Eredeti cikk dátuma: 2020. június 26.
Eredeti cikk címe: Reducing transmission of SARS-CoV-2
Eredeti cikk szerzői: Kimberly A. Prather, Chia C. Wang, Robert T. Schooley
Eredeti cikk elérhetősége: https://science.sciencemag.org/content/368/6498/1422
Fordító(k): dr. Fekete Zsuzsanna
Lektor(ok): dr. Monoki Magdolna
Nyelvi lektor(ok): Rét Anna
Szerkesztő(k): Kovács László

Figyelem! Az oldalon megjelenő cikkek esetenként politikai jellegű megnyilvánulásokat is tartalmazhatnak. Ezek nem tekinthetők a fordítócsoport politikai állásfoglalásának, kizárólag az eredeti cikk írójának véleményét tükrözik. Fordítócsoportunk szigorúan politikamentes, a cikkekben esetlegesen fellelhető politikai tartalommal kapcsolatosan semmiféle felelősséget nem vállal, diskurzust, vitát, bizonyítást vagy cáfolatot nem tesz közzé.


Absztrakt

Az arcmaszk használata és a tesztelés szükséges a SARS-Cov-2 tünetmentesek általi cseppfertőzéses terjesztésének megelőzéséhez.

A felső légúti fertőzések vírustartalmú cseppek (> 5–10 μm) és aeroszolok (≤ 5 μm) belégzése által terjednek, amelyeket a fertőzött egyének légzés, beszéd, köhögés vagy tüsszentés során bocsátanak a levegőbe. A felső légúti fertőzések esetén a hagyományos infekciókontroll intézkedések célja a fertőzöttek köhögése vagy tüsszentése során levegőbe jutó cseppek általi átvitel csökkentése. Azonban a koronavírus-betegség 2019 (COVID19) leginkább tünetmentes hordozók légzése és beszéde közben képződő aeroszol által terjed (1–3). Az aeroszolok felhalmozódhatnak, zárt térben órákon át fertőzőképesek maradhatnak, és könnyen belélegezhetők a tüdő mélyére. A társadalmi élet visszaállításához az aeroszol általi terjedés csökkentését célzó intézkedések bevezetése szükséges, beleértve az általános arcmaszkhasználatot és a széles körű tesztelést a fertőzött, de tünetmentes esetek kiszűrése és elkülönítése végett.

Az ember 0,1–1000 μm méretű aeroszolt bocsát ki. A cseppek mérete, tehetetlenségük, a gravitáció és a párolgás között fennálló kölcsönhatás határozza meg, hogy a kibocsátott cseppek és aeroszolok milyen messzire jutnak a levegőben (45). Az aeroszolok gyorsabban ülepednek, mint ahogy párolognak, így kontaminálják a felületeket és közvetlen érintkezés útján való terjedéshez vezetnek. A kisebb (≤ 5 μm) méretű aeroszolok gyorsabban párolognak, mint ahogy ülepednek, lebegnek, ezáltal a légáramlás nagyobb távolságra is el tudja juttatni őket. Tehát kétféle légúti vírusterjedési útvonal létezik: kontaktus útján (közvetlenül vagy közvetetten, egyének között vagy kontaminált felszínnel), illetve belélegezve.

A szóródás mértékének és az átvitel módjának befolyásolásán kívül az aeroszol mérete a fertőzés súlyosságát is befolyásolja. Például az influenzavírus gyakrabban található 1 μm-nél (szubmikron) kisebb aeroszolrészecskékben, amelyek súlyosabb fertőzéshez vezetnek (4). A súlyos akut légzőszervi tünetegyüttest okozó koronavírus 2 (SARS-CoV-2) esetén lehetséges, hogy a szubmikron méretű, vírust tartalmazó aeroszol a tüdő mélyére, az alveolusokhoz jut le, ahol átmenetileg elkerüli az immunválaszt. A SARS-CoV-2 háromszor gyorsabban replikálódik, mint a SARS-CoV-1, így gyorsan tud a garat felé terjedni, ahonnan a veleszületett immunválasz aktiválódása és tünetek megjelenése előtt elkezd ürülni (6). Mire a tünetek megjelennek, a beteg már továbbította a vírust anélkül, hogy tudna róla.

A fertőzött egyének azonosítása a SARS-CoV-2 terjedésének megfékezése érdekében nehezebb a SARS-hoz és egyéb légúti vírusokhoz képest, mert a fertőzött egyének több napig lehetnek nagyon fertőzőképesek, aminek a csúcspontja a tünetek megjelenésekor vagy még azelőtt van (2,7). Ezek a „csendes vírusürítők”, vagyis rejtett terjesztők állhatnak a SARS-CoV-2 fokozott terjedése mögött. A kínai Vuhanban becslések szerint a a vírusfertőzöttek 79%-át a feltehetően tünetmentes, diagnosztizálatlan COVID19-fertőzöttek tették ki (3). Ezért a rendszeres, széles körű tesztelés létfontosságú a tünetmentes hordozók azonosításához és izolálásához.

A szájmaszk viselése csökkenti a levegőben történő terjedést

A tünetmentes hordozók légzése és beszéde során fertőző aeroszolrészecskék kerülhetnek a levegőbe. Szájmaszk használata nélkül a kitettség maximalizálódik, míg az általános maszkviselés ezt a legkisebbre szorítja.

A SARS-CoV-2 terjedésének megelőzését segíti a maszkviselés

A levegőben való terjedésnek szerepe volt a 2003-as SARS-járvány kitörésében (1, 4). Ennek ellenére sok ország nem fogadta el a levegőben való terjedést mint lehetséges fertőzési útvonalat a SARS-CoV-2 terjedésében (1). Új kutatások alapján a cseppek mellett az aeroszolnak is szerepe van a SARS-CoV-2 terjedésében. Egy tanulmány szerint a kínai Vuhan néhány kórházában SARS-CoV-2-t mutattak ki aeroszolból több mint 6 láb (kb. 190 cm) távolságnyira a páciensektől, a zsúfolt területeken magasabb koncentrációban (8). Átlagos SARS-CoV-2-tartalmú köpet vírusterhelése alapján becsülve egy percig tartó hangos beszéd során több mint 1000 viriontartalmú aeroszolrészecske képződik (9). A fertőzött szuperterjesztők vírustiterét alapul véve (az átlaghoz képest 100-szoros vírusterheléssel), több mint 100 000 viriont tartalmazó cseppek kerülhetnek a levegőbe beszéd közben percenként.

Az Amerikai Járványügyi és Betegségmegelőzési Központ (CDC) által a SARS-CoV-2 terjedésének megelőzéséhez ajánlott közel két méteres közösségi távolságtartás és rendszeres kézmosás az 1930-as években légzőszervi cseppeken végzett kutatásokon alapszik. Ezen tanulmányok alapján a nagy, ~100 μm méretű cseppek, amelyek köhögés vagy tüsszentés során keletkeztek, gyorsan leülepednek (1). Az is igaz, hogy ezen tanulmányok idején a technológia még nem tette lehetővé a szubmikron méretű részecskék kimutatását. Összehasonlításképpen, számítások alapján nem mozgó levegőben egy 100 μm-es csepp 8 láb (kb. 2,5 m) magasságból 4,6 másodperc alatt éri el a földet, míg egy 1 μm-es aeroszolrészecskének ehhez 12,4 órára van szüksége (4). A mérések azt mutatják, hogy az intenzív köhögés és tüsszentés, amely akár 20 láb (kb. 6 m) távolságra is eljuttathatja a nagy cseppeket, még ennél is messzebbre jutó aeroszolrészecskék ezreit hozhatja létre (1). Egyre több az olyan, SARS-CoV-2-t érintő bizonyíték, amely alapján a CDC által ajánlott körülbelül 2 méteres távolságtartás kevésnek bizonyul egyes beltéri körülmények között, ahol az aeroszol órákig a levegőben maradhat, idővel akkumulálódhat, illetve a levegő áramlásával nagyobb távolságra is eljuthat (5, 10).

Kültéri körülmények között számos tényező határozza meg a koncentrációt, az eljutási távolságot, valamint azt, hogy fertőzőképesek maradnak-e a légúti vírusok az aeroszolban. Szellő és szél gyakran előfordul, amely nagyobb távolságokra is eljuttathatja a cseppeket és az aeroszolrészecskéket. Azok a  tünetmentes hordozók, akik testedzés közben beszélnek is, fertőző aeroszolt bocsáthatnak a levegőbe, amelyet a légáramlás továbbvihet (10). A víruskoncentráció sokkal gyorsabban hígul kültéren, viszont csak néhány tanulmány vizsgálta a SARS-CoV-2 kültéri terjedését. Ráadásul a SARS-CoV-2-t inaktiválja a Napból érkező ultraibolya sugárzás, és valószínűleg érzékeny a környezet hőmérsékletére, a relatív páratartalomra, valamint az erősen szennyezett területeken előforduló légköri aeroszolok jelenlétére is. A vírusok hozzátapadhatnak egyéb részecskékhez, mint a por vagy szennyeződések, amelyek megváltoztathatják aerodinamikai tulajdonságaikat és növelhetik a szóródást. Ezenfelül azok, akik magasabb koncentrációjú légszennyezésnek vannak kitéve, a COVID19 súlyosabb formáit mutatják(11). Mivel a légúti vírusok sokáig maradhatnak lebegve, mielőtt egy lehetséges gazda belélegzi őket, olyan tanulmányok végzése szükséges, amelyek az idővel a fertőzőképesség elvesztését kiváltó tényezőket vizsgálják többféle kültéri környezetben, különböző feltételek mellett.

Mivel nagyon keveset tudunk a fertőző légúti cseppek képződéséről és levegőbeli viselkedéséről, így nehéz megállapítani a biztonságos közösségi távolságtartás mértékét. Azt feltételezve, hogy a SARS-CoV-2-virionok szubmikron méretű aeroszolban találhatók, mint az influenzavírus, jó összehasonlítási alapot adhat a cigaretta kilélegzett füstje, mivel az is tartalmaz szubmikron méretű részecskéket, így valószínűleg hasonló áramlási és hígulási mintázatokat mutat. Az a távolság, ahol egy dohányzó személy mellett már érezhető a cigarettafüst, jelzi, hogy a környezetében hol lehetne fertőző aeroszolt belélegezni. Zárt térben tünetmentes egyének között a fertőző aeroszol koncentrációja idővel növekedhet. Összességében a fertőződés veszélye zárt térben nagyban függ a belélegzett SARS-CoV-2 mennyiségétől. Végül is a szellőzés mértéke, az emberek száma, a zárt térben eltöltött idő, illetve a légáramlást befolyásoló tényezők mind módosítani tudják a vírus átviteli útvonalait és a kitettséget (10). Emiatt kiemelten fontos megfelelően záró arcmaszkot viselni zárt térben még 6 lábnyi távolságtartás esetén is. Részben a levegőben történő terjedés is felelős az egészségügyi személyzet körében tapasztalt magas másodlagos fertőzési rátáért, illetve az ápolási intézményekben tapasztalt nagy járványkitörésekért. A fertőzést kiváltó SARS-CoV-2 minimális dózisa egyelőre ismeretlen, de a levegőben, aeroszol útján történő átvitelt egyéb légzőszervi vírusos megbetegedéseknél, pl. kanyaró, SARS és bárányhimlő esetén is leírták (4).

A nem diagnosztizált fertőzöttek általi, levegő útján történő terjesztés folyamatosan aláássa még a leghatékonyabb tesztelési, nyomonkövetési és közösségi távolságtartási törekvéseket. Miután bebizonyosodott, hogy a tünetmentes hordozók általi, levegő útján történő terjesztés kulcsfontosságú tényező a COVID19 világszintű terjedésében, a CDC a textil arcmaszkok használatát ajánlotta. A maszk védvonalként funkcionál, és csökkenti a kilélegzett levegőben található fertőzőképes vírusok számát, főként a tünetmentes és az enyhe tünetekkel bíró páciensek esetén (12) (lásd az ábrát). A sebészi maszk anyaga csökkenti a COVID19 kifejlődésének valószínűségét és súlyosságát is azzal, hogy jelentősen csökkenti a víruskoncentrációt a levegőben (13). A maszk ezenfelül védi a nem fertőzött egyéneket a SARS-CoV-2-aeroszoltól és -cseppektől (13, 14). Tehát kiemelten fontos a maszk viselete olyan helyeken, ahol a vírus magas koncentrációban gyűlhet össze: egészségügyi intézményekben, repülőgépen, étteremben és egyéb, nem megfelelően szellőző, zsúfolt helyeken. Vizsgálatok alapján a megfelelően kialakított, otthon készített különböző vastagságú, anyagú és rétegzettségű maszkok aeroszolszűrő képessége hasonló a vizsgált sebészi maszkokéhoz (14). Tehát a sebészi maszkok piaci hiánya nem lehet kifogás az általános maszkviselés ellen.

Epidemiológiai vizsgálatok alapján azok az országok és városok, amelyek a leghatékonyabbnak bizonyultak a COVID19 terjedésének csökkentésében, bevezették az általános maszkviselést. Ilyen volt pl. Tajvan, Japán, Hongkong, Szingapúr és Dél-Korea. A COVID19 elleni küzdelemben Tajvanban (ahol 24 millió fő a lakosság, és az első COVID19 esetet 2020. január 21-én diagnosztizálták) nem rendeltek el kijárási tilalmat a világjárvány alatt, mégis alacsony fertőzési adatokról számoltak be: 441 fertőzött eset és 7 halálos áldozat (2020. május 21-i adatok alapján). Ezzel szemben New York államban (ahol körülbelül 20 millió fő a lakosság, és az első COVID-19 esetet 2020. március 1-jén diagnosztizálták), magasabb volt az esetszám (353 000 fő) és a halálos áldozatok száma (24 000 fő). A SARS-járvány után elkészített járványhelyzeti terv gyors aktiválásával a tajvani kormány olyan proaktív intézkedéseket hozott, amelyekkel sikeresen megelőzték a SARS-CoV-2 terjedését: januárban felállítottak egy járványügyi parancsnoki központot, technikai vívmányokkal észlelték és követték a fertőzötteket és közeli kontaktjaikat, és valószínűleg a legfontosabb lépésként előírták a maszk használatát közterületen. Ezenfelül a kormány biztosította a sebészi maszkok elérhetőségét azzal, hogy megtiltotta a gyártó cégeknek a maszkok exportálását, ezzel elérte, hogy minden polgár megfizethető áron jusson maszkhoz, valamint fokozta a maszkok gyártását is. Más országokban széles körű maszkhiány állt fenn, ami ahhoz vezetett, hogy az állampolgárok többsége nem jutott sebészi maszkhoz (15). Ez a meglepő különbség a maszkok elérhetősége és a maszkviselés széles körű elterjedtsége között valószínűleg hatással volt a COVID19-esetek alacsony számára.

A légúti fertőzések terjedése kapcsán kulcsfontosságú tényezőként kell elismerni a vírusok aeroszol útján történő átvitelét. Bizonyítékok támasztják alá, hogy a tünetmentes, nagyon fertőző egyének által kilégzett aeroszol útján a SARS-CoV-2 “csendben” rejtetten terjed. Kis mérete miatt az aeroszol súlyosabb COVID19-hez vezethet, hiszen ezen vírustartalmú aeroszolok mélyebbre juthatnak a tüdőben (10). Létfontosságú az ellenintézkedések bevezetése az aeroszol útján történő terjedés csökkentésére. Multidiszciplináris megközelítés szükséges a légúti vírusok termelődéséhez és levegőben történő terjedéséhez vezető tényezők tisztázásához. Ide értendők a COVID19-et okozó minimális vírusmennyiség, a fertőzés előtt, alatt és után kibocsátott vírusterhelés a cseppméret függvényében, a vírus kül- és beltéri életképessége, az átvitel módjai, a levegőben elért koncentrációk és a térbeli mintázatok. Ezen felül további tanulmányok szükségesek a különféle maszkok szűrési hatékonyságának vizsgálatához. A COVID19 elindított olyan kutatásokat, amelyek máris segítik jobban megérteni a légúti fertőzések levegőben történő terjedésének jelentőségét.

Irodalomjegyzék és megjegyzések

  1. L. Morawska, J. Cao, Environ. Int. 139, 105730 (2020). doi:10.1016/j.envint.2020.105730pmid:32294574CrossRefPubMedGoogle Scholar
  2. E. L. Anderson, P. Turnham, J. R. Griffin, C. C. Clarke, Risk Anal. 40, 902 (2020). doi:10.1111/risa.13500pmid:32356927CrossRefPubMedGoogle Scholar
  3. S. Asadi, N. Bouvier, A. S. Wexler, W. D. Ristenpart, Aerosol Sci. Technol. 54, 635 (2020). doi:10.1080/02786826.2020.1749229CrossRefGoogle Scholar
  4. R. Tellier, Y. Li, B. J. Cowling, J. W. Tang, BMC Infect. Dis. 19, 101 (2019). doi:10.1186/s12879-019-3707-ypmid:30704406CrossRefPubMedGoogle Scholar
  5. R. Mittal, R. Ni, J.-H. Seo, J. Fluid Mech. 10.1017/jfm.2020.330 (2020). Google Scholar
  6. H. Chu et al., Clin. Infect. Dis. ciaa410 (2020). doi:10.1093/cid/ciaa410pmid:32270184CrossRefPubMedGoogle Scholar
  7. X. He et al., Nat. Med. 26, 672 (2020). doi:10.1038/s41591-020-0869-5pmid:32296168CrossRefPubMedGoogle Scholar
  8. Y. Liu et al., Nature (2020). doi:10.1038/s41586-020-2271-3pmid:32340022CrossRefPubMedGoogle Scholar
  9. V. Stadnytskyi, C. E. Bax, A. Bax, P. Anfinrud, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 202006874 (2020). doi:10.1073/pnas.2006874117pmid:32404416Abstract/FREE Full TextGoogle Scholar
  10. G. Buonanno, L. Stabile, L. Morawska, Environ. Int. 141, 105794 (2020). doi:10.1016/j.envint.2020.105794pmid:32416374CrossRefPubMedGoogle Scholar
  11. E. Conticini, B. Frediani, D. Caro, Environ. Pollut. 261, 114465 (2020). doi:10.1016/j.envpol.2020.114465pmid:32268945CrossRefPubMedGoogle Scholar
  12. N. H. L. Leung et al., Nat. Med. 26, 676 (2020). doi:10.1038/s41591-020-0843-2pmid:32371934CrossRefPubMedGoogle Scholar
  13. J. F.-W. Chan et al., Clin. Infect. Dis. 2020). 10.1093/cid/ciaa644 pmid:32215622CrossRefPubMedGoogle Scholar
  14.  A. Konda et al., ACS Nano (2020). doi:10.1021/acsnano.0c03252pmid:32329337CrossRefPubMedGoogle Scholar
  15. C. C. Leung, T. H. Lam, K. K. Cheng, Lancet 395, 945 (2020). doi:10.1016/S0140-6736(20)30520-1pmid:32142626CrossRefPubMedGoogle Scholar

Köszönetnyilvánítás: A szerzők köszönetet mondanak S. Strathdee, D. Petras és L. Marr kollégáknak a segítő beszélgetésekért. K.A.P.-t az NSF Center for Aerosol Impacts on Chemistry of the Environment (CHE1801971) támogatta. R.T.S.-t a National Institute of Allergy and Infectious Diseases (R01 AI131424) támogatta. C.C.W.-t a Ministry of Science and Technology (MOST 108-2113-M-110-003) és a Higher Education Sprout Project of the Ministry of Education, Taiwan, ROC támogatta.