北大研究团队在传染病顶级期刊阐述新冠病毒传播机制

新冠疫情已经给人类带来了严重的生命财产与经济损失, 而未来疫情的走势仍存在诸多不确定因素。全球针对这场起疫情正在采取各种防控阻断措施,而其中重要的参考依据就是新冠肺炎的不同传播途径。不少研究已经在医疗环境的空气中检测到新冠病毒,并且发现病毒保留了活性与感染性。尽管诸如这些证据表明新冠肺炎可通过空气传播,但在不同学科领域与专家学者之间仍然存在很大争议。最近,全球科学家们呼吁承认COVID-19的空气传播,世界卫生组织(WHO)也相应地对指南进行了修改,指出不排除在拥挤和封闭环境下的空气传播可能。但是关于新冠病毒是如何排放到空气中的直接证据非常稀少,也是争论的主要焦点。

北大要茂盛教授团队在传染病顶级期刊阐述新冠病毒传播机制

要茂盛团队人员在采集新冠患者呼出气冷凝液

北大环境科学与工程学院要茂盛教授与合作团队北京市朝阳疾病预防与控制中心招募了近60名新冠患者(境外输送的和北京本土病例),15名健康人群以及部分非新冠呼吸系统感染人群,通过利用北大团队以前发明的呼出气采集方法(获发明专利),收集了这些人群的呼出气冷凝液(Exhaled Breath Condensate)。团队进一步利用RT-PCR(核酸扩增)发现早期新冠患者通过呼吸排放大量新冠病毒,每小时排放高达几百万个。团队研究发现新冠患者呼出气的新冠病毒阳性率高达约27%(总样本量n=52), 而新冠患者的所处环境相关物表的阳性率只有5.4%(总样本量n=242)。此外,团队对医疗环境、隔离酒店环境空气中的新冠病毒也做了检测,在部分样品如卫生间空气也发现了新冠病毒,浓度高达6000个病毒每立方米,但由于医院通风等措施,导致空气中新冠病毒浓度偏低,低于RT-PCR检测限。

北大团队过去利用同样的方法,采集并检测到了流感患者呼出气中的流感病毒(Nano Lett. 2012, 12, 7, 3722–3730),而该项研究首次证实人体呼吸本身就是非常重要的新冠病毒排放传播的方式,而呼出气中大部分颗粒都小于PM2.5(粒径小于2.5微米的颗粒)(Aerosol Air Qual Res, 2017; 17: 198-208),从而进一步揭示气溶胶传播扩散新冠病毒的事实,为未来更好阻断空气传播、防控新冠病毒感染提供了重要的科学依据。该研究同时也为通过利用呼出气结合生物传感开展现场无创快速新冠肺炎患者筛查包括处于潜伏期的和无症状感染者提供了新的技术思路。研究成果近日以“COVID-19 patients in earlier stages exhaled millions of SARS-CoV-2 per hour”为题在线发表(Advance Articles)在美国传染病学会的旗舰期刊ClinicalInfectiousDiseases(IF:9.055)杂志上 。在传染病领域所有期刊中,ClinicalInfectiousDiseases杂志一直处于最有影响力的前三名。北京市朝阳区疾病预防与控制中心的马建新副主任医师是论文的第一作者,要茂盛为唯一通讯作者。合作作者还包括北京市朝阳区疾病预防与控制中心齐啸等、北京大学研究生陈灏轩、李心月、张璐,以及地坛医院、加州理工、圣路易斯华盛顿大学、辛辛那提大学、昆士兰理工大学的科研人员。该项目得到国家自然科学基金新冠专项项目(基金号22040101)以及国家自然科学基金委国家杰出青年科学基金(基金号21725701)的资助。[北大环境科学与工程学院]

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