气溶胶传播：新冠病毒的超长时空之旅

科学家发展了动物模型来研究病毒在哺乳动物间的传播途径。值得注意的是甲流的几内亚猪（guinea pig）模型。感染了甲流的几内亚猪会有发热症状，但是不咳嗽，这就排除了大飞沫传染的可能性（Lowen等 [7]）。但研究发现，相距三英尺的两个笼子中的几内亚猪仍然可以被感染，这是呼吸导致的气溶胶传染模式的有力证据。

再来看中国疾病预防控制中心、国家卫健委、人民卫生出版社联合出版的《新型冠状病毒感染的肺炎公众防护指南》中提出的传播途径，就可以理解为什么要重视气溶胶传播。在这三种传播途径里，“直接传播”（即“飞沫传播”）可以通过戴口罩有效防护，而且喷嚏基本上是声势浩大的一锤子买卖；并且通常咳嗽的频率也较低（流感病人大约每小时咳嗽两次左右）。“接触传播” 途径可以靠勤洗手、勤消毒来切断。早在1982年Bean等[8]就发现流感病毒在硬且光滑的表面可以存活24-48小时，但在皮肤上5分钟内病毒的感染性就减少100至1000倍；流感通过手口典型的感染概率仅为万分之一至百分之一（Nicas & Best [9]）。也就是说手口接触不大可能成为主要病毒传播途径。相比之下，我们对 “气溶胶传播” 途径的认识还显得薄弱。

有学者报道[10]，在气溶胶状态下，一小时后病毒都可能保持感染能力。他们认为呼吸道上皮细胞可能脱落并成为病毒离开人体的载体，为病毒保持活性提供条件。而这一小时内气溶胶凭借风势可以上青云也可以传播到几公里外的地方。当然我们也不必过于担心，因为长距离伴随着病毒浓度的急剧下降，可能远远低于感染剂量。

但是这会引申出不少有意义亟待研究的科学问题。比如，以人流密集的火车站、传染病医院为中心，含病毒气溶胶密度在几公里之内的扩散是怎样的？相对恒定的风向导致的局部病毒浓度偏高是否可达到感染阈值？楼宇的间隙是否有导致局部浓度升高的可能？地貌突变和建筑周围产生的回流对气溶胶是否有富集作用？这些研究可能成为城内公共卫生风险评估提供定量依据，相应的结果甚至对气溶胶形式的恐怖袭击也有借鉴意义。

　　春天在哪里？

SARS也好，流感也好，都是在冬季肆虐，在春夏之交消亡。这种季节性特征人类早就意识到了，但是对流感季节性的成因至今还有争议[8]，因为四季分明的地区与热带的地区的季节性无法用统一的理论解释。而季节更替对应的是温度和湿度的变化，研究者就继续深究这两个因素。但究竟是温度，还是湿度，抑或是相对湿度（实际湿度与饱和湿度之比）还是绝对湿度，仍然都没有定论[5]。持不同意见的文章发表到Science的都有[11]。

一篇最近出炉的论文[11]指出还有一种可能，就是颗粒在过饱和水汽中的长大成感染性强的尺寸。气管是个非常湿润的环境，而呼入冷空气，会让气管内温度降低，水汽冷凝在飞沫核上，长大成为非常适合深入到下呼吸道的尺寸，增大感染概率。反之，热带环境中湿度高、气温高，吸入的潮湿空气也会使飞沫核长大。你如果没看懂，一是怪我没说清楚，二是因为病毒的传播和感染是个非常复杂、跨越超长时空的复杂问题，需要跨越学科的精诚合作，从医学、生物、流体力学等多个角度协作才会给出完整的答案。

对我个人而言，这场疫情也是一个反思自己科研态度和方向的机会。

我在读博士期间文章主要发表在气溶胶方向的两大杂志Journal of Aerosol Science和Aerosol Science and Technology，它们的影响因子都只有3左右，在中科院也排不到一区。博士毕业后适逢美国接连经历伊拉克战争、反恐和次贷危机，科研经费变得更加紧张，科研氛围在不知不觉中变味。在州立大学做助理教授的时候，展示影响力（impact）最 “公平” 且无脑的方式就是去追逐文章的影响因子；而材料科学的许多杂志影响因子高很多，发表也显得短平快。同样研究雾化和液滴，可以为气溶胶服务，也可以为材料处理（打印、喷涂）服务，于是去蹭钙钛矿的热点，而逐渐远离了气溶胶。

（编辑：52刷机网）

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