельной передачи вируса тяжелого острого респираторного синдрома. Медицинский журнал Новой Англии 2004; 350 (17): 1731-39. DOI: 10.1056 / NEJMoa032867
20. Tang JW, Li Y, Eames I, et al. Факторы, участвующие в аэрозольном переносе инфекции и контроле вентиляции в медицинских учреждениях. Журнал больничной инфекции 2006; 64 (2): 100-14. DOI: 10.1016 / j.jhin.2006.05.022
21. Wong T-w, Lee C-k, Tam W. и др. Кластер атипичной пневмонии среди студентов-медиков, контактировавших с одиноким пациентом, Гонконг. Возникающие инфекционные болезни 2004; 10 (2): 269-76.DOI: 10.3201 / eid1002.030452
22. Анфинруд П., Стадницкий В., Bax CE и др. Визуализация капель ротовой жидкости, генерируемых речью, с помощью рассеяния лазерного излучения. Медицинский журнал Новой Англии 2020; 382 (21): 2061-63. DOI: 10.1056 / NEJMc2007800
23. Jang S, Han SH, Rhee JY. Кластер коронавируса, связанный с занятиями фитнесом, Южная Корея. Emerg Infect Dis 2020; 26 (8) doi: 10.3201 / eid2608.200633 [впервые опубликовано в Интернете: 2020/05/16]
24. Hamner L, Dubbel P, Capron I, et al.Высокая частота атак SARS-CoV-2 после воздействия на хоровой практике — округ Скаджит, Вашингтон, март 2020 г. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020; 69: 606–10. DOI: http://dx.doi.org/10.15585/mmwr.mm6919e6external
25. Нишюра Х., Оситани Х., Кобаяши Т. и др. Закрытые помещения способствуют вторичной передаче коронавирусной болезни 2019 (COVID-19). medRxiv 2020: 2020.02.28.20029272. DOI: 10.1101 / 2020.02.28.20029272
26. Шим Э, Тарик А, Чой В. и др. Потенциал передачи и серьезность COVID-19 в Южной Корее. Int J Infect Dis 2020; 93: 339-44. doi: 10.1016 / j.ijid.2020.03.031 [первая публикация в Интернете: 22.03.2020]
27. Leclerc QJ, Fuller NM, Knight LE, et al. Какие настройки были связаны с кластерами передачи SARS-CoV-2? Wellcome Open Res 2020; 5 DOI: https://doi.org/10.12688/wellcomeopenres.15889.1
28. Leung NHL, Chu DKW, Shiu EYC и др. Распространение респираторного вируса при выдохе и эффективность масок для лица. Природная медицина 2020; 26 (5): 676-80.DOI: 10.1038 / s41591-020-0843-2
29. Гралтон Дж., Тови Э.Р., Маклоус М.Л. и др. РНК респираторного вируса обнаруживается в частицах, переносимых по воздуху, и в каплях. Журнал медицинской вирусологии 2013; 85 (12): 2151-59. DOI: 10.1002 / jmv.23698
30. Хенле В., Хенле Г. Экспериментальное воздействие вирусов гриппа на людей. Журнал иммунологии (Балтимор, Мэриленд: 1950) 1946; 52: 145.
31. Уэллс ВФ. Воздушное заражение и гигиена воздуха: экологическое исследование капельной инфекции:. Издательство Гарвардского университета 1957; 38 (1): 65. DOI: 10.1016 / S0041-3879 (57) 80076-2
32. Сонькин Л.С. Роль размера частиц в экспериментальной воздушно-капельной инфекции. Американский журнал гигиены 1951; 53 (3): 337-54. DOI: 10.1093 / oxfordjournals.aje.a119459
33. Ким С.Х., Чанг С.И., Сунг М. и др. Обширный жизнеспособный ближневосточный респираторный синдром (MERS) Загрязнение коронавирусом воздуха и окружающей среды в изоляторах MERS. Клинические инфекционные болезни: официальное издание Общества инфекционных болезней Америки 2016; 63 (3): 363-69.DOI: 10.1093 / cid / ciw239
34. Моравска Л., Цао Дж. Передача SARS-CoV-2 по воздуху: мир должен взглянуть в глаза реальности. Environment International 2020; 139: 105730. DOI: 10.1016 / j.envint.2020.105730
35. Телье Р., Ли Й, Каулинг Б. Дж. И др. Распознавание аэрозольной передачи инфекционных агентов: комментарий. BMC Инфекционные болезни 2019; 19 (1): 101. DOI: 10.1186 / s12879-019-3707-y
36. Вельфель Р., Корман В.М., Гуггемос В. и др. Вирусологическая оценка госпитализированных пациентов с COVID-2019. Природа 2020 doi: 10.1038 / s41586-020-2196-x
37. Fears AC, Klimstra WB, Duprex P и др. Сравнительная динамическая аэрозольная эффективность трех эмерджентных коронавирусов и необычная стойкость SARS-CoV-2 в аэрозольных суспензиях. medRxiv 2020: 2020.04.13.20063784. DOI: 10.1101 / 2020.04.13.20063784
38. Hijnen D, Marzano AV, Eyerich K, et al. Передача SARS-CoV-2 от участника предсимптомной встречи, Германия. Новые инфекционные болезни 2020; 26 (8) doi: 10.3201 / eid2608.201235
39. Тонг З-Д, Тан А, Ли К-Ф и др. Возможная предсимптомная передача SARS-CoV-2, провинция Чжэцзян, Китай, 2020 г. Новые инфекционные заболевания 2020; 26 (5): 1052-54. DOI: 10.3201 / eid2605.200198
40. Qian G, Yang N, Ma AHY, et al. Передача COVID-19 в семейном кластере несимптомными носителями в Китае. Клинические инфекционные болезни 2020 doi: 10.1093 / cid / ciaa316
41. Андерсон Е.Л., Тернхэм П., Гриффин Дж. Р. и др. Рассмотрение передачи аэрозолей для COVID ‐ 19 и общественного здравоохранения. Анализ рисков 2020; 40 (5): 902-07. DOI: 10.1111 / risa.13500
42. Кимбалл А., Хэтфилд К.М., Аронс М. и др. Бессимптомные и предсимптомные инфекции SARS-CoV-2 у жителей учреждения длительного ухода — округ Кинг, Вашингтон, март 2020 г. Еженедельный отчет о заболеваемости и смертности MMWR 2020; 69 (13): 377-81. DOI: 10.15585 / mmwr.mm6913e1
43. Чу Д.К., Акл Е.А., Дуда С. и др. Физическое дистанцирование, маски для лица и защита глаз для предотвращения передачи SARS-CoV-2 и COVID-19 от человека к человеку: систематический обзор и метаанализ. The Lancet 2020 DOI: 10.1016 / S0140-6736 (20) 31142-9; 0810.1016 / S0140-6736 (20) 31142-9

44. Управление по охране труда (США). Руководство по безопасности лабораторий: OHSA 2011. По состоянию на 22 июня 2020 г. https://www.osha.gov/Publications/laboratory/OSHA3404laboratory-safety-guidance.pdf.
45. Park SY, Kim YM, Yi S, et al. Вспышка коронавирусной болезни в колл-центре, Южная Корея. Emerg Infect Dis 2020; 26 (8) doi: 10.3201 / eid2608.201274 [первая публикация в Интернете: 24.04.2020]
46. Xu P, Qian H, Miao T, et al.Пути передачи вируса Covid-19 на круизном лайнере Diamond Princess. medRxiv 2020: 2020.04.09.20059113. DOI: 10.1101 / 2020.04.09.20059113
47. Li Y, Qian H, Hang J и др. Свидетельства вероятной аэрозольной передачи SARS-CoV-2 в плохо вентилируемом ресторане. medRxiv 2020: 2020.04.16.20067728. DOI: 10.1101 / 2020.04.16.20067728
48. Doung-ngern P, Suphanchaimat R, Panjangampatthana A, et al. Связь между ношением масок, мытьем рук и практикой социального дистанцирования и риском заражения COVID-19 в общественных местах: когортное исследование случай-контроль в Таиланде. MedRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.11.20128900 [первая публикация в Интернете: 15 июня 2020 г.]
49. Beggs CB. Есть ли воздушно-капельный компонент передачи COVID-19? : количественный анализ исследования. MedRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.05.22.20109991 [впервые опубликовано в Интернете: 26 мая 2020 г.]
50. Burke RM, Balter S, Barnes E, et al. Расширенные контактные расследования девяти ранних случаев SARS-CoV-2, связанных с поездками, в США. medRxiv 2020: 2020.04.27.20081901. DOI: 10.1101 / 2020.04.27.20081901
51. Cheng H-Y, Jian S-W, Liu D-P и др. Высокая трансмиссивность COVID-19 при появлении симптомов. medRxiv 2020: 2020.03.18.20034561. DOI: 10.1101 / 2020.03.18.20034561
52. Дёла М., Уилбринг Дж., Шульте Б. и др. SARS-CoV-2 в пробах окружающей среды домашних хозяйств, находящихся на карантине. MedRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.05.28.20114041
53. Cai J, Sun W., Huang J, et al.Непрямая передача вируса в кластере случаев COVID-19, Вэньчжоу, Китай, 2020 г. Новые инфекционные заболевания 2020; 26 (6): 1343-45. DOI: 10.3201 / eid2606.200412
54. Ямагиши Т. Отбор проб окружающей среды на наличие коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) во время вспышки коронавирусного заболевания (COVID-19) на борту коммерческого круизного лайнера. medRxiv 2020: 2020.05.02.20088567. DOI: 10.1101 / 2020.05.02.20088567
55. Bourouiba L. Турбулентные газовые облака и выбросы респираторных патогенов: потенциальные последствия для снижения передачи COVID-19. Jama 2020; Интернет-сообщение опубликовано 26 марта 2020 г. по адресу https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2763852
56. Чжоу Дж., Оттер Дж., Прайс Дж. Р. и др. Изучение заражения поверхности и воздуха SARS-CoV-2 в условиях неотложной медицинской помощи во время пика пандемии COVID-19 в Лондоне. medRxiv 2020: 2020.05.24.20110346. DOI: 10.1101 / 2020.05.24.20110346
57. Лю И, Нинг З, Чен И и др. Аэродинамический анализ SARS-CoV-2 в двух больницах Ухани. Nature 2020 doi: 10.1038 / s41586-020-2271-3 [первая публикация в Интернете: 28.04.2020]
58. Chia PY, Coleman KK, Tan YK и др. Обнаружение загрязнения воздуха и поверхности тяжелым острым респираторным синдромом 2 Коронавирусом 2 (SARS-CoV-2) в больничных палатах инфицированных пациентов MedRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.29.20046557 [сначала опубликовано в Интернете : 1 апреля 2020 г.]

59. Ма Дж, Ци Х, Чен Х и др. Выдыхаемый воздух является значительным источником выброса SARS-CoV-2. medRxiv 2020
60. Сантарпиа Дж. Л., Ривера Д. Н., Херрена В. Передаточный потенциал SARS-CoV-2 при выделении вирусов, наблюдаемый в Медицинском центре Университета Небраски. medRxiv 2020
61. Дин З., Цянь Х., Сюй Б. и др. Туалеты преобладают при обнаружении вируса SARS-CoV-2 в условиях окружающей среды в больнице. MedRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.04.03.20052175 [первая публикация в Интернете: 7 апреля 2020 г.]
62. Ong SWX, Tan YK, Chia PY и др. Загрязнение воздуха, окружающей среды и средств индивидуальной защиты тяжелым острым респираторным синдромом коронавирусом 2 (SARS-CoV-2) от пациента с симптомами. JAMA 2020 doi: 10.1001 / jama.2020.3227 [первая публикация в Интернете: 05.03.2020]
63. Wu S, Wang Y, Jin X и др. Загрязнение окружающей среды SARS-CoV-2 в больнице, назначенной для лечения коронавируса, 2019 г. Am J Infect Control 2020 doi: 10.1016 / j.ajic.2020.05.003 [опубликовано в Интернете сначала: 2020/05/15]
64. Guo Z-D, Wang Z-Y, Zhang S-F и др. Аэрозольное и поверхностное распределение тяжелого острого респираторного синдрома Коронавирус 2 в больничных палатах, Ухань, Китай, 2020. Новые инфекционные болезни 2020; 26 (7) doi: 10.3201 / eid2607.200885
65. Wong SCY, Kwong RTS, Wu TC и др. Риск внутрибольничной передачи коронавирусной болезни 2019: опыт в обычных палатах в Гонконге. Журнал больничной инфекции 2020; 105 (2): 119-27. DOI: 10.1016 / j.jhin.2020.03.036
66. Хайнзерлинг А., Стаки М.Дж., Шойер Т. и др. Передача COVID-19 медицинскому персоналу во время контакта с госпитализированным пациентом — округ Солано, Калифорния, февраль 2020 г. Еженедельный отчет о заболеваемости и смертности от MMWR 2020; 69 (15): 472-76. DOI: 10.15585 / mmwr.mm6915e5
67. Bai Y, Wang X, Huang Q, et al. Инфекция SARS-CoV-2 у медицинских работников: ретроспективный анализ и модельное исследование. medRxiv 2020: 2020.03.29.20047159. DOI: 10.1101 / 2020.03.29.20047159

Физика передачи вируса говорящими каплями

Физика водяных капель — хорошо изученная тема, и ее связь с передачей вирусов давно известна (1⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓ – 10).Это предмет, который вновь вызвал интерес из-за пандемии COVID-19 и побудил ученых проводить новые виды экспериментов. Недавно опубликованные эксперименты по рассеянию лазерного света, проведенные Анфинрудом и соавторами (11, 12), показывают, что количество капель ротовой жидкости, выбрасываемых в воздух во время разговора, на порядки больше, чем ранее обнаружено с использованием менее чувствительных методов (7), и что такие капли блокируются легко выполняется с помощью тканевой крышки рта (11, 13). Предыдущие физические расчеты испарения капель для определения того, остаются ли капли, содержащие вирусы, плавающими в воздухе или быстро падают на землю, обычно включают численное моделирование, которое скрывает фундаментальные механизмы (4).Кроме того, используемая математика слишком сложна, чтобы ее могли понять другие, кроме ученых-физиков. Мы исследовали различные аспекты этой проблемы и представили простые и прозрачные алгебраические уравнения, которые отражают основную физику. Вывод всех уравнений дан в ссылке. 14.

Результаты и обсуждение

Наши уравнения отвечают на два важных вопроса. Во-первых, сколько времени нужно, чтобы содержащая вирус капля определенного размера упала на землю под действием силы тяжести, чтобы потенциально заразить поверхность? Во-вторых, при заданной относительной влажности, сколько времени требуется для испарения воды, чтобы уменьшить вирусосодержащую каплю до размера, который позволяет ей парить в воздухе в течение достаточно длительного времени, чтобы обеспечить прямую передачу вируса другому человеку? Ответ на первый вопрос легко получить, просто приравняв гравитационные и стоксовские вязкие силы к падающему объекту ( mg = 6 πηRv ), чтобы получить конечную скорость ( v ).Такой упрощенный подход должен быть обоснован и приведен в исх. 14. Среднее время, за которое частица достигает земли, равно τsed = 9ηz02ρR2g = ϕz0R2, [1] где τ _sed — это среднее время, за которое капля радиуса R достигает земли с высоты, z ₀ , с R и z ₀ в микрометрах. Предварительный коэффициент, ϕ = 9 η / (2 ρg ) = 0,85 × 10 ⁻² мкм ∙ с, рассчитывается из вязкости воздуха при 25 ° C, η = 1.86 × 10 ⁻⁸ г⋅ мкм ⁻¹ 70s ⁻¹ , плотность воды ρ = 10 ⁻¹² г / мкм ³ , а гравитационная постоянная г = 9,8 × 10 ⁶ мкм / с ² . Несколько примеров поучительны. В отсутствие испарения воды капли, изначально помещенные на z ₀ = 1,5 м (средняя высота рта стоящего взрослого человека над землей) с радиусами 1, 10 или 100 мкм будут требуется 1.3 × 10 ⁴ с (∼3,5 ч), 130 с и 1,3 с соответственно, чтобы упасть на землю.

Независимо от того, останется ли вирусная капля в воздухе, чтобы вызвать инфекцию, необходимо определить скорость испарения воды, которая определяется уравнением диффузии с точки зрения профиля концентрации водяного пара за пределами сферической капли. Наиболее важным эффектом, который следует учитывать в интересующем размерном режиме, является охлаждение капли из-за потерь тепла из-за испарения воды, что может быть определено путем решения связанных уравнений теплового потока и диффузии воды и замедляет испарение (14).Осмотический эффект нелетучего содержимого капель дополнительно снижает скорость испарения за счет снижения давления водяного пара на поверхности капли (14).

Существуют три режима разного размера, которые требуют различных теоретических подходов (14): радиус капель R <70 нм, 70 нм < R <60 мкм и R > 60 мкм. Мы можем не рассматривать капли с R <70 нм, потому что они находятся в режиме размеров одиночных вирионов ( τ _sed = несколько дней), которые не испускаются без окружающего слоя ротовой жидкости.Капли размером более 60 мкм быстро падают на землю, поэтому в данном случае они не вызывают беспокойства. Теоретически они рассматриваются в другом месте (14). Поэтому мы будем рассматривать только режим 70 нм < R <60 мкм. Далее мы предполагаем, что капля вырвалась из любого окружающего облака водяного пара (6) и оказалась в окружающем воздухе.

Время ( τ _ev ), необходимое для полного испарения капли чистой воды с начальным радиусом R ₀ , включая охлаждение, составляет τev = R02θ (1 − RH), [2] где RH — относительная влажность, θ = 2 αD _w c _g v _w = 4.2 × 10 ² мкм ² / с при 25 ° C является константой с единицами измерения диффузии, а числовой префактор, α = 0,36, учитывает эффекты охлаждения испарением (14). Константа диффузии молекулы воды в воздухе, D _w , составляет 2,5 × 10 ⁷ мкм ² / с, числовая концентрация воды, c _г , в насыщенном воздухе составляет 7,7 × 10 ⁵ мкм ⁻³ , а молекулярный объем воды, v _w , в жидкой воде равен 3.0 × 10 ⁻¹¹ мкм ³ , все при 25 ° C.

Теория более сложна для включения осмотического эффекта нелетучих компонентов капли, так называемого ядра капли. В этом случае среднее время для капли с начальным радиусом R ₀ , чтобы сжаться до радиуса R от испарения воды, равно t (R) / τev = 1 − R2R02−2Rdn23R02ln (R0 (R − Rdn ) R (R0-Rdn)), [3] где Rdn — это равновесный радиус ядра капли, который, исходя из объемной доли растворенного вещества для слюны, равной 0.03, оценивается в ∼ R ₀ /3. Последний член в формуле. 3 учитывает снижение давления пара из-за растворенных веществ. При R ≤1,5 ​​Rdn время испарения переходит в режим с преобладанием растворенных веществ и расходится, хотя и только логарифмически, в пределе R → Rdn. Следовательно, для времен, предшествующих достижению идеального равновесия, логарифмический член достаточно мал, чтобы им можно было пренебречь, и уравнение. 3 упрощает tot (Rdn) ≈R02-Rdn2θ (1-RH). [4] При относительной влажности RH = 0.5, обычное значение для комнатного воздуха, среднее время испарения для капель с начальным радиусом R ₀ , размером 1, 10 и 100 мкм составляет 4,2 мс, 0,42 с и 42 с, а соответствующее среднее значение седиментации раз, τ _sed , из уравнения. 1 — 1,3 × 10 ⁴ с, 130 с и 1,3 с. Следовательно, капли размером 1 и 10 мкм будут высыхать и оставаться в воздухе еще дольше, что будет определяться радиусом ядер капли, R _dn .Таким образом, капли с начальным радиусом R _o = 20 мкм сжимаются до радиуса ядра капли ∼7 мкм за tRdn≈1,7 с (уравнение 4 ), при этом ядра капли остаются в воздухе в течение примерно 4 мин (уравнение 1 ).

Полезно определить «критический радиус», R0crit, где время испарения и время осаждения равны, то есть t ( R _dn ) = τ _sed . R0crit получается путем объединения формул. 1 и 4 (с R _dn = R ₀ /3), чтобы получить R0crit = [1.1ϕθz0 (1-RH)] 1/4. [5] Для RH = 0,5 и z ₀ = 1,5 м, критический радиус 42 мкм. Это означает, что капли с радиусом более 42 мкм будут падать на землю до высыхания, в то время как капли с радиусом менее 42 мкм будут оставаться плавающими в воздухе в сухом состоянии. Более точное значение критического радиуса ∼50 мкм получается путем решения уравнений, учитывающих испарение капель при осаждении (14).

Можем ли мы сказать что-нибудь полезное о количестве испускаемых вирионов во время разговора? В таблице 1 показаны рассчитанные значения для начальных радиусов капель ( R ₀ ) от 1 мкм до 40 мкм с использованием ранее определенных скоростей образования капель во время разговора и концентраций вирионов слюны, которые предсказывают, что количество испускаемых вирионов в минуту при непрерывном разговорный диапазон от 3 до ∼2 × 10 ⁵ . Сравнение времени испарения при относительной влажности 50% со временем осаждения в таблице 1 показывает, что для всех радиусов в этом диапазоне ядра капель остаются в воздухе в течение достаточно долгого времени, так что их время жизни в воздухе будет определяться временем обращения воздуха. система обработки (см. исх.14). Неизвестно, какая часть вирионов в этих измерениях концентрации является инфекционной, но утверждалось, что в некоторых системах всего лишь один активный вирион может вызвать инфекцию (15). Очень большой диапазон скоростей эмиссии вирионов в таблице 1 требует как точного определения доли переносимых по воздуху вирионов, которые являются инфекционными, так и точного распределения размеров капель при высокой скорости эмиссии, определяемой рассеянием лазерного света (11, 12).

Теоретические скорости эмиссии вирионов ( k ), время испарения ( t ( R _dn )) и время осаждения ( τ _sed ) для начальных радиусов ( R ₀ ) и для радиусов ядер капель ( R _dn = R ₀ /3), все для z ₀ = 1.5 м, 25 ° C и относительная влажность 50% ( RH = 0,5)

В целом, приведенный выше анализ убедительно подтверждает концепцию, что простая речь может быть основным механизмом передачи COVID-19 от человека к человеку и что прикрытие рта на публике, как было предложено в работе Анфинруда и сотрудников (11⇓ – 13) и других (10, 17), могло бы помочь более быстро сдержать и потенциально положить конец пандемии.

Растущее количество свидетельств указывает на то, что коронавирус передается воздушно-капельным путем, но рекомендации по охране здоровья не подтвердились

По мере снятия ограничений многие исследователи опасаются, что риск заражения COVID-19 возрастет в переполненных помещениях.Предоставлено: Энтони Девлин / Гетти

В городе Брисбен, где проживает Лидия Моравска, на восточном побережье Австралии, придорожные знаки передают простую надпись: «Мыть руки, спасать жизни». У нее нет проблем с этим: «Мытье рук — всегда хорошая мера», — говорит ученый-аэрозоль, работающий в Технологическом университете Квинсленда. Но знак может быть устаревшим.

Сходящиеся линии доказательств указывают на то, что SARS-CoV-2, коронавирус, ответственный за пандемию COVID-19, может передаваться от человека к человеку в крошечных каплях, называемых аэрозолями, которые разносятся по воздуху и накапливаются с течением времени.После нескольких месяцев дебатов о том, могут ли люди передавать вирус через выдыхаемый воздух, среди ученых растет беспокойство по поводу этого пути передачи.

6 июля Моравска и ученый-аэрозоль Дональд Милтон из Университета Мэриленда, Колледж-Парк, при поддержке международной группы из 237 других клиницистов, врачей-инфекционистов, эпидемиологов, инженеров и ученых-аэрозолей, опубликовали комментарий ¹ на русском языке. журнал Clinical Infectious Diseases , который призывает медицинское сообщество и органы здравоохранения признать возможность передачи инфекции воздушно-капельным путем.Они также призывают к профилактическим мерам по снижению этого типа риска.

Исследователи разочарованы тем, что ключевые агентства, такие как Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), не прислушиваются к их советам в своих публичных сообщениях.

В ответ на комментарий ВОЗ смягчила свою позицию. На пресс-конференции 7 июля Бенедетта Аллегранци, технический руководитель целевой группы ВОЗ по инфекционному контролю, сказала: «Мы должны быть открыты для этих данных и понимать их значение в отношении способов передачи, а также в отношении мер предосторожности, которые необходимо соблюдать. взятый.”

9 июля ВОЗ выпустила научную справку о передаче вирусов. Он утверждает, что необходимы дополнительные исследования, «учитывая возможные последствия такого [] пути передачи», но признает, что нельзя исключать передачу аэрозолей на короткие расстояния в переполненных, плохо вентилируемых помещениях. (ВОЗ сообщила Nature , что она работала над этим брифом в течение месяца, и что это не было результатом комментариев.)

«Сообщение о передаче через воздух есть, — говорит Моравска.

В течение нескольких месяцев ВОЗ упорно сопротивлялась идее о том, что существует значительная угроза передачи коронавируса аэрозолями, которые могут накапливаться в плохо вентилируемых помещениях и переноситься воздушными потоками. Агентство утверждает, что вирус распространяется в основном через загрязненные поверхности и капли большего размера, чем аэрозоли, которые образуются при кашле, чихании и разговоре. Считается, что они перемещаются на относительно короткие расстояния и быстро падают с воздуха.

Этот тип указаний препятствовал усилиям по предотвращению передачи воздушно-капельным путем, таким как меры, улучшающие вентиляцию помещений и ограничивающие количество собраний внутри помещений, говорят исследователи в комментарии: «Мы обеспокоены тем, что отсутствие признания риска заражения Передача COVID-19 воздушным путем и отсутствие четких рекомендаций по мерам борьбы с вирусом, передаваемым воздушно-капельным путем, будут иметь серьезные последствия: люди могут думать, что они полностью защищены, следуя текущим рекомендациям, но на самом деле для дальнейшее снижение риска заражения.”

Это особенно важно сейчас, когда санкционированные правительством ограничения уменьшаются и предприятия вновь открываются. «Чтобы контролировать [пандемию], нам необходимо контролировать все средства заражения», — говорит Моравска, которая впервые обратилась в ВОЗ со своими проблемами и опубликовала сводку доказательств ² в начале апреля.

Но этот вывод не пользуется популярностью среди некоторых экспертов, поскольку он противоречит десятилетиям размышлений о респираторных инфекциях. С 1930-х годов исследователи и официальные лица общественного здравоохранения обычно не учитывают важность аэрозолей — капель диаметром менее 5 микрометров — при респираторных заболеваниях, таких как грипп.Вместо этого преобладает мнение, что респираторные вирусы передаются более крупными каплями или при контакте с каплями, которые падают на поверхность или переносятся руками людей. Когда в конце 2019 года появился SARS-CoV-2, предполагалось, что он распространяется так же, как и другие респираторные вирусы, и что передача воздушным путем не имеет значения.

По словам Аллегранци, ВОЗ следит за имеющимися доказательствами и смягчила свое ранее высказанное противодействие идее о том, что вирус может распространяться через аэрозоли.Она говорит, что, хотя ВОЗ признает, что передача инфекции воздушным путем является правдоподобной, имеющихся данных не хватает для подтверждения этого случая. Она добавляет, что рекомендации по физическому дистанцированию, карантину и ношению масок в сообществе, вероятно, в какой-то мере помогут контролировать передачу аэрозолей, если это происходит.

Извечные споры

Споры о путях передачи имеют большое значение для усилий по предотвращению распространения вируса. Более мелкие и легкие аэрозоли могут задерживаться и накапливаться в воздухе и перемещаться на большие расстояния с воздушными потоками.Но исследования, восходящие к исследованиям инженера Уильяма Уэллса в 1930-х годах, показали, что большие капли падают из воздуха в пределах 2 метров.

Когда появился SARS-CoV-2, представители здравоохранения рекомендовали частое мытье рук и соблюдать физическую дистанцию, чтобы нарушить воздушные и контактные пути передачи. И некоторые исследователи и клиницисты говорят, что этих подходов достаточно. Данные отслеживания контактов подтверждают эти меры, говорит Кейт Грабовски, эпидемиолог-инфекционист Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд.«Контакты с наибольшим риском — это люди, с которыми вы живете в одном доме или с которыми вы находились в замкнутом пространстве в течение значительного периода времени, что наводит меня на мысль, что это, вероятно, вызвано в основном капельной передачей», — она говорит, хотя она говорит, что передача аэрозоля может происходить в редких случаях.

Многие люди были в масках в автобусе в Белграде 23 июня. Использование маски теперь является обязательным в общественном транспорте и во всех закрытых помещениях города Фото: Владимир Живожинович / AFP via Getty

Но другие исследователи говорят, что тематические исследования крупномасштабных кластеров показали важность передачи по воздуху.Когда средства массовой информации сообщили о большом количестве людей, которые заболели после собраний в помещении, это заставило Ким Пратер, ученого-аэрозоля из Калифорнийского университета в Сан-Диего, поставить под сомнение адекватность рекомендаций Центров по контролю за заболеваниями США по социальному дистанцированию. и профилактика (CDC), которые призывают людей оставаться на расстоянии 6 футов (1,8 метра) друг от друга. Распространение в помещении предполагало, что вирус передается не так, как предполагали органы здравоохранения. «Для атмосферного химика, которым я являюсь, единственный способ получить это — это поместить его в воздух, и все будут дышать этим воздухом», — говорит Пратер, присоединившийся к комментарию.«Это дымящийся пистолет».

Многие исследователи, обеспокоенные воздушной передачей, приводят пример роковой репетиции хора, которая состоялась 10 марта в часе езды от Сиэтла, штат Вашингтон. Шестьдесят один участник хорала Скагит Вэлли собрался на репетицию, которая длилась два с половиной часа. Несмотря на то, что у двери было дезинфицирующее средство для рук, и участники хора воздерживались от объятий и рукопожатий, по крайней мере 33 певца заразились SARS-CoV-2, а двое в конечном итоге умерли. Исследователи пришли к выводу, что вирус мог распространяться в аэрозолях, образующихся при пении, и в «супер-излучателе», производящем больше аэрозольных частиц, чем обычно, хотя они не могли исключить передачу через объекты или крупные капли ³ .

Но Моравска смоделировала условия в репетиционном зале и говорит, что нет необходимости ссылаться на идею суперпредставителя. ⁴ . Недостаточная вентиляция, длительное время воздействия и пение были достаточными, чтобы объяснить количество инфицированных. И никакая вентиляция не могла снизить риск до приемлемого уровня для двух с половиной часов репетиции, говорит она.

В другом случае исследователи использовали индикаторный газ, чтобы показать, что аэрозоли, переносящие токи от кондиционера в ресторане в Гуанчжоу, Китай, были виноваты во вспышке, затронувшей десять посетителей из трех отдельных семей.Ни один из сотрудников или посетителей, сидящих рядом с другими кондиционерами, не был инфицирован. ⁵ .

Тем временем пассажир туристического автобуса в китайской провинции Хунань заразил 8 из 49 пассажиров автобуса. Один из них сидел в 4,5 метрах от инфицированного человека, входил в автобус и выходил из него через другую дверь. «Это исключает возможность контакта друг с другом или [нахождения] в очень тесном контакте», — говорит Ян Ян, эпидемиолог из Университета Флориды в Гейнсвилле, который является соавтором отчета по этому случаю.«Я думаю, что есть достаточно доказательств для того, чтобы мы были очень обеспокоены внутренними условиями, особенно в закрытых помещениях», — говорит он.

Опасные капли

Тематические исследования могут предоставить косвенные доказательства того, что аэрозоли переносят вирус, но исследователи хотят выяснить, как и когда это произойдет. Проблема заключается в улавливании аэрозолей прямо на месте.

Лабораторные исследования 1930-х и 1940-х годов показали, что капли, выделяемые при разговоре или кашле, больше, чем аэрозоли.Эти более крупные капли, более 5 микрометров в диаметре, быстро выпадают из воздуха, потому что они слишком тяжелые, чтобы двигаться с легкими воздушными потоками.

Но более чувствительные эксперименты теперь рисуют более сложную картину, указывающую на важность аэрозолей как пути передачи. В исследовании, опубликованном в мае, использовалось рассеяние лазерного света для обнаружения капель, испускаемых здоровыми добровольцами во время разговора. Авторы подсчитали ⁶ , что для SARS-CoV-2 за одну минуту громкого разговора образуется более 1000 небольших, содержащих вирусы аэрозолей диаметром 4 микрометра, которые остаются в воздухе не менее 8 минут.Они пришли к выводу, что «существует значительная вероятность того, что нормальный разговор вызывает передачу вируса по воздуху в замкнутом пространстве».

Другое исследование ⁷ , опубликованное Моравской и ее коллегами в качестве препринта, которое еще не прошло рецензирование, показало, что люди, инфицированные SARS-CoV-2, выдыхали 1000–100000 копий вирусной РНК в минуту, что является маркером наличие возбудителя. Поскольку добровольцы просто выдыхали, вирусная РНК, вероятно, переносилась в аэрозолях, а не в больших каплях, образующихся при кашле, чихании или разговоре.

Другие лабораторные исследования показывают, что аэрозоли SARS-CoV-2 остаются заразными дольше, чем аэрозоли некоторых родственных респираторных вирусов. Когда исследователи создали аэрозоли нового коронавируса, аэрозоли оставались заразными не менее 16 часов и обладали большей инфекционностью, чем у коронавирусов SARS-CoV и MERS-CoV, которые вызывают тяжелый острый респираторный синдром и ближневосточный респираторный синдром соответственно. ⁸ .

За пределами лаборатории гораздо сложнее обнаружить аэрозоли и показать, что они могут передавать вирус.В одном исследовании исследователи из Ухани, Китай, обнаружили РНК SARS-CoV-2 в образцах аэрозолей, собранных в больнице № ⁹ . Но ВОЗ и другие критикуют такие исследования, как это, потому что они обнаруживают только вирусную РНК, а не инфекционный вирус. «Все эти исследователи изо всех сил пытаются найти жизнеспособный вирус» в клинических условиях, — говорит Аллегранци. «Всякий раз, когда это будет найдено, это будет действительно очень актуально».

Одна из проблем, с которыми сталкиваются исследователи при изучении жизнеспособности вирусов в аэрозолях, — это способ сбора образцов.Типичные устройства, которые всасывают образцы воздуха, повреждают хрупкую липидную оболочку вируса, говорит Джулиан Танг, вирусолог из Университета Лестера, Великобритания. «Липидная оболочка разорвется, а затем мы попытаемся культивировать эти вирусы и получить очень, очень низкий уровень восстановления», — говорит он.

Эксперты говорят, что адекватная вентиляция может остановить накопление коронавируса и потенциально снизить его передачу по воздуху Фото: Андре Коэльо / Getty

Однако в нескольких исследованиях была успешно измерена жизнеспособность вирусных частиц, переносимых аэрозолями.Команда из Управления науки и технологий Министерства внутренней безопасности США в Вашингтоне обнаружила, что условия окружающей среды играют большую роль в том, как долго вирусные частицы в аэрозолях остаются жизнеспособными. SARS-CoV-2 в имитационных аэрозолях слюны потерял 90% своей жизнеспособности за 6 минут воздействия летнего солнечного света по сравнению со 125 минутами в темноте. ¹⁰ . Это исследование предполагает, что внутренняя среда может быть особенно опасной из-за отсутствия ультрафиолета и из-за того, что вирус может стать более концентрированным, чем на открытом воздухе.

Исследователи говорят, что остается одно большое неизвестное: сколько вирусных частиц необходимо, чтобы вызвать инфекцию? Это одна из причин, по которой Аллегранци хотел бы видеть рандомизированные испытания, демонстрирующие, что меры, направленные на контроль аэрозолей, действительно работают. Одним из примеров, по ее словам, может быть испытание, показывающее, что плотно прилегающие респираторные маски обеспечивают лучшую защиту, чем более свободно прилегающие медицинские маски в медицинских учреждениях.

Тан, который участвовал в написании комментария, говорит, что планка доказательств в отношении передачи по воздуху слишком высока.«[ВОЗ] требует доказательств того, что он находится в воздухе, зная, что получить доказательства того, что он летит по воздуху, очень сложно», — говорит он. «Фактически, доказательства воздушно-капельной передачи сейчас настолько хороши, что они намного лучше, чем контактные или капельные доказательства, которые, как они говорят, всем нужно мыть руки».

Развитие политики

В конечном счете, говорит Моравска, решающее значение имеют решительные действия сверху. «Как только ВОЗ сообщит, что он передается по воздуху, все национальные органы последуют за ним», — говорит она.

В комментарии к книге Clinical Infectious Diseases она и другие исследователи утверждают, что исследования SARS-CoV-2 и других вирусов убедительно свидетельствуют о том, что передача SARS-CoV-2 воздушным путем является важным путем.

ВОЗ заявляет, что уделяет внимание таким проблемам. Он будет «продолжать изучать все, что появляется», — говорит Аллегранци. Но в июне она усомнилась в квалификации тех, кто ведет дебаты. «Есть движение, которое очень громко заявляет о себе, публикуя различные документы с изложением позиции или мнения, — говорит она. «Почему бы нам не спросить себя… почему эти теории исходят в основном от инженеров, аэробиологов и так далее, в то время как большинство специалистов, занимающихся клиническими, инфекционными, эпидемиологическими, общественным здравоохранением, профилактикой и контролем инфекций, не думаете точно так же? Или они ценят это свидетельство, но не думают, что роль настолько важна? »

Моравска оспаривает эту характеристику.Список людей, присоединившихся к комментарию, включает 40 врачей, вирусологов и эпидемиологов-инфекционистов, а также не менее 20 ученых-аэрозолей, которые непосредственно занимаются передачей инфекционных агентов.

Во время пресс-конференции 7 июля Мария Ван Керхове, технический руководитель ВОЗ по COVID-19, сказала о комментарии: «Многие подписавшие стороны являются инженерами, что является прекрасной областью знаний, которая способствует росту знаний о важность вентиляции.”

Правительства начали действовать самостоятельно для борьбы с воздушной передачей. В мае руководство Министерства здравоохранения Германии было изменено и прямо заявило: «Исследования показывают, что новый коронавирус также может передаваться через аэрозоли … Эти капельные ядра могут оставаться в воздухе в течение более длительных периодов времени и потенциально могут передавать вирусы. Поэтому помещения, в которых находятся несколько человек, следует регулярно проветривать ». CDC не упоминает об аэрозолях или передаче по воздуху, но 16 июня обновил свой веб-сайт, заявив, что важны близость контакта и продолжительность воздействия.

Представитель Научно-консультативной группы Соединенного Королевства по чрезвычайным ситуациям говорит, что существуют слабые доказательства передачи аэрозолей в некоторых ситуациях, но группа, тем не менее, рекомендует, «чтобы меры по контролю передачи включали те, которые нацелены на пути распространения аэрозолей». Когда Великобритания пересмотрела свои правила социального дистанцирования, она посоветовала людям принимать дополнительные меры предосторожности в ситуациях, когда невозможно оставаться на расстоянии 2 метров друг от друга. Совет включает рекомендации носить лицевую маску и избегать общения лицом к лицу, плохой вентиляции и громких разговоров или пения.

Аллегранци говорит, что группа экспертов ВОЗ, состоящая из 35 экспертов, которые проверяют новые данные, обсуждала передачу воздушно-капельным путем как минимум 4 раза, и что ВОЗ работает с аэробиологами и инженерами для обсуждения новых данных и разработки более эффективных рекомендаций по вентиляции.

Это не первый раз во время пандемии, когда клиницисты и исследователи критикуют ВОЗ за медленное обновление руководящих принципов. Многие раньше обращались в агентство, чтобы признать, что маски для лица могут помочь защитить широкую публику.Но ВОЗ не объявила об этом до 5 июня, когда изменила свою позицию и рекомендовала носить тканевые маски, когда социальное дистанцирование невозможно, например, в общественном транспорте и в магазинах. Многие страны уже рекомендовали или санкционировали их использование. 3 апреля CDC выпустил рекомендации по использованию масок в районах с высокими скоростями передачи. И данные подтверждают эти действия: систематический обзор выявил десять исследований COVID-19 и связанных с ним коронавирусов — преимущественно в медицинских учреждениях, — которые вместе показывают, что маски для лица действительно снижают риск заражения ¹¹ .

Аллегранци признает, что относительно позиции ВОЗ в отношении масок «предыдущий [совет], возможно, был менее ясным или более осторожным». По ее словам, появившиеся доказательства того, что человек с SARS-CoV-2 может передать его до того, как проявятся симптомы (предсимптоматические) или даже не проявляя симптомов (бессимптомно), учтены при принятии решения о смене руководства. Другое исследование, проведенное по заказу ВОЗ, показавшее, что тканевые маски для лица являются эффективным барьером, также было важным фактором.

Исследователи, выступающие за важность аэрозолей, говорят, что правительства и предприятия должны предпринять конкретные шаги для сокращения этого потенциального пути передачи. Моравска хотела бы видеть рекомендации против рециркуляции воздуха в зданиях и против переполненности; и она призывает к стандартам, которые устанавливают эффективные уровни вентиляции и, возможно, такие, которые требуют, чтобы воздушные системы отфильтровывали частицы или использовали ультрафиолетовый свет для уничтожения переносимых по воздуху вирусов. ¹² .

Аллегранци утверждает, что текущие рекомендации ВОЗ являются обоснованными.«Это комплекс мер предосторожности, включая гигиену рук, в том числе маски, в том числе дистанцирование, которые очень важны», — говорит она. «Некоторые из этих мер повлияют также на передачу аэрозолей, если это реальность.

турбулентных газовых облаков и выбросы респираторных патогенов: потенциальные последствия для снижения передачи COVID-19 | Инфекционные болезни | JAMA

Текущая вспышка коронавирусного заболевания 2019 г. (COVID-19) наглядно демонстрирует бремя, которое респираторные инфекционные заболевания несут в тесно связанном мире.В попытке ограничить распространение COVID-19 были реализованы беспрецедентные политики сдерживания и смягчения последствий, включая ограничения на поездки, скрининг и тестирование путешественников, изоляцию и карантин, а также закрытие школ.

Ключевая цель такой политики — уменьшить количество контактов между инфицированными и восприимчивыми людьми и снизить скорость передачи инфекции. Хотя такие стратегии социального дистанцирования имеют решающее значение в нынешнее время пандемии, может показаться удивительным, что нынешнее понимание путей передачи от хозяина к хозяину при респираторных инфекционных заболеваниях основывается на модели передачи болезней, разработанной в 1930-х годах, которая: по современным меркам кажется излишне упрощенным.Выполнение рекомендаций общественного здравоохранения, основанных на этих старых моделях, может ограничить эффективность предлагаемых вмешательств.

Общие сведения о передаче респираторных инфекционных заболеваний

В 1897 году Карл Флюгге показал, что патогены присутствуют в каплях на выдохе, достаточно больших, чтобы оседать вокруг инфицированного человека.«Капельная передача» при контакте с выброшенной и инфицированной жидкой фазой капель считалась основным путем респираторной передачи заболеваний. Эта точка зрения преобладала до тех пор, пока Уильям Ф. Уэллс не сосредоточился на передаче туберкулеза в 1930-х годах и разделил выделение респираторных капель на «большие» и «маленькие».

По словам Уэллса, при выдохе выделяются отдельные капли. Крупные капли оседают быстрее, чем испаряются, заражая непосредственное окружение инфицированного человека.Напротив, маленькие капельки испаряются быстрее, чем оседают. В этой модели, когда маленькие капельки переходят из теплых и влажных условий дыхательной системы в более холодную и сухую внешнюю среду, они испаряются и образуют остаточные частицы, состоящие из высушенного материала из исходных капель. Эти остаточные частицы обозначаются как ядер капель или аэрозолей . Эти идеи привели к дихотомической классификации между крупными и маленькими каплями или каплями и аэрозолем, которые затем могут опосредовать передачу респираторных заболеваний.Затем были разработаны стратегии инфекционного контроля, основанные на том, передается ли респираторное инфекционное заболевание главным образом через большие или мелкие капли.

Дихотомия крупных и мелких капель остается в основе систем классификации путей передачи респираторных заболеваний, принятых Всемирной организацией здравоохранения и другими агентствами, такими как Центры по контролю и профилактике заболеваний. Эти системы классификации используют различные пороговые значения произвольного диаметра капель от 5 до 10 мкм, чтобы классифицировать передачу от хозяина к хозяину как капли или пути аэрозоля. ¹ Такая дихотомия продолжает лежать в основе текущего управления рисками, основных рекомендаций и распределения ресурсов для управления ответными мерами, связанными с инфекционным контролем, в том числе в отношении COVID-19. Даже при соблюдении политики максимального сдерживания быстрое международное распространение COVID-19 предполагает, что использование произвольных пороговых значений размера капель может не точно отражать то, что на самом деле происходит с респираторными выбросами, что, возможно, способствует неэффективности некоторых процедур, используемых для ограничения распространения респираторных заболеваний. .

Новая модель для респираторных выбросов

Недавняя работа продемонстрировала, что выдохи, чихание и кашель состоят не только из капель слизистых оболочек слюнных желез, следующих по полубаллистическим траекториям коротких выбросов, но, что важно, в основном состоят из многофазного турбулентного газового (клубного) облака, которое увлекает окружающий воздух и улавливает и переносит внутри него скопления капель с континуумом размеров капель (рисунок; видео). ^{2 , 3} Локально влажная и теплая атмосфера в турбулентном газовом облаке позволяет содержащимся в нем каплям избегать испарения намного дольше, чем это происходит с изолированными каплями. В этих условиях срок службы капли может быть значительно увеличен до 1000 раз, с долей секунды до минут.

Рисунок. Многофазное турбулентное газовое облако от чихания человека

Из-за поступательного движения облака капли, несущие патогены, уносятся намного дальше, чем если бы они были выброшены изолированно, без улавливания и уноса их вперед турбулентным облаком.С учетом различных комбинаций физиологии отдельного пациента и условий окружающей среды, таких как влажность и температура, газовое облако и его полезная нагрузка, состоящая из несущих патогены капель всех размеров, могут перемещаться от 23 до 27 футов (7-8 м). ^{3 , 4} Важно отметить, что диапазон всех капель, больших и малых, расширяется за счет их взаимодействия с турбулентным газовым облаком и захвата внутри него, по сравнению с общепринятой дихотомической моделью капель, которая не учитывает возможность возникновения облако горячего и влажного газа.Более того, на протяжении всей траектории капли любого размера оседают или испаряются со скоростью, которая зависит не только от их размера, но и от степени турбулентности и скорости газового облака, а также от свойств окружающей среды (температура, влажность , и воздушный поток).

Капли, которые оседают вдоль траектории, могут загрязнять поверхности, в то время как остальные остаются захваченными и скапливаются в движущемся облаке. В конце концов облако и его полезная нагрузка в виде капель теряют импульс и когерентность, а оставшиеся в облаке капли испаряются, образуя остатки или ядра капель, которые могут оставаться в воздухе в течение нескольких часов, следуя схемам воздушного потока, установленным системами вентиляции или климат-контроля.Испарение капель, содержащих патогены, в сложных биологических жидкостях изучено плохо. Степень и скорость испарения сильно зависят от температуры и влажности окружающей среды, а также от внутренней динамики турбулентного порывного облака в сочетании с составом выдыхаемой пациентом жидкости.

Отчет из Китая за 2020 год продемонстрировал, что частицы вируса тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2) могут быть обнаружены в системах вентиляции в больничных палатах пациентов с COVID-19. ⁵ Обнаружение вирусных частиц в этих системах больше соответствует гипотезе турбулентного газового облака о передаче болезни, чем дихотомической модели, поскольку она объясняет, как жизнеспособные вирусные частицы могут перемещаться на большие расстояния от пациентов. Неизвестно, имеют ли эти данные клиническое значение в отношении COVID-19.

Значение для профилактики и предосторожности

Несмотря на то, что никакие исследования напрямую не оценивали биофизику образования капель и газовых облаков у пациентов, инфицированных вирусом SARS-CoV-2, некоторые свойства облака выдыхаемого газа и респираторной передачи могут быть применимы к этому патогену.В таком случае такая возможность может повлиять на текущие рекомендации, направленные на минимизацию риска передачи заболевания. В последних рекомендациях Всемирной организации здравоохранения по COVID-19 медицинскому персоналу и другому персоналу рекомендуется держаться на расстоянии 3 фута (1 м) ⁶ от человека, у которого проявляются симптомы заболевания, такие как кашель и чихание. Центры по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют расстояние 6 футов (2 м). ^{7 , 8} Однако эти расстояния основаны на оценках дальности, которые не учитывали возможное присутствие облака с большим импульсом, несущего капли на большие расстояния.Учитывая динамическую модель турбулентного порывистого облака, рекомендации по разделению на расстояние от 3 до 6 футов (1-2 м) могут недооценивать расстояние, временной масштаб и стойкость, на которые распространяется облако и его патогенная полезная нагрузка, таким образом создавая недооцененный диапазон потенциального воздействия для медицинский работник. По этим и другим причинам ношение соответствующих средств индивидуальной защиты жизненно важно для медицинских работников, ухаживающих за пациентами, которые могут быть инфицированы, даже если они находятся на расстоянии более 6 футов от пациента.

Динамика турбулентного газового облака должна влиять на конструкцию и рекомендации по использованию хирургических и других масок. Эти маски могут использоваться как для контроля источников (т. Е. Уменьшения распространения от инфицированного человека), так и для защиты носителя (т. Е. Предотвращения распространения к здоровому человеку). Защитная эффективность масок N95 зависит от их способности фильтровать поступающий воздух от ядер аэрозольных капель. Однако эти маски предназначены только для определенного диапазона условий окружающей среды и местных условий и ограниченной продолжительности использования. ⁹ Эффективность маски в качестве средства контроля источника зависит от способности маски улавливать или изменять выброс высокоимпульсного газового облака с помощью его патогенной полезной нагрузки. Пиковая скорость выдоха может достигать от 33 до 100 футов в секунду (10-30 м / с), создавая облако размером примерно от 23 до 27 футов (7-8 м). Защитные маски и маски для контроля источника, а также другое защитное оборудование должны обладать способностью неоднократно противостоять многофазному турбулентному газу с высокой импульсной способностью, которое может выбрасываться во время чихания или кашля и воздействия от них.Используемые в настоящее время хирургические маски и маски N95 не тестируются на эти потенциальные характеристики респираторных выбросов.

Необходимо понимать биофизику передачи респираторных заболеваний от хозяина к хозяину, учитывая физиологию, патогенез и эпидемиологическое распространение болезни внутри хозяина. Быстрое распространение COVID-19 подчеркивает необходимость лучшего понимания динамики передачи респираторных заболеваний за счет более точного описания путей передачи, роли физиологии пациента в их формировании и лучших подходов к контролю за источниками, чтобы потенциально улучшить защиту непосредственных работников предотвратить распространение болезни на наиболее уязвимые слои населения.

Автор для переписки: Лидия Буруиба, доктор философии, Массачусетский технологический институт, 77 Massachusetts Ave, Cambridge, MA 02139 ([email protected]).

Опубликовано в Интернете: 26 марта 2020 г. doi: 10.1001 / jama.2020.4756

Раскрытие информации о конфликте интересов: Не сообщалось.

Финансирование / поддержка: Д-р Буруиба сообщил о получении исследовательской поддержки от Фонда семьи Смит, Лаборатории политики Массачусетского технологического института (MIT), MIT Reed Fund и Esther and Harold E.Председатель Карьеры Эдгертона в MIT.

Роль спонсора / спонсора: Спонсоры не играли никакой роли в подготовке, рассмотрении или утверждении рукописи и принятии решения о подаче рукописи для публикации.

Профилактика инфекций и борьба с острыми респираторными инфекциями, склонными к эпидемиям и пандемиям, в здравоохранении . Всемирная организация здоровья; 2014.