Чому носити медичні маски (навіть саморобні) все ж потрібно

Останній Бастіон продовжує антивірусний лікнеп

Молекулярний біолог, професор Сунь Хуан з Інституту системної біології (Сієтл, США), базуючись на результатах наукових досліджень, доводить, що маски, навіть найпримітивніші, реально можуть допомогти в боротьбі з пандемією коронавірусу.

Подаємо переклад його статті, опублікованої на сайті Medium.

Оприлюднені в західних країнах офіційні рекомендації проти широкого застосування медичних масок у повсякденному вжитку були мотивовані необхідністю не допустити дефіциту таких засобів захисту для медпрацівників. Однак відсутнє будь-яке наукове підтвердження неефективності масок, які носять звичайні люди. Навпаки, з врахуванням заявленої мети «знівелювати криву» зростання захворюваності, було б бажаним будь-яке додаткове, навіть часткове зменшення випадків передачі вірусу – зокрема, з допомогою простих хірургічних чи саморобних масок.

Останні дані щодо проникнення вірусу SARS-Cov-2 (збудника COVID-19) у тканини людини і балістики чхання/кашлю дозволяють припустити, що основним механізмом передачі є не дрібні аерозольні частки, а великі краплі, а це значить, що маски слід носити буквально кожному.

Лікарі публічно заявляють: «досить купувати маски, вони не ефективні». Центр з контролю і профілактики захворювань (CDC, федеральне агентство США) заявляє, що хірургічні маски забезпечують набагато слабший захист, ніж респіраторні маски № 95 (які мають бути ідеально припасовані для ефективного використання).

CDC рекомендує, щоб здорові люди взагалі не носили масок, лише хворі. Ці керівні настанови не базуються на наукових даних і могли мати непередбачувані наслідки: стигматизувати тих, хто носить маски на людях («мабуть, ви заразний!»).

Порівняйте це з культурною звичкою, заохоченням чи навіть обов'язком носити маски в азійських країнах – які наразі згладили криву або мали пласку криву від самого початку.

Звісно, хірургічні маски і неправильно припасовані респіраторні маски № 95 не забезпечують ідеального захисту. Але якщо заявлена мета полягає в тому, щоб знизити поширення вірусу (а не знищити його), ми повинні відмовитися від чорно-білого мислення і сприйняти відтінки сірого. Ми більше не можемо стверджувати, що маски «неефективні». Ми не можемо допустити, щоб ідеальне було ворогом хорошого. Ефект навіть від такого часткового захисту приблизно такий, як і від рекомендованого дистанціювання один від одного на 2 м чи відмови від доторку до власного обличчя. В результаті масове носіння масок може подвоїти вплив нефармакологічного втручання (NPI) на згладжування кривої.

В той час, коли CDC не надає ніяких науково обґрунтованих доказів свого  судження про «неефективність» носіння масок звичайними людьми, ми розглянемо наукові докази на підтримку цього методу захисту. Ми концентруємося на механістичному обґрунтуванні (на відміну від епідеміологічних та феноменологічних даних). Зважаючи на балістику кашлю і результати останніх біологічних досліджень передачі вірусу SARS-CoV2, ми доходимо висновку, що будь-який фізичний бар'єр, навіть саморобні маски, можуть суттєво обмежити поширення хвороби. Якщо ми під тиском громадськості послабимо карантин заради пожвавлення економіки, то публічне носіння масок буде дуже корисним.  

Твердження щодо неефективності носіння масок неправильне з трьох точок зору: виходячи з правил звичайної логіки, механіки передачі і методів проникнення вірусу.

І. Логіка

Зрозуміло, маски не забезпечують ідеального (100-відсоткового) захисту, але це не значить, що вони абсолютно зайві, так само як напівпорожня склянка не обов'язково буде порожньою: я би із задоволенням взяв склянку, наповнену хоч би на 60 відсотків водою, коли спрага стане нестерпною.

В нашому бінарному світі офіційне повідомлення, що хірургічні маски «неефективні», могло бути сприйнятим як інформація про абсолютну їхню  непридатність. На жаль, завдяки чорно-білій картині, намальованій офіційними особами, була припинена дискусія щодо ефективності масок, а разом з нею – й можливість стимулювати нарощення виробництва цих недорогих захисних засобів.

Але заявлена мета «згладити криву» (а не повністю знищити вірус) подає поняття «часткового захисту» під новим кутом зору. В принципі, можна вирахувати ступінь згладжування кривої за допомогою широкого застосування масок. Але для цього нам потрібно спершу зрозуміти механіку і біологію передачі вірусу в деталях.

ІІ. Механіка

Те, як хвороботворні віруси передаються від людини до людини повітряно-крапельним шляхом, є складним, недостатньо вивченим питанням. Грубо кажучи, краплі можна розділити на дві великі категорії в залежності від розміру.

а) краплі діаметром менше 10 мкм – верхня межа розміру для визначення аерозолю (частинки настільки легкі, що можуть літати в повітрі). Для стислості будемо називати цю категорію «краплями аерозолями». Вони переносяться вентиляцією чи вітром і тому можуть переміщатися кімнатами. Маски для обличчя № 95 від хірургічних масок відрізняє якраз їхнє призначення (у відповідності до вимог) для зупинки аерозолей: вони мають фільтрувати 95% крапель розміром менше 0,3 мкм.

б) краплі розміром більше 10 мкм, досягають 100 мкм чи більше. Домовимося тут називати ці великі частки «краплями спрею». Зрозуміло, краплі спрею можуть бути і більшого розміру, такими, які можна побачити й неозброєним оком. Розрахунки показують, що при видиху краплі більші 0,1 мкм можуть випаровуватися чи падати на поверхню на відстань 2 м, в залежності від розміру, вологості повітря і температури. Але при кашлі чи чханні вони можуть вилітати з рота, як снаряди, зі швидкістю 50 м/сек (для чхання) чи 10 м/сек (для кашлю), і здатні долати відстань до 6 м. Якщо це так, то часто згадуваної «безпечної відстані» у 2 м при соціальних контактах може виявитися замало – якщо тільки ви не одягнете просту маску.

Ось у чому полягає для нас основна різниця між краплями аерозолю і краплями спрею: для того, щоб частинки, які ми вдихаємо, проникали глибоко до легень через всі повітропроводи до альвеолярних клітин, де й відбувається газообмін, вони мають бути невеликими – лише краплі діаметром менше 10 мкм здатні на це. Навпаки, крупніші краплі застрягають у носі і горлянці (носоглотковий простір), у верхніх дихальних шляхах легень, трахеї і великих бронхах.

Звідси витікає, що складні маски № 95, призначені для фільтрації дрібніших частинок, допомагають попередити потрапляння вірусу до альвеол. Але чи це дійсно важливо для згладжування кривої? Подивимося нижче. У той же час цілком вірогідно, що великі краплі, які попадають у носоглотку, можуть бути зупинені будь-яким фізичним бар'єром, зокрема, простими хірургічними масками.

В офіційних повідомленнях не йдеться, але мається на увазі, що альвеоли є місцем призначення крапель для доставки вірусного навантаження. Це додало уявної важливості маскам № 95 і знецінило хірургічні.

Нюанси не цікавлять непрофесіоналів (а також багатьох диванних експертів), котрі вважають звичайні маски непотрібними.

Стосовно аерозолів, то ми не повинні забувати, що часткова фільтрація, яка забезпечується хірургічними масками, краще, ніж нічого. В 2008 році голландські вчені порівняли здатність трьох масок: саморобної з серветки, стандартної хірургічної маски і європейського еквіваленту масок № 95 щодо затримки невеликих за розміром аерозольних крапель в діапазоні від 0,2 до 1 мкм – це краплі, які досягають легень. Виявилося, що при вдиханні респіраторна маска відфільтровує 99% таких часток, хірургічна – 75%, саморобна – 67%. Тобто, звичайна маска знижує небезпеку зараження вчетверо, а саморобна – утричі!

Ці результати актуалізують питання: якщо все, що нам потрібно, це пом'якшити пандемію, тобто «згладити криву», то наскільки зменшення учетверо кількості часток, які попадають до легень, зменшить передачу від людини до людини? Інтуїція натякає, що навіть недосконала маска може надати певний захист.

Справді, ми не знаємо, в якій пропорції COVID-19 передається через великі краплі спрею у порівнянні з маленькими краплями аерозолі. Тому важливо розглянути біологічний механізм передачі – те, що не враховується офіційними особами, котрі стверджують, що «хірургічні маски не ефективні».

ІІІ. Біологія

Вірус  як і будь-який подібний до нього мікроорганізм, кріпиться до клітин людини за принципом ключа і замка, де вірус є ключем, а клітина – замком, який використовується для входу до клітини і реплікації. Коронавірус використовує «білок-шип» (протеїн S), який кріпиться до білка-замка на поверхні клітин. Замком для нашого вірусу слугує білок ACE2.

Цей фермент клітинної поверхі зазвичай виконує захисну функцію в серцево-легеневій системі. АСЕ2 у більших кількостях характерний для людей похилого віку, людей з хронічною серцевою недостатністю чи з легеневою або артеріальною гіпертензією. Деякі ліки від артеріального тиску, а також механічний стрес від вентиляції легень, за іронією долі, можуть збільшити кількість АСЕ2.

Дивно, але експресія АСЕ2 в легенях є дуже низькою: вона обмежена декількома молекулами на клітину в альвеолярних клітинах глибоко в легенях. Але нещодавно опублікована стаття консорціуму Human Cell Atlas (HCA) повідомляє, що АСЕ2 помітно експресується в деяких типах (секреторних) клітин всередині носової порожнини!

Об'єднайте цей факт з наведеним вище поясненням механізму: експресія білка АСЕ2 в носі припускає, що коронавірус заражує ці клітини. Можна також зробити висновок, що передача вірусу SARS-Cov2 буде здійснюватися переважно через великі краплі, які виділяються з кашлем чи чханням. Завдяки своїм розмірам вони будуть потрапляти до носоглотки – саме туди, де широко представлені «замки», які можуть бути відімкнені «ключем», яким володіє коронавірус. Вочевидь, цей шлях передачі може бути ефективно заблокованим простим фізичним бар'єром.

Молекулярний аналіз також показує, що вірус SARS-Cov2 активний і розмножується вже в носоглотці, на відміну від інших респіраторних вірусів, які живуть в глибших місцях легень.

Реплікація вірусу в слизовій оболонці носоглотки може також пояснити позитивні тести на продромальній стадії (до появи симптомів) і передачу вірусу здоровими носіями, і, можливо, аносмію (втрату нюху), що спостерігається на ранніх стадіях COVID-19. Але це також означає, що уникнення великих крапель, які у будь-якому разі не можуть попасти до легень, але попадають до верхніх дихальних шляхів, може бути найбільш ефективним засобом попередження інфекції. Атож, хірургічні маски, і, можливо, навіть ваша лижна маска, бандана чи шалик зможуть забезпечити кращий захист, ніж це уявляв урядовий чиновник у своїй попередній (такій зрозумілій, але такій невдалій) рекомендації проти носіння масок широкими масами.

Було б трагічно, якщо помилкова логіка і нерозуміння механіки та біології поширення вірусу, що примусили західні уряди виступити проти носіння масок, посприяють різкому зростанню COVID-19. Враховуючи те, що верхні дихальні шляхи є основним місцем для проникнення SARS-Cov-2 до тканин людини, носіння простих масок для обличчя, які блокують попадання великих крапель-снарядів до носа чи горла, може подвоїти ефект пом'якшення у «вирівнюванні кривої»!

Зазираючи у майбутнє: якщо ми найближчим часом не послабимо карантинні заходи заради підтримки економіки, то, можливо, заохочення використання масок було б гарним компромісом  між повною ізоляцією і повною свободою, яка може призвести до відродження невидимого ворога. Наразі існує надійна наукова основа для того, щоб покласти край офіційній антимасочній істерії і рекомендувати чи навіть наказати широко використовувати маски, як це зробили азійські країни, що подолали ріст епідемії.