Pandemian alusta lähtien meille on vakuutettu, että maskien käytön noudattaminen yhteisössä ratkaisisi ongelmamme ja pysäyttäisi SARS-CoV-2:n leviämisen. Silti käytännön sovellustiedot ovat jatkuvasti osoittaneet niiden epäonnistuvan henkilökohtaisen suojautumisen lieventämistoimenpiteenä, ja sen sijaan, että olisimme korjanneet annettuja sattumanvaraisia ohjeita, meille on sanottu… naamio kovemmin yhä rajoittavampien, vaikkakin käytännössä ei-lieventävien mekanismien avulla.
Mutta miksi Epäonnistuivatko ne, ja miksi ne epäonnistuvat edelleen? Seuraavaksi perehdymme yksityiskohtiin siitä, miksi N95-käsineet eivät onnistu hillitsemään SARS-CoV-2:n leviämistä, vaikka olettaen täydellisen tartuntakyvyn olisi olemassa.
Meidän tulisi aloittaa tarkastelemalla viruksen tarttuvuutta ja tartuntatautien leviämistä spektreinä, jotka perustuvat sairauden vakavuuteen, yksilön immuunivasteeseen ja taudin etenemiseen. Näiden kaikkien on osoitettu vaikuttavan merkittävästi SARS-CoV-2-tartunnan saaneen yksilön viruskuormaan. Keskustelemme leviämisluvuista verrattuna tarttuvuusasteisiin sekä pienimmän tartunta-annoksen mittausmenetelmistä.
Nämä ovat kaikki tärkeitä tekijöitä, jotka on otettava huomioon patogeenisten tekijöiden lieventämisessä jopa erikseen, mutta yhdessä ne voivat osoittaa meille tarkasti, onko tietyllä lähestymistavalla haluttu tulos tartuntavaaran poistamisessa. Hengitysteitse erittyvien päästöjen tuotosluvut osoittavat, kuinka paljon ainetta yksilö erittää ja ovatko ne tarttuvia hengitystiepatogeenin mukana, mutta tuotosluvut vaihtelevat suuresti sairauden alkamisen vakavampien vaiheiden, toipumisaikojen ja tietyn patogeenin PCR-negatiivisuuden välillä.
Vertaamalla tuotosta hiukkasten ja plakkia muodostavien yksiköiden (PFU) suhteisiin saadaan prosenttiosuus siitä, kuinka moni emittoiduista hiukkasista on elinkelpoisia virioneja, jotka kykenevät aiheuttamaan infektion. Kutakin näistä tartuntayksiköistä kutsutaan PFU:ksi. Potentiaalisen isännän tarvitsemien PFU-yksiköiden määrä annetaan pienimpänä tartunta-annoksena (MID), joka on kynnysarvo, jonka saavuttamisen jälkeen infektion puhkeaminen on odotettavissa.
Tarkastelemalla hiukkasten ja PFU:n suhdetta ja laskemalla MID-potentiaalin, lopputulos on niiden yksilöiden potentiaalinen määrä, jotka voivat saada tartunnan tietyn ajanjakson aikana.
Tämän tarttuvuuspotentiaalin MID-kynnysarvon avulla voimme sitten soveltaa tietyn laitteen hypoteettista täydellistä sieppauskapasiteettia nähdäksemme, johtaako parhaassa tapauksessa laitteen todennäköisyyteen lieventää vai estää MID-kynnysarvon saavuttamisen vaaran osalta.
Tässä tarkastelemme SARS-CoV-2:n tuottoa, hiukkasten ja PFU:n suhdetta ja MID:tä verrattuna N95-maskien hypoteettiseen täydelliseen talteenottokykyyn osoittaaksemme, että jopa täydellisellä talteenottonopeudella (ja tässä tapauksessa paljon pienemmällä massalla kuin mitä laite on hyväksytty tai suunniteltu talteen ottamaan), 5 %:n prosenttiosuus, jota ei koskaan talteenoteta, on silti riittävän suuri tartuntakykyisen aineen altistumisriski tartunnan aiheuttamiseksi.
Hiukkasten alueet ja vastaava emittoidun aineen käyttäytyminen
Pandemian lieventämistoimenpiteiden olisi pitänyt alkaa käyttämällä SARS-CoV-2:n osalta vähimmäiselinkykyistä hiukkaskokoa, joka on 0.06–0.14 µm. Vaikka terveysviranomaiset usein painostavat tätä, N95-suojaimet on luokiteltu ja hyväksytty ainoastaan yli 0.3 µm:n hiukkasten talteenottoon. Yli 90 % uloshengitetyistä hiukkasista on osoitettu putoavan... varten 0.3 µm. Tämän kokoinen aine pysyy ilmassa pitkiä aikoja – tunteja, jopa päiviä, riippuen ilman vaihtuvuuden nopeuksista tietyssä tilassa. SARS-CoV-2:n on osoitettu pysyvän elinkelpoisena aerosolina useiden tuntien jälkeen isännän ulkopuolella ja päivien ajan pinnoilla.
"SARS-CoV-2 viruksen havaittiin olevan elinkelpoinen 3 tuntiaaerosoleissa, jolloin tarttuvan viruksen pitoisuus laskee 10:stä3.5 ja 102.7 TCID50 litraa ilmaa kohden."
Tässä tutkimuksessa käytettiin laboratoriossa tuotettuja tarttuvaa SARS-CoV-2-virusta sisältäviä aerosoleja ja havaittiin emittoituneen aineen elinkykyä eri pinnoilla ja aerosoleina ajan kuluessa.
Seuraavia tarkasteltaessa on myös pohdittava, onko huokoisilla maskeilla ja hengityssuojaimilla ollut merkitystä virusmateriaalin elinkelpoisuuden pidentymisessä:
"Selviytymisajat ilmassa leviävistä viruksista pinnoilla vaihtelevat perustuen ovatpa pinnat huokosettomat (esim. muovi, ruostumaton teräs, lasi) tai huokoiset (esim. paperit ja vaatteet). Huokosettomat pinnat ovat merkittävä tautien leviämisen aiheuttaja, koska ilmassa leviävien virusten selviytymisajan niillä on havaittu olevan paljon pidempi kuin huokoisilla pinnoilla.”
Maskit ja hengityssuojaimet lasketaan varmasti huokoisiksi pinnoiksi. Monet hengityssuojaimet on myös valmistettu sulapuhalletusta muovista. Onko virusten elinkykyä maskien kalvoilla tutkittu riittävän laajasti?
Aerosolien elinkelpoisuusluvut ovat tärkeitä, koska ne osoittavat tartuntakyvyn suljetuissa tiloissa ilman tarttuvaa yksilöä. Kanssa Jos tarttuva yksilö on läsnä ja säteilee säteilyä tiettyyn tilaan, tuotos olisi vakio, ja elinkelpoinen virusaine lisäisi patogeenin ilmakehän saturaatiota hengitystä kohden.
Maskien ja hengityssuojainten yhteydessä usein unohdettu mutta kriittinen ongelma on niiden tiiviys – pienet raot tekevät laitteista tehottomia käyttäjälle. Harvoin, jos koskaan, kukaan käyttää näitä laitteita oikein ja tarvittavien käyttöehtojen mukaisesti, joten törmäämme jo valmiiksi tehottomia laitteita käytettyihin väärin.
Näiden sopivuutta ja vuotoa koskevien lukujen mukaan 3.2 %:n vuoto vastaa 100 %:n tehottomuutta.
Nämä kaikki ovat tekijöitä, jotka on otettava huomioon selvitettäessä laitteen epäonnistumisen syytä tietyn vaaran lieventämisessä. Tarkastelemalla seuraavaksi päästöjä, pienintä tartuttavaa annosta, plakkia muodostavia yksiköitä ja niiden välistä yhteyttä voimme paremmin ymmärtää, miksi tekniset torjuntatoimenpiteet olivat aina oikea vastaus, eivätkä hengityssuojainten massakäyttö.
Hengitysteitse mitatut päästöt "sairailta" potilailta – PCR-positiiviset vs. negatiiviset testitulokset:
Terveiden ja SARS-CoV-2 PCR-positiivisten koehenkilöiden aerosolipäästöjä vertailevassa tutkimuksessa yli 90 % PCR-positiivisten koehenkilöiden päästämistä hiukkasista oli alle 0.3 µm:n kokoisia. Päästettyjen hiukkasten laskennat tehtiin vertaamalla eriasteisen sairauden omaavia henkilöitä PCR-negatiivisiin koehenkilöihin.
"Mediaani uloshengitettynä hiukkasmäärä oli erittäin merkitsevästi kohonnut SARS-CoV-2 PCR-positiivisilla potilailla (1490.5/l [46.0–34,772.0 252.0/l]) verrattuna terveisiin verrokkeihin (0.0/l [882.0–0.0001/l]; p < XNUMX.”
Jos käytämme hengityspäästöjen nopeutta 4.3–29 litraa minuutissa (EPA:n altistustekijöiden käsikirjasta), korkeimman PCR-positiivisen tuloksen alue, 34,772 29 hiukkasta litrassa kerrottuna 1,008,388 litralla minuutissa, on jopa XNUMX XNUMX XNUMX hiukkasta minuutissa.
Vaikka en väitäkään, että kaikki nuo hiukkaset olivat yksittäisiä virushiukkasia tai edes elinkelpoisia virushiukkasia, PCR-positiivisten ja -negatiivisten yksilöiden lähettämässä aineessa on kuitenkin erittäin merkittävä ero (mediaaniarvot 1,490.5 252 vs. XNUMX). Hiukkasten muuntamissuhde PFU:iksi esitellään sen jälkeen, kun PFU:iden roolia on käsitelty.
Hiukkaskoot ja päästönopeudet:
Tutkimuksessa käsiteltiin aiemmin SARS-CoV-2-positiivisten ja -negatiivisten koehenkilöiden emittoitujen hiukkasten kokovaihteluita.
"Hiukkasen osalta Kokojakauman osalta käytettävissä olevat kokokanavat (yhteensä 14 kokokanavaa välillä 0.15–5.0 μm) analysoitiin kolmella kokoluokalla: <0.3 μm, 0.3–0.5 μm ja >0.5–5.0 μm. Molemmissa ryhmissä suurin osa aerosoleista (>90 % SARS-CoV-2 PCR-positiivisessa ryhmässä ja >78 % negatiivisessa ryhmässä) löytyi pienimmältä alueelta (<0.3 μm). Erityisesti COVID-positiivisessa ryhmässä aerosolien kokonaispitoisuuden kasvuun vaikuttivat pääasiassa ≤0.3 μm:n hiukkasten kasvut.
Kymmenen henkilöä 64 sairaalahoidossa olleesta potilaasta, jotka olivat vakavimpien tapausten joukossa, olivat vastuussa noin 64.8 prosentista uloshengitysilman hiukkasmääristä, joten tässä tapauksessa on tärkeää tarkastella vähiten konservatiivinen lähtöalue ja tartuntariski laskettaessa lähtöä ja pienintä tartunta-annosta. Tarkemmin sanottuna artikkelissa todettiin:
"SARS-CoV-2-viruksessa PCR-positiivisessa ryhmässä 15.6 %:lla (n = 10/64) oli korkeita hiukkasmääriä ja he olivat vastuussa 64.8 %:sta kaikista uloshengitetyistä hiukkasista ryhmässä. Lisäksi 15.6 %, mikä vastaa 3.5 %:a kaikista potilaista (n = 10/288), oli vastuussa 51.2 %:sta kaikista uloshengitetyistä hiukkasista.
Jos vertaamme vakavimmin sairastuneita tartuntalukuihin, voimme ymmärtää paremmin tartuntakykyisten henkilöiden tuottamien elävien hiukkasten määrää. Kun otetaan huomioon sekä PCR-negatiivisten että toipuvien PCR-positiivisten koehenkilöiden alhainen sekä säteilevän aineen että virionien määrä, voidaan olettaa, että se viittaa siihen, että oireettoman leviämisen todennäköisyys on viruksen leviämisen johtava tekijä.
RNA-kopioiden läsnäolo verrattuna elinkelpoisten virionien pitoisuuksiin
Kaikki RNA-kopiot tai viruspartikkelit eivät kykene muodostamaan PFU:ita, jotka johtavat viruksen replikaatioon. Vaikka tietoja on annettu siitä, kuinka monta tartuttavaa yksikköä syntyy, tämä on emme päästöjen tuottonopeus. Nämä ovat arvioita virusten kokonaistuotannosta infektion aikana.
"Jakaminen arvioilla viruksen poistumisnopeuden käänteisluku antaa arvioidun kokonaistuotannon 3 × 109 - 3 × 1012 virioneja tai 3 × 105 - 3 × 108 tartuntayksiköitä tyypillisen infektion koko kulun aikana."
Yksinkertaistettuna se tarkoittaa 3 miljardin–3 biljoonan viruspartikkelin kokonaistuotantoa tai 300,000 300–XNUMX miljoonaa tartuttavaa yksikköä sairauden aikana.
Virionin tuotos
Virionien tuotannon määrittämiseen on olemassa erilaisia menetelmiä, jotka tarjoavat hieman erilaisia alueita rinnakkain tarkasteltuna. Jotkut tutkimukset osoittavat emittoituneiden virionien kokonaismäärän, kuten seuraavat:
"Jotkut potilaat ovat virustiitterit, jotka ylittävät Wölfelin ym. keskimääräisen tiitterin yli kahdella kertaluvulla, mikä lisää virionien määrää emittoiduissa pisaroissa reilusti yli 100,000 XNUMX:een puheminuuttia kohden.”
Muissa tutkimuksissa annetaan hiukkasten kokonaismäärät ja käytetään muunnoskertoimia kokonaistuotannosta elinkelpoisiksi virioneiksi. On tärkeää varmistaa, että virushiukkasten kokonaistuotanto ei vastaa elinkelpoisten virionien kokonaismäärää eli virioneja, jotka kykenevät muodostamaan plakkia muodostavia yksiköitä (PFU).
PFU:t – Yksittäisten plakkia muodostavien yksiköiden (PFU) muodostamiseen tarvittavien viruspartikkelien ymmärtäminen:
Vaikka kaikki emittoidut virus-RNA:t ja viruspartikkelit eivät kykene viruksen replikaatioon ja PFU:iden muodostumiseen, ymmärretään, että jokainen PFU syntyy yhdestä elinkelpoisesta viruspartikkelista. Seuraavissa otteissa käsitellään PFU:iden vaikutusta virusinfektioihin ja niiden puhkeamiseen.
"Määritys on suunniteltu niin että jokainen plakki on seurausta infektiosta, joka syntyy yhden tarttuvan viruspartikkelin lisääntyessä. Siten PFU/ml pidetään tarttuvien yksiköiden lukumäärän mittana millilitrassa (IU/ml), sillä varauksella, että plakkien ja tarttuvien partikkelien suhdetta käytetyssä näytteessä ei voida varmasti arvioida.”
"Useimmille eläinviruksille...yksikin tartunnan aiheuttava hiukkanen riittää infektion käynnistämiseen."
"Lineaarinen luonne annos-vastekäyrän piste osoittaa, että yksi virioni pystyy käynnistämään infektion. Monien virusten korkea partikkeli-pfu-suhde osoittaa kuitenkin, etteivät kaikki virionit onnistu. Korkea partikkeli-pfu-suhde johtuu joskus tarttumattomista partikkeleista, joiden genomeissa on tappavia mutaatioita tai jotka ovat vaurioituneet kasvun tai puhdistuksen aikana.
"Yleisesti oletetaan, että että plakki on seurausta solun infektiosta yhdellä virionilla. Jos näin on, kaikkien plakissa olevasta viruksesta tuotettujen virusten tulisi olla klooneja, toisin sanoen niiden tulisi olla geneettisesti identtisiä.”
Yhteenvetona voidaan todeta, että yksi elinkelpoinen viruspartikkeli eli virioni pystyy luomaan yhden PFU:n, jossa tämä viruspartikkeli replikoituu. Osa luodusta aineesta on yksinomaan virus-RNA:ta, joka ei kykene itsenäisesti aiheuttamaan infektiota, ja osa luodusta aineesta pystyy replikoitumaan ja infektoimaan.
Suhde välillä Hiukkasten kokonaistuottoa ja PFU:iden muodostumista kutsutaan hiukkasten ja PFU:iden suhteeksi. SARS-CoV-2:n tapauksessa emittoituneiden hiukkasten ja PFU:iden suhde on 1000:1,000,000 XNUMX XNUMX.
PFU- ja pienimmän tartuttavan annoksen tutkimukset
Hengitystiheytemme vaihtelee iän ja aktiivisuustason mukaan. Keskimääräinen ihmisen hengitystiheys on 16–20 hengitystä minuutissa. Tässä keskustelussa käytetään hengitystiheyttä 4.3–29 litraa minuutissa (EPA:n altistustekijöiden käsikirjasta). Tämä viite antaa vaihteluväliksi jopa 53 litraa minuutissa. Tarkastelemme tuottoa virioneina minuutissa ja pienintä tartunta-annosta PFU:ina ja virioneina tartunnan kannalta, koska molempia on tutkittu saatavilla olevassa tutkimuksessa.
Kirjallisuudesta saatuja tietoja pienimmästä tartuttavasta annoksesta (MID):
Eri hengitystievirusten vertailututkimuksia ja SARS-CoV-2-eläinkokeita on käytetty monien MID-arvioiden pohjana, mutta tässä artikkelissa keskitytään mahdollisimman paljon yksinomaan ihmistutkimuksiin.
"Vaikka MID SARS-CoV-2:n esiintyminen ihmisillä tarvitsee lisää tutkimusta, sen odotetaan olevan noin 100 viruspartikkelia. Ainoa ihmisillä tehty koronavirustutkimus on raportoitu HCoV-229E:lle, ja sen MID on 9 PFU. Lisäksi, jos aerosolitartunta on vallitseva tapa, MID olisi alhaisempi.
"Itse, aerosolipohjaiset infektiot vaativat pienempiä annoksiaesim. ~100 kertaa vähemmän kuin pisaratartuntana.”
"Pienin tartuttava annos Ihmisillä COVID-2:ää aiheuttavan SARS-CoV-19:n määrä arvioiduissa poikkileikkaus- ja tapaussarjatutkimuksissa oli alhainen; tapaussarjatutkimuksessa, jossa tutkittiin tartuttavaa annosta 273 näytteessä 15 SARS-CoV-2-positiiviselta potilaalta, havaittu pienin tartuttava annos oli 1.26 PFU in vitro COVID-19-RdRp/Hel-määrityksessä.1 Toisessa tutkimuksessa arvioitiin 248 COVID-19-henkilöiden suun ja nenän nielun näytettä, ja tartuttavan annoksen raportoitiin olevan 364 PFU.
"Tapaussarjatutkimuksessa jossa arvioitiin 97 alle 10-vuotiasta lasta, 78 11–17-vuotiasta lasta ja 130 aikuista, tartunta-annos 11–17-vuotiailla lapsilla oli pienempi kuin kahdessa muussa ryhmässä (125 PFU). Lapsilla oli alhaisempi elävien virusten kasvu, korkeammat syklikynnykset ja alhaisempi viruspitoisuus verrattuna aikuisiin, joten lapset eivät ole infektion pääasiallisia kantajia. Alle 10-vuotiaat lapset olivat todennäköisemmin oireettomia kuin muut.
"Yksi kaikista Yksi hyvin käsitelty tutkimus on Basun ym. tekemä tutkimus, jonka päätavoitteena oli arvioida infektion todennäköisyyden omaavien pisaroiden kokoa. Tämän havainnon lisäksi heillä oli myös joitakin infektion aiheuttavaan viruskuormaan liittyviä huomioita. He havaitsivat, että lähekkäin sijaitsevan yksilön nenänieluun 2.5 tunnin aikana asettuvien virionien määrä on noin (11/5) virionia minuutissa × 60 min × 2.5 h = 330.”
Vertailututkimukset, joissa on käytetty muita koronaviruksia, ovat osoittaneet, että hengitystievirusten PFU-arvot voivat olla melko alhaiset.
"Arvioitu tarttuvuus SARS-CoV-1 oli verrattavissa muihin koronaviruksiin, mukaan lukien HCoV-229E:hen, joka aiheuttaa lievää flunssaa ihmisillä. Kokeellisessa tutkimuksessa SARS-CoV-10:n ID50- ja ID1-arvoiksi raportoitiin 43 ja 280 PFU (400 TCID50).
"Ihmisen tunnus50 Kausiluonteisen koronaviruksen alatyypin 229E, joka aiheuttaa ihmisille lievää nuhaa, ilmoitettiin olevan 13 TCIDXNUMX50"
Toimitetuissa SARS-CoV-2-tutkimuksissa käsitellyt luvut tartunnan osalta olivat 1.26, 100, 125, 330 ja 363 PFU, mikä viittaa jälleen laajaan alttiuskirjoon.
Elinkykyisten virionien tuotanto verrattuna pienimmän tartuttavan annoksen kynnyspotentiaaliin
Käyttämällä näitä saatavilla olevia lukuja voimme puuttua väitteeseen, jonka mukaan N95-suojaimet tarjoavat merkityksellistä suojaa tarttuvia aerosoleja vastaan, tarkastelemalla erittyvien virusten osuuksia, tarttuvuuspotentiaalia ja PFU-alueita. Sitten voimme punnita näitä alueita hypoteettista täydellistä N95-suojainten sieppauskykyä vasten, joka sieppaa 95 % virusaineesta verrattuna jäljelle jäävään 5 %:iin. On jälleen huomattava, että N95-suojaimia ei ole suunniteltu eikä hyväksytty sieppaamaan alle 0.3 µm:n hiukkasia, ja keskustelemme patogeenistä, jonka elinkelpoisten hiukkasten vähimmäiskoko on 0.06–0.14 µm.
Hengityspäästöt Tarttuvasta yksilöstä peräisin olevien virionien on osoitettu saavuttavan yli 100,000 750,000 virionia minuutissa, vaikka kaikkia emittoituneita virioneja ei voida olettaa tartuttavaksi. Muissa tutkimuksissa on väitetty jopa XNUMX XNUMX virionin tuottoa minuutissa (mutta näitä väitteitä tukevat tiedot puuttuvat). On myös huomattava, ettemme tietenkään hengitä kaikkea yksilön uloshengitettyä ainetta sisään, mutta läheisyys tarttuvaan yksilöön, hänen tuottonsa nopeus, tilassa vietetty aika ja kyseisen tilan ilmanvaihto ovat kaikki tekijöitä, jotka vaikuttavat tartuntatodennäköisyyteen eikä niitä voida ilmaista lineaarisesti tai ennustettavasti.
Tutkimuksessa Kuten edellä tutkimme, PCR-positiivisin hiukkasintuotto oli korkein 34,772 64 hiukkasta litrassa, ja korkeimman tuottotason omaavat hiukkaset muodostivat XNUMX % kokonaispäästöistä.
Ensin luomme kunkin näiden alueiden tuntikohtainen tuotos ja sitten hiukkasten ja PFU:n suhdetta sovelletaan kullekin alueelle 1,000 1,000,000–XNUMX XNUMX XNUMX.
Tehoalue A
Jos tarttuva yksilö suljetussa tilassa lähettää 100,000 6 virionia minuutissa tunnissa, se tarkoittaa 100,000 miljoonan virionin tuotantoa (60 8 × 48 minuuttia). Kahdeksan tunnin jakso suljetussa tilassa vastaa 100,000 miljoonan virionin tuotantoa (480 1,000 × 1,000,000 minuuttia). Hiukkasten ja PFU:n suhteella 6,000 48,000:8 XNUMX XNUMX tämä antaa meille XNUMX XNUMX elinkelpoista virionia tunnissa ja XNUMX XNUMX kahdeksassa tunnissa.
Käsiteltyjen tutkimusten PFU-luvut olivat 1.26, 100, 125, 330 ja 363 PFU:ta, jotka vaadittiin pienimpänä infektoivana annoksena. Jaoin jokaisen elinkelpoisten virionien määrän kullakin PFU-luvulla saadakseni kunkin mahdollisen MID-kynnysarvon.
Lähtöalue B
PCR-positiivisten hiukkasten keräystutkimuksessa korkein kerätty määrä oli 34,772 64 hiukkasta litrassa. ~10 % kaikista lasketuista hiukkasista tuli 2 lähteestä, joihin SARS-CoV-34,772-tartunta vaikutti eniten. Jos tarkastelemme 29 1,008,388 hiukkasta kerrottuna XNUMX litran päästömäärällä minuutissa, tuotosalue on jopa XNUMX XNUMX XNUMX hiukkasta minuutissa.
EPA:n altistumiskäsikirjassa mainitaan jopa 53 litraa minuutissa minuutissa oleva arvo, joten 29 litraa minuutissa ei ole suurin mahdollinen arvo. Käytetään arvoja 7 ja 29 litraa minuutissa, koska ne ovat istumatyöskentelyn ja kohtalaisen aktiivisuuden välille sijoittuvia arvoja.
29 litran minuuttinopeudella kerrottuna 34,772 1,008,388 hiukkasella litrassa (60 60,503,280 1,008,388 hiukkasta) 60 minuutin tuotantoajalla tuloksi saadaan 484,026,240 8 1,008,388 (480 XNUMX XNUMX × XNUMX) hiukkasta tunnissa ja XNUMX XNUMX XNUMX hiukkasta XNUMX tunnin aikana (XNUMX XNUMX XNUMX × XNUMX minuuttia).
COVIDin hiukkasten ja PFU:n suhteen ollessa 1,000 1,000,000–60,503 484,026 8, tämä tarkoittaa XNUMX XNUMX elinkelpoisen virionin vapautumista tunnissa ja XNUMX XNUMX elinkelpoista virionia kahdeksan tunnin aikana.
Nämä laskelmat antavat meille tarttuvan yksilön potentiaalin paitsi vapautuvien viruspartikkelien määrän suhteen, myös potentiaalin saavuttaa MID-kynnys tartuttaakseen tietyn määrän ihmisiä käytetyn PFU-luvun perusteella.
Vaikka SARS-CoV-2:n osalta osoitettu PFU-alue on melko laaja, meidän tulisi ennakoida tarttuvuuden kirjoa yksilöllisen terveydentilan ja immuunivasteen perusteella. Vaikka 1.26 PFU:ta vaikuttaa melko alhaiselta, SARS-CoV-1:n PFU:n on osoitettu olevan niinkin alhainen kuin 13 PFU, jotta infektion alkamiskynnys täyttyy.
Vaikka käytettäisiin pienempää 7 litran minuutissa tapahtuvaa päästömäärää, se antaa nopeudeksi 243,404 34,772 hiukkasta minuutissa (7 14,694,240 x 234,404)), 60 116,833,920 243,404 hiukkasta tunnissa (480 8 x 1,000) ja 1,000,000 1 14,604 (116,833 8 x XNUMX) hiukkasta XNUMX tunnin jaksossa. Kun hiukkasten ja PFU:n suhde on XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX XNUMX, yhden tunnin jakso tarkoittaa XNUMX XNUMX elinkelpoisen virionin tuotantoa ja XNUMX XNUMX elinkelpoista virionia XNUMX tunnin jaksossa.
Näillä istumatyön ja kohtalaisen intensiteetin välisillä tehoalueilla MID-kynnysarvo ylittyy monta kertaa kaikkien vakiintuneiden PFU-arvojen osalta.
Miksi N95-suojaimet epäonnistuivat/epäonnistuvat/tulevat epäonnistumaan
N95-luokituksen mukaiset hengityssuojaimet on suunniteltu ja hyväksytty keräämään 95 % yli 0.3 µm:n kokoisista ei-öljypohjaisista hiukkasista. SARS-CoV-2:n pienin elinkelpoinen hiukkaskoko on 0.06–0.14 µm, selvästi alle 0.3 µm:n kynnysarvon, vaikka se olisi sitoutunut suurempaan aineeseen. Tämä on siis hypoteettinen täydellinen keräämiskyky hiukkaskokoluokalle, jota varten näitä laitteita ei ole suunniteltu tai hyväksytty, eivätkä niiden sovellustiedot ole osoittaneet niiden toimivan 95 %:n tai lähellä sitä.
Hypoteettisen täydellisen sieppauskyvyn harjoitusta varten oletamme, että sieppausaste on täydellinen 95 %. Jos sovellamme 5 %:a esitetyistä MID-luvuista tulosalueilla A ja B esitettyihin lukuihin, se osoittaa elinkelpoisten virionien infektiivisyyden verrattuna 5 %:iin, joita ei koskaan oteta kiinni (esim. ei vuotoa), jos hypoteettinen 95 %:n täydellinen sieppausaste saavutetaan.
Tehoalue A
Lähtöalue B
29 litraa minuutissa
7 litraa minuutissa
Jos oletamme hypoteettisen täydellisen talteenottokyvyn N95-räjähteille, joiden hiukkaskokoluokat eivät ole sellaisia, joita näitä laitteita ei ole suunniteltu tai hyväksytty talteen ottamaan, ja sovellamme loput 5 %:n osuutta siihen, ettei niitä koskaan talteen oteta, valtaosa MID-kynnysarvon saavuttamiseksi vaadittavista tuotosalueista suhteessa PFU:hun mahdollistaa silti altistumisen moninkertaisesti MID-kynnysarvoa suuremmalle määrälle monien yksilöiden mahdollisen tartunnan kannalta 1 ja 8 tunnin jaksoissa kullakin vakiintuneella tuotosalueella.
Yhteenveto
SARS-CoV-2-epidemian aikana löyhensimme hillitsemisstandardejamme, koska tämä taudinaiheuttaja ei ole tappava suurimmalle osalle ihmisistä, ja sen selviytymisaste on noin 99.8 %. Tämä kevytmielinen suhtautuminen vaarakohtaisiin toimiin on uskomattoman vaarallista, kun sitä sovelletaan tappavampiin taudinaiheuttajiin ja altistustekijöihin.
Tarkastelemalla hypoteettista parasta mahdollista skenaariota voimme paremmin ennustaa, onko tietyllä toimenpiteellä lieventävä vaikutus tunnistettuun vaaraan. N95-käsineiden ja niiden tuotannon, hiukkasten ja PFU-suhteiden sekä SARS-CoV-2:n MID:n osalta parhaassa mahdollisessa hypoteettisessa täydellisessä aineen talteenotossa, jonka talteenottoon näitä laitteita ei ole suunniteltu eikä hyväksytty, ne eivät vieläkään lievennä tätä vaaraa, ja niiden käyttöä koskevia suosituksia olisi harkittava välittömästi uudelleen.
Lisäresurssit:
Keskustelee näytteiden keskimääräisestä viruskuormasta: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x.
Pienin tartunta-annos
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7090536/ (yleisesti MID:stä, ei SARS-CoV-2-spesifisesti).
Sanasto
aerosoli – ilmassa tai kaasussa dispergoituneet hiukkaset, joiden koko määritellään alle 5 mikronin hiukkasiksi.
oireeton (leviävä) – teoreettinen käsite taudinaiheuttajan siirtämisestä muihin ilman, että itsellä on mitään kyseisen taudinaiheuttajan oireita.
ilmakehän kyllästyminen – suljetussa tilassa ilmassa pysyvän elinkelpoisen aineen määrä.
päästöt – uloshengitetty hengitysneste.
laminaarivirtausjärjestelmä – nestehiukkaset seuraavat tasaisia reittejä kerroksissa.
pienin tartuttava annos – vähimmäismäärä vaaraa, jolle henkilön on altistuttava, jotta sairauden puhkeaminen voidaan ennakoida.
N95 - Öljyä keräämätön hiukkassuodattava hengityssuojain, joka pystyy estämään jopa 95 % yli 0.3 µm:n kokoisista hiukkasista.
alkaminen – sairauden alku, joka leviää heti, kun tartuttavan annoksen vähimmäiskynnys on saavutettu.
lähtö - tarttuvan yksilön tiettyyn ympäristöön vapauttamat päästöt.
lähtö vakiona – suljetussa tilassa oleva henkilö päästää tartuttavia hiukkasia sisältävää hengitysteiden aerosolia ilmakehään, kyllästäen ilmakehän lisää tartuttavaa aineella jokaisella hengenvedolla.
hiukkasten ja PFU:n suhde – patogeenisten hiukkasten tuotoslaskelmien suhdeluku, joka painottaa emittoitujen hiukkasten kokonaismäärää tartuttavakykyisten hiukkasten määrään nähden.
PCR-negatiivinen – Tietty koehenkilö ei saa positiivista testitulosta PCR-menetelmällä testattaessa tiettyä taudinaiheuttajaa. PCR on lyhenne sanoista polymeraasiketjureaktio (PCR).
PCR-positiivinen – tietty koehenkilö saa positiivisen testituloksen, kun häntä testataan polymeraasiketjureaktiotekniikalla tietyn patogeenin suhteen.
täydellinen kaappauskyky – vaarallisten aineiden talteenotto tuotteen ilmoittamalla hypoteettisella parhaalla mahdollisella teholla.
Plakin muodostavat yksiköt (PFU) – PFU:iden luominen edellyttää, että yksi virioni infektoi isäntäsolun, jossa viruksen replikaatio alkaa. Sairauden puhkeamiseen vaaditaan tietty määrä PFU:ita, jota kutsutaan pienimmäksi infektoivaksi annokseksi.
RNA-kopioita – geneettinen materiaali, jota tarvitaan proteiinien kopioimiseen solussa. RNA-kopiot eivät ole elinkelpoisia ja replikaatiokykyisiä virioneja.
TCID50 – Lyhenne sanoista tissue culture infectious dose, joka on viruksen laimennusmäärä, joka tarvitaan infektoimaan 50 % soluista viljelymäärityksessä.
viruskuorma – viruspartikkelien määrä tietyssä aineessa, emissiossa tai tarttuvan yksilön kehossa.
viruksen elinkyky – virioneja, jotka kykenevät infektoimaan solun ja muodostamaan plakkia muodostavia yksiköitä (PFU).
virioni tai elinkelpoinen virioni- täydellinen tarttuva viruspartikkeli.
Tulla mukaan keskusteluun:
Julkaistu nimellä Creative Commons Attribution 4.0 - kansainvälinen lisenssi
Uusintapainoksia varten aseta kanoninen linkki takaisin alkuperäiseen. Brownstonen instituutti Artikkeli ja kirjoittaja.
