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引起科学家和世卫组织关注的气溶胶到底是个啥?

发布日期:2020-07-14来源: SIFIC感染循证资讯发布人:JANNY1732

飞沫,空气,气溶胶,飞沫核,是不是傻傻分不清?


新冠病毒通过飞沫和接触传播是科学界的共识,但新冠病毒是否通过空气传播,一直以来备受关注。随着疫情的发展,科学界对新冠病毒有了更多认识,基于越来越多的证据,近日,来自32个国家的239名科学家,联名呼吁WHO重新审议新冠病毒防护指南,重视新冠病毒通过气溶胶传播的可能性。


那么,气溶胶到底是啥?气溶胶和飞沫传播怎么界定?气溶胶就是空气传播吗?



Q1.呼吸道病毒传播路径都有哪些?


有图有真相:从下图可以看出,呼吸道病毒的可能传播路径包括短距离路径、长距离路径和接触污染的环境。


呼吸道感染者与易感者之间各种可能传播路径的示意图【1】(Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary,2019,BMC Infectious Diseases)



 Q2.什么是气溶胶?


气溶胶是指悬浮于气体中的固体或液体颗粒物,其颗粒直径在0.001~100μm之间,凡含有病原体的可统称之为微生物气溶胶。


气溶胶包括生物气溶胶、化学气溶胶;固体气溶胶、液体气溶胶等【1】。


气溶胶的传播能力与颗粒大小有一定关系,如图所示:

值得注意的是:小颗粒可能参与短距离传播,但相对于大飞沫更易蒸发形成飞沫核,具有潜在远距离空气传播的能力。


Q3.气溶胶与飞沫如何界定?


依据气溶胶广义的定义,从直径来看,气溶胶的大小覆盖了飞沫。


但是从疾病传播和医护人员选择PPE的角度来看,目前尚无明确界定飞沫和气溶胶的标准,但通常将更小的颗粒视为气溶胶颗粒。


来自WHO和美国CDC的观点认为:


 ●>5μm颗粒,视为与飞沫传播有关;


 ●≤5μm颗粒,认为是气溶胶传播。


美国传染病学会则提出:


 ●10~100μm之间的颗粒,可视为飞沫传播;


 ●<10μm或更小的颗粒,认为是气溶胶传播。



Q4.气溶胶传播 = 空气传播?


气溶胶传播和空气传播是一回事吗?看看不同的指南、文献怎么说:


医院隔离技术规范:空气传播是指≤5μm的带病原微生物微粒通过空气的流动导致的疾病传播;


传染病学教科书:空气传播分为飞沫核传播和尘埃传播等形式,其中飞沫核传播即气溶胶传播。


经空气传播疾病医院感染预防与控制规范(WS/T 511-2106):经空气传播疾病是指由悬浮于空气中、能在空气中远距离传播(>1m),并长时间保持感染性的飞沫核传播的一类疾病。包括专性经空气传播疾病和优先经空气传播疾病。


●飞沫核是飞沫的水分蒸发后的残留物,它可以在空气中长时间悬浮,并具有远距离传播的潜力,是空气传播的载体。


●通常人们所说的“空气传播”是指<10μm气溶胶颗粒;也可以说气溶胶传播是空气传播的一种形式,而微生物气溶胶是空气传播的载体。


Roy CJ于2004年发表在 N Engl J Med的研究对空气传播提出了一种全新的分类方法,该分类更有助于理解气溶胶传播【2】:


类别

传播特点

专性传播(obligate)

唯一只能通过空气传播。在自然条件下,仅通过气溶胶沉积在宿主远端肺部而引起的感染。如结核病

优先传播(preferential)

可通过多种途径自然引发感染,但优先通过气溶胶沉积在宿主远端肺部而引起的感染。如麻疹、水痘

机会性传播(opportunistic)

通过其他途径自然引起疾病的病原体,在特殊环境和条件下可能通过微小的气溶胶颗粒传播。如SRAS


值得注意的是,机会性空气传播一般不认为是空气传播,在患者的常规诊疗活动中,只需要采取飞沫隔离和接触隔离措施。但当在特殊环境(如密闭空间)和条件下(如进行气管插管、吸痰等)时,通过气溶胶传播风险明显增加,医护人员应采取更高级别的防护措施,如佩戴医用防护口罩、护目镜/面屏等。


Q5.气溶胶如何产生?


●途径一、当病人在呼吸、说话、唱歌、咳嗽、打喷嚏等呼吸活动时可产生气溶胶。日常呼吸活动产生气溶胶的特点如下表【3】:


活动类别

飞沫个数

传播速度

咳嗽

3000

10个/次

打喷嚏

40000

20-50个/次

说话

600

5个/分钟

呼吸

/

1m/s


●途径二、医护人员在实施产生气溶胶的医疗操作(AGP)时,如:如支气管镜检查、气管插管、使用高功率电动工具进行牙科和整形外科操作、心肺复苏(胸外按压)、除颤、胸部物理治疗等操作。常见的产生气溶胶的医疗操作及机制如下表【4】:


常见的产气溶胶医疗操作

产气溶胶机制

支气管镜检查

诱发咳嗽

心肺复苏

诱发咳嗽

无创通气(BiPAP,CPAP,HFOV)*

机械播散

气管插管

诱发咳嗽

鼻饲管插管

诱发咳嗽

人工气道

机械播散

外科手术

手术切割和喷溅

吸痰

诱发咳嗽

雾化治疗

机械播散

使用高功率电转工具

机械播散


Q6.影响气溶胶微生物生存的因素及进入人体沉积部位有哪些?


影响微生物气溶胶生存的因素包括悬浮介质、温度、相对湿度、氧敏感性和暴露于紫外线或电磁辐射等因素。 其中环境温度和相对湿度是气溶胶生存的重要影响因素。


气溶胶进入人体后的主要沉积部位和致病机理如下图所示【5】


根据国际放射防护委员会标准,被吸入并沉积在呼吸系统(上气道、支气管、肺泡)中的气溶胶颗粒百分比【6】。



Q7.气溶胶一定致病吗?


气溶胶是否致病取决于气溶胶颗粒的大小、空气流速、微生物稳定性、是否为密闭空间、气溶胶的浓度及暴露时间等因素。


气溶胶内微生物存活率和感染风险示意图【7】



Q8.气溶胶如何控制?【8】



Q9.医务人员如何选择个人防护用品?


●基本原则:标准预防+接触预防+空气预防


● PPE选择:医用防护口罩+护目镜/防护面屏+医用防护服/隔离衣+乳胶手套,有条件/必要时可选择正压头套。


● PPE穿脱注意事项:佩戴防护口罩前注意检查口罩的完整性,佩戴后应严格进行密合性检查;脱摘防护用品时应严格按照脱卸流程并保持动作轻柔,避免脱卸中口、鼻、眼被气溶胶污染,同时注意做好手卫生。


需要强调的是,产生气溶胶的操作是经空气传播疾病传播风险最大的操作,应采取最严格和最高级别防护措施。



参考文献:

1.Tellier R, Li Y, Cowling B J, et al. Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary[J]. BMC Infect Dis, 2019,19(1):101.

2.RoyCJ,MiltonDK. Airborne transmission of communicable infection--the elusive pathway[J]. N EnglJ Med,2004,350(17):1710-1712

3.XieX,LiY,ChwangAT,etal. How far droplets can move in indoor environments--revisiting the Well sevaporation-falling curve[J].IndoorAir,2007,17(3):211-225

4.Nosocomial Transmission of Emerging Viruses via Aerosol-Generating Medical Procedures,Viruses 2019, 11(10), 940; https://doi.org/10.3390/v11100940

5.RoyCJ,MiltonDK. Airborne transmission of communicable infection--the elusive pathway[J]. N EnglJ Med,2004,350(17):1710-1712

6.Absolute Science Illustration,K?brich R, Rudolf G, Stahlhofen W. A mathematical model of mass deposition in man. Ann Occup Hyg 1994; 38: 15–23

7.呼吸道传染病气溶胶传染致病机理及预测方法,科学通报,2018, 63(10):931-93

8.倪晓平,医疗机构中微生物气溶胶的特性与作用,中华医院感染学杂志