Передается ли коронавирус по воздуху. Что известно на данный момент

Несмотря на то, что новый коронавирус активно распространяется среди людей уже на протяжении почти двух месяцев, мы до сих пор многого о нем не знаем. Одним из важных не прояснённых моментов остается то, способны ли частицы HCoV-19 надолго оставаться в воздухе в виде аэрозоля и при этом сохранять способность к заражению при последующем вдыхании. От ответа на этот вопрос в первую очередь зависит адекватное понимание динамики распространения инфекции и необходимых мер его противодействию. В этой статье мы рассмотрим и попытаемся обобщить результаты исследований, которые уже были проведены в этом направлении на данный момент (16 марта 2020).

Содержание:

• Аэробиология. Ликбез
• Воздушный или капельный, какая разница и почему это должно кого-то волновать?
• Что известно в отношении HCoV-19?
• Обсуждение
• Цитируемы работы

Аэробиология. Ликбез

Существующая классификация передачи возбудителей инфекционных заболеваний по воздуху выделяет два основных класса: водушно-капельный и воздушно-пылевой путь, или в английской версии — «droplet» и «airborne» соответственно. Предлагаю следовать более интуитивной английской терминологии и в рамках этой статьи использовать наименования — капельный и воздушный путь соответственно. Всемирная организация здравоохранения определяет капельные инфекции, как имеющие инфекционные частицы более 5 микрометров в диаметре, а все что меньше этого размера — воздушные (1 микрометр — 1 µm, это одна тысячная часть миллиметра) [1][2 стр. 44].

Считается, что частицы более 5 микрометров, распылившись, например, в результате чихания, не способны надолго задерживаться в воздухе и вскоре оседают под действием силы тяжести, более мелкие частицы, напротив, могут долгое время находится в воздухе в виде аэрозоля и передвигаться вместе с воздушными потоками, способствуя распространению инфекции. Конечно на способность инфекций передаваться по воздуху влияет еще множество факторов от молекулярной структуры, температуры и влажности, до количества солнечного ультрафиолета и скорости ветра. Изучением всех тонкостей распространения микроорганизмов по воздуху занимается специальный раздел биологии – Аэробиология [3].

На данный момент в отношении многих патогенов признано, что они способны передаваться воздушным способом, например, бактериальные патогены: коклюш, стафилококк, и туберкулез, и вирусы такие, как: вирус гриппа, ветряная оспа, краснуха, а так же предшественник коронавируса — SARS-CoV [4] [5 стр. 117].

Таблица некоторых распространенных возбудителей, передающихся воздушным путем. Источник [6, таблица 2]

Воздушный или капельный, какая разница и почему это должно кого-то волновать?

В первую очередь от ответа на этот вопрос зависят необходимые меры предосторожности.
На данный момент официальная версия ВОЗ и Центра по контролю и профилактике заболеваний США классифицирует новый коронавирус, как передающийся капельным путем, то есть вместе с частицами более 5 микрометров. [7][8]

Диапазон размеров частиц выходящих из дыхательных путей колеблется в диапазоне от менее 5 до 500 микрометров в диаметре, и размер капель зависит в первую очередь от интенсивности дыхательной активности, так при обычном спокойном дыхании образуются самые маленькие частицы, и гораздо большего размера при кашле и чихании.[9, таблица 3] Если инфекция распространяется по воздуху только капельным путем, то как правило, выход капель содержащих её возбудители, происходит в результате чихания или кашля, и они будут осаждаться на землю в течении короткого времени и в радиусе нескольких метров. В этом случае достаточно не находится слишком близко к зараженному в момент когда он кашляет или чихает и избегать контакта с вылетающими частицами, так же эффективным может быть ношение зараженными медицинских масок, которые вполне способны задерживать крупные частицы.

В случае, если инфекция способна распространяться по воздуху в виде аэрозоля, состоящего из капель мене 5 микрометров, которые способны образовываться при обычном дыхании и находится долгое время во взвешенном состоянии, тогда ситуация осложняется и необходимы дополнительные более серьезные меры, обеспечивающие безопасность при контакте с инфицированными. В этом случае передача инфекции возможна при нахождении с зараженным в одном помещении, или даже при вдыхании воздуха, проходящего по единой системе вентиляции.

Для наглядности приведем видео на котором исследователи продемонстрировали, используя метод визуализации Шлирена [10] распространение воздушных потоков во время различных видов дыхательной активности таких, как: разговор между людьми, спокойное дыхание, смех, кашель и чихание с использованием платка, хирургической маски и маски N95 Источник [11].

Что известно в отношении HCoV-19?

3 марта были опубликованы результаты заборов воздуха из палат 3-х пациентов находящихся на стационаре в очаге вспышки SARS-CoV-2 в Сингапуре, сообщается что хотя вирус был найден в смывах с поверхностей сантехники и мебели, но заборах воздуха не было обнаружено аэрозольных частиц вируса, хотя они и были найдены на частях вентиляции. [12]

10 марта был опубликован препринт работы, в которой сообщаются результаты анализов 35 проб воздуха из больницы Renmin университета Ухань, из развернутой полевой больницы Fangcang и из общественной зоны (PUA) так же в Ухане. Сообщается что в двух случаях, аэрозольных частиц вируса обнаружено не было или незначительные концентрации, но образцы из отделения реанимации и пробы воздуха в туалете больницы Fangcang дали положительный результат [13].

Важно отметить, что исследования, приведенные выше искали только генетическую сигнатуру вируса, то есть следы РНК. Чтобы понять сохранил ли вирус из воздуха способность инфицировать клетки, необходимо подсевать собранный вирусный материал в клеточную культуру и исследовать результаты. Препринт такого исследования был опубликован уже 13 марта 2020, и результаты были еще более тревожными. В материале, вышедшем при поддержке Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID), Национального института здоровья (NIH), сообщаются предварительные данные о стабильности частиц нового HCoV-19 в аэрозолях и на различных поверхностях, в сравнении с наиболее близким к нему SARS-CoV-1 [14].

Напомню, что препринт означает, что данные еще предстоит проверить, но на данный момент они выглядят не слишком утешительно. А именно, было показано что: HCoV-19 оставался жизнеспособным в аэрозолях на протяжении 3-х часов, со снижением инфекционного титра с 10^3,5 до 10^2,7 TCID50/L. Так же было показано, что наибольшее время жизнеспособности у коронавируса наблюдалось на пластиковых поверхностях – до 48 часов.

Сравнения меры титра TCID50 (вертикальная ось) коронавирусов HCoV-19 и SARS-CoV-1 в аэрозолях и на различных типах поверхностей. По горизонтали отложено время в часах
[15].

Примечание: TCID50 – это мера вирусного титра, в России используется аббревиатура ЦПД50, если коротко, то если мы говорим, что вирусный титр составляет 10^2,7 TCID50/L – это значит, что в одном литре объема содержится 10^2,7≈500 доз вируса, способных вызвать цитопатический эффект (вирусное поражение клеток) в 50% пробирок с клеточной культурой. [16][17]

Обсуждение

Понимание того как распространяется вирус, крайне важно для разработки эффективных мер предосторожности и профилактики вирусной инфекции. Пока данных о том способен ли коронавирус распространяться по воздуху в виде аэрозоля от одного человека к другому, слишком мало, те исследования, что есть на данный момент, требуют экспертной проверки. Но следует учитывать вероятность того, что эти данные подтвердятся и по возможности сокращать свои риски.