严密防护也挡不住病毒？戴口罩对谁好，感染者or未感染者？

2022年末很多人感染过新冠病毒，有些人知道自己是怎么感染的，感染前接触过已经阳了的人。但还有不少人一直弄不清楚，明明没去人多的地方，取个快递进门前也又换衣服又消毒的，怎么就阳了呢？到底是从哪里感染了病毒呢？

本期食与心带大家了解新冠病毒传播方式的相关研究，新冠病毒是通过哪些方式感染人？截断哪种路径能更有效避免感染？这绝不是马后炮，不知道什么时候，什么病毒会异军突起还是冠状病毒卷土重来。知识是生命的教训换来的，值得收藏拥有。

一.最主要的病毒传播方式——呼吸道飞沫

我们已经知道，新冠病毒具有高度传染性。研究发现，新冠病毒主要通过以下3种方式传播感染：

呼吸道飞沫。感染者的呼吸道飞沫中存在大量病毒，易感者吸入一定数量病毒后发生感染。

空气传播，即通过气溶胶的传播。微小的病毒像其他颗粒如PM2.5一样在空气中传播给易感者，引发感染。

接触传播。易感者与感染者含有大量病毒的部位接触，或者接触了被病毒污染了的物体后被感染。

实际上，前两种方式可以归为一类，绝大多数呼吸道飞沫会转化为气溶胶，而这也是病毒传播的最主要方式。【气溶胶指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，颗粒大小通常在0.01~10μm之间】

绝大多数气溶胶最终会沉积在固体表面，从而可能通过接触传播。不过经典的扑克玩家实验（1987）提示：对于呼吸道病毒，气溶胶的传播效力远大于接触。

这项研究中使用的病毒为鼻病毒，当未感染者与感染者只能通过空气感染病毒不能接触污染物时，感染率为56%；而当未感染者与感染者既能通过空气也能通过接触污染物感染时，感染率为67%，不过两组感染方式在统计上并无显著差异；而在未感染者与感染者只能通过接触污染物感染病毒时（空气空间分开，污染物是被感染者唾液浸湿筹码和桥牌），竟然无一人感染，感染率为0。

有些人可能会担心厕所废水传播病毒。确实，当粪便中病毒浓度非常高时，厕所废水雾化产生的气溶胶中也可能存在病毒。不过好消息是，新冠病毒对氯等氧化剂非常敏感，在水中生存能力相当有限，而我们的日常用水往往已经用氯气消毒过。

二. 呼吸道飞沫的来源与内容

由呼吸道飞沫形成的气溶胶是包括新冠病毒在内的呼吸道病毒的主要传播方式。那么，呼吸道飞沫是怎么产生的，怎样转化为气溶胶的，又是怎样感染人的呢？

你可能从未想过，人的呼吸系统实际上像一种敞口容器，时时刻刻都在进行气体交换，为我们提供生存必需的氧气，排出代谢废气（主要是二氧化碳和少量水）。就像没盖盖子的三角瓶一样，人的上呼吸道（主要包括鼻、咽和喉，也包括口腔）体积较小，下呼吸道（包括气管、支气管和肺部器官）体积更大。不同之处在于，三角瓶从上到下内径不断扩大，而呼吸道从上到下气体可通过的口径却在不断减小。从气管往下，呼吸道分支了23次，前7个分支对应于支气管，随后的分支对应于小支气管，最终到达肺泡。

人在呼气、发声、咳嗽或打喷嚏时会从呼吸道喷出飞沫，飞沫的大小范围很广，具体取决于来源部位。这些飞沫起源于肺、气管、喉和口腔/鼻道，在它们首次产生时由 ≥95% 的水组成，确切描述是小液滴，这些小液滴离开呼吸道就形成了呼吸道飞沫。

1. 呼吸

静息时的成年人平均每分钟呼吸约 7 升空气（每天约 10,000 升空气）。吸气时，空气进入呼吸道，经呼吸道上部向下流动，最后到达肺泡区。在呼气过程中，当通道收缩时，空气以相反的方向流动并最终被呼出。呼出的气流高速通过呼吸道内衬的水基液体表面，并使液体雾化，排出体外形成呼吸飞沫。呼吸道飞沫的产生数量因人而异，并且在病毒感染后会急剧增加。

健康人在静息时呼出气颗粒的总液体体积通常非常小（≤ 15 pL/L 空气），但有氧运动期间的呼吸空气体积可能大一个数量级，所以有氧运动设施中的病毒传播率更高并不奇怪。

【呼吸飞沫产生的机制。两个润湿表面的分离会产生细丝 (a) 或流体膜 (b)，它们随着表面分离而变薄；这些细丝和薄膜被呼出的空气破裂，产生液滴并加入呼出的气流中（黑色箭头）。这些过程在小直径气道（吸入期间）、声带和口腔中起作用。(c) 在快速呼气、咳嗽或打喷嚏期间，湍流气流在气液界面造成不稳定，导致粘膜层形成波浪，从而通过各种机制导致液滴释放，包括薄膜破裂、波浪底切和剪切离开滚波的顶部】

2. 咳嗽和打喷嚏

咳嗽和打喷嚏被广泛认为是含有病原体的飞沫的喷发源，并且通常被认为是呼吸道疾病的体育bd。两者都是由同时关闭声门和收缩腹肌引起，声门的突然打开释放了随后在肺部积聚的气压，导致中央和上呼吸道以每秒超过 15 米的速度排出压缩空气，在此过程中通过各种机制导致飞沫形成。

干咳是新冠病毒感染的常见体育bd之一，这是一种没有浓痰但可能更接近自主咳嗽的咳嗽。咳嗽飞沫的大小范围很广，从不到 1 μm到超过 100 μm，体积超过六个数量级。

打喷嚏是清除鼻腔刺激物的常见反射，与打喷嚏相关的极端空气速度也会产生大量液滴。毫无疑问，感染者打喷嚏产生的飞沫也会传播病毒，不过打喷嚏并不是新冠病毒感染的常见体育bd。

3. 说唱

在发声过程中，由于声带振动，喉部的液体被雾化；在发音过程中，由于舌头、牙齿、上颚和嘴唇的相互作用，口腔中的唾液被雾化。

口腔中产生的飞沫主要由唾液组成，其大小范围与咳嗽和打喷嚏产生的飞沫数量和大小相当，不过有些可能超过100 μm。

4. 飞沫里有什么

呼吸道飞沫可能包括口腔中产生的唾液、鼻道中产生的粘液、支气管和喉部杯状细胞产生的粘蛋白，或远端气道和呼吸性细支气管内壁细胞产生的富含清洁剂的呼吸道内衬液。

对于病毒感染者，呼吸道飞沫中还含有大量病毒颗粒。呼吸道气溶胶中的病毒载量反映了颗粒来源的液体中的病毒浓度。由于人口腔上皮中有很多细胞同时表达ACE2 和 TMPRSS2，新冠病毒可在口腔就进行大量复制，因此口腔和鼻咽拭子中发现的病毒含量往往高度重叠，通过咽拭子也能有效检测是否被病毒感染。

不同感染者的飞沫病毒浓度差异巨大，至少可跨越7个数量级（千万倍），有些人的病毒载量甚至可达10 9 /毫升液体。

呼吸道飞沫一进入空气（一般为水分不饱和状态），就开始蒸发（脱水），它们的半径随着时间的推移和含水量的减少而收缩。直径超过100 μm 的颗粒可以携带数十甚至数百个病毒粒子，但会很快落到地面并且不太可能被吸入。而小于 0.1 μm 的液滴产生的气溶胶可以在空气中逗留许多天，但由于它们小于新冠病毒颗粒的直径，因此可以忽略不计。

在0.1-100μm之间的呼吸道飞沫脱水形成的气溶胶中的病毒可能带来感染风险。这些病毒颗粒可以在空气中悬浮几分钟（微小颗粒，不停歇地无规则运动），在密闭空间中会不断积累，也可以通过对流气流传播很远的距离，就像邻居家的饭香味/烟雾一样传播几层楼甚至几栋楼。

例如，45 μm 和 15 μm 液滴的脱水分别产生约15 μm 和 5 μm 的气溶胶颗粒，这两种颗粒都能顺利进入上呼吸道，这也是 SARS-CoV-2 最常见的情况，主要是较小的咳嗽或说话飞沫。

更小的颗粒能够下降并感染下呼吸道，这会加剧疾病的严重程度。典型的病毒感染路径是从上呼吸道逐渐蔓延到下呼吸道，但高浓度的微小颗粒，比如新冠病毒和PM2.5，可直接沉积到支气管甚至肺泡。

尽管呼吸液滴的体积很小，不一定携带病毒，但它们仍会造成风险。因为呼吸是一项持续的活动，而且呼吸气溶胶在空气中的寿命长达数小时。住院患者每小时产生的呼吸颗粒总和可能包含数千甚至数百万个病毒粒子，特别是在重病患者中。再加上它们体积小，可以深入下呼吸道，而且没有口罩时很难过滤这些颗粒，医院病房重症和死亡的高发率可能与病毒颗粒数量的大幅积累有关。疫情早期阶段的医护人员大量感染也可能与此有关，而增强空气湿度和空气交换能减小感染风险。

三. 超级传播事件与哪种飞沫有关

传染病传播中有一个关键因素，即超级传播者，指引发大量继发病例的单个传播个体。在包括新冠感染在内的大部分传染病中，都有这样一个规则——20/80规则，即20%的感染人口引起了至少80%的传播。

对于国际上多起新冠超级传播事件的研究显示，这些超级传播往往包含3个共同因素：

至少一个高传染性宿主；

通风不良的封闭环境；

大声发声，比如大声说话或者唱歌。

原因可能在于，大声发声时感染者能释放出含有大量病毒的大小不一的呼吸道飞沫。咳嗽、喷嚏、说话和呼吸时，感染者释放出的液滴中都含有病毒颗粒，随着水分蒸发，这些液滴可转化成寿命较长的气溶胶。不过较大的液滴（比如咳嗽、喷嚏或者口沫横飞的飞沫等）往往数量较少且会很快落地（受重力影响，遵循弹道轨迹），在传播中的作用较小；最令人担心的是言语气溶胶，虽然这些气溶胶体积很小，携带的病毒量也低，但由于说话往往会持续一段时间，这些病毒颗粒可以在空气中悬浮几分钟（微小颗粒，不停歇地无规则运动），在密闭空间中会不断积累，甚至可能直接感染下呼吸道。

阅读过阳了时到底发生了什么2——从免疫角度怎样防治感染的朋友可能还记得：感染新冠病毒后，上呼吸道迅速产生感染素反应能清除病毒，避免严重感染；但当病毒感染下呼吸道时才产生干扰素反应则为时已晚，感染者更可能出现重症。因此，当新冠病毒穿过上呼吸道直接感染下呼吸道时，会逃脱宿主的部分免疫监视。缺少免疫系统的干扰，感染体育bd往往更重。

新冠流行期间，日本很多餐馆桌上放着“默食”的牌子，电梯里放着“静默”的警示标记，提示在特殊感染期间吃饭时或乘电梯时不要说话，这些做法对预防飞沫传播的确是积极的。

研究发现，大部分新冠病毒传播发生在体育bd出现之前，即咳嗽之前。此时虽然没有明显体育bd，感染者的上呼吸道和口腔已经有大量病毒在复制，因此无体育bd或者轻症感染者说话时释放出的言语飞沫形成的言语气溶胶则很可能感染没有防备的未感染者。我们常见的聚餐通常在室内进行，几乎人人都在大声说话，因此酒吧、餐馆和电梯里成为多起超级传播事件的中心也是情理之中的。

研究表明，言语气溶胶是新冠空气传播的主要途径之一。在封闭空间不戴口罩的大声说话可能是给他人带来最大风险的活动。感染者在封闭空间大声说话，会释放出大量含有病毒的飞沫，感染他人；而对于未感染者，大声说话也会增加空气中的病毒气溶胶进入自己上呼吸道甚至下呼吸道的机会。

四. 戴口罩保护的是谁——感染者 or 未感染者

基本卫生常识告诉我们，戴口罩可以帮助未感染者减小感染风险。未感染时大部分人都会主动戴上口罩以防感染。但是，也有人觉得感染后/阳了后戴不戴口罩没有什么差别了吧？

事实上多数人觉得阳了也应该戴上口罩，避免传染别人；但也有少数人觉得反正已经阳了戴口罩也没用了，会不会恶化体育bd，甚至还有人感染后不仅不戴口罩还到处乱逛恶意传播病毒。

从全民防疫的角度，感染后不戴口罩去公众场合的行为无疑是违反防疫法，也是不道德行为。那么我们也需要从科学角度了解戴口罩对于感染者和未感染者有什么影响。

口罩主要有两个作用：限制潜在传染性呼吸道飞沫的逸出；同时减少携带病毒的气溶胶的进入。前一个作用既能保护佩戴者，也能减小周围人感染风险，而后一个作用的保护对象则无疑是口罩佩戴者。

研究发现戴口罩竟然也对感染者自身有益，主要有以下3种好处：

离开口腔/鼻腔的含病毒体液滴还含有盐分、粘液、脂质和其他非挥发性成分，并且在脱水后仍然具有高度吸湿性。因此，在外来呼吸道气溶胶穿过潮湿的面罩时将重新吸收水分并膨胀，从而增加它们被捕获的可能性。

口罩可最大限度地降低把自己的言语气溶胶自我捕获的病毒呼吸到下呼吸道的可能性，否则病毒从上呼吸道迁移到下呼吸道往往会波及肺和加重体育bd。

口罩/面罩能给吸入空气的加湿，促进粘膜纤毛清除功能和干扰素介导的先天免疫反应。

食与心温馨总结：秋末到冬天的冷空气更容易让飞沫和气溶胶里的水分迅速挥发，让病毒更加轻松漂移，春季虽然已经开始温度回升，但是春天的空气也还十分干燥，也是病毒颗粒极易扩散的季节。不论是新冠病毒还是流感病毒，不论是人类还是禽畜类的感染，大多数感染都是在这个特殊时段更易流行且难以控制。

大部分新冠病毒传播是无体育bd或者还没有表现出明显体育bd的感染者传播，此时人们往往并不知道共享空气空间的人是否感染。无体育bd感染者释放出的呼吸道飞沫中含有大量病毒颗粒，脱水后可形成气溶胶。这种含有病毒的气溶胶体积和重量非常微小，不会像抛出去的石子一样落地，而是像PM2.5颗粒一样漂浮在空气中不断运动，不受墙壁和玻璃等阻隔，可以像烟雾一样飘逸传播很长距离。

与很多人直觉不同的是：口罩不仅能保护未佩戴的人，更能保护佩戴者；不仅能保护未感染者，更能保护感染者。阳了之后人体释放出去的病毒颗粒不仅可能感染他人，还可能通过含有病毒的气溶胶自我接种，甚至感染下呼吸道而引发重症。

尽管戴着可能不舒服，传染病期间戴口罩还是有益无害。

参考材料

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8242678/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9430019/