

自 COVID-19 大流行开始以来,科学家们一直在争论 大大小小的液滴在 SARS-CoV-2 传播中的作用。但本周发表在《自然·通讯》杂志上的研究结果表明,研究 SARS-CoV-2 和流感等空气传播病毒的研究人员需要更仔细地研究另一种微小载体的作用:微尘。
研究作者、加州大学戴维斯分校化学工程学教授 William Ristenpart 表示:“我们的数据显示,[空气中的微小颗粒]可以传播流感。”
这些颗粒,更准确的名称是“气溶胶化的污染物”,由从皮肤、粪便到组织微小碎片(或在本研究使用的模型动物豚鼠的情况下,为笼子里的木屑)等一切组成。病毒可以搭乘这些颗粒,像它们在我们说话或打喷嚏时离开口鼻的微小气溶胶化湿润液滴一样,在空气中传播给未感染的个体。
Ristenpart 表示,这一点以前是已知的,但直到现在,关于这些病毒携带者是否在感染新宿主方面发挥作用的数据非常少。关于气溶胶在疾病传播中作用的研究,主要集中在离开动物身体的微小液滴,而不是我们环境中的尘埃。
但 Ristenpart 和他的同事们假设尘埃颗粒也起着作用,因此他们转向豚鼠进行更深入的研究。在四项实验中的第一项中,他们使用一种名为气动粒度仪(APS)的设备监测感染了流感的动物,该设备可以测量微小颗粒。
Ristenpart 说,他们发现来自每只豚鼠笼子的颗粒数量“与运动高度相关”——啮齿动物运动得越多,颗粒散播得越多。先前研究动物在邻近笼子中如何从一个动物传播到另一个动物的研究也发现了这一点。然而,那些研究得出结论认为,感染是由于呼出的气溶胶化液滴造成的。然而,这项实验表明,从一个笼子传播到另一个笼子的颗粒中,有相当一部分是由于豚鼠在笼子里拱来拱去而扬起的尘埃颗粒,而不是豚鼠呼出的颗粒。一只静止的豚鼠并没有传播多少颗粒。
接下来,研究小组想找出他们检测到的气溶胶有多少比例(如果有的话)是由豚鼠的呼吸产生的。为此,他们制作了 Ristenpart 所说的“豚鼠卷饼”,分别用活的、麻醉的动物和死的、安乐死的动物进行实验。
他说:“我们把豚鼠,然后把它们裹在铝箔笼子里,基本上,除了鼻子处留一个小孔。” 然后他们用 APS 监测这些被包裹的动物产生了多少颗粒。他们发现,在第一项实验中,即动物被允许在未包裹的笼子里自由活动时,从豚鼠身上产生的颗粒数量是第二项实验的两倍。而且,有说服力的是,在第二项实验中,他们发现那些根本没有呼吸的死豚鼠产生的颗粒数量与活豚鼠差不多。
在最后一项实验中,研究小组用一种带有流感病毒的物质涂抹了一只对流感免疫的豚鼠,并将其放入一个与一只未感染的豚鼠相邻的笼子里。未感染的豚鼠患上了流感,这归功于从免疫豚鼠笼子里传播过来的颗粒。
所有这些证据加起来,让 Ristenpart(他最初最感兴趣的是液滴传播)相信,尘埃传播可能在豚鼠流感传播中起着重要作用。
你可能会认为,豚鼠通常不每天用肥皂洗澡,而且生活在充满木屑的环境中,比大多数人类更容易传播尘埃。但 Ristenpart 说:“这就是人们的直觉会出错的地方。” 人类传播微尘颗粒的速度相似,而且没有理由认为我们的病毒不会附着在我们不断脱落的死皮、环境颗粒和各种杂物上。
弗吉尼亚理工大学环境与土木工程学教授 Linsey Marr 在给《大众科学》的一封电子邮件声明中写道:“这种个人气溶胶云被称为‘Pigpen 效应’,以《花生漫画》中的角色命名。” 她没有参与目前的研究。
这是否适用于人类(而不是本研究进行的豚鼠),以及这是否适用于 SARS-CoV-2 和流感,仍有待观察,但 Ristenpart 和他的同事们认为现有证据表明这一领域值得进一步研究。
Ristenpart 表示,有证据表明他的团队关于气溶胶化污染物的结论也适用于 SARS-CoV-2 病毒,尽管他警告说需要大量的进一步研究。该论文引用了一项今年早些时候支持这一观点的研究。研究人员调查了武汉的两家医院,发现在医护人员脱下个人防护装备(PPE)的房间里,病毒遗传物质的浓度最高,而不是在病房里。他们推测,这可能是因为病毒颗粒在更换过程中从医护人员的 PPE 和衣物上脱落。这是一个人类(及其衣物)产生尘埃,为微生物提供传播途径的例子。
Marr 写道:“在该研究中,‘在实施更严格的措施后,包括更频繁地消毒地板和服装本身,以及更多地使用空气净化器,空气中未检测到病毒。’‘我们不知道这种传播途径与直接释放的气溶胶相比有多重要。’”
幸运的是,目前正在用于减缓 COVID-19 通过气溶胶化液滴传播的许多公共卫生策略,同样也有助于应对气溶胶化污染物。即使科学家们不确定我们的尘埃云会带来多大的威胁,但戴口罩、与他人保持至少六英尺的距离,以及避免拥挤或空气流通不良的空间,都会有帮助。