新型冠状病毒肺炎防控
新型冠状病毒传播途径
中华预防医学杂志, 2020,54(4) : 374-377. DOI: 10.3760/cma.j.cn112150-20200216-0016
摘要

自2019年底,中国武汉暴发新型冠状病毒(2019-nCoV)肺炎以来,展现了我国对未知病原鉴定的能力。目前,报道的传播途径主要通过呼吸道飞沫和间接接触传播为主,其他传播途径还有待证实。本文讨论了2019-nCoV的可能传播途径,现有研究证实呼吸道的飞沫传播和接触传播是主要途径,粪口途径传播可能性比较大,气溶胶传播、泪液传播和母婴传播途径仍有待证实,为2019-nCoV的防控及公众防护提供参考依据。

引用本文: 杨潮, 马秋艳, 郑玉红, 等.  新型冠状病毒传播途径 [J] . 中华预防医学杂志, 2020, 54(4) : 374-377. DOI: 10.3760/cma.j.cn112150-20200216-0016.
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新型冠状病毒(2019-nCoV)肺炎(新冠肺炎)自2019年底在武汉暴发以来,已经传播到我国各地以及多个国家。作为急性呼吸道传染病,该病已纳入《中华人民共和国传染病防治法》规定的乙类传染病,按甲类传染病管理。2003年重症急性呼吸道综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)暴发的场景仍历历在目,当时从第1例不明原因肺炎患者出现到SARS-CoV病原的鉴定用了125 d,此次新冠肺炎疫情的病原鉴定仅用了28 d[1]。这反映了我国在未知病原鉴定能力方面的发展。在国家卫生健康委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》确定2019-nCoV主要传播途径是经呼吸道飞沫和接触传播,气溶胶、消化道等传播途径仍需流行病学和实验室证据才能明确。泪液(结膜)和母婴垂直感染是否也构成传播途径,也需要调查和实验室检测证据。

随着对该病流行病学的认识,通过医务人员感染、社区传播、日本游轮聚集性暴发等事件的报道与调查,该病毒通过呼吸道飞沫传播和接触传播已成为该病毒的主要公认的传播途径;但是,在社区的传播和日本游轮聚集性暴发事件中,也有专家提出该病毒还可能通过气溶胶传播;从患者粪便PCR检测2019-nCoV阳性来看,还可能存在着粪-口传播途径。最近,也有一些眼泪(结膜)和母婴垂直传播途径的讨论。最近,有报道从患者尿液中分离出病毒,尿液是否构成传播病毒的来源有待证实。本文主要综述了2019-nCoV的传播的途径,为新型冠状病毒感染防控提供科学支撑。

一、呼吸道飞沫传播与气溶胶传播

人在打喷嚏、咳嗽和说话时都会产生飞沫(droplets),如果飞沫中存在一定量的病原体就可能被其他人吸入而传播。飞沫中包含不同大小的颗粒,在空气中时,其中的水分会迅速蒸发,变成飞沫核(droplet nuclei),飞沫核的大小及其是否携带病原体决定着飞沫核具有传染性与否。飞沫的直径大小差异很大(1~2 000 mm)。不同研究测定的飞沫核粒子的大小分布不尽相同,这与采用的测量方法有关[2,3,4]。健康人咳嗽出的飞沫粒径97%以上都是小于2 mm的粒子[5],但患者喷出的粒子与健康人有差别。一项研究表明,咳嗽产生的飞沫核仅相当于打喷嚏的5‰左右。飞沫核中,人能吸入2~10 mm粒径的含有病原体的粒子进入肺泡而至感染,分别占咳嗽和打喷嚏产生飞沫核的60%和80%左右[4],可见,如果飞沫核中含有病原体,打喷嚏的飞沫传播作用要强于咳嗽。且飞沫核最常见的直径在1~2 mm之间,其中含细菌的比例取决于飞沫核的大小以及雾化分泌物中细菌的数量,除非唾液中存在大量致病菌,否则打喷嚏或咳嗽产生的飞沫核中细菌数量不多,不太可能直接引起真正的气溶胶传播[4]。在一项研究A族溶血性链球菌传播试验中,发现打喷嚏最远传播距离1.7 m,大部分含菌飞沫核都在0.36 m就随颗粒落地了;而咳嗽产生的飞沫核含菌较少;发现患者唾液中含菌量较多(2×103~7.6×106/ml),这可能与打喷嚏带有大量唾液喷出菌量比咳嗽多有关[6]。如考虑飞沫核吸入到鼻腔就具备感染性,假设50 mm以下粒子均有机会沉着于鼻腔,那么这部分粒子占打喷嚏和咳嗽喷出飞沫核的95%以上,但研究发现99.999%的病原都由大于50 mm的粒子携带[7],可见,通过飞沫传播需要患者喷出大量病原体才能构成直接的传播。也有研究表明,估计一次打喷嚏喷出的小于20 mm粒子的量在1.2×10-5 ml左右[8],据此可推测,在空旷场所打喷嚏通过气溶胶传播的概率也是比较低的,在密闭场所,多个患者反复打喷嚏可能会形成一定浓度的气溶胶。如果估算一下,假设10个患者,在1个15 m2的诊室内,在没有开空调和开窗并关门的情况下,每个患者打喷嚏20次,喷出的气溶胶量为2.4 ml,诊室体积按照30 m3计算,气溶胶均匀分布的话,浓度只有0.08 ml/m3,如此微量的气溶胶形成传播的概率也是不高的。当空气没有任何流动干扰时,90%携带细菌的飞沫核从空气中消失大约需30~60 min。直径大于8 mm的飞沫核通常20 min内消失,而直径大于4 mm的飞沫核也在90 min内消失。当有流动空气时,飞沫核从空气中消失的速度就更快了[4]。而携带病原的大粒子污染了其他部位,如门把手、座椅、公共交通工具扶手、电梯表面等,可以构成间接接触传播的风险更大。这些推测都是基于细菌研究的报道数据,关于2019-nCoV在咳嗽或打喷嚏喷出的飞沫核中的数量和不同粒径中的分布,有待研究证实。WHO也认为该病毒的气溶胶传播需要进一步的评估证实[9]

有学者在患者唾液中检出2019-nCoV,且部分有活性[10],唾液可通过咳嗽排出,即使在正常呼吸过程中也会发现有流感病毒的呼吸道飞沫[11],在没有咳嗽或症状的患者中,2019-nCoV仍可通过唾液直接或间接传播,唾液标本不仅包含从唾液腺分泌的唾液,也包含鼻咽或肺部分泌物[10]。从分离的2019-nCoV毒株序列分析看,该病毒与SARS-CoV使用相同的受体血管紧张转化酶(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)侵入细胞[12]。德国学者从轻症患者鼻咽拭纸分离出2019-nCoV,证实该病毒可在鼻腔、咽部繁殖,可被无症状或轻症患者传播(https://med.sina.com/article_detail_103_1_77345.html)。

"钻石公主号"邮轮新冠肺炎事件可看作社区传播模型,在已经相互隔离的情况下,截至2月23日已出现691例检测阳性,2019-nCoV显示出强大传播能力,似乎超出直接接触传染途径和近距离飞沫传染范围,是否通过轮船新风系统传播,或还有其他形式,仍需要进一步研究及探讨。

二、接触传播

接触传播是通过间接接触被污染的物体表面,如污染的门把手,座椅、电梯表面、水龙头、公共交通工具扶手等,再通过接触黏膜(鼻腔、口腔、结膜等)间接地被感染[13]。2019-nCoV污染物体表面的量有多少,能够存活多久,都是亟待回答的问题。从目前的流行病学调查数据看,接触传播可能是2019-nCoV的主要传播途径。有消息指在山东和广州等医院诊室的门把手已检出2019-nCoV的核酸。

以往对其他病毒的研究,已经确认接触传播的途径。中东呼吸综合征冠状病毒(respiratory syndrome coronavirus in the middle east,MERS-CoV)在人与人间的传播主要是通过密切接触传播,多数情况与接触医疗机构和患者有关[14,15,16,17]。一项研究表明,家庭接触者之间的传播率约为5%[18]。在MERS暴发期间,也观察到了无症状感染者和轻症者,但由于评估困难,没有确切证据显示这群人可以传播病毒[19]。目前调查证明,MERS-CoV的传播主要是动物(骆驼)到人的传播,人和人间的传播力有限。唯一例外的例子是韩国发生的院内感染,一个"超级传播者"患者传播了包括30名医护人员在内的185人,导致24例死亡[20]。SARS暴发期间也发生了多起超级传播者的案例报道,如天津某医院发生的1个患者传播31人的例子[21]。鼻病毒可以通过鼻腔分泌的黏液沾染手指,通过手指再污染门把手、水龙头等污染他人的手,再通过接触鼻孔或揉眼睛时,经鼻黏膜或结膜而被感染[22]。研究表明,通过接触门把手等污染到手指上的鼻病毒可以达3~1 800个空斑形成单位(plaque-forming unit,PFU),而1个PFU即可以感染易感者[22]。带有病毒的唾液、鼻腔及痰液分泌物均可以污染物体表面,因此勤洗手也是至关重要的。

三、粪-口传播

2020年2月9日国务院新闻办公室发布关于新冠疫情时,通报了2019-nCoV可能通过粪口传播的新途径[13]。在我国不同地区和传播至美国的病例中,都提示粪口传播途径的存在[23]。粪口传播是指通过直接或间接接触污染的粪便排泄物中的病原而被传染的途径[24]。无论是SARS-CoV和MERS-CoV,还是目前流行的2019-nCoV都在肠道上皮细胞中繁殖,随着粪便排出,也有媒体报道提示,排出的病毒也可能形成气溶胶而传播,如2020年1月19日中国香港的康美楼公租屋两起2019-nCoV感染确诊事件,就不能排出粪便排泄物中病毒污染的可能性。2月19日钟南山院士团队从1例确诊患者的尿液标本中分离出2019-nCoV,并已完成病毒的全基因组测序及病毒学鉴定工作,证实了患者的尿液中存在活病毒,结合之前粪便中病毒的分离和中国香港康美楼社区传播事件,卫生间及下水管道是否也存在传播可能也需要进一步研究探讨。

四、泪液(结膜)传播

WHO报道眼泪也可能作为SARS冠状病毒传播的体液之一[25]。尽管Chan等[26]对血清学确诊的SARS患者的泪液分泌物或结膜细胞标本进行了SARS-CoV核酸和病毒培养,但由于样本量太少(发病1~3周的患者17例),且没有检测到阳性结果,也不能排除泪液传播的可能性。因为采集样本时,患者可能没有通过泪液排毒,即采集样本的时机不对。Peiris等[27]报告对SARS患者鼻咽拭纸标本和粪便标本的PCR检测阳性率也只有50%~55%。Lawler等[28]用食蟹猴证明,SARS病毒的黏膜接种(包括眼结膜接种)产生的症状要比静脉注射途径典型。研究表明,SARS-COV和2019-nCoV的受体都是ACE2,该受体主要分布在呼吸道和消化道,在全身其他器官(皮肤、淋巴结、胸腺、骨髓、脾脏、肝脏和大脑)也广泛分布[29],但在结膜上皮上存在与否还有待证实。

过去报道表明,一些病毒可通过人和动物的结膜感染。H1N1流感病毒具有呼吸道和结膜嗜性[30]。且证明导致大流行的甲型H1N1流感病毒全球流行株的HA和NA基因节段对决定结膜嗜性发挥着重要作用[31]。禽传染性喉气管炎病毒可以在呼吸系统黏膜和结膜中复制[32]。柯萨奇病毒A24型是新加坡流行急性出血性结膜炎的重要致病因素[33]。腺病毒Ad8和19合并感染导致角膜结膜炎的暴发[34]。腺病毒Ad37在结膜细胞上的受体是50-kDa膜蛋白[35]。如上述,人体结膜上皮细胞表面是否有ACE2受体分布,还有待证实。此外,2019-nCoV是否存在其他受体也未见报道,但从1名专家因去武汉首发结膜炎后被确诊为2019-nCoV感染的个案看,结膜感染和泪液传播途径是不容忽视的[36]

五、母婴传播

很多疾病可以通过母婴途径垂直传播,2019-nCoV的母婴传播虽然仍需更多的科学调查来证实,但已有案例说明这个途径存在的可能性,如从出生30 h的新生儿的咽拭纸中检测出2019-nCoV核酸阳性。在一篇报道中,分析了10例感染2019-nCoV的孕妇,生产后,未发现新婴儿的被传播现象[37]。最新研究通过对9例确诊2019-nCoV感染的孕妇生产后羊水、脐带血、新生儿咽拭子和母乳样本进行分析,没有证据表明妊娠晚期发生2019-nCoV垂直传播而引起的宫内感染[38]

总之,目前关于2019-nCoV传播途径的研究还不够系统,能够确定呼吸道的飞沫传播和接触传播是主要途径,粪口途径传播可能性比较大,气溶胶传播、泪液传播和母婴传播途径仍有待证实。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
[1]
ChengVCC, WongSC, ToKKW, HoPL, YuenKY: Preparedness and proactive infection control measures against the emerging Wuhan coronavirus pneumonia in China[J]. J Hosp Infect, 2020, In pressing.DOI: 10.1016/j.jhin.2020.01.010.
[2]
Guidelines for preventing the transmission of Mycobacterium tuberculosis in health-care facilities, 1994. Centers for Disease Control and Prevention[J]. MMWR Recomm Rep, 1994,43(RR-13):1-132.
[3]
LoudonRG, RobertsRM. Droplet expulsion from the respiratory tract[J]. Am Rev Respir Dis, 1967,95(3):435-442. DOI: 10.1164/arrd.1967.95.3.435.
[4]
DuguidJP. The size and the duration of air-carriage of respiratory droplets and droplet-nuclei[J]. J Hyg (Lond), 1946,44(6):471-479. DOI: 10.1017/s0022172400019288.
[5]
PapineniRS, RosenthalFS. The size distribution of droplets in the exhaled breath of healthy human subjects[J]. J Aerosol Med, 1997,10(2):105-116. DOI: 10.1089/jam.1997.10.105.
[6]
HAMBURGERM, ROBERTSONOH. Expulsion of group A hemolytic streptococci in droplets and droplet nuclei by sneezing, coughing and talking[J]. Am J Med, 1948,4(5):690-701. DOI: 10.1016/s0002-9343(48)90392-1.
[7]
LoudonRG, RobertsRM. Relation between the Airborne Diameters of Respiratory Droplets and the Diameter of the Stains left after Recovery[J]. Nature, 1967, 213(5071):95-96. DOI:10.1038/213095a0.
[8]
NicasM, NazaroffWW, HubbardA. Toward understanding the risk of secondary airborne infection: emission of respirable pathogens[J]. J Occup Environ Hyg, 2005,2(3):143-154. DOI: 10.1080/15459620590918466.
[9]
World Health Organization. Question and answer on coronaviruses[EB/OL].[2020-02-14]http://www.who.int/news-room/q-a-coronaviruses.
[10]
Kai-WangTK, Tak-YinTO, Chik-YanYC, et al. Consistent Detection of 2019 Novel Coronavirus in Saliva[J]. Clin Infect Dis, 2020, In pressing. DOI: 10.1093/cid/ciaa149.
[11]
YanJ, GranthamM, PantelicJ, et al. Infectious virus in exhaled breath of symptomatic seasonal influenza cases from a college community[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2018,115(5):1081-1086. DOI: 10.1073/pnas.1716561115.
[12]
ZhouP, YangXL, WangXG, et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin[J]. Nature, 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-2012-7.
[13]
中华预防医学会新型冠状病毒肺炎防控专家组.新型冠状病毒肺炎流行病学特征的最新认识[J/OL].中华流行病学杂志,2020,41.http://rs.yiigle.com/yufabiao/1181136.htm.DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2020.02.002.
[14]
AlqasrawiS. 2014 MERS-CoV outbreak in Jeddah--alink to health care facilities[J]. N Engl J Med, 2015, 372(9):846-854. DOI: 10.1056/NEJMoa1408636.
[15]
BalkhyHH, AlenaziTH, AlshamraniMM, et al. Notes from the Field: Nosocomial Outbreak of Middle East Respiratory Syndrome in a Large Tertiary Care Hospital -Riyadh, Saudi Arabia, 2015.[J].MMWR Morb Mortal Wkly Rep, 2016, 65(6):163-164. DOI:10.15585/mmwr.mm6506a5.
[16]
Al-OmariA, RabaanAA, SalihS, et al. MERS coronavirus outbreak: Implications for emerging viral infections[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2019,93(3):265-285. DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2018.10.011.
[17]
Al-TawfiqJA, AuwaerterPG. Healthcare-associated infections: the hallmark of Middle East respiratory syndrome coronavirus with review of the literature[J]. J Hosp Infect, 2019,101(1):20-29. DOI: 10.1016/j.jhin.2018.05.021.
[18]
MemishZA, Al-TawfiqJA, MakhdoomHQ, et al. Screening for Middle East respiratory syndrome coronavirus infection in hospital patients and their healthcare worker and family contacts: a prospective descriptive study[J]. Clin Microbiol Infect, 2014,20(5):469-474. DOI: 10.1111/1469-0691.12562.
[19]
BleibtreuA, BertineM, BertinC, et al. Focus on Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV)[J]. Med Mal Infect, 2019. DOI: 10.1016/j.medmal.2019.10.004.
[20]
ChoSY, KangJM, HaYE, et al. MERS-CoV outbreak following a single patient exposure in an emergency room in South Korea: an epidemiological outbreak study[J]. Lancet, 2016,388(10048):994-1001. DOI: 10.1016/S0140-6736(16)30623-7.
[21]
WangSX, LiYM, SunBC, et al. The SARS outbreak in a general hospital in Tianjin, China-the case of super-spreader[J]. Epidemiol Infect, 2006, 134(4):786. DOI: 10.1017/s095026880500556X.
[22]
PancicF, CarpentierDC, CamePE. Role of infectious secretions in the transmission of rhinovirus[J]. J Clin Microbiol, 1980,12(4):567-571.
[23]
HolshueML, DeBoltC, LindquistS, et al. First case of 2019 novel coronavirus in the United States[J]. N Engl J Med, 2020, In pressing. DOI: 10.1056/NEJMoa2001191.
[24]
de GraafM, BeckR, CaccioSM, et al. Sustained fecal-oral human-to-human transmission following a zoonotic event[J]. Curr Opin Virol, 2017,22:1-6. DOI: 10.1016/j.coviro.2016.11.001.
[25]
World Health Organization: Update 27-One month into the global SARS outbreak: status of the outbreak and lessons for the immediate future[EB/OL].[2020-02-14].https://www.who.int/csr/sars/archive/2003_04_11/en/.
[26]
ChanWM, YuenKS, FanDS, et al. Tears and conjunctival scrapings for coronavirus in patients with SARS[J]. Br J Ophthalmol, 2004,88(7):968-969. DOI: 10.1136/bjo.2003.039461.
[27]
PeirisJ, LaiST, PoonL, et al. Coronavirus as a possible cause of severe acute respiratory syndrome[J]. Lancet, 2003, 361(9366): 1319-1325.DOI: 10.1016/s0140-6736(03)13077-2.
[28]
LawlerJV, EndyTP, HensleyLE, et al. Cynomolgus macaque as an animal model for severe acute respiratory syndrome[J]. PLoS Med, 2006,3(5):e149. DOI: 10.1371/journal.pmed.0030149.
[29]
HammingI, TimensW, BulthuisML, et al. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis[J]. J Pathol, 2004,203(2):631-637. DOI: 10.1002/path.1570.
[30]
ChanRW, KangSS, YenHL, et al. Tissue tropism of swine influenza viruses and reassortants in ex vivo cultures of the human respiratory tract and conjunctiva[J]. J Virol, 2011,85(22):11581-11587. DOI: 10.1128/JVI.05662-11.
[31]
ChanM, ChanR, YenH, et al. Tropism and innate host response of the 2009 pandemic H1N1 influenza virus compared with related swine influenza viruses and reassortants in ex vivo and in vitro cultures of the human respiratory tract and conjunctiva[J]. Influenza Other Respir Viruses, 2011, 5(Suppl 1):54-55. DOI: 10.1128/IAI.00186-11.
[32]
ReddyVR, SteukersL, LiY, et al. Replication characteristics of infectious laryngotracheitis virus in the respiratory and conjunctival mucosa[J]. Avian Pathol, 2014,43(5):450-457. DOI: 10.1080/03079457.2014.956285.
[33]
Yin-MurphyM, Baharuddin-Ishak, PhoonMC, et al. A recent epidemic of Coxsackie virus type A24 acute haemorrhagic conjunctivitis in Singapore.[J]. Br J Ophthalmol, 1986, 70(11):869-873. DOI: 10.1136/bjo.70.11.869.
[34]
BernardG, O′DayDM, HierholzerJC, et al. Epidemic keratoconjunctivitis: acommunity outbreak of mixed adenovirus type 8 and type 19 Infection[J]. J Infect Dis, 1975, 132(2):142-150. DOI:10.1093/infdis/132.2.142.
[35]
WuE, FernandezJ, FleckSK, et al. A 50-kDa membrane protein mediates sialic acid-independent binding and infection of conjunctival cells by adenovirus type 37[J]. Virology, 2001,279(1):78-89. DOI: 10.1006/viro.2000.0703.
[36]
LuCW, LiuXF, JiaZF. 2019-nCoV transmission through the ocular surface must not be ignored[J]. Lancet, 2020, In pressing.
[37]
ZhuH, WangL, FangC, et al. Clinical analysis of 10 neonates born to mothers with 2019-nCoV pneumonia[J/OL]. Transl Pediatr, 2020. http://dx.doi.org/10.21037/tp.2020.02.06.
[38]
ChenH, GuoJ, WangC, et al. Clinical characteristics and intrauterine vertical transmission potential of COVID-19 infection in nine pregnant women: a retrospective review of medical records[J]. Lancet, 2020, In pressing. DOI: 10.1016/s0140-6736(20)30360-3.
 
 
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