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新冠肺炎病毒,在什么样的环境中最有传播力?

2020-02-13 19:26:20医学界
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核心提示:适宜温度为新冠病毒传播提供温床

  12月8日,武汉市发现了第一例不明原因的病毒性肺炎患者。截至1月3日8时,患者人数增至44例。其中,部分病例有武汉市华南海鲜市场接触史。随后,科研人员从华南海鲜市场的585份环境样本中,检测到33份含有新型冠状病毒核酸,并成功在阳性环境标本中分离病毒,提示该病毒来源于华南海鲜市场销售的野生动物。一时间,华南海鲜市场成为了“万恶之源”。

  然而,对第一名感染者的流行病调查表明,其与华南海鲜市场并无关联。随后,越来越多没有华南海鲜市场接触史的病例“喷涌而出”。1月24日,《柳叶刀》上一篇关于41例确诊感染新型冠状病毒的病例研究发现,27例去过华南海鲜市场,14例没有华南海鲜市场暴露史。在最初发病的4例确诊患者中,3例没有华南海鲜市场暴露史。此外,首例确诊患者的发病日期为2019年12月1日,也没有华南海鲜市场暴露史,和之后的病例之间也没有发现流行病学联系。

  此外,在这41例病例中,还有一起家庭聚集型发病,即夫妻二人先后发病。丈夫为华南海鲜批发市场从业人员,先发病,随后传染给妻子,且妻子否认有华南海鲜批发市场暴露史。

  由此来看,华南海鲜市场暴露史似乎并不是患病的充分必要条件。

  1月27日,《科学》(Science)在线发表了一篇题为《武汉海鲜市场可能不是新病毒在全球传播的源头》的报道。研究人员在对27个2019-nCoV序列进行分析和推算后,认为这一病毒要演化成现在的样子,发生时间应在10月1日左右。也就是说,如果进化到以人类为宿主的时间点发生在10月1日前后,那么就有了2个月的时间盲区,这期间,病毒很有可能通过在其他环境中的传播被带到了海鲜市场。

  武汉新冠肺炎病毒作为SARS的“变异品种”,二者同属冠状病毒科。从病毒本身看,二者在传播方式上也应当具备一定的相似性。

  因此,在这里,我们将以SARS病毒传播的环境因素作为参考,对比武汉新冠肺炎的传播特征,对于其相关的环境因素进行探讨。

  适宜温度为新冠病毒传播提供温床

  有学者以高发区广州、北京为例,调查了相关气象因子(日最高温度、日最低温度、相对湿度)与SARS疫情的关联。研究人员按照SARS不同流行期的特征,对两地的温度数据进行了分期。可以看到,在疫情流行初期,广州市温度范围为11°C-18°C,相对湿度大约为75%。北京市温度变化范围为8°C-19°C, 相对湿度大约为47%。随后,两地温度及相对湿度均有所上升。

  研究结果表明,当最高温度在18°C左右时,疫情开始流行,20-24°C发病率最高,29°C开始消退。SARS流行的最适温度在12.8-23.5°C之间,且每次高发前期均有一次降温过程,广州最高气温下降10°C,北京下降13°C。此外,相对湿度与SARS流行的相关性并不显著。

  其他研究则发现,当日平均气温≤24.6°C时,社区暴发SARS的危险性可能是气温>24.6°C时的12.82倍。由于SARS病毒对温度敏感,其活性会随着温度的升高而减弱。因此,研究人员预测,日平均气温每上升1°C,社区SARS日病例数可能下降约1.6例。

  按照《科学》杂志2个月的时间盲区,我们对武汉市10月、11月和12月份的天气情况进行了梳理。

  10月,武汉市最高温36°C,出现在10月4日。最低温度7°C,出现在10月28日。月平均温度范围在13.94°C-23.87°C之间;

  11月,武汉市最高温度26°C,出现在11月1日。最低温度1°C,出现在11月18日和28日。月平均温度范围为7.83°C-17.97°C;

  12月,武汉市最高温度18°C,出现在12月11日和13日。最低温度-2°C,出现在12月2日和26日。月平均温度范围为最高温度2.23°C-12.16°C。

  如果以SARS的最适流行温度来判断,武汉新冠肺炎病毒在10月开始流行的可能性最大。但需要注意的是,此时,病毒还可能只是在其他宿主之间传播,并未感染人类。

  随着传播范围的进一步扩大,病毒很有可能通过其他环境因素,由非人类宿主传播给人类。

  住宅环境为人类传播提供条件

  回顾2003年香港淘大花园爆发的大规模SARS疫情会发现,住宅环境是病毒大规模传播的关键因素。

  2003年3月11日,SARS开始在香港流行。3月26日,香港淘大花园住宅区爆发了大规模SARS疫情,在不到一个月的时间里,相继有329人感染。其中,41%集中在E座。在全港因“非典”死亡的296名病人名单中,“淘大花园”的居民占了42人。

  3月31日,香港特区政府决定对疫情严重的淘大花园E座实行封楼隔离;第二天,宣布将E座全部居民迁往隔离营。4月10日,正式发出“家居隔离令”,对证实感染了非典的家庭实行隔离措施。

  5月16日,世界卫生组织(WHO)发表了关于一份“关于SARS疫情在香港淘大花园大规模扩散的初步调查报告“。报告指出,淘大花园E座3月底的不寻常爆发,可能由以下环境及卫生因素造成:

  ▌多个住户的U型聚水器长期干涸,令聚水器丧失阻隔来自排污渠的“飞沫”功能:淘大花园E座楼高33层,每层有8个单位。每座楼宇都有八条直立式污水管收集污水。这条污水管连接水厕、洗手盆、浴缸和浴室的地台排水口,各设有U形聚水器,防止污水管的臭味和昆虫进入厕所。由于厕所、浴缸等经常使用,与其相连的U形聚水器大部分时间有水,并能发挥隔离作用。

  但由于大部分住户清洁浴室地面时,习惯用拖把而不是用水冲洗,所以大部分连接地台排水口的U形聚水器很可能因为干涸而未能发挥隔气作用。

  ▌浴室抽气扇可能将“飞沫”从排污渠抽进浴室内:研究人员发现,当浴室的抽气扇启动后,空气会从污水管经地台排水口倒流进入浴室,该气流很有可能把存于污水管内的带病毒液滴散发至浴室内。

  ▌浴室抽气扇开动时,还有可能将浴室内的“飞沫”带到“天井”,此时,含有病毒的空气将通过打开的窗户,进入相隔数层的其他住户。

  ▌淘大花园E座在3月21日黄昏,曾暂停厕所水供应达16小时,助长了“飞沫”在渠内的流动:和此次武汉新冠肺炎相同,许多“非典”患者的粪便中都含有冠状病毒,且病毒在粪便的存活时比附在物品表面上更为长久。而在淘大花园爆发的“非典”事件中,多至三分之二的患者都出现了腹泻,导致大量病毒排放至E座的污水渠。这意味着,E座下水道可以保持多天高浓度的SARS病毒气体。再加上3月21日黄昏,厕所水暂停供应长达16个小时,更加剧了本就被高度污染的气体在下水道系统内长时间高浓度驻留。

  为了确定环境受病原体污染的程度,港府相关部门还在淘大花园收集了空气和水样本、环境拭子,以及取自动物的各类样本。结果,空气和水样本并无异常,但在患者生活住宅的厕盆内、蟑螂身上以及老鼠的排泄物样本中,均检测到了该病毒。但由于老鼠并没有感染或发病的迹象,因此,有关阳性结果只能表明淘大花园的环境受到了污染,虫鼠很有可能只是病毒的被动载体。

  而这一次,虽然被指为疫情之源的华南市场并不是住宅环境,但在其附近的小区内,也发现了众多感染患者。

  那么,是否存在这样一种可能:华南市场与其周围住宅区存在共有的建筑环境因素,如下水排污管网。当华南市场中的某些动物被感染后,其排泄物被倒入排污管网,导致大量病毒排放至污水管道,管道内由此保持多天高浓度的新冠肺炎病毒气体。随后,含有病毒的管道空气经地台排水口进入住户浴室,再由抽气扇传播至相邻的其他住户。

  另外,从地理位置看,华南海鲜市场距离武汉汉口火车站只有几分钟的步行距离。如果二者的下水排污管道相通,那么,住宅区内的传播方式是否会在汉口火车站重演?当时正值春节前夕,火车站多是返乡人群,这进一步扩大了病毒的传播范围。再加上火车站本就人流密集,空气流通慢,因此,只要有一名感染者出现,病毒就极易在其相关接触者中传播开来。此外,与火车站相比,火车空间更为狭小,空气流通速度更慢,进一步加剧了病毒的传播。

  2018年9月23日,有记者对呼和浩特市某海鲜市场的污水处理现状进行了调查,结果发现,大部分污水直接流向人行道,即便处理,方式也很简单粗暴——直接将污水“扫入”地面井盖内。

  而与之相比,华南海鲜市场的情况似乎更为严重。虽然我们并未找到其具体的污水处理方式,但从下面的照片中,我们亦可以想到问题的严重性。

  综上所述,首先,武汉新冠病毒很有可能自10月份开始就在其他宿主之间传播。当华南市场的部分野生动物感染该病毒后,再由直接人-畜接触传染给有华南市场接触史的感染者,由间接居住环境暴露传染给无海鲜市场接触史的感染者。

  当下,疫情已经进入白热化,虽然隔离及其他防控措施已经显现出了有效性,但对于疫源的调查与追寻不应停止。因为如果不将病毒源头锁住,类似的悲剧是否还会上演,我们不得而知。

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