Учёный объяснил, почему каждый человек должен носить маску ради победы над коронавирусом
1 января 1970
03.04.2020 - 2:30
Последние биологические данные о проникновении вируса SARS-Cov-2 в ткани человека позволяют предположить, что основным механизмом передачи является не мелкие аэрозоли, а большие капли, и, таким образом, каждый человек должен носить хирургические маски.
Об этом сообщил американский молекулярный биолог Суй Хуан (Sui Huang), передает Medium.
«Конечно, хирургические маски не предполагают идеальную защиту. Но если заявленная цель состоит в том, чтобы „сгладить“ статистику заражений (в отличие от уничтожения вируса), мы должны отказаться от чёрно-белого мышления и принять оттенки серого. Человек больше не может утверждать, что маски „неэффективны“. Мы просто не можем допустить, чтобы идеальное было врагом хорошего», — пишет ученый в своем блоге.
По его словам, официальная рекомендация CDC, FDA и других о том, что маски неэффективны, неверна на трех уровнях: в логике, в механике передачи и в биологии проникновения вируса.
«Сглаживание кривой». Эффект смягчающих вмешательств, которые могли снизить начальную скорость заражения на 50%, если бы они были реализованы на 25-й день. Красная кривая — динамика количества инфицированных («случай») без вмешательства. Зелёная кривая отражает изменённую кривую после вмешательства. День 0 (3 марта 2020 г.) — время, когда было подтверждено 100 случаев заражения (d100 = 0). Фото: medium.com
Логика
Хуан отмечает, что несовершенная защита не означает «совершенно бесполезная», так, как стакан неполный не обязательно должен быть пустым.
«Отсутствие доказательств (защиты) не является доказательством отсутствия. Но в нашем бинарном мире официальное сообщение о том, что хирургические маски „неэффективны“, могло послать неверное сообщение: они абсолютно бесполезны. К сожалению, благодаря черно-белой картине, нарисованной официальными лицами, дискуссия об эффективности масок была заглушена, а вместе с тем и возможность стимулировать промышленность наращивать производство этих 75-центовых защитных устройств», — пишет он.
Но с объявленной целью «сгладить кривую», а не полностью уничтожить вирус, мы получили противоположность абсолютного ориентира, которая представляет понятие «частичной защиты» в новом свете. Однако сначала нужно понять механику и биологию передачи в деталях.
Механика
Капли можно грубо разделить на две большие категории в зависимости от размера: капли диаметром менее 10 мкм (микрометр); капли размером более 10 мкм (микрометр), достигающие 100 мкм (0,1 мм) или более.
Большие капли при выдохе (со скоростью 0,1 мм), может разноситься на расстояния более 2–6 м соответственно. Фото: medium.com
Отсюда следует, что сложные маски N95, предназначенные для фильтрации мельчайших частиц, помогают предотвратить перенос капель вируса в альвеолы.
«Вполне вероятно, что крупные капли, которые попадают в носоглотку, могут быть остановлены любым физическим барьером, таким как более простые хирургические или пылевые маски. Конечно, многие капли аэрозоля в выдохе или спреи от кашля могут не содержать вирус, но некоторые подойдут. В случае вируса SARS-Cov-2 неизвестно, какова минимальная инфекционная нагрузка (количество вирусных частиц, необходимых для запуска каскада патогенеза, вызывающего клиническое заболевание)», — пишет врач.
Анатомия дыхательных путей и где капли могут в конечном итоге, в зависимости от их размера и какие капли блокируются какими масками. Фото: medium.com
По его словам, даже в отношении небольших аэрозолей мы не должны забывать, что частичная фильтрация, обеспечиваемая хирургическими масками, лучше, чем ничего.
Так, согласно эксперименту нидерландских ученных, проведенному в 2008 году, в котором они сравнивали три вида масок: самодельные (DYI), стандартные хирургические маски и FFP2 европейский эквивалент масок N95, выяснилось, что сообщения об неэффективности хирургических масок вызывают сомнения.
Хотя маски FFP2 (или N95) действительно отфильтровывают 99% частиц (таким образом, снижая аэрозольную нагрузку в 100 раз), хирургические маски снизили количество капель аэрозоля за маской еще в четыре раза по сравнению с внешней частью маски.
Вполне вероятно, что для более крупных капель спрея от кашля разница между хирургическими масками и респираторными масками F95 была бы еще меньше.
Виды масок. Фото: medium.com
Интуиция предполагает, что даже несовершенная маска может предложить некоторую защиту, которая, по крайней мере, находится в диапазоне рекомендуемого расстояния более чем на 6 футов в социальных взаимодействиях, или мытье рук или не касание лица.
Биология
Вирус SARS-Cov-2, как и любой вирус, должен прикрепляться к клеткам человека с использованием принципа блокировки ключа, при котором вирус представляет ключ, а ячейка — замок, который дополняет ключ для входа в клетку и репликации.
Для вируса SARS-Cov-2 вирусный поверхностный белок «Spike protein S» является «ключом», и он должен плотно прилегать к «блокирующему» белку, который экспрессируется на поверхности клеток-хозяев. Белком клеточного замка, который использует вирус SARS-Cov-2, является белок ACE2.
SARS-Cov-2 поступает в клетку-хозяина путем стыковки со своим белком Spike к белку ACE2 (синий) на поверхности клеток. Фото: medium.com
Этот фермент клеточной поверхности обычно выполняет защитную функцию сердечно-легочной системы. ACE2 экспрессируется на более высоких уровнях у пожилых людей, у людей с хронической сердечной недостаточностью или с легочной или системной артериальной гипертензией.
Носовая экспрессия белка ACE2 предполагает, что вирус SARS-Cov2 заражает эти клетки. Можно также сделать вывод, что передача вируса SARS-Cov2 будет происходить в основном через большие капли от кашля или чихания, которые составляют большую часть распыляемой жидкости при кашле/чихании и будут попадать в носоглотку благодаря своим размерам — именно там, где присутствуют молекулярные блокировки для вируса, позволяющие прикрепляться к вирусу и проникать в клетки-хозяева.
Очевидно, что этот путь передачи может быть эффективно заблокирован простым физическим барьером.
Основной путь проникновения вируса, вероятно, происходит через крупные капли, которые приземляются в носу — там, где экспрессия рецептора проникновения вируса, ACE2 самая высокая. Это маршрут передачи, который уже может быть эффективно заблокирован простыми масками, которые создают физический барьер. Фото: medium.com
Молекулярный анализ также показывает, что вирус SARS-Cov2 активен и размножается уже в носоглотке, в отличие от других респираторных вирусов, которые обитают в более глубоких областях легкого.
Репликация вируса в слизистой оболочке носоглотки может также объяснить положительные тесты на продромальной стадии и передачу здоровыми носителями, и, возможно, аносмию (потеря обоняния — Ред.), наблюдаемую на ранних стадиях COVID19.
Это означает, что избегание крупных капель, которые в любом случае не могут попасть в легкие, но попадают в верхние дыхательные пути, может быть наиболее эффективным средством предотвращения инфекции.
«Следовательно, хирургические маски, возможно, даже ваша лыжная маска, банданы или шарф, могут обеспечить большую защиту, чем это представляют официальные власти. Респираторные маски N95 могут предложить относительно небольшую дополнительную защиту, чем предполагалось».
В итоге Хуан делает вывод, что с практической и общественной точки зрения хирургические или самодельные маски при правильном обращении в худшем случае не повредят, а в лучшем случае могут помочь.
При этом он рекомендует обязательно выбрасывать или стирать маски после использования, не касаясь наружной поверхности.
Эти более простые, недорогие маски могут быть достаточными, чтобы помочь сгладить кривую, возможно немного, возможно существенно. Важно отметить, что использование их не отнимает ценные респираторные маски N95 у работников здравоохранения.
Читайте также: Спасти весь мир: в России изобретены уникальные средства против коронавируса
Последние биологические данные о проникновении вируса SARS-Cov-2 в ткани человека позволяют предположить, что основным механизмом передачи является не мелкие аэрозоли, а большие капли, и, таким образом, каждый человек должен носить хирургические маски.
Об этом сообщил американский молекулярный биолог Суй Хуан (Sui Huang), передает Medium.
«Конечно, хирургические маски не предполагают идеальную защиту. Но если заявленная цель состоит в том, чтобы „сгладить“ статистику заражений (в отличие от уничтожения вируса), мы должны отказаться от чёрно-белого мышления и принять оттенки серого. Человек больше не может утверждать, что маски „неэффективны“. Мы просто не можем допустить, чтобы идеальное было врагом хорошего», — пишет ученый в своем блоге.
По его словам, официальная рекомендация CDC, FDA и других о том, что маски неэффективны, неверна на трех уровнях: в логике, в механике передачи и в биологии проникновения вируса.
«Сглаживание кривой». Эффект смягчающих вмешательств, которые могли снизить начальную скорость заражения на 50%, если бы они были реализованы на 25-й день. Красная кривая — динамика количества инфицированных («случай») без вмешательства. Зелёная кривая отражает изменённую кривую после вмешательства. День 0 (3 марта 2020 г.) — время, когда было подтверждено 100 случаев заражения (d100 = 0). Фото: medium.com
Логика
Хуан отмечает, что несовершенная защита не означает «совершенно бесполезная», так, как стакан неполный не обязательно должен быть пустым.
«Отсутствие доказательств (защиты) не является доказательством отсутствия. Но в нашем бинарном мире официальное сообщение о том, что хирургические маски „неэффективны“, могло послать неверное сообщение: они абсолютно бесполезны. К сожалению, благодаря черно-белой картине, нарисованной официальными лицами, дискуссия об эффективности масок была заглушена, а вместе с тем и возможность стимулировать промышленность наращивать производство этих 75-центовых защитных устройств», — пишет он.
Но с объявленной целью «сгладить кривую», а не полностью уничтожить вирус, мы получили противоположность абсолютного ориентира, которая представляет понятие «частичной защиты» в новом свете. Однако сначала нужно понять механику и биологию передачи в деталях.
Механика
Капли можно грубо разделить на две большие категории в зависимости от размера: капли диаметром менее 10 мкм (микрометр); капли размером более 10 мкм (микрометр), достигающие 100 мкм (0,1 мм) или более.
Большие капли при выдохе (со скоростью 0,1 мм), может разноситься на расстояния более 2–6 м соответственно. Фото: medium.com
Отсюда следует, что сложные маски N95, предназначенные для фильтрации мельчайших частиц, помогают предотвратить перенос капель вируса в альвеолы.
«Вполне вероятно, что крупные капли, которые попадают в носоглотку, могут быть остановлены любым физическим барьером, таким как более простые хирургические или пылевые маски. Конечно, многие капли аэрозоля в выдохе или спреи от кашля могут не содержать вирус, но некоторые подойдут. В случае вируса SARS-Cov-2 неизвестно, какова минимальная инфекционная нагрузка (количество вирусных частиц, необходимых для запуска каскада патогенеза, вызывающего клиническое заболевание)», — пишет врач.
Анатомия дыхательных путей и где капли могут в конечном итоге, в зависимости от их размера и какие капли блокируются какими масками. Фото: medium.com
По его словам, даже в отношении небольших аэрозолей мы не должны забывать, что частичная фильтрация, обеспечиваемая хирургическими масками, лучше, чем ничего.
Так, согласно эксперименту нидерландских ученных, проведенному в 2008 году, в котором они сравнивали три вида масок: самодельные (DYI), стандартные хирургические маски и FFP2 европейский эквивалент масок N95, выяснилось, что сообщения об неэффективности хирургических масок вызывают сомнения.
Хотя маски FFP2 (или N95) действительно отфильтровывают 99% частиц (таким образом, снижая аэрозольную нагрузку в 100 раз), хирургические маски снизили количество капель аэрозоля за маской еще в четыре раза по сравнению с внешней частью маски.
Вполне вероятно, что для более крупных капель спрея от кашля разница между хирургическими масками и респираторными масками F95 была бы еще меньше.
Виды масок. Фото: medium.com
Интуиция предполагает, что даже несовершенная маска может предложить некоторую защиту, которая, по крайней мере, находится в диапазоне рекомендуемого расстояния более чем на 6 футов в социальных взаимодействиях, или мытье рук или не касание лица.
Биология
Вирус SARS-Cov-2, как и любой вирус, должен прикрепляться к клеткам человека с использованием принципа блокировки ключа, при котором вирус представляет ключ, а ячейка — замок, который дополняет ключ для входа в клетку и репликации.
Для вируса SARS-Cov-2 вирусный поверхностный белок «Spike protein S» является «ключом», и он должен плотно прилегать к «блокирующему» белку, который экспрессируется на поверхности клеток-хозяев. Белком клеточного замка, который использует вирус SARS-Cov-2, является белок ACE2.
SARS-Cov-2 поступает в клетку-хозяина путем стыковки со своим белком Spike к белку ACE2 (синий) на поверхности клеток. Фото: medium.com
Этот фермент клеточной поверхности обычно выполняет защитную функцию сердечно-легочной системы. ACE2 экспрессируется на более высоких уровнях у пожилых людей, у людей с хронической сердечной недостаточностью или с легочной или системной артериальной гипертензией.
Носовая экспрессия белка ACE2 предполагает, что вирус SARS-Cov2 заражает эти клетки. Можно также сделать вывод, что передача вируса SARS-Cov2 будет происходить в основном через большие капли от кашля или чихания, которые составляют большую часть распыляемой жидкости при кашле/чихании и будут попадать в носоглотку благодаря своим размерам — именно там, где присутствуют молекулярные блокировки для вируса, позволяющие прикрепляться к вирусу и проникать в клетки-хозяева.
Очевидно, что этот путь передачи может быть эффективно заблокирован простым физическим барьером.
Основной путь проникновения вируса, вероятно, происходит через крупные капли, которые приземляются в носу — там, где экспрессия рецептора проникновения вируса, ACE2 самая высокая. Это маршрут передачи, который уже может быть эффективно заблокирован простыми масками, которые создают физический барьер. Фото: medium.com
Молекулярный анализ также показывает, что вирус SARS-Cov2 активен и размножается уже в носоглотке, в отличие от других респираторных вирусов, которые обитают в более глубоких областях легкого.
Репликация вируса в слизистой оболочке носоглотки может также объяснить положительные тесты на продромальной стадии и передачу здоровыми носителями, и, возможно, аносмию (потеря обоняния — Ред.), наблюдаемую на ранних стадиях COVID19.
Это означает, что избегание крупных капель, которые в любом случае не могут попасть в легкие, но попадают в верхние дыхательные пути, может быть наиболее эффективным средством предотвращения инфекции.
«Следовательно, хирургические маски, возможно, даже ваша лыжная маска, банданы или шарф, могут обеспечить большую защиту, чем это представляют официальные власти. Респираторные маски N95 могут предложить относительно небольшую дополнительную защиту, чем предполагалось».
В итоге Хуан делает вывод, что с практической и общественной точки зрения хирургические или самодельные маски при правильном обращении в худшем случае не повредят, а в лучшем случае могут помочь.
При этом он рекомендует обязательно выбрасывать или стирать маски после использования, не касаясь наружной поверхности.
Эти более простые, недорогие маски могут быть достаточными, чтобы помочь сгладить кривую, возможно немного, возможно существенно. Важно отметить, что использование их не отнимает ценные респираторные маски N95 у работников здравоохранения.
Читайте также: Спасти весь мир: в России изобретены уникальные средства против коронавируса
Источник - Русская весна
