Почему носить медицинские маски (даже самодельные!) все-таки надо
Молекулярный биолог, профессор Сунь Хуан из Института системной биологии (Сиэтл, США) с опорой на научные исследования доказывает, что маски, даже самые примитивные, реально могут помочь в борьбе с пандемией коронавируса.
Приводим перевод его статьи, опубликованной на сайте Medium.
Выпущенные в западных странах официальные рекомендации против широкого применения медицинских масок в обществе были мотивированы необходимостью не допустить дефицита таких средств защиты для медицинских работников. Однако нет никакого научного подтверждения неэффективности масок, которые носят обычные граждане. Напротив, с учетом заявленной цели «сгладить кривую» роста заболеваемости было бы желательно любое дополнительное, даже частичное уменьшение передачи вируса — в том числе с помощью простых хирургических или самодельных масок.
Последние данные о проникновении вируса SARS-Cov-2 (возбудителя COVID-19) в ткани человека и баллистике чихания/кашля позволяют предположить, что основным механизмом передачи являются не мелкие аэрозольные частицы, а большие капли, а это значит, что маски должен носить буквально каждый.
Врачи публично заявляют: «Хватит покупать маски, они не эффективны». Центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC, федеральное агентство США) заявляет, что хирургические маски обеспечивают гораздо меньшую защиту, чем респираторные маски №95 (которые должны быть идеально подогнаны для эффективного использования).
CDC рекомендует, чтобы здоровые люди вообще не носили маски, только больные. Эти руководящие принципы не основаны на научных данных и могли иметь непредвиденные последствия: стигматизировать тех, кто носит маски на публике («наверно, вы заразный!»)
Сравните это с культурной привычкой, поощрением или даже обязанностью носить маски в азиатских странах — которые сейчас сгладили кривую или даже имели более плоскую кривую с самого начала.
Разумеется, хирургические маски и неправильно надетые респираторные маски №95 не обеспечивают идеальной защиты. Но если заявленная цель состоит в том, чтобы снизить распространение вируса (а не уничтожить его), мы должны отказаться от черно-белого мышления и принять оттенки серого. Мы больше не можем утверждать, что маски «неэффективны». Мы не можем допустить, чтобы идеальное было врагом хорошего. Эффект даже от такой частичной защиты примерно такой же, как и от рекомендуемого дистанцирования друг от друга на 2 м или отказов от прикосновения к собственному лицу. В результате массовое ношение масок может удвоить влияние нефармакологического вмешательства (NPI) на сглаживание кривой.
В то время как CDC не предоставляет никаких научных доказательств своего утверждения о «неэффективности» ношения масок обычными людьми, здесь мы рассмотрим научные доводы в поддержку пользы такого метода защиты. Мы концентрируемся на механистическом обосновании (в отличие от эпидемиологических и феноменологических данных). Принимая во внимание баллистику кашля и результаты последних биологических исследований передачи вируса SARS-CoV2, мы заключаем, что любой физический барьер, обеспечиваемый даже самодельными масками, может существенно уменьшить распространение болезни. Если мы под давлением общественности ослабим карантин ради оживления экономики, то публичное ношение масок будет крайне полезным.
Утверждения о том, что ношение масок неэффективно, неверно на трех уровнях: исходя из обычной логики, механики передачи и метода проникновения вируса.
I. Логика
Разумеется, маски не обеспечивают идеальную (100-процентную) защиту, но это не означает, что они совершенно бесполезны, так же как неполный стакан не обязательно будет пустым: я бы с радостью взял стакан воды, наполненный на 60%, когда захочу пить.
В нашем бинарном мире официальное сообщение о том, что хирургические маски «неэффективны», могло послать неверное сообщение, что они якобы абсолютно бесполезны. К сожалению, благодаря черно-белой картине, нарисованной официальными лицами, была закрыта дискуссия об эффективности масок, а вместе с ней — и возможность стимулировать наращивание производства этих недорогих защитных приспособлений.
Но объявленная цель «сгладить кривую» (а не полностью уничтожить вирус) представляет понятие «частичной защиты» в новом свете. В принципе, можно вычислить степень сглаживания кривой с помощью широкого применения масок. Но для этого нам нужно сначала понять механику и биологию передачи вируса в деталях.
II. Механика
То, как болезнетворные вирусы передаются от человека к человеку воздушно-капельным путем, является сложным, недостаточно изученным вопросом. Грубо говоря, капли можно разделить на две большие категории в зависимости от размера.
а) Капли диаметром менее 10 мкм — верхний предел размера для определения аэрозоля (частицы настолько легкие, что могут летать в воздухе). Для краткости будем называть эту категорию «каплями аэрозолями». Они переносятся вентиляцией или ветром и поэтому могут перемещаться по комнатам. Что отличает маски для лица №95 от хирургических масок, так это то, что они предназначены (в соответствии с нормативными требованиями) для остановки аэрозолей: они должны отфильтровывать 95% капель размером менее 0,3 мкм.
(б) Капли размером более 10 мкм, достигающие 100 мкм или более. Давайте здесь будем называть эти крупные частицы «каплями спрея». Разумеется, капли спрея могут быть даже больше, вплоть до размера, видимого невооруженным глазом. Расчеты показывают, что при выдохе капли > 0,1 мкм могут испаряться или падать на поверхность на расстояние 2 м, в зависимости от размера, влажности воздуха и температуры. Но при кашле или чихании они могут вылетать изо рта, как снаряды, со скоростью 50 м/с (для чихания) или 10 м/с (для кашля), и способны преодолевать расстояние до 6 м. Если это так, то часто упоминаемого «безопасного расстояния» в 2 м при социальных контактах может быть недостаточно — если только вы не наденете (простую) маску.
Вот в чем основная для нас разница между каплями аэрозоля и каплями спрея: для того, чтобы вдыхаемые частицы проникали глубоко в легкие, через все воздуховоды до альвеолярных клеток, где происходит газообмен, они должны быть небольшими — только капли диаметром менее 10 мкм способны на это. Напротив, более крупные капли застревают в носу и горле (носоглоточное пространство) и в верхних дыхательных путях легкого, трахее и крупных бронхах.
Отсюда следует, что сложные маски №95, предназначенные для фильтрации мельчайших частиц, помогают предотвратить попадание вируса в альвеолы. Но действительно ли это важно для сглаживания кривой? Посмотрим ниже. В то же время вполне вероятно, что крупные капли, которые попадают в носоглотку, могут быть остановлены любым физическим барьером, таким как более простые хирургические маски.
В официальных сообщениях не говорится, но подразумевается, что альвеолы являются местом назначения капель для доставки вирусной нагрузки. Это повысило кажущуюся важность масок №95 и обесценило хирургические.
Нюансы не интересуют непрофессионалов (а также многих диванных экспертов), которые сейчас считают обычные маски бесполезными
Что касается аэрозолей, то мы не должны забывать, что частичная фильтрация, обеспечиваемая хирургическими масками, лучше, чем ничего. В 2008 году ученые из Нидерландов сравнили способность трех масок: (i) самодельной из салфеток, (ii) стандартной хирургической маски и (iii) FFP2, европейского эквивалента масок №95, в отношении их способности останавливать небольшие аэрозольные капли в диапазоне от 0,2 до 1 мкм — это капли, которые достигают легкого. Оказалось, что при вдыхании респираторная маска отфильтровывает 99% таких частиц, хирургическая маска — 75%, самодельная — 67%. То есть, обыкновенная маска снижает опасность заражения в четыре раза, а самодельная — в три!
Эти результаты поднимают насущный вопрос: если все, что нам нужно, это смягчить пандемию, то есть «сгладить кривую», насколько уменьшение в четыре раза частиц, попадающих в легкие, уменьшает передачу от человека к человеку? Интуиция предполагает, что даже несовершенная маска может предоставить некоторую защиту.
На самом деле мы не знаем, в какой пропорции COVID-19 передается через большие капли спрея по сравнению с маленькими каплями аэрозолями. Поэтому особенно важно рассмотреть биологический механизм передачи — то, что не учитывается официальными лицами, которые утверждают, что «хирургические маски не эффективны».
III. Биология
Вирус SARS-Cov-2, как и всякий подобный микроорганизм, прикрепляется к клеткам человека с использованием принципа ключа и замка, где вирус представляет ключ, а клетка — замок, который используется для входа в клетку и репликации. Коронавирус использует «белок-шип» (протеин S), который крепится к белку-замку на поверхности клеток. В качестве замка для нашего вируса используется белок ACE2.
Этот фермент клеточной поверхности обычно выполняет защитную функцию сердечно-легочной системы. ACE2 представлен на более высоких уровнях у пожилых людей, у людей с хронической сердечной недостаточностью или с легочной или системной артериальной гипертензией. Некоторые лекарства от артериального давления, а также механический стресс из-за вентиляции легких, по иронии судьбы, могут увеличить количество ACE2.
Удивительно, но экспрессия ACE2 в легких очень низкая: она ограничена несколькими молекулами на клетку в альвеолярных клетках глубоко в легком. Но только что опубликованная статья консорциума Human Cell Atlas (HCA) сообщает, что ACE2 высоко экспрессируется в некоторых типах (секреторных) клеток внутри носа!
Объедините этот факт с приведенным выше объяснением механизма: экспрессия белка ACE2 в носу предполагает, что коронавирус заражает эти клетки. Можно также сделать вывод, что передача вируса SARS-Cov2 будет происходить в основном через большие капли, выделяемые при кашле или чихании. Благодаря своим размерам они будут попадать в носоглотку — именно туда, где в обилие присутствуют «замки», которые можно открыть имеющимся у коронавирусом «ключом». Очевидно, что этот путь передачи может быть эффективно заблокирован простым физическим барьером.
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 (до появления симптомов) и передачу вируса здоровыми носителями, и, возможно, аносмию (потерю обоняния), наблюдаемую на ранних стадиях COVID-19. Но это также означает: 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, и, возможно, даже ваша лыжная маска, бандана или шарф могут обеспечить лучшую защиту, чем это представлял правительственный чиновник в своей первоначальной (такой понятной, но такой неудачной) рекомендации против ношения масок широкой публикой в целом.
Было бы трагично, если ошибочная логика и непонимание механики и биологии распространения вируса, заставившие западные правительства выступать против ношения масок, могли способствовать резкому росту COVID-19. Учитывая, что верхние дыхательные пути являются основным местом для проникновения SARS-Cov-2 в ткани человека, ношение простых масок для лица, которые блокируют большие капли-снаряды, попадающие в нос или горло, может удвоить эффект смягчения в «выравнивании кривой»!
Заглядывая вперед: если мы в ближайшее время ослабим карантинные меры ради поддержания экономики, то, возможно, поощрение использования масок в обществе было бы хорошим компромиссом между полной изоляцией и полной свободой, которая может привести к возрождению невидимого врага. В настоящее время существует надежная научная основа для того, чтобы положить конец официальной антимасочной истерии и рекомендовать или даже предписать широкое использование масок, как в азиатских странах, которые преодолели рост эпидемии.
Другие материалы канала «Наука» на тему пандемии COVID-19:
Как разные страны борются с коронавирусом?
Почему именно мыло так эффективно против коронавируса?
Как организм летучих мышей выращивает смертельные для нас вирусы
