Експеримент, який довів передачу повітряно-крапельного захворювання

Через сім місяців після підтвердження першої передачі SARS-CoV-2 від людини до людини в Китаї метод передачі залишається невлаштованим. Чи переноситься вірус в повітрі в крихітних інфекційних частинках? Або заражені люди виганяють вірус великими краплями, які потрапляють на поверхні або можуть вдихатись людьми поблизу?

передачу

Поточні заходи контролю - миття рук, підтримка відстані у футів від інших людей, дезінфекція поверхонь - ґрунтуються на останній теорії. Але в липні 239 вчених, включаючи інженера Джона Хопкінса Пітера Де Карло, опублікували відкритий лист, в якому закликали Всесвітню організацію охорони здоров'я та медичні органи "визнати потенціал повітряного поширення COVID-19". Підписанти заявили, що "поза всяким розумним сумнівом продемонстрували, що віруси виділяються під час видиху, розмови та кашлю в мікрокапельках, достатньо малих, щоб залишатися піднятими в повітрі і становити ризик опромінення".

До цього часу в усіх дослідженнях передачі повітряного коронавірусу використовували дані спостережень та епідеміологічне моделювання, оскільки проведення наукових експериментів для виявлення крихітних інфекційних частинок у великих обсягах повітря надзвичайно складно. Насправді був лише один повторюваний контрольований експеримент, який остаточно підтвердив поширення інфекційного респіраторного захворювання в повітрі.

У повітрі і вдвічі небезпечніше

У 1956 р. Туберкульоз став головним вбивцею на світовому рівні, і це непропорційно вплинуло на військових ветеранів, госпіталізованих до лікарняної системи Адміністрації ветеранів. Тоді, як і зараз із COVID-19, епідеміологи вважали, що туберкульоз та інші респіраторні захворювання розповсюджуються великими інфікованими краплями через контакт з людиною або забруднені поверхні. Але Річард Л. Райлі, фахівець з фізіології легенів тодішньої Школи гігієни та громадського здоров'я імені Джона Хопкінса, та його наставник Вільям Ф. Уеллс визначили інший можливий спосіб передачі.

На вершині лікарні в Балтіморі, ВА, вони сконструювали герметичну закриту вентиляційну систему, яка з'єднувала шість кімнатних відділень туберкульозу з камерою впливу на 150 морських свинок. (Серед моделей тварин на гризунах лише морські свинки могли кашляти і чхати, що робить їх ідеальними для вивчення поширення респіраторних захворювань.) Морські свинки піддавалися впливу зараженого повітря протягом чотирьох років. Друга група із 150 морських свинок виконувала функції контролю: їх повітроводи опромінювали лампами UV-C, щоб знищити туберкульозні палички.

У досліджуваній групі в середньому три морські свинки на місяць захворіли на туберкульоз, хоча жоден контрольний інфікований не був. Експеримент не тільки вперше довів передачу туберкульозу повітряно-крапельним шляхом, але й кількісно визначив, скільки туберкульозних інфекцій можна очікувати в результаті впливу певної кількості пацієнтів протягом певного інтервалу.

Дослідження в Балтіморі, VA, продемонструвало, що заражена крапля, вигнана з носа або рота хворого на туберкульоз, може випаровуватися в мікроскопічну крапельку діаметром від 2 до 5 мкм, яка легко переноситься повітряними потоками. Отримавши таку аерозольну форму, це було подвійно небезпечно: повітряно-краплинна крапля стала вдихуваною і могла поширювати туберкульоз здалеку. Цей спосіб передачі може заразити набагато більше людей, і його було важче простежити, ніж прямий контакт від людини до людини.

Очищення повітря

Результати досліджень лікарні Балтімора, В. А., згодом були використані для розробки рівняння Уеллса-Райлі, яке кількісно оцінює ризик зараження та інформує про стратегії забезпечення безпеки персоналу та пацієнтів у заразних клінічних умовах. Модель також може розрахувати ризики зараження повітряно-крапельними інфекціями в літаках і поїздах, у в'язницях та інших громадських та інституційних просторах.

Будучи завідувачем кафедри екологічної медицини з 1960 по 1977 рік, Райлі попередив, що небезпека зараження повітряно-крапельними захворюваннями зростає, оскільки люди проводять більше часу в приміщенні, а кондиціонування повітря набуває все більшого поширення. Він запатентував технологію дезінфекції ультрафіолету С для систем очищення повітря, які встановлювались у закладах охорони здоров’я, на заводах та космічних капсулах НАСА. Сьогодні ця технологія використовується в Шанхаї, Москві та Нью-Йорку для захисту пасажирів метро та автобусів від SARS-CoV-2, а Китай також використовує цю технологію для дезінфекції лікарень.

Особливо до тих пір, поки не будуть розроблені ефективні вакцини та противірусні методи лікування, дослідження Райлі вказує на носіння масок та дезінфекцію повітря у закритих приміщеннях як на два найефективніших засоби боротьби з COVID-19.