Κορωνοϊός: Σύμφωνα με τις επίσημες συστάσεις, ο γενικός πληθυσμός που είναι υγιής δεν χρειάζεται να φορά μάσκες - Ωστόσο, βιολόγος στο Ινστιτούτο Βιολογίας των Συστημάτων στις ΗΠΑ ανέφερε ότι η σύσταση έγινε, για να εξασφαλιστεί επάρκεια μασκών για τους υγειονομικούς εργαζόμενους
Σύμφωνα με τις επίσημες συστάσεις που ισχύουν σε Ευρώπη και ΗΠΑ, εν καιρώ πανδημίας λόγω του νέου κορωνοϊού SARS-CoV-2,δεν χρειάζεται ο γενικός πληθυσμό που είναι υγιής να φορά προστατευτικές μάσκες. Ωστόσο αυτό, όπως εξηγεί ο Sui Huang, Μοριακός και Κυτταρικός Βιολόγος στο Ινστιτούτο Βιολογίας των Συστημάτων στις ΗΠΑ, προέκυψε από την ανάγκη να εξασφαλιστεί επάρκεια μασκών για τους υγειονομικούς εργαζόμενους.
Σε ανάλυση που δημοσιεύει το medium.com ο ερευνητής υποστηρίζει ότι δεν υπάρχει επιστημονική βάση στην άποψη ότι οι μάσκες που φορούν οι μη υγειονομικοί δεν είναι αναποτελεσματικές. Αλλά αντιθέτως, ενόψει του της προσπάθειας της «ισοπέδωσης της καμπύλης», οποιαδήποτε επιπρόσθετη, μερική μείωση μετάδοση του κορωνοϊού θα ήταν ευπρόσδεκτη - ακόμη και από τις απλές χειρουργικές μάσκες ή από αυτοσχέδια φτιαγμένες μάσκες (που δεν θα επιδεινώσουν πρόβλημα έλλειψης μασκών).
Τα τελευταία βιολογικά ευρήματα σχετικά με την είσοδο του SARS-Cov-2 στους ανθρώπινους ιστούς και τις βαλλιστικές μελέτες για τα σταγονίδια που εκτοξεύονται με τον βήχα και το φτέρνισμα, δείχνουν ότι ο κύριος μηχανισμός μετάδοσης είναι όχι μέσω των μικρών αερολυμάτων αλλά των μεγάλων σταγονιδίων.Άρα, δικαιολογείται η χρήση των χειρουργικών μασκών από όλους μας.
Αναλυτικά το άρθρο του Sui Huang έχει ως εξής:
Το Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νόσων (CDC) ξεκαθαρίζει ότι οι χειρουργικές μάσκες προσφέρουν πολύ λιγότερη προστασία από τις μάσκες προσώπου τύπου N95 (οι οποίες πρέπει επίσης να έχουν τέλεια εφαρμογή στο πρόσωπο που μόνο οι επαγγελματίες μπορούν να τις φορέσουν σωστά). Το CDC συνιστά τα υγιή άτομα να μην φορούν μάσκες, μόνο οι ασθενείς. Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές δεν έχουν τις βάσεις τους σε επιστημονικά επιχειρήματα, αλλά είχαν ως κίνητρο την ανάγκη να σωθούν οι πολύτιμες μάσκες για τους επαγγελματίες υγείας λόγω έλλειψης. Μπορεί όμως να είχαν απροσδόκητες συνέπειες: στιγματίζοντας εκείνους τους πολίτες που φορούν μάσκες (είστε καταστροφικοί ή είστε μεταδοτικοί!).
Αντιπαραθέστε αυτό με την πολιτισμική συνήθεια, την ενθάρρυνση ή ακόμη και την εντολή να φορούν οι πολίτες μάσκες στις χώρες της Ασίας - οι οποίες έχουν τώρα «ισοπεδώσει την καμπύλη» ή είχαν μια πιο επίπεδη καμπύλη από την αρχή.
Σίγουρα, οι χειρουργικές μάσκες και οι μάσκες N95 (στην Ευρώπη είναι οι μάσκες FFP2) που δεν χρησιμοποιούνται σωστά δεν προσφέρουν τέλεια προστασία. Αλλά αν ο επιδιωκόμενος στόχος είναι να «ισοπεδώσουμε» την καμπύλη (σε αντίθεση με την εκρίζωση του ιού), πρέπει να εγκαταλείψουμε τη λογική άσπρο ή μαύρο και να ασπαστούμε τις αποχρώσεις του γκρι. Δεν μπορούμε πλέον να ισχυριζόμαστε ότι οι μάσκες «δεν είναι αποτελεσματικές». Δεν μπορούμε να επιτρέψουμε στο τέλειο να είναι εχθρός του καλού. Τι γίνεται όμως εάν η μερική προστασία που παρέχεται από χειρουργικές ή ακόμα και αυτοσχέδιες μάσκες, που δεν έχουν φορεθεί σωστά, μειώνει την πιθανότητα μετάδοσης σε βαθμό που είναι παρόμοιος με εκείνον της συνιστώμενης (εξίσου ατελής) τήρησης της απόστασης του ενός μέτρου του ενός ατόμου από το άλλο ή «μην αγγίζετε το πρόσωπό σας» ; Θα μπορούσε τότε να διπλασιάσει την επίδραση της μη φαρμακολογικής παρέμβασης (NPI) στην ισοπέδωση της καμπύλης (ΣΧΗΜΑ 1).
ΣΧΗΜΑ 1. «Ισοπέδωση της καμπύλης». Η επίδραση των παρεμβάσεων μετριασμού που θα μείωνε τον αρχικό ρυθμό αναπαραγωγής R0 κατά 50% όταν εφαρμόστηκε την 25η ημέρα. Η κόκκινη καμπύλη είναι η πορεία του αριθμού των μολυσμένων ατόμων («περίπτωση») χωρίς παρέμβαση. Η πράσινη καμπύλη αντικατοπτρίζει την μεταβαλλόμενη («ισοπεδωμένη») καμπύλη μετά την παρέμβαση. Ημέρα 0 (3 Μαρτίου 2020) είναι ο χρόνος κατά τον οποίο επιβεβαιώθηκαν 100 κρούσματα (d100 = 0). Το μοντέλο είναι μόνο για επεξήγηση και εκτελέστηκε στον προσομοιωτή SEIR (http://gabgoh.github.io/COVID/index.html). Το μοντέλο μη παρέμβασης προσαρμόστηκε στα ακόλουθα δεδομένα: μια χρονική περίοδο 20 ημερών κατά την οποία ο αριθμός των κρουσμάτων στις ΗΠΑ αυξήθηκε από 100 (d100 = 0) σε 35.000 (d100 = 20). Χρησιμοποιήθηκαν βασικές παράμετροι (μέγεθος πληθυσμού 330 M, Tinc = 5,2 ημέρες, Tinf = 3,0 ημέρες αλλά με μάλλον υψηλή τιμή R0 = 5,6 για να επιτευχθεί ο παρατηρούμενος ρυθμός αύξησης των κρουσμάτων στις ΗΠΑ. Οι καμπύλες αναδιαμορφώνονται, αλλά όχι σε κλίμακα.
Αφού το CDC δεν παρέχει επιστημονικά στοιχεία για τη δήλωσή του ότι οι μάσκες που φοριούνται από τους πολίτες «δεν είναι αποτελεσματικές», εδώ εξετάζουμε τα επιστημονικά στοιχεία για προστασία που παρέχουν οι χειρουργικές μάσκες. Εστιάζουμε στη μηχανιστική λογική (σε αντίθεση με τα επιδημιολογικά-φαινομενολογικά στοιχεία). Συμπεραίνουμε ότι, εξετάζοντας τις βαλλιστικές αναλύσεις σταγονιδίων βήχα και τα τελευταία ερευνητικά δεδομένα σχετικά με τη βιολογία της μετάδοσης του ιού SARS-CoV2 (που προκαλεί τη νόσο COVID-19), κάθε φυσικό εμπόδιο, όπως παρέχεται ακόμη και από τις μάσκες που μετατοπίζονται, μπορεί να μειώσει σημαντικά την εξάπλωση της COVID-19. Αν θέλουμε σύντομα να υποκύψουμε στις πιέσεις και να χαλαρώσουμε τα περιοριστικά μέτρα και να επιτρέψουμε περιορισμένες κοινωνικές αλληλεπιδράσεις για να αναζωογονήσουμε την οικονομία, τότε οι μάσκες θα πρέπει να διαδραματίσουν ένα ρόλο και θα μπορούσαν να διευκολύνουν μια προσέγγιση στη λογική της «μέσης οδού».
Η επίσημη σύσταση του CDC, του FDA και άλλων ότι οι μάσκες που φοριούνται από τους μη επαγγελματίες υγείας είναι αναποτελεσματικές είναι λανθασμένη σε τρία επίπεδα: στη λογική, στη μηχανική της μετάδοσης και στη βιολογία του ιού.
Η Λογική
Φυσικά, καμία μάσκα, είτε είναι η σφιχτά τοποθετημένη μάσκα N95 ή η χαλαρά φορεμένη χειρουργική μάσκα, δεν παρέχει τέλεια προστασία («100%»). Αλλά η ατελής προστασία δεν σημαίνει και «εντελώς άχρηστη», όπως ένα όχι γεμάτο γυάλινο δοχείο δεν σημαίνει ότι είναι άδειο: Θα δεχόμουν με χαρά ένα ποτήρι νερό γεμισμένο στο 60% όταν είμαι διψασμένος. Η απουσία αποδεικτικών στοιχείων (προστασίας) δεν αποτελεί ένδειξη απουσίας. Αλλά στον δυαδικό μας κόσμο, το επίσημο μήνυμα ότι οι χειρουργικές μάσκες είναι «μη αποτελεσματικές» μπορεί να έστειλε το λάθος μήνυμα: ότι είναι απολύτως άχρηστες. Δυστυχώς, με την εικόνα ζωγραφισμένη ασπρόμαυρη από τους ιθύνοντες, η συζήτηση σχετικά με την αποτελεσματικότητα των μασκών έχει καταπνιγεί και μαζί της η δυνατότητα παροχής κινήτρων στη βιομηχανία να αυξήσει την παραγωγή αυτών των προστατευτικών μέσων.
Αλλά με τον δηλωμένο στόχο να «ισοπεδώσουμε την καμπύλη» (και όχι να εξαλείψουμε εντελώς τον ιό) έχουμε έναν «συγγενή» σε αντίθεση με τον απόλυτο στόχο, ο οποίος θέτει την έννοια της «μερικής προστασίας» υπό νέα λογική. Καταρχήν, θα μπορούσε κάποιος να υπολογίσει την έκταση Υ της ισοπέδωσης της καμπύλης, δεδομένης της μερικής προστασίας από το X% όπως αποδίδεται από τη μάσκα. Αλλά γι’ αυτό θα πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τη μηχανική και τη βιολογία της μετάδοσης του ιού λεπτομερώς.
Η Μηχανική
Ο τρόπος με τον οποίο οι ιοί που προκαλούν αερομεταφερόμενες ασθένειες μεταφέρονται με σταγονίδια από άνθρωπο σε άνθρωπο είναι ένα πολύπλοκο και ακατανοητό ζήτημα. Τα σταγονίδια μπορούν (για την παρούσα συζήτηση) να υποδιαιρεθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες με βάση το μέγεθος (Σχήμα 2):
ΣΧΗΜΑ 2. Σταγονίδια μεγαλύτερα από τα αερολύματα, όταν εκπνέονται (σε ταχύτητα <1m / s), εξατμίζονται ή πέφτουν στο έδαφος σε απόσταση μικρότερη από 1,5 μέτρο μακριά. Όταν εκτοξεύονται με μεγάλη ταχύτητα με το βήχα ή το φτέρνισμα, ειδικά τα μεγαλύτερα σταγονίδια (> 0,1 μικρομέτρα), μπορούν να μεταφερθούν περισσότερο από 2 ή 6 μέτρα, αντίστοιχα, μακριά.
α) Σταγονίδια με διάμετρο μικρότερη από 10 μm (μικρόμετρα), το ανώτερο όριο μεγέθους για τον ορισμό του «αερολύματος» (σωματίδια τόσο μικρά ώστε να μπορούν να «επιπλέουν» στον αέρα). Για συντομία, ας ονομάσουμε αυτή την κατηγορία «αερολύματα». Αυτά τα μικρά αερολύματα μεταφέρονται με τον εξαερισμό ή με τον άνεμο και έτσι μπορούν να «ταξιδεύουν» από δωμάτιο σε δωμάτιο. Αυτό που κάνει τις μάσκες προσώπου N95 διαφορετικές από τις χειρουργικές μάσκες είναι ότι οι πρώτες σχεδιάζονται (σύμφωνα με τις κανονιστικές ρυθμίσεις) για να σταματούν τα αερολύματα: πρέπει να φιλτράρουν το 95% των σταγονιδίων με διάμετρο μικρότερη από 0,3 μm.
β) Σταγονίδια μεγαλύτερα από 10μm (μικρόμετρα), αγγίζοντας έως και τα 100 μm ή και περισσότερο. Ας ονομάσουμε αυτά τα μεγάλα σωματίδια «σταγονίδια ψεκασμού». Φυσικά, τα σταγονίδια μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτερα, μέχρι ένα μέγεθος ορατό με γυμνό μάτι, που δημιουργείται με βήχα ή φτέρνισμα (διαμέτρου 0,1 μm και άνω). Οι υπολογισμοί από τους Xie et al υποδηλώνουν ότι αν εκπνευστεί, σταγονίδιο> 0,1 μm μπορεί να εξατμιστεί ή να πέσει σε μια επιφάνεια εντός 2 μέτρων, ανάλογα με το μέγεθος, την υγρασία του αέρα και τη θερμοκρασία. Αλλά ο βήχας ή το φτέρνισμα μπορεί να εκτοξεύσει τέτοια σταγονίδια σαν σφαίρες από το στόμα με ταχύτητα 50 μέτρα/δευτερόλεπτο (φτέρνισμα) ή 10 m/s (βήχας) και μπορούν να φτάσουν σε αποστάσεις έως 6 μέτρα μακριά. Αν ισχύει κάτι τέτοιο, τότε η πολυσυζητημένη «ασφαλής απόσταση» του 1,5 μέτρου σε κοινωνικές εκδηλώσεις μπορεί να μην αρκεί - εκτός κι αν φοράτε μια (απλή) μάσκα - αλλά περισσότερα γι’ αυτό θα πούμε παρακάτω.
Εδώ είναι το επίκεντρο της διάκρισης μεταξύ αερολυμάτων και σταγονιδίων ψεκασμού: Για να εισπνευστούν τα σωματίδια που μεταφέρονται μέσω του αέρα και να φτάνουν βαθιά στους πνεύμονες μέχρι τα κύτταρα των φατνίων όπου γίνεται ανταλλαγή αερίων, πρέπει να είναι μικρά (Σχήμα 3): μόνο σταγονίδια με διάμετρο μικρότερη των 10 μικρομέτρων μπορούν να φτάσουν στα φατνία. Αντιθέτως, τα μεγάλα σταγονίδια ψεκασμού κολλούν στη μύτη και στο λαιμό (στο ρινικό-φάρυγγα) και στους άνω αεραγωγούς του πνεύμονα, της τραχείας και των μεγάλων βρόγχων. Τα σταγονίδια μιας τυπικής έκλυσης βήχα έχουν κατανομή μεγέθους τέτοια ώστε περίπου το ήμισυ των σταγονιδίων να ανήκει στις κατηγορίες των αερολυμάτων, αν και συλλογικά αντιπροσωπεύουν μόνο λιγότερο από 1/10000 του εκπνεόμενου όγκου (Nicas et al., 2005).
ΣΧΗΜΑ 3. Ανατομία των αεραγωγών και πού μπορεί να καταλήξουν τα σταγονίδια, ανάλογα με το μέγεθός τους και ποια σταγονίδια παρεμποδίζονται από τις μάσκες
Επομένως, οι μάσκες N95, που έχουν σχεδιαστεί για να φιλτράρουν τα μικρότερα σωματίδια, βοηθούν στην αποφυγή της μεταφοράς των σταγονιδίων που μεταφέρουν τον ιό στα φατνία των πνευμόνων. Αλλά είναι αυτό πραγματικά σημαντικό για την ισοπέδωση της καμπύλης; Θα δούμε παρακάτω. Αντίθετα, είναι δυνατόν τα μεγάλα σταγονίδια που καταλήγουν στο ρινοφάρυγγα να μπορούν να σταματήσουν με οποιοδήποτε φυσικό φραγμό, όπως οι απλές χειρουργικές μάσκες ή μάσκες κατά της σκόνης.
Φυσικά πολλά αερολύματα κατά την εκπνοή ή τον βήχα μπορεί να μην περιέχουν τον ιό, αλλά μερικά θα τον περιέχουν. Στην περίπτωση του ιού SARS-Cov-2 δεν είναι γνωστό ποιο είναι το ελάχιστο μολυσματικό φορτίο (αριθμός ιικών σωματιδίων που απαιτούνται για να ξεκινήσει ο «καταρράκτης» της παθογένεσης που προκαλεί την κλινική νόσο). Αλλά αρχίζουμε να αξιολογούμε αν τα μικρά αερολύματα ή τα μεγάλα σταγονίδια είναι πιο συναφή.
Η άποψη του CDC ότι τα φατνία είναι το σημείο προορισμού όπου τα σταγονίδια παραδίδουν το ιικό φορτίο (τα φατνία είναι εν τέλει τα ανατομικά σημεία της σοβαρής πνευμονίας), έχει αυξήσει την προφανή σημασία των μασκών N95 και οδήγησε στην εγκατάλειψη των χειρουργικών μασκών. Οι χρωματικές αποχρώσεις δεν επαρκούν για να απεικονίσουν τους απλούς ανθρώπους (καθώς και τους πολλούς εμπειρογνώμονες) που τώρα, λόγω των διχαστικών μηνυμάτων, πιστεύουν ότι οι μάσκες είναι άχρηστες.
Ακόμη και σε σχέση με τα μικρά αερολύματα δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το μερικό φιλτράρισμα που παρέχεται από τις χειρουργικές μάσκες είναι καλύτερο από το τίποτα. Σε μια πειραματική προσομοίωση της ικανότητας φιλτραρίσματος των μάσκων το 2008, η van der Sande και οι συνεργάτες του στην Ολλανδία συνέκριναν την ικανότητα τριών μάσκων: (i) οικιακής (DYI) υφασμάτινης μάσκας, (ii) συνήθεις χειρουργικές μάσκες και ( iii) FFP2, το ευρωπαϊκό ισοδύναμο των μάσκων N95, σε σχέση με την ικανότητά τους να σταματούν μικρά αερολύματα στην κλίμακα 0,2 έως 1 μm - που φτάνουν στον κατώτερο πνεύμονα.
Αυτό που διαπίστωσαν οι ερευνητές για την προς τα μέσα προστασία δικαιολογεί κάποια αμφισβήτηση του μηνύματος του CDC ότι οι χειρουργικές μάσκες «δεν είναι αποτελεσματικές»: Ενώ οι μάσκες FFP2 (ή N95) πράγματι φιλτράρουν > 99% σωματιδίων (μειώνοντας έτσι το φορτίο αερολύματος κατά 100 φορές) οι χειρουργικές μάσκες μειώνουν τον αριθμό των σταγονιδίων αερολύματος μέσα από τη μάσκα, κατά 4 φορές σε σύγκριση με το εξωτερικό της μάσκας. Είναι πιθανό ότι για μεγαλύτερα σταγονίδια ψεκασμού από βήχα η διαφορά μεταξύ χειρουργικών μασκών και μασκών F95 να είναι ακόμη μικρότερη. Είναι ενδιαφέρον ότι, για την εξωτερική προστασία, η αποτελεσματικότητα και οι διαφορές είναι πολύ μικρότερες (βλ. στοιχεία στο ΣΧΗΜΑ 5).
ΣΧΗΜΑ 5. Αποτέλεσμα φιλτραρίσματος για μικρά σταγονίδια (αερολύματα) με διάφορες μάσκες. Αυτοσχέδια υφασμάτινη, χειρουργική (3M "Tie-on") και μάσκα FFP2 (N95). Τα νούμερα είναι με αναφορά του 100 (πηγή σταγονιδίων) για επεξηγηματικούς σκοπούς, υπολογιζόμενες από τις τιμές PF (παράγοντας προστασίας) στον Πίνακα 2 της van der Sande et al, 2007. Η μέτρηση έγινε μετρητή Portacount που καταγράφει τα σωματίδια στον αέρα με μεγέθη που κυμαίνονται μεταξύ 0,02 και 1 μικρομέτρου στο τέλος μιας 3ωρης περιόδου χωρίς σωματική δραστηριότητα. Ο αριθμός για την προστασία είναι διάμεσος των 7 (ή 8) ενηλίκων εθελοντών ανά ομάδα. Η προστασία κατά την έναρξη της δοκιμής ήταν παρόμοια για την υφασμάτινη μάσκα και τη χειρουργική, αλλά για την FFP2 η προστασία ήταν διπλάσια. Τα παιδιά παρουσίασαν ουσιαστικά λιγότερη προστασία (βλ. Van der Sande et al 2007)
Αυτά τα αποτελέσματα εγείρουν το καίριο ερώτημα: Αν το μόνο που θέλουμε είναι να μετριάσουμε την πανδημία, δηλαδή να «ισοπεδώσουμε την καμπύλη», πως μια τετραπλάσια μείωση των σωματιδίων που φτάνουν στους πνεύμονες μειώνει τη μετάδοση από άτομο σε άτομο; Το αισθητήριο μου, μου λέει ότι ακόμη και μια μη σωστή μάσκα μπορεί να προσφέρει κάποια προστασία τουλάχιστον στο εύρος της συνιστώμενης απόστασης κατά περισσότερο από 1,5 μέτρα στις κοινωνικές εκδηλώσεις ή πλένετε τα χέρια ή μη αγγίζετε το πρόσωπό σας - όλες οι συστάσεις που βασίζονται στη μηχανιστική ευλογοφάνεια χωρίς ισχυρή επιδημιολογική υποστήριξη.
Από τεχνική άποψη, θα μπορούσε κανείς να ποσοτικοποιήσει πόσο η τετραπλάσια μείωση των σταγονιδίων στα οποία ένα άτομο εκτίθεται, όπως επιτυγχάνεται με χειρουργικές μάσκες ή η τριπλάσια, όπως επιτυγχάνεται με αυτοσχέδιες υφασμάτινες μάσκες, συμβάλλει στη μείωση του «ρυθμού αναπαραγωγής» από το αρχικό R0 έως το πραγματικό Rt μετά την παρέμβαση μετριασμού στο χρόνο t. Ίσως κατά 25%; Στη συνέχεια, με τη χρήση SEIR-επιδημιολογικών μοντέλων θα μπορούσε κανείς να υπολογίσει σε ποιο βαθμό μια μερική μείωση του R θα ισοπεδώσει ουσιαστικά την καμπύλη - στον επιθυμητό βαθμό για να αποφευχθεί η κατάρρευση του συστήματος περίθαλψης (βλ. Σχήμα 1).
Αλλά ένας τέτοιος υπολογισμός του «από κάτω προς τα πάνω» του R είναι περίπλοκος επειδή θα απαιτούσε γνώση πολλών μηχανιστικών παραγόντων που δεν είναι εύκολο να ποσοτικοποιηθούν. Για παράδειγμα, δεν γνωρίζουμε σε ποια αναλογία η νόσος COVID-19 μεταδίδεται μέσω μεγάλων σταγονιδίων έναντι των μικρών αερολυμάτων. Μόνο στην τελευταία περίπτωση το πλεονέκτημα των μασκών N95 έναντι των χειρουργικών θα γίνει πλήρως κατανοητό! Επίσης, δεν γνωρίζουμε κατά πόσο μόνο η κοινωνική απομάκρυνση συμβάλλει στη μείωση του R.
Έτσι, ας δούμε την πραγματική βιολογία της μετάδοσης που προσφέρει μια διέξοδο από αυτό το πρόβλημα και επίσης δεν έχει ληφθεί υπόψη από αξιωματούχους που ισχυρίζονται ότι «οι χειρουργικές μάσκες δεν είναι αποτελεσματικές».
Η Βιολογία
Ο ιός SARS-Cov-2, όπως οποιοσδήποτε ιός, πρέπει να προσκληθεί σε ανθρώπινα κύτταρα χρησιμοποιώντας τη λογική του κλειδιού και της κλειδαριάς, στην οποία ο ιός είναι το κλειδί και το κύτταρο η κλειδαριά που είναι απαραίτητο για να εισέλθει στο κύτταρο και να αναπαραχθεί. Για τον ιό SARS-Cov-2, η ιογενής επιφανειακή πρωτεΐνη «πρωτεΐνη ακίδα S» είναι το «κλειδί» και πρέπει να ταιριάζει απόλυτα στην πρωτεΐνη «κλειδαριά» που εκφράζεται (=μοριακά παρουσιάζεται) στην επιφάνεια των κυττάρων-ξενιστών. Η κυτταρική πρωτεΐνη που χρησιμοποιεί ο ιός SARS-Cov-2 είναι η ACE2 (ΣΧΗΜΑ 6).
Αυτό το ένζυμο κυτταρικής επιφάνειας έχει κανονικά προστατευτική λειτουργία για την καρδιά και τους πνεύμονες. Το ACE2 εκφράζεται σε υψηλότερα επίπεδα στους ηλικιωμένους, σε άτομα με χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια ή με πνευμονική ή συστηματική αρτηριακή υπέρταση. (Σημειώστε ότι η έκφραση του ACE2 «περιορίζει την ταχύτητα» επειδή άλλες πρωτεΐνες-ξενιστές των οποίων η παρουσία είναι επίσης απαραίτητη για να εισέλθει ο ιός στα κύτταρα, όπως οι πρωτεάσες, εκφράζονται ευρύτερα και ευρέως). Ορισμένα φάρμακα για την αρτηριακή πίεση (όπως τώρα συζητείται έντονα επειδή η υπέρταση αποτελεί παράγοντα κινδύνου για την εξέλιξη σε σύνδρομο οξείας αναπνευστικής δυσχέρειας και τον θάνατο στη νόσο COVID-19), αλλά επίσης και η μηχανική πίεση από την μηχανική υποστήριξη της αναπνοής, κατά ειρωνικό τρόπο, μπορεί να αυξήσει την έκφραση του ACE2.
Σχήμα 6. Ο SARS-Cov-2 εισέρχεται στο κύτταρο ξενιστή προσδενόμενομε την πρωτεΐνη ακίδα στην πρωτεΐνη ACE2 (μπλε) στις κυτταρικές επιφάνειες
Παραδόξως, η έκφραση του ACE2 στον πνεύμονα είναι πολύ χαμηλή: περιορίζεται σε λίγα μόρια ανά κύτταρο στα φατνιακά κύτταρα (κύτταρα ΑΤ2) βαθιά στον πνεύμονα. Αλλά ένα άρθρο από την κοινοπραξία Human Cell Atlas (HCA) αναφέρει ότι το ACE2 εκφράζεται σε μεγάλο βαθμό σε κάποιο είδος (εκκριτικών) κυττάρων της εσωτερικής μύτης! (Σχήμα 7).
Συνδυάστε αυτό το γεγονός με την παραπάνω εξήγηση που αφορά στη Μηχανική: Η ρινική έκφραση της πρωτεΐνης ACE2 υποδηλώνει ότι ο ιός SARS-Cov-2 μολύνει αυτά τα κύτταρα. Μπορεί κανείς επίσης να συμπεράνει ότι η μετάδοση του ιού SARS-Cov-2 θα συμβεί σε μεγάλο βαθμό μέσω μεγάλων σταγονιδίων ου εκτοξεύονται μέσω του βήχα ή του φτερνίσματος και τα οποία προσγειώνονται στο ρινοφάρυγγα λόγω του μεγέθους τους – εκεί όπου υπάρχουν «κλειδαριές» για να «κλειδώσει» ο ιός, επιτρέποντας την είσοδο του στα κύτταρα-ξενιστές. Προφανώς, αυτή η οδός μετάδοσης θα μπορούσε να αποκλειστεί αποτελεσματικά από απλό φυσικό εμπόδιο. (Η έκφραση του ACE στη ρινική κοιλότητα υποστηρίζει επίσης τη μετάδοση από τα σταγονίδια στις επιφάνειες - ως εκ τούτου, πλένετε πράγματι καλά τα χέρια σας).
ΣΧΗΜΑ 7. Η κύρια οδός εισόδου του ιού είναι πιθανότατα μέσω μεγάλων σταγονιδίων που προσγειώνονται στη μύτη - όπου η έκφραση του ιικού υποδοχέα εισόδου, ACE2 είναι υψηλότερη. Αυτή είναι η διαδρομή μετάδοσης που θα μπορούσε να αποκλειστεί αποτελεσματικά ήδη από απλές μάσκες που παρέχουν φυσικό φραγμό.
Πράγματι οι Wölfel et αϊ. τώρα αναφέρουν ότι το ιικό υλικό μπορεί εύκολα να ανιχνευθεί και να απομονωθεί από τα ρινικά επιχρίσματα, σε αντίθεση με την περίπτωση άλλων αερομεταφερόμενων ιογενών λοιμώξεων, όπως το Σοβαρό Οξύ Αναπνευστικό Σύνδρομο (SARS). Σε σύγκριση με το SARS (το οποίο επίσης χρησιμοποιεί το ACE2 για να εισέλθει σε κύτταρα) στην περίπτωση του COVID-19, τα ιικά γονιδιώματα (RNA) εμφανίζονται νωρίτερα σε ρινικά επιχρίσματα και σε πολύ υψηλότερη συγκέντρωση, έτσι ώστε η ανίχνευση να είναι αρκετά εύκολη. Στην πραγματικότητα, ο FDA απλώς ενέκρινε τα επιχρίσματα που λαμβάνονται μόνο από το μπροστινό μέρος της μύτης μέσω αυτο-συλλογής, αντί για βαθιά στο ρινοφάρυγγα. Η μοριακή ανάλυση δείχνει επίσης ότι ο ιός SARS-Cov-2 είναι ενεργός και αναπαράγεται ήδη στο ρινοφάρυγγα, σε αντίθεση με άλλους ιούς της αναπνευστικής οδού που υπάρχουν βαθύτερα στον πνεύμονα.
Ο ιικός πολλαπλασιασμός στον ρινοφαρυγγικό βλεννογόνο μπορεί επίσης να εξηγεί τα θετικά τεστ στο πρόδρομο στάδιο και τη μετάδοση από ασυμπτωματικούς φορείς, και ίσως την ανοσμία που παρατηρείται στα αρχικά στάδια της COVID-19. Αλλά αυτό σημαίνει επίσης ότι, η αποφυγή μεγάλων σταγονιδίων, τα οποία δεν μπορούν να εισέλθουν ούτως ή άλλως στους πνεύμονες αλλά προσγειώνονται στα ανώτερα σημεία του αναπνευστικού, θα μπορούσε να είναι το αποτελεσματικότερο μέσο για την πρόληψη της λοίμωξης. Επομένως, οι χειρουργικές μάσκες, ίσως ακόμη και ένα μαντήλι, μπορεί να παρέχουν μεγαλύτερη προστασία απ 'ό,τι η αρχική (κατανοητή αλλά ατυχής) σύσταση ενάντια στη χρήση μάσκας από το ευρύ κοινό. (Για να είμαστε δίκαιοι, το CDC προτείνει τη χρήση κασκόλ από τους επαγγελματίες υγείας ως έσχατη λύση όταν δεν υπάρχουν μάσκες).
Από πρακτική και κοινωνική άποψη, οι χειρουργικές ή αυτοσχέδιες μάσκες, αν χρησιμοποιηθούν σωστά, στη χειρότερη περίπτωση δεν θα κάνουν κακό και στην καλύτερη θα βοηθήσουν. (Να θυμάστε ότι πρέπει να πετάτε ή πλένετε μετά τη χρήση τη μάσκα, χωρίς να αγγίξετε την εξωτερική πλευρά). Αυτές οι απλές, φθηνές μάσκες μπορεί να επαρκούν για να βοηθήσουν να ισοπεδώσουμε την καμπύλη, ίσως λίγο, ίσως ουσιαστικά. Και το σημαντικό: η χρήση τους δεν στερεί τις πολύτιμες μάσκες N95 από τους εργαζόμενους στον τομέα της Υγείας.
Οι Επιπτώσεις
Θα ήταν τραγικό εάν η λάθος λογική, μηχανική και βιολογία, που οδήγησε τις δυτικές κυβερνήσεις να μην ενθαρρύνουν, αν όχι να στιγματίσουν τη χρήση μάσκας, είχαν συντελέσει στην απότομη αύξηση της COVID-19. Δεδομένου ότι το ανώτερο αναπνευστικό είναι η κύρια περιοχή για την είσοδο του SARS-Cov-2 στους ανθρώπινους ιστούς, φορώντας απλές μάσκες προσώπου που λειτουργούν ως φραγμός που εμποδίζει τα μεγάλα σταγονίδια να φτάσουν στη μύτη ή στο λαιμό, μπορούμε να μειώσουμε σημαντικά τον ρυθμό παραγωγής R, σε βαθμό που μπορεί να συγκριθεί με την κοινωνική απομόνωση και το πλύσιμο των χεριών. Αυτό θα διπλασιάσει τότε την επίδραση του μετριασμού στην «ισοπέδωση της καμπύλης»!
Κοιτώντας μπροστά: αν χαλαρώσουμε σύντομα τα περιοριστικά μέτρα για την προστασία της οικονομίας, ίσως το να ενθαρρύνουμε τη χρήση μάσκα θα ήταν ένας καλός συμβιβασμός μεταξύ της πλήρους καραντίνας και της πλήρους ελευθερίας που εγκυμονεί τον κίνδυνο αναζωπύρωσης του αόρατου εχθρού. Υπάρχει πια μια ισχυρή επιστημονική βάση για να τερματιστεί η υστερία κατά της χρήσης των χειρουργικών μασκών και να προταθεί ή και να δοθεί εντολή για ευρεία χρήση τους, όπως στις ασιατικές χώρες που έχουν κάμψει την καμπύλη.