分类
约翰霍普金斯大学新闻

The experiment that proved airborne disease transmission

卡伦·克鲁斯·托马斯(Karen Kruse Thomas)是布隆伯格学院的历史学家。这篇文章最初是作为彭博公共卫生学院(Bloomberg School of Public Health) COVID-19专家洞见的一部分在网上发表的。

在中国确诊首例人传人SARS-CoV-2 7个月后,其传播方式仍未确定。病毒是通过微小的感染颗粒传播的吗?或者受感染的人会以大滴的形式将病毒排出表面或被附近的人吸入吗?

目前的控制措施如洗手、与他人保持六英尺的距离、给表面消毒等都基于后一种理论。但今年7月,包括约翰·霍普金斯大学工程师彼得·德卡洛·60312在内的239名科学家发表了一封公开信,敦促世界卫生组织和医疗机构“认识到COVID-19在空中传播的可能性”。这些签署人声称,他们已经“毫无疑问地证明,在呼气、说话和咳嗽的过程中,病毒会以微小的液滴的形式释放出来,这些液滴小到足以保持在空中,并构成暴露在空气中的风险。”

由于在大量空气中检测微小感染颗粒的科学实验极其困难,因此迄今为止,所有关于冠状病毒在空中传播的研究都采用了观察数据和流行病学模型。事实上,只有一个可复制的控制实验证明了传染性呼吸道疾病是通过空气传播的。

空中的双重危险

1956年,结核病是全球的主要杀手,在退伍军人管理局医院系统住院的退伍军人受到结核病的影响尤为严重。当时,流行病学家认为,结核病和其他呼吸系统疾病是通过大量受感染的飞沫通过人与人之间的接触或被污染的表面传播的。但当时在约翰霍普金斯大学卫生与公共卫生学院(Johns Hopkins School of Hygiene and Public Health)工作的肺生理学专家理查德l赖利(Richard L. Riley)和他的导师威廉f威尔斯(William F. Wells)发现了另一种可能的传播方式。

Richard Riley

图片说明:Richard Riley关于结核病传播的发现为我们今天应对COVID-19提供了信息

在巴尔的摩退伍军人医院(Baltimore VA Hospital)楼顶,他们建造了一个密闭通风系统,将一个6个房间的结核病病房与一个有150只豚鼠的暴露室连接起来。(在啮齿动物模型中,只有豚鼠会咳嗽和打喷嚏,这使它们成为研究呼吸道疾病传播方式的理想动物。)这些豚鼠暴露在受感染的空气中4年。第二组150只豚鼠作为对照组:他们的气管用UV-C灯照射以杀死结核杆菌。

在试验组中,平均每月有3只豚鼠感染结核病,而没有对照组被感染。该实验不仅首次证实了结核病通过空气传播的疾病,而且还量化了在确定的时间间隔内接触给定数量的患者可能导致多少结核病感染。

巴尔的摩退伍军人管理局的研究表明,从肺结核病人的鼻子或嘴中喷出的受感染的飞沫可以蒸发成直径2到5微米的微小飞沫,很容易通过气流携带。一旦它假定这种气溶胶形式,它就加倍危险:空气中的水滴变得可吸入,并可能从很远的地方传播结核病。这种传播方式会感染更多的人,而且比直接人与人之间的接触更难追踪。

净化空气

来自巴尔的摩退伍军人医院研究的见解后来被用于开发威尔斯-莱利方程,该方程量化了感染风险,并提供了策略,以确保在具有传染性的临床环境中工作人员和病人的安全。该模型还可以计算飞机和火车、监狱以及其他公共和机构场所的空气传播感染的风险。

莱利从1960年到1977年担任环境医学部主任,他警告说,随着人们呆在室内的时间越来越长,空调越来越普及,空气传播疾病感染的危险正在增加。他申请了紫外线c消毒技术的专利,用于安装在医疗设施、工厂和NASA太空舱的空气净化系统。如今,这项技术在上海、莫斯科和纽约被用于保护地铁和公交车乘客不受SARS-CoV-2感染,中国也在使用这项技术对医院进行消毒。

赖利的研究指出,特别是在有效疫苗和抗病毒疗法开发出来之前,戴口罩和在封闭空间对空气进行消毒是对抗COVID-19最有效的两种工具。

发表在《健康大学新闻》上

约翰·霍普金斯大学的历史

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://hub.jhu.edu/2020/07/22/richard-riley-airborne-virus/