微生物传播

《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》试行第五版指出，经呼吸道飞沫和接触传播是主要的传播途径。气溶胶和消化道等传播途径尚待明确。那么，什么是微生物气溶胶，它有何特性？我们该如何防范气溶胶传播？跟着众瑞君一起看看吧！呼吸、说话都会产生微生物气溶胶1. 什么是微生物气溶胶？微生物气溶胶是指在1~100微米粒径范围内，其中包含细菌、古真菌、真菌孢子、花粉、病毒、活性生物分泌的有机物质以及植物或动物碎片和碎屑的颗粒物，是悬浮在空气中的微生物所形成的胶体体系。2. 微生物气溶胶是如何形成的？呼吸活动导致含微生物气溶胶的产生。当病人在进行呼吸、说话、唱歌、咳嗽、打喷嚏等呼吸活动时，会产生携带病原体的飞沫，由于人员的个体差异，在进行不同呼吸活动时呼气流速各不相同，所产生的飞沫数量和粒径分布也不同。飞沫主要受到重力和空气的拉拽力作用，大粒径的飞沫(100 微米)在重力作用下会在数秒内下沉到地面，100微米以下的飞沫在数秒内会蒸发干。由于飞沫中通常含有溶质（如氯化钠），飞沫蒸发干后会形成飞沫核．飞沫核的粒径通常小于5微米，飞沫核存在空气中，与空气的成分和大气水分混合，形成气溶胶，然后长时间悬浮于空气中，进行远距离传播。未与患者见面也会通过微生物气溶胶染疾3. 气溶胶内微生物的存活特性病人呼出的飞沫携带大量病原体，致病微生物离开其宿主并雾化成微生物气溶胶会受到各种环境因素的影响，随着时间的推移逐渐丧失活性。影响飞沫中病原体生存的因素包括飞沫中的介质、温度、相对湿度、氧敏感性以及紫外或电磁辐射。如果病原体在传播过程没有丧失活性且被易感染人员吸人一定剂量，那么就可能造成疾病感染。一般认为有包膜病毒（大部分呼吸道病毒、流感病毒，新型冠状病毒为有包膜病毒），在较低湿度下(20%～30%)存活时间较长。4.微生物气溶胶传播的距离空气传播的微生物气溶胶由称为液滴核（≤５微米）和液滴（＞５微米）的小粒子组成。气溶胶在气体介质中作布朗运动，液滴核可悬浮于空气之中达数小时甚至更久，不易因重力作用而沉降，从而造成远距离的传播；液滴可污染１米（３英尺）范围内的表面。这些气溶胶能作为潜在的感染物深入到肺泡中。所以易感染者即使未与患者见面也可以通过空气中悬浮的微生物气溶胶而感染疾病。微生物气溶胶在部分环境里容易再生5. 微生物气溶胶再生微生物气溶胶粒子一旦沉降于物表，落地变干的飞沫核或患者分泌物直接落地变干后，也可与尘埃混合在一起，如遇到风、扰动或各种机械力，如随着人员的快速走动、不合适的清扫，带菌的尘埃又会飞扬到空气中，产生再生气溶胶，这经常被忽视。微生物气溶胶粒子可沉积、悬浮、再沉积、再悬浮不停地播散，直至微生物粒子失去活性。微生物气溶胶的再生性决定了其感染的广泛性。因此，在医院环境或感染者生活或工作的环境，要充分估计微生物气溶胶的传播作用，强调空气消毒是必要的。6.了解微生物气溶胶及特性对传染病的预防和控制具有重要的意义随着城市化进程的加速，现代大城市拥挤状况的恶化，可能使得传染性疾病传播更加快速，尤其是呼吸道传播疾病。患有传染病的病人呼出气流中包含大量携带病原体的飞沫和飞沫核等，病原体通过生物气溶胶传播给易感染人群是呼吸道传染病传播的重要方式，了解人体呼出微生物气溶胶的蒸发、散布及微生物在其中的凋亡特性以及感染风险对于呼吸道传染病的预防和控制有着重要作用。相关问答如下气溶胶传播对我们的威胁是不是很大？要重视，但不必恐慌。气溶胶虽然容易形成，但要感染人并不容易，而且我们还有措施预防。一般的医用口罩可阻挡大部分气溶胶颗粒。由于一般气溶胶颗粒比较大，通常大于 10 微米、50 微米以上的最多，一般的医用口罩就可以阻挡。特别小的气溶胶微粒（半径小于 0.1 微米），重量轻，主要分布在高空（来自土壤的靠近地面），它们会随风飘走，被人呼吸到的可能性不大。另外，气溶胶质点比表面能很大，又有电荷，病毒很容易被破坏，存活度不高。对于非医务人员的普通人，在实际生活中，只有达到极高数量级的阈值，部分病毒才能由黏膜进入人体。而通过气溶胶形式悬停在衣物、皮肤的病毒，只有极微小的比例能通过手部触摸进入眼口鼻。这样的病毒量，引发疾病的可能性不高。气溶胶存在于空气里还能开窗通风吗？对于一般小区的居民，能开窗通风。要减少悬浮的气溶胶的影响，适当的通风措施是必要的。例如在建设医疗设施时，往往采用上进下出方式，替换房间内的污染空气。但需要注意，气溶胶是有可能随空气流动的，由于气流方向不当，可导致污染气溶胶流向干净的区域。如果有居家隔离者，必须单间隔离，或处在全屋出风的位置，公共区域或其它房间自然通风时必须关闭患者所在屋子门窗。同时注意不要用风扇等高流速设备通风，以免引起湍流，让本已沉降的微粒重新悬浮。如果在不通风的环境怎么预防？不通风的环境中，包含病毒的气溶胶会在空气中停留很久。比如，患者乘坐电梯后，电梯中就会有病毒的气溶胶，而由于空气流通较差，如果健康的人随后进入电梯，传染风险会增加。所以，进入电梯的人都建议佩戴口罩，不能因为电梯里面只有一个人就不戴。此外，含病毒的气溶胶可能沿中央空调系统、下水道系统等相对封闭的循环系统进入房间。需要特别注意的是全空气系统的中央空调，不同房间内空气会交叉流动，容易造成交叉污染。这类中央空调一般用于商场、机场、体育馆、礼堂、影剧院等场所，所以在疫情期间要停用。为防止下水道的气溶胶传播，需及时给地漏加水，形成有效的堵塞，以免气溶胶逆行进入室内。防臭地漏可有效避免气溶胶逆行。还有什么措施能预防气溶胶传播？关于这点，上海的发布会给了 7 个建议，做到「七个要」：一要取消一切人员聚集活动，要劝阻重点疫区的亲朋好友来访；二要常开窗，多通风，保持室内空气的流通；三要做好日常家庭消毒：对门把手、桌椅、马桶坐垫等重点部位用 75% 酒精或含氯消毒液擦拭消毒；四要讲个人卫生：饭前便后用流动的水、肥皂或者洗手液来洗手，咳嗽打喷嚏时用纸巾或手肘弯曲遮掩口鼻；五要避免空气和接触传播：家庭成员要避免接触可疑症状者身体分泌物，不要共用个人生活用品；就餐时，公筷分餐，快进食，少说话，相互交流不宜近，避免握手和拥抱，拱手微笑讲礼仪；六要严格做好居家隔离：外来人员要配合相关调查，准确报告实情、主动接受隔离；需要居家隔离、观察的，应尽量与家人分住所居住，条件有限的，要分房间居住，单间隔离，同屋居住的全部家庭成员都要戴好口罩；七要密切关注家庭成员健康状况，如出现发热、咳嗽等症状，应自觉避免接触他人，佩戴好口罩后尽快到就近的发热门诊就诊，全力配合治疗。

背景：大量证据表明，新冠肺炎患者在咳嗽、喷嚏等呼吸活动过程中会产生大量携带新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的生物气溶胶，吸入SARS-CoV-2是新冠肺炎（COVID-19）的主要传播途径。新冠病毒在气溶胶中可以保持活性，在通风不良的室内空气中积聚，有可能导致超级传播事件。气溶胶是指固体或液体颗粒物均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。生物气溶胶是含有生物性粒子的气溶胶，包括细菌、病毒以及致敏花粉等，具有传染性和致敏性。生物气溶胶可在空气中悬浮较长时间（图1），并可扩散至50米及以上的范围造成远距离传播。因此，为了阻断新冠病毒的传播，针对生物气溶胶的预警、采样、消杀工作具有重要意义，采用这些手段可以在做到早发现、早定性、早消杀，尽量减少人员受新冠病毒暴露的可能性。 图1 飞沫与飞沫核的传播产生与传播（图片来源：中国疾病控制预防中心） 01—气溶胶与呼吸道感染病不仅是SARS-CoV-2，气溶胶还可以传染多种呼吸道感染病。研究表明，非典病毒、中东呼吸系统综合征冠状病毒、流感病毒、麻疹病毒、鼻病毒等都可以通过气溶胶传播。而目前城市中的人类大部分活动都是在室内进行的，室内的体积有限并且与外部空气对流交换少，因此在室内由生物气溶胶引发的疾病越来越多。阻断空气中的潜在有害生物气溶胶的传播，对于疾病传播防控具有重要意义。 02— 生物气溶胶如何消杀目前各地为了尽快复工复产及消除疫情传播，都把公共空间的消毒视为常态化防控工作中重要的一环。除了物品表面的消毒工作，封闭、半封闭空间的生物气溶胶也需要科学消毒。消毒方法可以分为高、中、低水平消毒。高水平消毒指可以杀灭各种微生物，对细菌芽胞杀灭达到消毒效果的方法：这类消毒方法应能杀灭一切细菌繁殖体(包括结核分枝杆菌)、病毒、真菌及其抱子和绝大多数细菌芽胞。中水平消毒：是可以杀灭和去除细菌芽胞以外的各种病原微生物的消毒方法。低水平消毒法：只能杀灭细菌繁殖体(分枝杆菌除外)和亲脂病毒的化学消毒剂及通风换气、冲洗等机械除菌法。 传统消杀手段与存在的问题空气中细菌和病毒的消杀技术，大体上可分为物理和化学方法两大类，包括药物杀灭、过滤截留、紫外线、臭氧及光催化技术等。1、 药物杀灭 针对气溶胶消杀，目前使用得最多的是传统的喷洒方法，常用的化学试剂有84消毒液，二氧化氯，次氯酸钠，过氧乙酸，双氧水等。喷洒化学消杀药剂，剂量大时消杀见效快，但是往往具有异味大、刺激性强等缺点；而将剂量下降时所需的消毒时间则会延长，并且低浓度持续缓释技术也将额外带来仪器成本。另外，化学消毒剂消耗量大、人力物力成本高，不适宜人群密集场所，在舒适、经济、安全、效率等方面使用化学药物喷洒空气和物表的消杀方法很难全面满足。图2 化学消毒剂喷洒（图片来源：襄阳消防助力古隆中景区开展防疫消杀）2、过滤消毒 空气过滤消毒指用物理阻留的方法去除空气中的病原体，包括细菌、病毒和孢子等。针对不同病原体的尺寸，通常用不同孔径滤材对生物气溶胶进行过滤，其过滤效率与滤材的孔径密切相关。通常孔径越小，过滤效率越高。空气净化器大多采用此技术，在处理PM2.5、PM10等空气污染物的同时即可处理生物气溶胶。该技术的优点是在室温下就可以去除空气中的病原体，操作简易；缺点是只能起到过滤的作用，并不能杀灭微生物，而过滤膜上可能还存在湿度和其他营养物质，在温度合适时，反而可能成为微生物繁殖的温床，造成二次污染。3、紫外线消毒 紫外线消毒指利用波长 220～300 nm 的紫外线破坏微生物机体细胞中的 DNA 或 RNA 的分子结构，将各种细菌、病毒、寄生虫以及其他病原体直接杀死。这是最常用的密闭空间内生物气溶胶消杀技术。紫外线消毒速度快、效率高，并且几乎对所有的细菌、病毒都能有效灭活。紫外杀灭病原体的作用取决于照射剂量、空气的水分含量、空气运动模式以及密闭空间的大小。常规应用紫外线消毒需要无死角照射并且达到照射剂量才能达到杀菌消毒的效果，但是紫外线对人体的皮肤、眼睛均有害，可能造成红肿、发炎、疼痛，增加癌变风险，无死角直接照射不能应用于有人员活动的场所。目前使用该技术的消杀机使用紫外线向无人区域（房间顶部、底部等区域）进行照射，虽然显著降低了对人的危害，但是难以覆盖全部区域，需要等待生物气溶胶随机扩散到照射区域才能实现消杀，因而降低了效率。4、臭氧消毒 臭氧是一种强氧化剂，可直接氧化胞内有机物，遇到水蒸气可以产生强氧化性的羟基等自由基间接氧化病原体，从而达到杀菌消毒目的。臭氧消毒为溶菌级方法，杀菌彻底，具有杀菌广谱、高效的特点，对所有细菌和病毒都有明显的杀灭效果。但是臭氧对人体也有伤害，国标规定室内臭氧1小时的平均浓度不超过0.16 mg/m3,低于通常臭氧消杀的浓度。因此虽然臭氧在应用于室内消毒取得很好效果，但是杀菌时无法人机共存，杀菌后还需采取有效措施消除臭氧残留。5、光催化消杀技术 光催化杀菌技术是利用光催化剂在光的作用下产生活性氧物种(ROS)和自由基氧化微生物达到杀灭效果。如光触媒还原技术：光照下二氧化钛的表面形成电穴和游离电子，结合空气中的水和氧气，生成强氧剂分解空气中的有害气体和部分无机物。其缺点为需要光照射和经常喷涂，作用时间短，消毒效能有限。可见，不同的消杀方法均存在一定的局限性，在消毒的连续性、人机共存性、实时性上需要具体结合应用场景加以应用。而对于办公、公共交通、医院等大人流密集且不便无人消杀的场景，还需要采用其他方法或者复合方法联用进行连续实时消杀，确保在这些场所的人们的健康安全。 等离子体消杀技术：杀灭空气中病毒的新技术与常见的生物气溶胶消杀技术相比（表1），等离子体技术消毒杀菌效果显著，消杀过程对人体无伤害，适用范围广泛，被认为是一种相对理想的空气杀菌消毒技术。其原理包括几个方面（图3）：（1）持续不断产生的高浓度正负离子，在微生物表面产生的剪切力大于细胞膜表面张力，壁膜受到破坏，导致死亡。（2）当电场强度过高时，被加速的高速粒子会将微生物表面击穿从而起到破坏微生物的作用。（3）等离子体中，含有大量原子氧、自由基等活性物质，与细菌体内蛋白质、核酸、脂质层发生反应，致细菌/病毒死亡。此外，当细胞结合了正负离子而带电后，更容易被滤膜、口罩等吸附材料通过静电作用而被吸附，从而进一步降低空气中的生物气溶胶浓度。但是高压放电产生等离子时，有可能会产生臭氧等副产物，如何优化离子发生量并降低臭氧产量是研发高水平等离子消杀设备需要攻克的问题。 图3 等离子体除菌技术原理图（图片来源：陕西科技传媒网）多种消毒技术的对比表1 等离子体技术与其他消杀技术实用性对比 需求 技术优势消杀技术等离子体过滤紫外线药物臭氧光催化为高水平消毒法√❌√√√√气溶胶消杀适用性√√√√√❌可24小时持续消杀√√√❌√√可人机共存性√√❌❌❌❌无需耗材√❌√❌√❌不具有金属腐蚀性√√√❌❌√不会造成二次污染√❌√√√√综合各种消毒技术的原理与特征，等离子消杀手段在对生物气溶胶的消杀具有较为全面的技术优势。 实时空气消杀机结合以上的技术分析，适用于空气中生物气溶胶消杀的空气消毒机应采用大功率等离子体释放技术，可以实现99%以上的生物气溶胶灭火率，实现“高效杀灭”的特性。同时配备初中高效复合过滤系统，有效吸附净化甲醛、乙醛、苯、二甲苯、异味、PM2.5、PM10、过敏原等有害物质，实现“1+12”的效果，使一台空气消杀机具备“广谱适用”的功能特点。使用等离子消杀和过滤膜吸附的设备可人机共存，克服了传统消杀方法有刺激性、臭氧超标、紫外辐照的问题，有害物质在反应后主要生成氧气、二氧化碳、水，对人体无害，设备消杀时“安全环保”。同时考虑到气溶胶长期悬浮在空气中，采用这两种技术的消杀机可持续对室内生物气溶胶消杀，因此可以实现“持续保障”。此外，由于空气消毒机使用环境往往人流量大，空气消杀机应与生物气溶胶探测设备联动，动态调整功率与启停状态，做到全天候的动态防护。 03—生物气溶胶消杀效果为验证等离子体消杀技术在日常环境中对生物气溶胶消杀的优越性，我们进行了空气消毒模拟现场试验，实验采用安德森采样的菌落单位计数法评价某款实用了等离子消杀技术和高效过滤技术的空气消毒机的综合消杀效果。结果显示（表1）等离子体空气消毒机30min就可将病原体全部杀死，远超国标要求的消毒作用时间（2h），证明了等离子空气消毒机具有高效杀菌性，可在短时间内将实验舱内的细菌全部消除杀灭。表2 等离子体空气消毒机对白色葡萄球菌的杀灭效果消毒时间/min对照组试验组存活菌落数(CFU/m3)自然衰亡率（%）存活菌落数(CFU/m3)杀灭率（%）030247-14841-302204927.10100%601795140.650100%901484150.930100% 04—生物气溶胶消杀系统应用在新冠病毒肆虐的三年时间里，对人的安全防护（口罩、面罩、医用防护服）已经被广为接受，成为保障人员健康的有利手段。而针对环境中生物气溶胶的传播，也需要建立起生物气溶胶的预警、采集检测与消杀的防控系统，特别是在人员密集场所及高级别保障区域。只有对新冠病毒传播链条中的人与环境同时控制管理，才能保护每个人的身体健康，保障社会的稳定运行。

仪器信息网讯：2024年4月10日，经过BioCon China Expo 2024的BioCon Awards组委会评选，仪器信息网荣获“年度生物医药传播媒体Top 10”称号，以表彰仪器信息网在推动生物医药领域信息传播所做出的重要贡献。仪器信息网不仅在生物医药领域扮演关键信息传播者的角色，还在多个领域中发挥着举足轻重的作用。4月17日至19日，仪器信息网主办的第十七届中国科学仪器发展年会（ACCSI 2024）将于在苏州狮山国际会议中心隆重举行。届时，将有超过1500位业界精英齐聚一堂，共同见证科学仪器产业的辉煌盛举，论剑巅峰，共谋未来发展大计，一场专为科学仪器人打造的产业峰会，等您参加~点击上方图片查看大会完整日程参与报名关于ACCSI 2024：为促进中国科学仪器行业健康快速发展，搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台，“第十七届中国科学仪器发展年会（ACCSI2024）”将于2024年4月17-19日在苏州狮山国际会议中心召开。ACCSI2024以“融合创新，质领未来”为主题，力争对往年中国科学仪器产业最新进展进行较为全面的总结，在最短的时间内把最新的产业发展政策、最前沿的行业市场信息、最新的技术发展趋势、最新的科学仪器研发成果等，以多种形式呈现给各位参会代表。官网链接：https://www.instrument.com.cn/accsi/2024/联系方式:参加展团或参会报名：17600646530 黄女士赞助及媒体合作：13552834693 魏先生微信添加accsi2006或发邮件至accsi@instrument.com.cn （注明单位、姓名、手机）咨询报名。