武汉两医院新冠气溶胶研究：需加强厕所和防护服脱解室防护

阻断病毒的传播途径是防治新皇冠肺炎的关键措施之一。目前，雾滴传播和接触传播已被证明是新冠状病毒(非典-CoV-2)的主要传播途径，但对其气溶胶传播途径知之甚少。

当地时间4月27日，国际*学术期刊《自然》在网上发布了武汉大学、香港科技大学、上海环境监测中心、复旦大学和香港中文大学合作团队的“加速文章预览”形式的“武汉两所医院的非典-CoV-2空气动力学分析”研究报告。

在武汉疫情高峰期，研究小组深入到医院和公共环境的代表性采样点，如武汉大学人民医院东院的重症病房和普通病房、武昌方舱医院的病房和厕所、住宅小区和超市等。收集气溶胶样品，并利用该团队先前开发的新冠状病毒数字聚合酶链反应检测技术，定量分析各采样点新冠状病毒样品的气溶胶负荷和空气动力学特性。

研究结果表明，在当时严格的防控条件下，两所医院和公共环境总体上是安全的。然而，病人使用的厕所中的高病毒载量的气溶胶表明，病人尿液和粪便的冲洗过程可能是病毒气溶胶的一个重要来源。在人群拥挤的超市和医院建筑附近可以检测到气溶胶病毒载量，这表明当人们聚集在一起时，病毒携带者和周围人群之间存在潜在的气溶胶传播风险。

此外，研究小组通过分析病房粉尘样品和医护人员脱下防护服区域的病毒气溶胶负荷和粒径分布，首次揭示了新型冠状病毒气溶胶的空气动力学特征，提出了病毒气溶胶“沉降(服装/地面)-人员携带-空气抬升”的传播模型。

该研究通讯的作者包括国家病毒学重点实验室主任、医学研究所副所长、生命科学学院柯蓝教授、香港中文大学何建辉教授、复旦大学阚海东教授和上海大气颗粒物污染防治重点实验室、上海环境监测中心高级工程师傅庆炎(教授级)， 香港科技大学环境与可持续发展系副教授宁志，武汉大学生命科学学院和病毒学国家重点实验室副教授陈愉。 香港科技大学的刘源、陈愉、郭明和宁智是武汉大学病毒学国家重点实验室的共同主要作者。

值得一提的是，在对上述武汉疫情高峰期的第一手环境气溶胶病毒载量数据进行分析和总结后，研究小组于2020年2月28日及时撰写了研究报告，并提交给了湖北省防疫指挥部科技研究组和相关医院，为*决策提供参考，为医院制定防控和消毒策略提供科学依据。

抽样来自武汉大学人民医院和武昌广场医院

报告中提到，传染性非典型肺炎-CoV-2的传播方式如下:第一，吸入带有病毒的液滴；第二，接触确诊患者。第三，接触被非典污染的表面。此外，从对受限空间的临床观察来看，气溶胶传播已被视为另一种重要方式。

事实上，许多呼吸道疾病，如肺结核、麻疹和水痘，都是通过空气传播的。2003年，在非典流行后，香港的一项回顾性队列研究表明，空气传播可能在疾病传播中发挥了重要作用。

然而，很少有人对空气动力学特性和气溶胶中的SARS-CoV-2传播途径进行研究，部分原因是在现实世界中难以对病毒气溶胶进行采样，以及在低浓度下难以量化。

在本研究中，研究小组在武汉市两所指定医院和公共场所的30个地点采样了非典-CoV-2及其气溶胶沉积，然后使用实验室较早开发的高灵敏度微滴数字聚合酶链反应检测方法(ddPCR)对10个采样地点的非典-CoV-2气溶胶样品的病毒载量和动态特征进行了定量分析。

在疫情爆发期间，两家医院专门用COVID-19治疗病人。其中，武汉大学人民医院是接收重症患者的三级医院。另一个是位于武昌的收容所医院，它是接收孤立的轻度疾病患者的地方。

根据不同人群的可及性，采样点分为三类:第一，患者区(PAA)，即存在COVID-19患者的区域。这些单位包括重症监护室、冠心病监护室、人民医院病房、收容所医院厕所和工作人员工作区。第二，医务人员区(MSA)和两所医院中直接接触患者的医务人员的特殊工作区；第三，公共区域(PUA)和对公众开放的地方。

2月17日至3月2日，研究小组分两批在武汉大学人民医院、武汉遮蔽医院和室外公共区域采集了三种类型的气溶胶样品:一是总悬浮颗粒物数(TSP)的气溶胶样品30个，气溶胶中非典型肺炎衣原体-2的核糖核酸浓度没有上限；第二，收集了三个气溶胶样品的粒径，以确定空气传播的非典-CoV-2的粒径分布。第三，使用两个气溶胶沉积样品来确定空气传播的非典-CoV-2的沉积速率。

收容所医院的厕所和为医务人员提供防护服的救援室一度被忽视。

该研究小组通过对气溶胶样品的定量分析，确定了传染性非典型肺炎冠状病毒2型遗传物质核糖核酸的存在。

结果表明，武汉大学人民医院大部分患者区PPA空气中的非典型肺炎衣原体浓度普遍很低或检测不到，表明武汉大学人民医院重症监护室、重症监护室和病房的负压隔离和高换气率对限制非典型肺炎衣原体的空气传播非常有效。

在病人区，PAA浓度最高的是收容所医院的病人移动厕所(19个/m3)。厕所占地约1平方米，是一个没有通风的临时单人厕所。该研究小组认为，厕所里空气传播的非典病毒CoV-2可能来自病人的呼吸，也可能来自使用过程中病人粪便或尿液中携带病毒的气溶胶的雾化。

文中提到，虽然本研究中病毒的传染性尚不清楚，但其结果也与之前的发现有关，即SARS-CoV-2患者使用的厕所表面拭子样本检测结果为阳性。

在医务人员区，武汉大学人民医院的两个采样点浓度较低，为6份/m3，而方舱医院的采样点浓度普遍较高。特别是，收容所医院三个不同区域的防护设备释放室在第一批样本中有其浓度。空气传播的传染性非典型肺炎CoV-2浓度的上限值在16-42份/立方米之间。

在PUA，医院外的一个公共区域，大多数场所的非典-CoV-2气溶胶浓度很低(低于3份/立方米)或无法检测到。有两个例外，一个是离百货商店入口约1米的人群聚集场所，顾客经常路过。另一个地点在人民医院旁边，包括门诊病人在内的公众都会经过。

研究小组认为，尽管这两个地点都在医院之外，但在采样期间，人群中感染了非典-CoV-2的携带者可能导致了携带病毒的气溶胶。

收集医院外场所的结果显示，在通风良好或开放的公共场所，总体风险较低。然而，它确实强调了避免拥挤的必要性，并且及早识别、诊断、隔离和治疗受感染的人也是非常重要的。

在SARS-CoV-2沉积速率的研究中，在武汉大学人民医院重症监护室(ICU)检测到两个气溶胶沉积样品呈阳性，估计沉积速率分别为31拷贝/m2·小时和113拷贝/m2·小时。

其中，沉积率高的样品(113份/m2小时)放置在离病床3米的无障碍角落，而沉积率低的样品(31份/m2小时)放置在离病床2米左右的医疗设备下的另一个角落，可能会堵塞病毒气溶胶沉积的路径。

研究小组认为，尽管样本很小，但确实表明携带病毒的气溶胶沉积物可能会污染表面，然后被易感人群接触，导致感染。

该研究还提到，非典-CoV-2气溶胶的粒度分布主要在两个粒度范围内，一个是亚微米范围(0.25-1.0微米)和超微米范围(大于2.5微米)。收容所医院的B区和C区的防护装置在PARR的亚微米范围内。在收容所医院的C区观察到了超微米范围。收容所医院医务人员办公室携带病毒的气溶胶大多为超微米级，但与其他气溶胶相比，气溶胶的粒径分布相对平坦。

他们推测亚微米峰值气溶胶的来源是当被防护服释放时，携带病毒的气溶胶在医务人员防护服表面的再悬浮。亚微米级的气溶胶最初可能来自病人的直接呼吸道液滴沉积，或者是空气中沉积到防护服上的非典型肺炎-CoV-2。本次研究中发现的亚微米级非典-CoV-2气溶胶具有较长的滞留时间，这表明它们在传播过程中仍可能具有传染性。

总的来说，在COVID-19爆发的高峰期，两所医院医务人员的MSAs中的非典-CoV-2气溶胶浓度高于第一批样本患者的PAAs中的浓度。

此外，对于人民医院的采样点，医务人员区的空气循环设计为与病房的空气循环隔离。然而，在收容所医院，由于非典型肺炎-CoV-2气溶胶的浓度通常较低，因此隔离了非通气临时防护装置释放室PARR。然而，在收容所医院医务人员区的医疗服务机构采集的第二批TSP样本中，患者数量当时减少了一半，并采取了更严格和全面的卫生处理措施。第二批样本显示所有样本均无法检测到，这证实了消毒在减少高风险地区空气传播的传染性非典型肺炎-CoV-2的重要性。

值得注意的是，这项研究也有一些局限性。该研究没有调查在该研究中调查的传染性非典型肺炎冠状病毒-2型核糖核酸是否具有传染性，并且在疫情高峰期间，医院的准入受到限制，限制了可以采集的样本数量。

然而，该研究支持通过彻底消除含病毒气溶胶的潜在热点、保持医院良好通风和避免聚集来降低感染风险的方法。