堵截病毒的传达途径是新冠肺炎要害的防控办法之一。现在,飞沫和触摸传达已被证明是新冠病毒(SARS-CoV-2)的首要传达途径,而现在对其气溶胶传达途径还所知甚少。
当地时间4月27日,国际尖端学术期刊《天然》(Nature)以“加速评定文章”(Accelerated Article Preview)方式在线宣布了来自武汉大学、香港科技大学、上海环境监测中心、复旦大学、香港中文大学协作团队的一项研讨“Aerodynamic analysis of SARS-CoV-2 in two Wuhan hospitals”(《武汉两所医院的新冠病毒气溶胶动力学剖析》)。
在武汉区域疫情的顶峰时期,研讨团队深化武汉大学人民医院东院重症及一般病房、武昌方舱医院病区及厕所、居民小区和超市等具有代表性的医院及公共环境等采样点,进行气溶胶样品的收集,并运用团队前期研制的新冠病毒数字PCR检测等技能,定量剖析了各采样点样品的新冠病毒气溶胶载量及其空气动力学特征。
研讨成果标明,在其时严厉防控的条件下,两所医院和公共环境整体是安全的。但在患者运用的厕所中气溶胶病毒载量较高,提示患者巨细便冲水进程或许是病毒气溶胶的一个重要来历;在人流集合的超市邻近和医院楼栋通道等可检出必定的气溶胶病毒载量,阐明人员集合时病毒带着者与周围人群存在潜在的气溶胶传达危险。
此外,研讨团队经过剖析病房落尘样品和医护人员脱防护服区域的病毒气溶胶载量和粒径散布,初次提醒了新冠病毒气溶胶的空气动力学特征,提出了病毒气溶胶“沉降(衣物/地上)—人员带着—空中扬起”的传达模型。
该研讨通讯作者为武汉大学病毒学国家要点试验室主任、医学研讨院副院长、生命科学学院蓝柯教授,香港中文大学何建辉(Kin-fai Ho)教授,复旦大学、上海市大气颗粒物污染防治要点试验室阚海东教授,上海市环境监测中心伏晴艳高工(教授级),香港科技大学环境环境与可持续发展学部副教授宁治,武汉大学生命科学学院、病毒学国家要点试验室陈宇副教授。武汉大学病毒学国家要点试验室刘元、陈宇、郭铭和香港科技大学宁治为一起榜首作者。
值得一提的是,经过对上述武汉疫情顶峰时期榜首手环境气溶胶病毒载量数据做多元化的剖析总结,研讨团队已于2020年2月28日及时编撰研讨报告并提交湖北省疫情防控指挥部科技攻关组和相关医院,作为政府的决议计划参阅和医院拟定防控消杀战略的科学依据。
武汉大学人民医院、武昌方舱医院采样
论文中说到,现在已报导的SARS-CoV-2传人形式为:榜首,吸入带有病毒的液体飞沫;第二,和确诊患者触摸;第三,触摸被SARS-CoV-2污染的外表。此外,从对密闭空间的临床查询来看,气溶胶传达已被以为是另一个重要的途径。
实际上,许多呼吸道疾病都会经过空气传达,例如肺结核、麻疹和水痘。2003年,在SARS疫情之后,香港的一项回忆性行列研讨标明,空气传达或许在该疾病的传达中发挥了及其重要的效果。
但是,关于SARS-CoV-2在气溶胶中的空气动力特性和传达途径的研讨甚少,部分原因是因为在实际国际中采样含有病毒气溶胶的困难和在低浓度下定量的应战。
在这项研讨中,研讨团队在武汉的两家定点医院和公共区域的30个位点采样了SARS-CoV-2及其气溶胶堆积,然后运用试验室前期研制的高灵敏度微滴数字PCR检测的新方法(ddPCR)定量剖析了个采样点气溶胶样品的SARS-CoV-2病毒载量和动力学特征。
这两家医院在疫情爆发期间专门收治COVID-19患者。其间武汉大学人民医院代表接纳重症患者的三甲医院;另一家为在武昌方舱医院,代表接纳阻隔轻症患者的场所。
依据不同组别的可及性,将采样地址分为三大类:榜首、患者区(PAA),即COVID-19患者存在的区域。这中心还包含重症监护病房(ICU)、冠心病监护病房(CCU)、人民医院内的病房、方舱医院厕所和作业人员作业区域;第二、医务人员区域(MSA)、两家医院内与患者有直触摸摸的医务人员专用的作业区域;第三、公共区域(PUA)、向大众敞开的场所。
2月17日至3月2日期间,研讨团队在武汉大学人民医院、武汉方舱医院以及室外公共区域分两批次收集了3种类型的气溶胶样本:榜首、总悬浮颗粒数(TSP)的气溶胶样本30个,没有上限以量化气溶胶中SARS-CoV-2的RNA浓度;第二、分粒径收集气溶胶样品3个,以确认空气传达SARS-CoV-2的尺度散布;第三、气溶胶堆积样品2个,以测定空气传达SARS-CoV-2的堆积速率。
方舱医院厕所和医护人员防护服摆脱室一度被忽视
研讨团队经过对气溶胶样品中SARS-CoV-2遗传物质RNA进行定量剖析,确认其是不是真的存在。
医院和公共环境各采样点的新冠病毒载量(复制数/立方米空气)
成果显现,武汉大学人民医院大部分患者区PPA空气中SARS-CoV-2浓度遍及很低或检测不到,阐明武汉大学人民医院ICU、CCU和病房内负压阻隔和高空气交流率对约束SARS-CoV-2的空气传达十分有用。
患者区PAA浓度最高的是方舱医院患者的移动卫生间(19复制/立方米),该卫生间面积约为1平方米,为暂时单卫生间,没有通风。研讨团队以为,卫生间内空气传达的SARS-CoV-2或许来自患者呼吸,也或许来自患者在运用期间的粪便或尿液中带着病毒的气溶胶的雾化。
论文中说到,尽管本研讨中病毒的传染性还不清楚,但其成果也与此前一项发现相关,即SARS-CoV-2患者运用的卫生间外表擦洗样本的检测成果呈阳性。
在医务人员区域MSA,武汉大学人民医院的两个采样点浓度较低,为6复制/立方米,而方舱医院采样点的浓度整体较高。特别是方舱医院内三个不同区域的防护设备摆脱室(PARRs),在榜首批采样中,它们的浓度空气传达SARS-CoV-2浓度的上限值,介于16-42复制/立方米。
在医院外公共区域PUA,大部分位点SARS-CoV-2气溶胶浓度十分低(低于3复制/立方米)或检测不到。有两个收集位点破例,一个间隔一家百货商场入口约1米的人群集合处,顾客常常经过;另一个位点在人民医院周围,包含门诊患者在内的大众都会经过。
研讨团队以为,尽管这两个位点都在医院外,但有很大的或许是人群中感染了SARS-CoV-2的带着者在采样期间造成了带着病毒的气溶胶。
医院外收集位点的成果标明,在通风杰出或敞开的公共场所中,整体危险较低。但也确实强调了应防止拥堵集合,别的早辨认、早确诊病毒感染者并对他们施行阻隔和医治,也很重要。
在SARS-CoV-2堆积速率研讨方面,武汉大学人民医院的重症监护病房(ICU)内,2个气溶胶堆积样品检测呈阳性,估量堆积速率分别为31复制/平方米小时和113复制/平方米小时。
其间,堆积速率高(113复制/平方米小时)的样品放置在间隔病床3米处的无障碍旮旯,较低(31复制/平方米小时)的另一个样品放置在另一个旮旯,间隔病床约2米的医疗设备下面,这些设备或许阻断了病毒气溶胶堆积物的途径。
研讨团队以为,尽管样本较小,但确实标明带着病毒的气溶胶堆积或许污染外表,随后被易感人群触摸然后导致感染。
新冠病毒气溶胶的粒径散布
研讨还说到,SARS-CoV-2气溶胶粒径散布首要为两个尺度规模,一个在亚微米规模(0.25-1.0微米)和超微米规模(大于2.5微米)。方舱医院B区和C区的防护设备摆脱室PARR内为亚微米规模。而在方舱医院C区查询到超微米规模。方舱医院医务人员办公室带着病毒的气溶胶多为超微米级,但与其他气溶胶比较,气溶胶的巨细散布较为平整。
他们估测,亚微米级气溶胶的来历是医护人员防护服外表带着病毒的气溶胶在被防护服摆脱时的再悬浮。亚微米级气溶胶或许开始来自患者呼吸道飞沫的直接堆积,或空气中SARS-CoV-2堆积到防护服 。
整体而言,在COVID-19爆发顶峰期的榜首批采样中,两家医院的医务人员区域MSAs中SARS-CoV-2气溶胶的浓度都高于患者区域PAAs。
别的,关于人民医院采样点,医务人员区域MSA中的空气流通被规划成与病房的空气流通相阻隔。而在方舱医院,因为SARS-CoV-2气溶胶浓度遍及较低,因而阻隔了不通风的暂时防护设备摆脱室PARR。而在方舱医院医务人员区域MSAs的第二批TSP采样中,彼时患者数量削减了一半,并进行了愈加严厉和全面的卫生处理办法。第二批样本显现一切均已检测不到,证明了消毒对削减高危区域空气传达SARS-CoV-2的重要性。
有必要留意一下的是,这项研讨相同存在一些约束性。研讨并没有研讨中查询的SARS-CoV-2 RNA是否或许具有传染性,并且疫情顶峰时期医院进出受限,约束了可取的样本数量。
尽管如此,这项研讨支撑经过完全消杀潜在的含病毒气溶胶热门区域、坚持医院通风杰出、防止集合以下降感染危险的做法。