編者注 (10/7/20):鑑於白宮越來越多的人新型冠狀病毒檢測呈陽性——其中許多人可能是在一週多前在玫瑰園舉行的最高法院提名人艾米·科尼·巴雷特的儀式上被感染的,因此重新發表這篇文章。
2 月下旬,來自世界各地的大約 175 名高管來到波士頓的生物技術公司 Biogen 領導力會議。在兩天的時間裡,與會者握手、交談和共進餐點。出席會議的還有:新型冠狀病毒。活動中的幾個人在不知情的情況下感染了導致 COVID-19 的微生物,它迅速在其他人中傳播,然後他們將其帶回家。僅在馬薩諸塞州,至少有 99 人最終生病。
大約在同一時間,冠狀病毒在 100 多名參加佐治亞州奧爾巴尼市葬禮的人中傳播,引發了一場疫情,這場疫情很快導致周邊農村縣的 COVID-19 累積發病率位居全國最高之列。下一個月,一名患有該疾病的個體在華盛頓州的一次兩個半小時的合唱團練習中感染了 52 人。兩人死亡。在阿肯色州,一位受感染的牧師和他的妻子在幾天內將病毒傳播給教堂活動的 30 多名參與者,導致至少 3 人死亡。而這些新病例又傳播給 26 人,其中至少一人死亡。
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隨著科學家們對 COVID-19 的瞭解越來越多,所謂的超級傳播事件——即一個人感染了不成比例數量的其他個體——在導致該疾病的病毒傳播中起到了過大的作用。疾病控制與預防中心首席副主任安妮·舒查特在一份報告中表示,波士頓會議和佐治亞州的葬禮是幾個超級傳播事件,在“美國早期 COVID-19 傳播中發揮了顯著作用”。事實上,對實際病例的研究以及大流行的模型表明,在 10% 到 20% 的感染者中,有 80% 對冠狀病毒的傳播負責。
東北大學研究傳染病的網路科學家塞繆爾·斯卡皮諾說,這些數字意味著,預防超級傳播事件可能在阻止 COVID-19 方面大有幫助。科學家們已經確定了催化此類事件的因素,包括人群規模大、人與人之間密切接觸以及通風不良的封閉空間。目前的證據表明,主要是這些情況,而不是特定個體的生物學特徵,為新型冠狀病毒的極端傳播奠定了基礎。
在描述 SARS-CoV-2 病毒如何傳播時,流行病學家不僅使用一個個體感染的其他人的平均數量,還使用另一個關鍵值,稱為離散因子或“k”。這個數字描述了疾病的聚集程度。較小的 k 通常意味著相對較少的病例對傳播負責,而較大的 k 表明傳播更均勻地分佈。在香港,研究人員計算出,在他們檢查的 1000 多個 COVID-19 病例中,k 值為 0.45。該值高於 SARS 或 MERS(兩次之前的以超級傳播為特徵的病毒爆發),但遠低於 1918 年的流感大流行。斯卡皮諾說,換句話說,SARS-CoV-2 的傳播不像 SARS 和 MERS 那樣依賴超級傳播,但比流感更依賴超級傳播。
新型冠狀病毒似乎主要透過受感染者在咳嗽、打噴嚏、說話或呼吸時產生的呼吸道飛沫傳播。下一個人透過將這些飛沫吸入肺部或進入鼻子或嘴巴而感染。德克薩斯大學奧斯汀分校 COVID-19 建模聯盟執行主任勞倫·安塞爾·邁爾斯說,如果人們在感染後立即生病,他們可能會呆在家裡臥床不起,幾乎沒有機會傳播病毒。 疾病預防控制中心估計,大約 40% 的傳播發生在感染者出現任何症狀之前,症狀平均需要六天才能開始。這段時間給感染者留下了與他人接觸的漫長時間——並且可能進入容易發生超級傳播的情況。
研究人員已經確定了幾個使超級傳播更容易發生的因素。其中一些是環境因素。例如,通風不良的室內區域似乎特別有利於病毒的傳播。對日本 110 例 COVID-19 病例的初步分析發現,在封閉環境中傳播病原體的機率比在露天空間中高出 18 倍以上。作者得出結論,封閉空間可能會促進超級傳播事件。(該研究尚未經過同行評審。)倫敦研究人員進行的另一項初步預印本研究檢查了COVID-19 病例群,發現幾乎所有病例群都是室內或室內-室外環境。最大的病例群發現在室內空間,如療養院、教堂、食品加工廠、學校、購物區、工人宿舍、監獄和輪船。
毫不奇怪,這些超級傳播場所的另一個共同點是,它們是大量人群聚集的地方。邁爾斯說,你聚集在一個地方的人越多,冠狀病毒一次感染多人的機會就越大。“如果你最多限制為五個人,就很難發生超級傳播事件,”她補充道。但隨著群體規模的增加,將病毒傳播給更廣泛人群的風險也會增加。大型群體規模也增加了在場某人具有傳染性的可能性。
時間也很重要。群體接觸時間越長,病毒在他們之間傳播的可能性就越大。紐約市衛生與醫院特殊病原體專家西拉·馬達德說,一個人需要多長時間才能感染病毒仍然是一個懸而未決的問題。她補充說,她的接觸者追蹤工作中用於風險評估的基準是與傳染性人員接觸 10 分鐘,儘管疾控中心使用 15 分鐘作為指導方針。雜貨店收銀員和療養院員工等基本工作人員由於必要性而與大型群體互動,並且在容易發生超級傳播的情況下工作。邁爾斯說,如果我們想控制 COVID-19,我們將不得不找到保護他們的方法,並使他們的工作場所不太容易發生此類事件。
人們在做什麼也很重要,因為某些活動似乎更容易傳播呼吸道汙物。我們都見過有人咳嗽或打噴嚏時飛出的飛沫。但加州大學戴維斯分校化學工程師威廉·里斯坦帕特說,即使當你說話時,你也會釋放出“大量的”顆粒。“沒有人想到它們,但它們就在那裡,”他說。里斯坦帕特的團隊發現,說話比正常呼吸釋放更多的顆粒。而且,隨著人們說話聲音越來越大,排放量也會增加。唱歌會釋放更多的顆粒,這可能部分解釋了華盛頓州合唱團練習中的超級傳播事件。劇烈運動時的劇烈呼吸也可能有助於 COVID-19 的傳播。在小型房間內一次最多容納 22 名學生的健身舞蹈課程與韓國的 65 例疾病病例有關。但同一設施之一的瑜伽課程與任何病例群無關。一項對日本 COVID-19 病例群的研究發現,病例與在健身房鍛鍊、卡拉 OK 派對、俱樂部歡呼和在酒吧交談有關,這進一步證明這些活動可能有助於傳播。
里斯坦帕特和他的同事們尚未證實他們看到的顆粒物排放變化會影響新型冠狀病毒的傳播。他們的研究沒有測量 SARS-CoV-2 本身。但空氣中的顆粒物可能很重要,是病毒顆粒的載體。科學家們還發現了有趣的證據,表明一小部分人可能表現為“言語超級傳播者”——與同齡人相比,這些人持續廣播高出一個數量級的呼吸道顆粒。“提前識別誰會成為超級傳播者非常困難,”他說。“其中一位超級傳播者是一位非常嬌小的年輕女性。我是一個更大、更笨重的傢伙,但不是超級傳播者。”
關於超級傳播活動的證據讓研究人員相信,它們是新型冠狀病毒傳播的主要原因。“到目前為止,我看到的所有資料都表明,如果你抑制超級傳播事件,感染的增長率就會非常、非常迅速地停止,”斯卡皮諾說。“我們在西雅圖看到,至少有幾次引入並沒有導致新病例”——這意味著如果病毒被剝奪了傳播的環境,它就會消退。
但在美國——那裡已經有近 216 萬例病例和超過 11.7 萬例死亡——這些情況可能正在增加。各州正在重新開放企業和活動,這意味著更多的人在更大的群體中相互接觸。因此,最大限度地減少允許超級傳播事件發生的條件對於控制 COVID-19 至關重要。在日本,衛生官員建議人們避免以下三種情況:通風不良的封閉空間、擁擠的空間和密切接觸的環境。聖達菲研究所計算機科學家克里斯托弗·摩爾模擬病毒傳播事件,他說,病毒的感染能力並非完全是病原體本身的屬性。“它是病毒和人類社會如何相互作用的屬性,”他指出,這是我們可以改變的。
