Naukowcy: Pandemia pozwoliła lepiej zrozumieć mechanizm przenoszenia się wirusów

Powodujący Covid-19 koronawirus rozprzestrzenia się głównie za pośrednictwem aerozoli emitowanych w czasie kaszlu, kichania, a nawet mówienia, czy oddychania - przypominają specjaliści z tajwańskiego Narodowego Uniwersytetu im. Sun Jat-sena. Takie aerozole mogą nawet utrzymywać się przez wiele godzin w niewentylowanym pomieszczeniu.

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

Nie ślina, a aerozol

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

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

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

Rozwój wiedzy o transmisji wirusów

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

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

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

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

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

Zalety wentylacji

Kolejna ważna cecha aerozoli to możliwość ich transportu przez ruchy powietrza i wentylację.

Liczbę wirusów można więc zmniejszyć poprzez odpowiednie wentylowanie pomieszczeń filtracja powietrza np. z pomocą filtrów HEPA, jego dezynfekcja promieniami UV oraz unikanie jego zamkniętej cyrkulacji.

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

Autorzy pracy stwierdzają, że w obliczu rozwoju pandemii powszechne noszenie masek to skuteczna i niedroga metoda blokowania aerozoli. Zalecają jednak stosowanie różnych metod jednocześnie - oprócz noszenia masek, także szczepień i odpowiedniej wentylacji. Jedna metoda może być bowiem mało skuteczna - twierdzą.

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

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