«Развенчанная безопасность» дистанции 1,5–2 м, и при чем здесь сигаретный дым?

03 Червня 2020 12:42 Поділитися

Сверхраспространение (superspreading), суперраспространители (superspreaders) и гипериммунные реакции — при объяснении эффектов SARS-CoV-2 часто используют превосходную степень. Какой-то остроумный комментатор сравнил непредсказуемость COVID-19 с движением общественных автобусов: то ни одного, то сразу несколько. Так, по окончании так называемой первой фазы из мало пострадавших стран и регионов стали приходить похожие на оправдания пояснения: обширное тестирование и быстрая локализация (Южная Корея и Вьетнам), выявление наиболее опасных в эпидемиологическом отношении лиц на основании опыта с лайнером «Diamond Princess» (Япония), коренящаяся в патриархальных устоях боязнь заразить стариков (Греция) и т.д. Можем ли мы рассчитывать на появление цельной и в основном непротиворечивой концепции, объясняющей беспрецедентные события, невольными участниками которых мы являемся? Возможно, для этого нужно рассуждать, двигаясь от частного к общему и рассматривая каждую из предпосылок в отдельности. Начнем со сверхраспространения или суперзаразных событий (superspreading events) — ситуаций, приводивших к взрывному росту заболеваемости.

Вирус SARS-CoV-2 не задерживается в воздухе и оседает, не преодолев больше 1–2 м? Если это так, то чтобы заразиться, например, в супермаркете, нужно оказаться достаточно близко к инфицированному. Между тем, однако, появляется все больше доказательств того, что коронавирус задерживается в воздухе гораздо дольше, чем считалось ранее, и перемещается вместе с ним. Каким образом? Респираторные инфекции возникают при передаче вирусосодержащих капель (>5–10 мкм) и аэрозолей (≤5 мкм), выдыхаемых инфицированными людьми во время дыхания, речи, кашля и чихания. Коронавирусная болезнь 2019 г. (COVID-19) в значительной части случаев, по-видимому, распространяется посредством аэрозолей, производимых бессимптомными людьми во время дыхания и речи*.

Мелкие аэрозоли «висят» в комнате часами

Когда человек, зараженный коронавирусом, кашляет, говорит или чихает, образуется спрей, состоящий из капель разных размеров и аэрозолей, потенциально несущих вирусные частицы. Профессор, доктор Мартин Кригель (Martin Kriegel), глава Института им. Германа Ритшеля (Hermann-Rietschel-Institut) Берлинского технического университета (Technische Universität Berlin), исследует, как ведут себя эти частицы: как далеко распространяются, насколько долго остаются в воздухе и где осаждаются.

«Мы осуществляем ряд проектов для изучения того, как долго патогенные микроорганизмы остаются в воздухе в широком диапазоне условий, — поясняет М. Кригель в материалах институтского сайта. — Решающими для поведения вирусов в воздухе являются размер аэрозолей-носителей, а также климат в помещении, скорость воздухообмена и способ проветривания помещения. Более крупные частицы быстрее опускаются на землю. Меньшие следуют за воздушным потоком и могут дольше оставаться в воздухе».

По исследовательским данным, при разговоре/кашле/чихании образуются частицы размером 0,01–1500 мкм (рис. 1). Почти все мелкие частицы (0,5–3 мкм) и более половины частиц среднего размера (3–10 мкм) содержатся в воздухе более 20 мин. «При определенных условиях даже более крупные капли (>60 мкм) могут распространяться в помещении на большие расстояния, — отмечает М. Кригель, объясняя действие восходящих и горизонтальных потоков воздуха. — Аэрозоли с частичками в 5 мкм висят в комнате часами. Например, болезнетворные микроорганизмы, такие как вирус ветряной оспы, прилипают к аэрозолям, что подчеркивается «говорящим» названием, свидетельствующим о простоте передачи: ветряная оспа». В свою очередь, японская компания наглядным образом продемонстрировала облако из порядка 100 000 микрокапель, плавающих в воздухе после кашля или чихания (youtu.be/vBvFkQizTT4). Появляется все больше данных о SARS-CoV-2, демонстрирующих, что рекомендация ВОЗ о сравнительно безопасном расстоянии в 1,5–2 м, вероятно, недостаточно адекватна во многих ситуациях, когда аэрозоли могут оставаться в воздухе в течение нескольких часов, накапливаться и следовать за воздушными потоками на большие расстояния*.

Рис. 1
Иллюстрация образования аэрозолей при разговоре (www.tu.berlin)

«Похоже, что когда речь идет о коронавирусе, важны как капельная, так и воздушно-капельная передача, то есть через аэрозоли», — отмечает М. Кригель. Чтобы изучить возможность возобновления нормальной трудовой жизни, исследовательская группа смоделировала распространение частиц в офисе, где работают 4 человека и нет системы кондиционирования. Исследователи заключили, что при соблюдении обычных норм воздухообмена в жилых и офисных помещениях патогенные микроорганизмы остаются там в течение нескольких часов. Когда все окна закрыты, комната быстро заполняется аэрозолями. Исходя из этого, исследователи рекомендуют любыми доступными способами увеличивать подачу свежего воздуха: главным образом через открытые настежь окна или системы механической вентиляции с быстрым воздухообменом. Самое безопасное — быть на открытом воздухе: «Ветер уносит аэрозоли». А какие места в таком случае оказались самыми небезопасными в отношении заражения большого количества людей?

Вирусные певцы

Пребывание в замкнутом помещении, скученность и выделение большого количества аэрозолей при пении — причина того, что массовое заражение SARS-CoV-2 в хоровых коллективах довольно распространено. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (US Centers for Disease Control and Prevention — CDC) опубликовали расследование вспышки в округе Скаджит (штат Вашингтон). Так, после 2,5-часовой хоровой практики, в которой приняли участие 61 человек, включая пациента с симптомами начинающегося заболевания, зафиксированы 32 подтвержденных и 20 вероятных вторичных случаев COVID-19 (частота заражения относительно подтвержденных и подозреваемых случаев — 53,3–86,7%); 3 пациентов были госпитализированы, 2 умерли (рис. 2).

Рис. 2
Красный — источник; желтый — 32 подтвержденных и 20 подозреваемых случаев; белый — незатронутые лица
Схематическое изображение вспышки COVID-19, развившейся в певческом коллективе, один из членов которого стал источником заражения 87% участников

Случай в Скаджите, однако, не единственный. Так, Амстердамский смешанный хор (Amsterdam Mixed Choir) из 130 человек, выступивший 8 марта, тоже заболел почти в полном составе: 102 человека, 4 из которых умерли. Репетиция в берлинском соборе протестантского хора привела к заражению 59 из 78 певцов. И в Англии многие члены коллектива «Голоса Йоркшира» (Voices of Yorkshire) заразились болезнью, подобной COVID-19, в начале этого года, пишет «The Guardian».

Церкви по всей Европе и в Соединенных Штатах регулярно появляются в списках кластеров заражения COVID-19, особенно евангелистские, где в громком произнесении молитв и «говорении языками» участвуют все прихожане. Начиная с середины мая, после ослабления ограничительных мер, в Германии — во Франкфурте и Бремене, в общинах евангелистов (баптистов) заразились более 200 и около 57 человек соответственно, и ожидаются новые случаи. Сообщают о вспышке и в соседнем районе — Куксхафене, пишет газета «Frankfurter Allgemeine» 2 июня. Церковные общины, семейные праздники, молодежная вечеринка с курением кальянов создали большие трудности для северо-западных регионов Германии, где ситуация к тому же усугубляется языковым барьером и нежеланием сотрудничать некоторых контактных лиц.

Эти тревожные события поднимают критический вопрос. Публичное пение — не только в хорах, но и на футбольных матчах или вечеринках по случаю дня рождения, вероятно, особенно способствует распространению коронавируса. Эксперт по механике жидкостей профессор Кристиан Келер (Christian Kähler) из Военного университета (Military University) в Мюнхене очень сомневался в опасностях, связанных с концертами, и решил провести эксперименты после вспышки в Амстердаме, чтобы выяснить, как далеко певцы и музыканты распространяют капельки жидкости. Оказалось, что наиболее сильный воздушный поток создают небольшие духовые инструменты, такие как флейта, гобой и кларнет. К. Келер отметил, что, помимо пения, к вспышкам в подобных коллективах приводят приветственные объятия, недостаточная гигиена рук и питье из общей посуды. Что касается пения, то его громкость находится в прямой связи с количеством образуемых аэрозолей**.

В этой же череде случаев — один из многих, но просто достаточно свежий — заражение SARS-CoV-2 (по состоянию на 28 мая) 35 посетителей ресторана «Старый сарай» (Alten Scheune) в районе Лер (Нижняя Саксония). В письменных объяснениях хозяин заведения, вернувший свою лицензию, заявил, что все необходимые требования были соблюдены: столы были расположены на расстоянии не менее 2 м и были заняты только гостями из двух домохозяйств. Расстояние между гостями было не менее 1,5 м, отмечено в сообщении «Der Spiegel».

Влажная атмосфера с турбулентными потоками

Церкви, больницы и собрание тренеров по фитнесу сети «Zumba» — основные кластеры, зарегистрированные в Южной Корее. Так, 30 инструкторов по фитнесу на семинаре, проходившем в Чхонане, интенсивно тренировались в течение 4 ч, после чего было выявлено 112 случаев COVID-19. Особые условия, в которых проходят спортивные занятия в замкнутых помещениях, также обусловливают распространение инфекции.

В Италии, описывая распространение вируса, говорят не о «нулевом пациенте», а о «нулевой игре», имея в виду футбольный матч Лиги чемпионов между «Аталантой Бергамо» и испанской «Валенсией» в присутствии 44 000 зрителей в Милане — столице Ломбардии — наиболее пострадавшего от COVID-19 региона. Мэр Бергамо Джорджио Гори (Giorgio Gori) говорил о «биологической бомбе» в связи с игрой. Через 6 дней после второй игры между этими командами, проходившей без зрителей 10 марта, футбольный клуб «Валенсия» заявил, что 35% непосредственного окружения профессиональной команды дали положительный результат на COVID-19.

Примерно в том же ряду опасных для заражения мест находятся предприятия первичной переработки мясного сырья: прохладный влажный воздух, который постоянно перемешивается из-за наличия теплых туш животных. Результат: счет инфицированных доходит до 1000 человек.

Лыжники забрали коронавирус с собой

Ишгль был источником самого крупного в Австрии кластера случаев коронавируса, в который вошли более 800 австрийцев и вдвое больше людей за рубежом, особенно в Германии и Скандинавии. Нулевыми пациентами с наибольшей вероятностью посчитали официантов, так что и здесь заражение происходило в ресторанах и барах.

Активная деловая жизнь — еще один фактор риска

У Big Pharma в летописи «суперзаражений» тоже есть своя печальная страница. Так, 22 февраля в США состоялась встреча руководителей и акционеров компании «Biogen». Накануне в США было зафиксировано всего 30 случаев, и делегаты съехались отовсюду, включая Европу. 175 руководителей встретились во время ужина за общим столом, а после обширной вспышки (2 нед спустя, 75% из 108 жителей Массачусетса, инфицированных вирусом, были связаны с «Biogen». Вскоре компания пожертвовала 10 млн дол. США на нужды медиков и тестирование.

Было также показано, что люди, живущие в районах с более высокими концентрациями загрязнения воздуха, имеют более высокую степень тяжести COVID-19*. При этом вирусы могут прикрепляться к другим частицам, таким как пыль и загрязнения, которые могут изменять аэродинамические характеристики и увеличивать дисперсию.

Хотите уловить закономерность? Вспомните сигаретный дым

Таким образом, традиционное времяпрепровождение, имеющее широкое культурное значение, по-видимому, представляет собой явную угрозу здоровью певцов, посетителей концертов, футбольных фанатов и множества других. Возникает потребность в постоянной оценке рисков. Ввиду появившихся новых данных о распространении вируса в составе аэрозолей трудно определить безопасное расстояние для социального дистанцирования. Предполагая, что вирионы SARS-CoV-2 содержатся в субмикронных аэрозолях, как и в случае вируса гриппа, в качестве сравнения хорошо привести выдыхаемый сигаретный дым, который также содержит субмикронные частицы и, вероятно, следует тем же закономерностям разбавления и перемещения. Расстояние от курильщика, на котором человек чувствует запах сигаретного дыма, указывает те места, где можно вдохнуть инфицированные аэрозоли. В закрытом помещении с бессимптомными лицами их концентрации могут со временем увеличиваться. В целом вероятность заражения в помещении будет зависеть от общего количества вдыхаемого SARS-CoV-2. По этим причинам в помещении важно носить правильно подогнанные маски, даже если соблюдается дистанция (рис. 3).

Рис. 3
Иллюстрация, демонстрирующая важность ношения защитной маски (V. ALTOUNIAN/SCIENCE)

По материалам www.tu.berlin; innovationorigins.com; www.cdc.gov; wwwо.faz.net; www.theguardian.com; www.spiegel.de; www.straitstimes.com; edition.cnn.com; science.sciencemag.org

*Kimberly A. Prather, Chia C. Wang, Robert T. Schooley (2020) Reducing transmission of SARS-CoV-2. Science. Published online 27 MAY. DOI: 10.1126/science.abc6197.

**Asadi S., Wexler A.S., Cappa C.D., Barreda S., Bouvier N.M., Ristenpart W.D. (2019) Aerosol emission and superemission during human speech increase with voice loudness. Sci. Rep.; 9: 2348.

Цікава інформація для Вас:

Коментарі

Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим

Добавить свой

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

Останні новини та статті