V rodném městě Lidie Morawské Brisbane na východním pobřeží Austrálie vysílají značky u silnic jednoduchou zprávu: „Umyjte si ruce, zachraňte životy“. S tím nemá žádný problém: „Mytí rukou je vždy dobrým opatřením,“ říká vědkyně zabývající se aerosoly, která pracuje na Queenslandské technologické univerzitě.

Související důkazy naznačují, že SARS-CoV-2, koronavirus zodpovědný za pandemii COVID-19, se může přenášet z člověka na člověka v malých kapičkách zvaných aerosoly, které se šíří vzduchem a časem se hromadí. Po měsících diskusí o tom, zda lidé mohou virus přenášet vydechovaným vzduchem, rostou mezi vědci obavy z této cesty přenosu.

6. července Morawska a vědec zabývající se aerosoly Donald Milton z Marylandské univerzity v College Parku za podpory mezinárodní skupiny 237 dalších lékařů, lékařů zabývajících se infekčními chorobami, epidemiologů, inženýrů a vědců zabývajících se aerosoly zveřejnili v časopise Clinical Infectious Diseases komentář1 , který vyzývá lékařskou komunitu a orgány veřejného zdraví, aby uznaly možnost přenosu vzduchem. Vyzývají také k preventivním opatřením ke snížení tohoto typu rizika.

Výzkumníci jsou zklamáni tím, že klíčové agentury, jako je Světová zdravotnická organizace (WHO), nedbají jejich rad ve svých veřejných sděleních.

V reakci na komentář WHO zmírnila svůj postoj. Na tiskové konferenci 7. července Benedetta Allegranzi, technická vedoucí pracovní skupiny WHO pro kontrolu infekcí, uvedla: „Musíme být otevřeni těmto důkazům a pochopit jejich důsledky, pokud jde o způsoby přenosu, a také pokud jde o preventivní opatření, která je třeba přijmout.“

Dne 9. července vydala WHO vědeckou zprávu o přenosu virů. Tvrdí, že je zapotřebí dalšího výzkumu „vzhledem k možným důsledkům takového způsobu přenosu“, ale uznává, že nelze vyloučit přenos aerosolem na krátkou vzdálenost v přeplněných, špatně větraných prostorách. (WHO sdělila časopisu Nature, že na této stručné zprávě pracovala měsíc a že není výsledkem komentáře.)

„Zpráva o přenosu vzdušnou cestou tam je,“ říká Morawska.

Po celé měsíce se WHO vytrvale bránila myšlence, že existuje významná hrozba přenosu koronaviru aerosoly, které se mohou hromadit ve špatně větraných prostorách a být přenášeny vzdušnými proudy. Agentura tvrdí, že virus se šíří především kontaminovanými povrchy a kapénkami většími než aerosoly, které vznikají při kašli, kýchání a mluvení. Předpokládá se, že se pohybují na relativně krátké vzdálenosti a rychle opadávají ze vzduchu.

Tento typ pokynů brání snahám, které by mohly zabránit přenosu vzduchem, jako jsou opatření zlepšující větrání vnitřních prostor a omezení shromáždění uvnitř budov, uvádějí vědci v komentáři: „Obáváme se, že nedostatečné uznání rizika přenosu viru COVID-19 vzduchem a nedostatek jasných doporučení ohledně kontrolních opatření proti přenosu viru vzduchem bude mít významné důsledky: lidé si mohou myslet, že jsou plně chráněni dodržováním současných doporučení, ale ve skutečnosti jsou pro další snížení rizika nákazy vzduchem zapotřebí další zásahy.“

To je obzvláště důležité nyní, kdy se vládou nařízené výluky zmírňují a podniky se znovu otevírají. „Abychom mohli kontrolovat , musíme kontrolovat všechny prostředky infekce,“ říká Morawska, která se poprvé obrátila na WHO se svými obavami a začátkem dubna zveřejnila shrnutí důkazů2.

Tento závěr se však nelíbí některým odborníkům, protože je v rozporu s desetiletími uvažování o respiračních infekcích. Od 30. let 20. století vědci a úředníci zabývající se veřejným zdravím obecně odmítali význam aerosolů – kapiček o průměru menším než 5 mikrometrů – při respiračních onemocněních, jako je chřipka. Místo toho převládá názor, že respirační viry se přenášejí většími kapénkami nebo kontaktem s kapénkami, které dopadají na povrchy nebo se přenášejí rukama lidí. Když se na konci roku 2019 objevil SARS-CoV-2, předpokládalo se, že se šíří stejným způsobem jako jiné respirační viry a že přenos vzduchem není důležitý.

Světová zdravotnická organizace sleduje dostupné důkazy a zmírnila svůj dřívější odpor k myšlence, že by se virus mohl šířit aerosoly, říká Allegranzi. Říká, že ačkoli WHO uznává, že přenos vzduchem je pravděpodobný, současné důkazy to neprokazují. Dodává, že doporučení týkající se fyzického odstupu, karantény a nošení roušek v komunitě pravděpodobně do jisté míry přispějí ke kontrole přenosu aerosolem, pokud k němu dochází.

Stará debata

Debata o způsobech přenosu má velké důsledky pro úsilí o zastavení šíření viru. Menší, lehčí aerosoly se mohou udržet a hromadit ve vzduchu a cestovat na velké vzdálenosti vzdušnými proudy. Studie, které sahají až k studiím inženýra Williama Wellse z 30. let 20. století, však naznačují, že velké kapénky vypadnou ze vzduchu do vzdálenosti asi 2 metrů.

Když se objevil SARS-CoV-2, zdravotníci doporučili časté mytí rukou a udržování fyzického odstupu, aby se přerušily kapénkové a kontaktní cesty přenosu. A někteří výzkumníci a lékaři tvrdí, že tyto přístupy jsou dostatečné. Údaje o sledování kontaktů tato opatření podporují, říká Kate Grabowski, epidemioložka infekčních nemocí na Univerzitě Johnse Hopkinse v Baltimoru ve státě Maryland. „Nejrizikovějšími kontakty jsou osoby, se kterými sdílíte domácnost nebo se kterými jste byli po delší dobu v uzavřeném prostoru, což by mě vedlo k domněnce, že je to pravděpodobně způsobeno převážně přenosem kapénkami,“ říká, i když podle ní může ve vzácných případech dojít k přenosu aerosolem.

Jiní vědci však tvrdí, že případové studie rozsáhlých shluků ukázaly význam přenosu vzdušnou cestou. Když se ve sdělovacích prostředcích objevily zprávy o velkém počtu lidí, kteří onemocněli po shromážděních v uzavřených prostorách, přimělo to Kima Prathera, vědce zabývajícího se aerosolem na Kalifornské univerzitě v San Diegu, aby začal zpochybňovat adekvátnost doporučení amerického Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) ohledně sociálního odstupu, které vyzývá k tomu, aby se lidé drželi 6 stop (1,8 metru) od sebe. Šíření viru uvnitř budov naznačuje, že se virus přenáší jiným způsobem, než zdravotnické orgány předpokládaly. „Pro chemika zabývajícího se atmosférou, což já jsem, je jedinou cestou, jak se tam dostat, dostat ho do vzduchu a všichni ten vzduch dýchají,“ říká Prather, který se připojil ke komentáři. „To je kouřící zbraň.“

Mnozí vědci, kteří se obávají přenosu vzduchem, poukazují na příklad osudné zkoušky sboru, která se konala 10. března hodinu jízdy od Seattlu ve státě Washington. Šedesát jedna členů sboru Skagit Valley Chorale se sešlo na zkoušce, která trvala dvě a půl hodiny. Přestože u dveří byly k dispozici dezinfekční prostředky na ruce a členové sboru se zdrželi objímání a podávání rukou, nejméně 33 sboristů se nakazilo SARS-CoV-2 a dva z nich nakonec zemřeli. Vyšetřovatelé dospěli k závěru, že virus se mohl šířit v aerosolech vznikajících při zpěvu a v „superrozšiřovateli“, který produkoval více aerosolových částic, než je obvyklé, ačkoli nemohli vyloučit přenos prostřednictvím předmětů nebo velkých kapek3.

Morawská však modelovala podmínky ve zkušebně a tvrdí, že není třeba se odvolávat na myšlenku superrozšiřovatele4. Nedostatečné větrání, dlouhá doba expozice a zpěv byly dostatečným vysvětlením počtu osob, které se nakazily. A žádné větrání podle ní nemohlo snížit riziko na přijatelnou úroveň během dvouapůlhodinové zkoušky.

V jiném případě vědci použili stopovací plyn, aby prokázali, že za propuknutí nákazy, která postihla deset strávníků ze tří různých rodin, mohou aerosoly nesené proudy z klimatizační jednotky v restauraci v čínském Kantonu. Nikdo z personálu ani z hostů sedících v blízkosti jiných klimatizačních jednotek nebyl nakažen5.

Mimochodem, cestující zájezdového autobusu v čínské provincii Hunan nakazil 8 ze 49 osob v autobuse. Jeden z nich seděl 4,5 metru od nakažené osoby a do autobusu nastupoval a vystupoval jinými dveřmi. „To vylučuje možnost vzájemného kontaktu nebo velmi těsného kontaktu,“ říká Yang Yang, epidemiolog z Floridské univerzity v Gainsville, který je spoluautorem zprávy o tomto případu. „Myslím, že existuje dostatek důkazů pro to, abychom byli velmi znepokojeni ve vnitřním prostředí, zejména v uzavřených prostorách,“ říká.“

Nebezpečné kapénky

Studie případů mohou poskytnout nepřímé důkazy o tom, že aerosoly přenášejí virus, ale vědci chtějí přiblížit, jak a kdy k tomu dochází. Problémem je zachycení aerosolů při činu.

Laboratorní studie sahající až do 30. a 40. let 20. století dospěly k závěru, že kapičky vylučované mluvením nebo kašláním jsou větší než aerosoly. Tyto větší kapičky o průměru více než 5 mikrometrů rychle vypadávají ze vzduchu, protože jsou příliš těžké na to, aby se mohly pohybovat v lehkých vzdušných proudech.

Ale citlivější experimenty nyní vykreslují komplexnější obraz, který poukazuje na význam aerosolů jako cesty přenosu. Studie publikovaná v květnu použila rozptyl laserového světla k detekci kapiček vyzařovaných zdravými dobrovolníky při mluvení. Autoři spočítali6 , že v případě SARS-CoV-2 vzniká během jedné minuty hlasitého mluvení až 1 000 malých aerosolů s virem o průměru 4 mikrometry, které zůstávají ve vzduchu nejméně 8 minut. Došli k závěru, že „existuje značná pravděpodobnost, že normální mluvení způsobuje přenos viru vzduchem v uzavřeném prostředí“.

Další studie7 , kterou Morawska a její kolegové publikovali jako preprint a která dosud nebyla recenzována, zjistila, že lidé nakažení SARS-CoV-2 vydechují 1 000-100 000 kopií virové RNA za minutu, což je marker přítomnosti patogenu. Protože dobrovolníci jednoduše vydechovali, virová RNA se pravděpodobně přenášela spíše v aerosolech než ve velkých kapkách vznikajících při kašli, kýchání nebo mluvení.

Další laboratorní studie naznačují, že aerosoly SARS-CoV-2 zůstávají infekční déle než aerosoly některých příbuzných respiračních virů. Když vědci vytvořili aerosoly nového koronaviru, zůstaly aerosoly infekční nejméně 16 hodin a měly větší infekčnost než aerosoly koronavirů SARS-CoV a MERS-CoV, které způsobují těžký akutní respirační syndrom, respektive blízkovýchodní respirační syndrom8.

Mimo laboratoř je mnohem větší problém aerosoly detekovat a prokázat, že mohou virus přenášet. V jedné studii vědci v čínském Wuhanu zjistili RNA SARS-CoV-2 ve vzorcích aerosolů odebraných v nemocnici9. WHO a další organizace však podobné studie kritizují, protože detekují pouze virovou RNA, nikoli infekční virus. „Všichni tito výzkumníci se snaží najít životaschopný virus“ v klinických podmínkách, říká Allegranzi. „Kdykoli se to podaří zjistit, bude to opravdu velmi důležité.“

Jedním z problémů, kterým výzkumníci čelí při studiu životaschopnosti virů v aerosolech, je způsob, jakým se vzorky odebírají. Typická zařízení, která nasávají vzorky vzduchu, poškozují jemný lipidový obal viru, říká Julian Tang, virolog z univerzity v britském Leicesteru. „Lipidový obal se střihne a my se pak snažíme tyto viry kultivovat a dostaneme velmi, velmi nízkou výtěžnost,“ říká.

Několik studií však úspěšně změřilo životaschopnost částic virů přenášených aerosolem. Tým z Ředitelství pro vědu a technologie Ministerstva vnitřní bezpečnosti USA ve Washingtonu DC zjistil, že podmínky prostředí hrají velkou roli v tom, jak dlouho zůstanou částice virů v aerosolech životaschopné. SARS-CoV-2 v maketě aerosolů slin ztratil 90 % své životaschopnosti za 6 minut vystavení letnímu slunečnímu světlu ve srovnání se 125 minutami ve tmě10. Tato studie naznačuje, že vnitřní prostředí může být obzvláště rizikové, protože v něm chybí ultrafialové světlo a protože se virus může koncentrovat více, než by tomu bylo ve venkovních prostorách.

Výzkumníci tvrdí, že zůstává jedna velká neznámá: kolik částic viru je potřeba ke spuštění infekce? To je jeden z důvodů, proč by Allegranzi rád viděl randomizované studie, které by prokázaly, že zásahy zaměřené na kontrolu aerosolů skutečně fungují. Jedním z příkladů by podle ní mohla být studie, která by prokázala, že těsně přiléhající respirátorové masky poskytují lepší ochranu než volněji přiléhající lékařské masky ve zdravotnických zařízeních.

Tang, který se podílel na komentáři, říká, že laťka důkazu je v souvislosti s přenosem nákazy vzduchem příliš vysoko. “ žádejte důkaz, který by prokázal, že se jedná o přenos vzduchem, s vědomím, že je velmi těžké získat důkaz, že se jedná o přenos vzduchem,“ říká. „Ve skutečnosti jsou nyní důkazy o přenosu vzduchem tak dobré, že jsou mnohem lepší než důkazy o kontaktu nebo kapénkách, u kterých se říká, že si všichni myjí ruce.“

Vývoj politiky

Koneckonců, říká Morawska, rozhodující jsou rázná opatření shora. „Jakmile WHO řekne, že jde o přenos vzduchem, budou ji následovat všechny národní orgány.“

V komentáři v časopise Clinical Infectious Diseases ona a další vědci tvrdí, že studie SARS-CoV-2 a dalších virů silně naznačují, že přenos SARS-CoV-2 vzduchem je důležitou cestou1.

Světová zdravotnická organizace tvrdí, že těmto obavám věnuje pozornost. Bude „nadále zkoumat vše, co se objeví“, říká Allegranzi. V červnu však zpochybnila kvalifikaci těch, kteří tuto debatu vedou. „Existuje hnutí, které se velmi hlasitě ozvalo vydáváním různých stanovisek nebo názorových dokumentů,“ říká. „Proč si neklademe otázku… proč tyto teorie přicházejí hlavně od inženýrů, aerobiologů a tak dále, zatímco většina kliniků, epidemiologů, pracovníků v oblasti veřejného zdraví a prevence a kontroly infekcí si nemyslí totéž? Nebo tyto důkazy oceňují, ale nemyslí si, že jejich role je tak významná?“

Morawska tuto charakteristiku zpochybňuje. A seznam lidí, kteří se připojili ke komentáři, odhaluje 40 lékařů, virologů a epidemiologů infekčních nemocí spolu s nejméně 20 vědci zabývajícími se aerosoly, kteří se přímo zabývají přenosem infekčních agens.

Při tiskové konferenci 7. července Maria Van Kerkhove, technická vedoucí WHO pro COVID-19, o komentáři řekla: „

Vlády začaly samy podnikat kroky v boji proti přenosu infekce vzduchem. V květnu se pokyny německého ministerstva zdravotnictví změnily a výslovně uvádějí, že „studie naznačují, že nový koronavirus se může přenášet také prostřednictvím aerosolů … Tato kapénková jádra mohou zůstat delší dobu suspendována ve vzduchu a mohou potenciálně přenášet viry. Místnosti, ve kterých se nachází více osob, by proto měly být pravidelně větrány.“ CDC se o aerosolech nebo přenosu vzduchem nezmiňuje, ale 16. června aktualizovala své webové stránky a uvedla, že důležitá je blízkost kontaktu a délka expozice.

Mluvčí britské Vědecké poradní skupiny pro mimořádné události uvádí, že v některých situacích existují slabé důkazy o přenosu aerosolem, ale skupina přesto doporučuje, „aby opatření ke kontrole přenosu zahrnovala opatření zaměřená na aerosolové cesty“. Když Spojené království přezkoumávalo své pokyny pro sociální distancování, doporučilo lidem, aby přijali dodatečná preventivní opatření v situacích, kdy není možné zůstat 2 metry od sebe. Tato doporučení zahrnují doporučení nosit obličejovou masku a vyhýbat se kontaktům tváří v tvář, špatnému větrání a hlasitému mluvení nebo zpěvu.

Allegranzi uvádí, že panel 35 odborníků WHO, který ověřuje nové důkazy, diskutoval o přenosu vzdušnou cestou nejméně čtyřikrát a že WHO spolupracuje s aerobiology a inženýry, aby projednala nové důkazy a vypracovala lepší pokyny pro větrání.

Není to poprvé, co během pandemie lékaři a vědci kritizovali WHO za pomalou aktualizaci pokynů. Mnozí z nich již na počátku vyzvali agenturu, aby uznala, že obličejové masky mohou pomoci chránit širokou veřejnost. WHO však v této věci vydala prohlášení až 5. června, kdy změnila svůj postoj a doporučila nošení látkových masek v případech, kdy není možný sociální odstup, například ve veřejné dopravě a v obchodech. Mnoho zemí již jejich používání doporučovalo nebo nařizovalo. Dne 3. dubna vydala CDC doporučení používat masky v oblastech s vysokou mírou přenosu. A důkazy tato opatření podporují: systematický přehled našel deset studií COVID-19 a příbuzných koronavirů – převážně ve zdravotnických zařízeních – které dohromady ukazují, že obličejové masky skutečně snižují riziko nákazy11.

Allegranzi uznává, že pokud jde o postoj WHO k maskám, „předchozí možná byl méně jasný nebo opatrnější“. Říká, že při rozhodování o změně pokynů hrály roli nově se objevující důkazy o tom, že osoba nakažená virem SARS-CoV-2 je schopna jej přenést ještě před začátkem příznaků (pre-symptomatický) nebo aniž by se u ní příznaky vůbec projevily (asymptomatický). Důležitým faktorem byl také další výzkum – zadaný WHO -, který ukázal, že látkové obličejové masky jsou účinnou bariérou.

Výzkumníci, kteří argumentují významem aerosolů, tvrdí, že vlády a podniky by měly přijmout konkrétní opatření ke snížení této potenciální cesty přenosu. Morawska by ráda viděla doporučení proti recirkulaci vzduchu v budovách a proti přelidnění; a požaduje normy, které stanoví účinnou úroveň větrání, a případně takové, které vyžadují, aby vzduchové systémy filtrovaly částice nebo používaly ultrafialové světlo k ničení virů přenášených vzduchem12.

Allegranzi tvrdí, že současná doporučení WHO jsou správná. „Je to soubor preventivních opatření, včetně hygieny rukou, včetně masek, včetně distancování, která jsou všechna důležitá,“ říká. „Některá z těchto opatření budou mít dopad i na přenos aerosolem, pokud se stane skutečností.“

.