研究人员上周在《流体物理学》杂志上报道称，名为气溶胶的微小颗粒可能不像较大的液滴那样有效地传播导致 COVID-19 的病毒，这些较大的液滴在呼出后会迅速落到地面。然而，这并不意味着这种传播途径应该被忽视。
自疫情开始以来，科学家们一直在争论较小的液滴传播 COVID-19 的程度。“这很难量化，因为如果一个人感染了 COVID，你永远不知道他是怎么感染的，”阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯-塞曼实验物理研究所所长丹尼尔·邦恩说，他于10月27日发布了研究结果。“我们所做的是尝试建立一个风险分析，看看通过气溶胶途径感染的可能性有多大。”
邦恩和他的同事们测量了健康人在说话和咳嗽时产生的较大和微小液滴的数量和体积，然后使用数学模型来估计气溶胶如何在空气中传播并被吸入。根据他们的发现，他说：“这是一种可能且合理的传播途径，但可能不是一种非常有效的传播途径。”
这项新研究提供了证据，表明空气传播“可能性不大，但可能发生，”北卡罗来纳大学教堂山分校环境医学、哮喘和肺病中心粘膜纤毛清除和气溶胶研究实验室的研究员菲利普·克拉普说。“这表明……COVID 的气溶胶传播可能不是主要的传播机制，但这并不意味着我们不应该担心它。”
根据美国疾病控制与预防中心和世界卫生组织的说法，人们感染 COVID-19 的主要方式是与感染者密切接触。携带病毒的呼吸道飞沫——当人们呼吸、说话、唱歌、打喷嚏或咳嗽时产生——大小各不相同。在微小的气溶胶中，液体会迅速蒸发，留下轻到足以悬浮在空气中并传播给两米（约6英尺）以外的人的残留物。
“这才是造成威胁的原因，因为如果你和一个产生这些气溶胶并且感染了的人同处一室，你就会长时间吸入所有这些气溶胶，”邦恩说。这种空气传播是麻疹传播的关键途径；病毒在感染者离开房间后可以在空气中停留长达两小时，使其具有极强的传染性。
在整个疫情期间，被称为超级传播事件的爆发式疫情引发了人们对新型冠状病毒是否也能以这种方式传播的担忧。最近的一个例子是，与唐纳德·特朗普总统为最高法院大法官提名人艾米·科尼·巴雷特举行的白宫玫瑰园仪式有关的30多人检测呈阳性。今年2月和3月，韩国一家名为Sarang Jeil的教会与5000多例病例相关联。
尽管最初对空气传播的作用承认缓慢，但世卫组织和疾控中心最近几个月更新了指导意见，以反映新型冠状病毒可以通过这种方式传播，尤其是在通风不良的空间里。克拉普说，造成混乱的一个原因是液滴的大小是一个连续谱。“我们正在谈论的术语并不真正具体，”他说。“据我所知，没有一个商定的尺寸截止点来说明，这是构成大液滴气溶胶的，而这是构成小液滴气溶胶的。”
邦恩和他的同事们认为，气溶胶的直径大约是液滴的100倍。“如果你……假设唾液中的浓度是恒定的，那么这意味着每个液滴中，大液滴里的病毒颗粒比小液滴多一百万倍，”邦恩说。研究人员让七名志愿者对着激光束咳嗽和说话，以便测量他们产生的气溶胶和大液滴的量。
“我们发现，如果有人说话，他或她只产生气溶胶，但如果你咳嗽，你也会产生这些大液滴，”邦恩说。“它们太重了，会在咳嗽者几英尺内落到地上。”咳嗽时产生的喷雾大约98%属于大液滴范围。
接下来，研究人员使用喷射喷嘴将乙醇液滴喷入一个八立方米的腔室，并使用激光跟踪它们在空间中的移动。乙醇迅速蒸发，留下类似于咳嗽或说话产生的气溶胶。
然后，研究人员计算了一个场景，即一个人在感染者咳嗽后进入一个狭小、不通风的空间，如洗手间。“我们模拟的是你吸入了多少气溶胶颗粒，以及气溶胶液滴中有多少病毒颗粒，从而你的患病概率是多少，”邦恩说。在这些模拟中，参与者都没有戴口罩，克拉普说，口罩“可能会大大减少空气中小颗粒的数量，并降低相对风险。”
他和他的团队发现，在感染者咳嗽一次后，在房间里待不到12分钟相对安全，特别是如果这个人不是“高排放者”，或潜在的超级传播者，研究人员将其定义为产生液体体积比研究中其他人多17倍的人。然而，邦恩说，如果感染者反复咳嗽或说话，会产生更多的气溶胶。“你需要待上两到三分钟，然后你感染的概率就会非常高，”他说。“但这都取决于房间大小以及 COVID 患者咳嗽的量等等；在未知的情况下，很难给出确切的数字。”
研究人员观察到，如果一个人在高排放者咳嗽后立即进入房间，感染的几率最高。“我们有这种直觉已经有一段时间了，但这项研究对它进行了量化的细化，”克拉普说。“现在我们可以查看这些数据，查看这个模型，并对它在相对风险方面的意义有所了解。”
邦恩和他的同事们警告说，不应过分字面地解读这些发现。“重要的是，我们的结果并没有完全排除气溶胶传播，”研究人员写道。“可接受的感染概率超出了本文的范围。”
这项研究的一个局限性是，人们不知道在感染 COVID-19 之前需要暴露多少病毒颗粒。邦恩和他的同事们假设，这个量与21世纪初导致 SARS 疫情的冠状病毒的量相似。
研究人员也只测量了健康人分泌的液体。“我猜基于肺部和身体其他部位的生物反应，当他们患有 COVID 之类的疾病时，你会看到更多的液体产生……”克拉普说。“当他们生病时，他们得出的数字可能会根据一个人的排泄量而改变。”
未参与该研究的哈佛大学分子生物学家马修·梅森森说，气溶胶可能含有比大液滴更多的病毒颗粒，因为它们来自肺部深处。如果这对新型冠状病毒来说是真的，那么新的发现将低估空气传播的威胁。“区分这一点非常重要，因为高浓度的病毒可能深埋在你的肺部，”梅森森说，他调查了1979年俄罗斯的炭疽病爆发，并得出结论认为该爆发主要由空气传播驱动。“我们真正需要的是[更多]对人们说话时产生的[SARS-Cov-2] RNA 量进行测量。”
邦恩说，仍需要更多研究来确定在不同情况下 COVID-19 的空气传播有多危险。“我们的结论是，如果你在一个通风良好的房间里，比如在一个现代建筑里，你就不必太担心感染气溶胶，但如果你在通风不良的房间里——小型会议室、电梯、公共洗手间——你应该担心，”他说。“信息的麻烦在于，它不是一个‘是’或‘否’，不是‘不，气溶胶不危险’，也不是‘是的，气溶胶非常危险’。”
虽然有一些预防措施可以避免待在闷热的空间，比如走楼梯而不是挤电梯，以及开窗，但新的发现强调了良好通风的重要性。“[这]很可能是我们进入冬季，人们转向室内空间的关键要素，”克拉普说。他和他的同事们最近开始研究空气净化器在清除空气中小颗粒（如气溶胶）方面的效果。到目前为止，他说，他们的初步数据令人鼓舞。
尽管如此，克拉普说，对抗 COVID-19 最重要的预防措施仍然是戴口罩和保持社交距离。“我怎么强调都不为过，人们应该继续戴口罩，”他说。“通过这样做，我们限制了我们都在共享的空气中的大颗粒和小颗粒的数量。”
