Một Nghiên cứu Mới Đề Xuất Một Phương Tiện Có Thể Gây Bệnh: Bụi Bẩn Nhiễm Trùng

Trong vài năm qua, cho đến khi đại dịch bùng phát, Bill Ristenpart, một kỹ sư hóa học tại Đại học California, Davis (và đồng thời là người đam mê cà phê cấp độ cao), đã dẫn đội ngũ nghiên cứu và các thùng đồng hồ đắt tiền đi qua khắp đất nước mỗi mùa hè đến New York City và vào phòng thí nghiệm của Nicole Bouvier. Một bác sĩ chuyên nghiệp về bệnh truyền nhiễm và nghiên cứu viên tại Bệnh viện Mount Sinai, Bouvier nghiên cứu về virus hô hấp, đặc biệt là cúm A. Chuyên môn của Ristenpart là động lực học chất lỏng. Trong trường hợp của cúm, điều này có nghĩa là đo lường làm thế nào các thuộc tính vật lý như nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió thay đổi hành trình của những giọt nước hô hấp mà bay ra từ mũi và miệng của người và chuột. Cùng với hàng chục chú mèo Guinea và gần 2 triệu đô la từ Viện Y tế Quốc gia, họ hy vọng sẽ tìm ra một bí mật đã tồn tại suốt một thế kỷ: Tại sao lại có mùa cúm?

Điều đó, họ vẫn chưa biết. Thay vào đó, công việc của họ đã đưa ra bằng chứng thuyết phục rằng một số virus hô hấp, ít nhất là ở động vật thí nghiệm, không luôn đi qua giọt nước lỏng, như những gì các nhà khoa học đã giả định từ lâu. Những chú mèo Guinea nhiễm virus không chỉ thở hoặc hắt ra các phần của cúm. Họ thực sự có thể phóng các hạt nhiễm trùng vào không khí từ bộ lông, chân và lồng của chúng.

Nhớ về "fomites", những đống vi khuẩn trên bề mặt đã dẫn đến việc rửa tay và lo lắng về việc chạm vào mặt trong những ngày đầu của đại dịch không? Đôi khi, thay vì đặt xuống các vật thể lớn như bàn và điện thoại di động, vi khuẩn bám vào bề mặt của các vật rắn có kích thước quá nhỏ để bạn thậm chí không nhìn thấy được, như sợi vi mô, tế bào da chết và bụi bẩn. Những hạt nhỏ như vậy sau đó có thể bị kích thích lên vào không khí. Khi làm như vậy, Bouvier và Ristenpart gọi chúng là "fomites được tạo thành bằng không khí." Theo nghiên cứu của họ, những hạt nhiễm trùng này có thể làm cho các loài động vật khác trở nên bệnh. Trên thực tế, trong nghiên cứu mới nhất của họ, fomites được tạo thành bằng không khí dường như là cách chính mà chúng thảo luận về cúm.

“Những thí nghiệm của chúng tôi cho thấy rất rõ rằng khi những chú mèo Guinea di chuyển, chúng khuấy bụi lên. Và nếu bụi đó bị nhiễm virus, thì nó có thể truyền virus đó qua không khí đến một loài động vật khác ở một lồng riêng biệt,” nói Ristenpart. Công việc của họ cũng nâng cao khả năng có khả năng rằng con đường truyền thứ tư này - fomites được tạo thành bằng không khí - có thể có ý nghĩa đối với sức khỏe con người cũng, ông nói. Đặc biệt là trong đợt bùng phát toàn cầu của một loại virus hô hấp mới. “Khi bạn vuốt mặt bạn hoặc chải áo hay nặn một tờ giấy, bạn đang tạo hóa hạt nhỏ với kích thước micron,” Ristenpart nói. “Và nếu bề mặt đó trước đó đã tiếp xúc với nhầy chứa virus, thì bạn cũng đang phát tán virus mà người khác có thể hít vào.”

Đội ngũ của UC Davis/Mount Sinai đã công bố những kết quả gây tranh cãi về giả định này vào thứ Ba trong tạp chí Nature Communications. Mặc dù các thí nghiệm được tiến hành trước đại dịch và với một loại virus cúm, nhưng kết quả của họ hiện nay nằm ở giữa cuộc tranh luận nảy lửa về cách virus corona mới SARS-CoV-2 được truyền. Ở trung tâm của mối tranh cãi là sự không đồng意 về kích thước, hành vi và tầm quan trọng tương đối của những giọt nước mà những người nhiễm bệnh phát ra từ đường hô hấp của họ - cụ thể là liệu những hạt thoát ra có thể đi xa và duy trì trong không khí trong thời gian dài hay không. Bây giờ, nghiên cứu này thêm vào một điểm mới. Còn về những hạt virus được phát ra vào không khí thông qua những con đường khác - được đẩy lên từ mặt đất, rung từ một tấm chăn, nhào ra từ một tờ giấy bẩn? Người ta cần quan tâm bao nhiêu về điều đó?

Câu trả lời - ít nhất là cho đến hiện tại - có lẽ là nhiều hơn một chút, theo Richard Corsi, hiệu trưởng Khoa kỹ thuật và khoa học máy tính tại Đại học Bang Oregon, người không tham gia vào nghiên cứu. Hiện là một quản trị viên, Corsi đã dành hàng thập kỷ nghiên cứu chất lượng không khí trong nhà. Ông nhận thấy rằng con người liên tục điều chỉnh môi trường của họ bằng cách di chuyển, cả bằng cách làm rơi lông và sợi từ quần áo và làm xao lạc đám bụi từ sàn nhà. Một số nhà khoa học thậm chí có thể đo lường vi khuẩn độc đáo sống trong những đám mây khí hậu nhỏ này. Vì vậy ông không ngạc nhiên khi vi rút có thể có khả năng đi nhờ cùng một cách mà vi khuẩn khác thường làm. “Tôi nghĩ bài báo này rất nhiều gợi ý rằng chúng ta không nên giả định con đường của vi khuẩn fomites từ bề mặt,” Corsi nói. “Điều đó không có nghĩa là đó là con đường truyền lây quan trọng nhất. Nhưng nó là một con đường.”

Điều đó đúng đối với cúm, và có thể cũng đúng với SARS-CoV-2. Corsi chỉ đến một nghiên cứu được tiến hành bởi các nhà nghiên cứu Trung Quốc vào tháng 2 và tháng 3 trong hai bệnh viện tại thành phố Vũ Hán trong giai đoạn cao điểm của đợt bùng phát ban đầu của Covid-19. Họ thu thập mẫu không khí từ nhiều địa điểm khác nhau trong bệnh viện và phát hiện ra rằng mức độ virus corona trong không khí cao nhất ở những phòng mà nhân viên y tế thay đổi đồ bảo hộ của họ. Các tác giả giả thiết rằng nguồn gốc của các hạt khí aerosol này - có kích thước rất nhỏ, nhỏ hơn một micron - là do sự quấy rối khi cởi quần áo bị nhiễm.

Đó là một giả định hợp lý, theo Jeffrey Siegel, một kỹ sư cơ khí và nghiên cứu về các công trình bền vững tại Đại học Toronto, người không tham gia vào bất kỳ nghiên cứu nào. “Mặc và cởi quần áo tạo ra rất nhiều hạt,” ông nói. Nhưng điều quan trọng là, nghiên cứu tại Vũ Hán chỉ đo lường lượng RNA virus trong không khí và trên bề mặt. Nó không thể nói liệu những hạt virus đó có khả năng làm bệnh cho người hay không. Nhưng bài báo của UC Davis/Mount Sinai - mặc dù chỉ cụ thể với virus cúm chứ không phải SARS-CoV-2 - cho thấy tính lây nhiễm có thể được bảo tồn qua quá trình làm bùng lại các hạt bị nhiễm, theo Siegel. “Và nếu đó là trường hợp, nó mở ra một loạt các vấn đề mới mà chúng ta nên quan tâm,” ông nói.

Chúng tôi sẽ đề cập đến những điều đó trong một phút. Nhưng trước tiên, là burritos mèo Guinea.

Đó là cái mà các nhà nghiên cứu của UC Davis/Mount Sinai đã đặt tên cho một công cụ mà họ đã gắn để đo lường những giọt nước từ miệng và mũi của một chú mèo Guinea. Quá trình của họ bao gồm việc gây mê một số động vật và bọc chúng vào các chiếc ống nhôm kín khít, trong đó đã được cắt một khe nhỏ cho mỗi mũi và miệng. Khe mở ra một thiết bị đo kích thước hạt có thể phát hiện các chất rắn nhỏ từ 20 micron xuống đến một nửa micron.

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện những biện pháp như vậy vì ngay từ đầu, khi họ bắt đầu thí nghiệm bằng cách đẩy vi khuẩn cúm vào mũi của chú mèo Guinea và theo dõi bao lâu cho một con vật ở lồng kế bên trở nên ốm, họ đã nhận thấy điều gì đó kỳ lạ. Thay vì một dòng liên tục các hạt chảy từ chú mèo Guinea nhiễm bệnh sang chú mèo khỏe mạnh, có những đợt sản xuất hạt lớn - hàng nghìn hạt mỗi giây. Khi họ lắp đặt một máy ảnh trên lồng, họ nhận thấy rằng mỗi khi chú mèo Guinea di chuyển, bộ đo hạt bắt được một trong những cột hạt này. “Điều đó gợi ý rằng những gì làm cho động vật ốm không phải là từ đường hô hấp, mà là từ da hoặc bụi,” Bouvier nói.

Như trẻ con, chuột Guinea thường xoa mũi và sau đó chạm vào môi trường xung quanh. Khi các nhà nghiên cứu lau sạch lồng và tai, chân và bộ lông của các động vật, virus có mặt ở mọi nơi. Để cô lập chỉ những giọt nước chảy từ mũi và miệng của động vật, họ cần loại bỏ bất kỳ chuyển động nào. Nhưng bạn hãy thử khiến một chuột Guinea ngồi im. Vì vậy, có những chiếc burrito.

Với những con vật bất tỉnh trong chiếc áo nhôm của họ, các nhà nghiên cứu nhận thấy ít hạt được phát ra hơn - chỉ mỗi vài giây một lần. Và trong một thời gian ngắn, họ rất hứng thú vì họ đã ghi lại được lượng giọt nước thở thực sự. Sau đó, họ thực hiện điều kiểm soát âm tính. Đó là một cách sạch sẽ để nói rằng họ đã giết một số chuột Guinea, bọc chúng vào một cách tương tự và thực hiện thí nghiệm lại. Sau đó, họ nhìn chằm chằm khi bộ đo hạt ghi lại cùng nhiều hạt từ lồng. Họ lặp lại quá trình này một lần nữa, lần này với một chiếc ống trống. Nó không phát hiện ra gì cả. “Những hạt chắc chắn đến từ động vật ngay cả khi nó không thở,” Bouvier nói. Tổng cộng, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng bụi nhiễm trùng mới thực sự là nguồn truyền virus, và nó có thể tự do treo lơ lửng từ cơ thể của động vật ngay cả khi nó đã chết. “Điều đó thật là bất ngờ,” Bouvier nói.

Các nhà nghiên cứu tiếp tục với một thí nghiệm khác. Lần này, họ nhiễm một con chuột Guinea và cho nó hồi phục, vì vậy nó có miễn dịch với chủng virus cúm A đó. Sau đó, họ ngâm một chiếc bàn chải nhỏ trong virus lỏng và sơn một lớp virus cúm lên bộ lông của động vật và để nó khô. Mấy ngày sau, một con chuột Guinea dễ tổn thương ở lồng dưới trở nên ốm. Giải thích duy nhất mà các nhà nghiên cứu có thể tìm thấy là virus trên bộ lông của con đầu tiên đã vào không khí và sau đó được hít vào bởi con thứ hai.

Và điều đó có nghĩa là có lẽ Siegel là đúng khi nói về chúng ta có một loạt các vấn đề mới để quan tâm. Ít nhất, nó gợi ý cần phải nghiên cứu thêm về fomites được phun ra không khí, không chỉ cho cúm và Covid-19, mà còn cho mọi loại virus hô hấp. “Chúng tôi không nói rằng mọi người đang tập trung vào những hạt từ đường hô hấp là sai,” Ristenpart nói. “Chúng tôi đang nói có một cây cây khác cần được điều tra.”

Các nhà khoa học khí tượng học trước đây đã xem xét khả năng truyền nhiễm virus cúm thông qua việc tái phát, hoặc aerosolized fomites. Nhiều người mà Mytour nói chuyện tin rằng có khả năng SARS-CoV-2 có thể hoạt động theo cách tương tự. Nhưng họ nhấn mạnh rằng chỉ vì nó có thể xảy ra không có nghĩa là nó đã xảy ra, hoặc xảy ra rất thường xuyên. “Chúng tôi không biết con đường truyền nhiễm này quan trọng như thế nào so với hạt bám trực tiếp,” Linsey Marr, một chuyên gia về virus lơ lửng tại Viện Công nghệ Virginia, viết trong một email. (Marr cũng là người xem xét trong nghiên cứu của Nature Communications.)

Một phần là do SARS-CoV-2 là một tác nhân gây bệnh mới. Trong số nhiều điều chưa biết về nó là lượng coronavirus cần thiết để nhiễm trùng người. Việc nghiên cứu thêm về điều đó sẽ là cần thiết để đánh giá xem hạt bụi có thể truyền đủ virus để khiến người ta bị ốm hay không. Nhưng nghiên cứu về việc các hạt virus được tái phát có tác dụng như thế nào để lan truyền một căn bệnh như Covid-19 hoặc cúm A trong thế giới thực cũng rất khó khăn. Bởi vì các nhà khoa học thực sự không thể theo dõi từng hạt vào cơ thể một người để biết hạt nào gây nhiễm trùng, nó gần như là không thể để biết liệu hạt virus làm cho ai đó bị ốm có đến từ một giọt nước thở chuyển động đến họ như một viên đạn, hay từ một hạt lơ lửng xa xôi trong không khí, hay từ một fomite từng ở trên một bề mặt và bị tái phát và hít vào, hoặc một fomite đã được truyền trực tiếp vào mũi hoặc miệng của một người (thường từ việc ai đó chạm vào nó bằng tay hoặc ngón tay).

Đó là lý do tại sao các thí nghiệm trên chuột Guinea lại quan trọng đến vậy, Corsi nói. “Đó là một nghiên cứu có hệ thống tốt cung cấp bằng chứng vật lý từ động vật thực sự, chứng minh rằng việc hạt được tái phát có thể chứa virus, di chuyển qua không khí và bị hít vào bởi động vật khác, làm cho chúng bị ốm,” ông nói.

Siegel diễn đạt mạnh mẽ hơn một chút. Khi ông đọc xong bài báo Nature Communications, ông nói với vợ rằng đây là lần đầu tiên ông nghĩ đến mình: “Ồ, chúng ta có vấn đề ở đây.”

Trong suốt nhiều tháng, anh ta đã tư vấn cho doanh nghiệp và các nhóm ngành về cách cải thiện biện pháp thông gió và vệ sinh cho thời đại Covid-19. Trong số các đề xuất của mình là phải cẩn trọng hơn khi thay bộ lọc không khí - đeo trang bảo hộ, thực hiện nó ở ngoài trời, làm sạch không gian ngay lập tức sau đó. Cho rằng bộ lọc đã sử dụng có khả năng mang theo nguy cơ nhiễm trùng, anh ấy nói với mọi người. Điều tương tự cũng áp dụng cho sàn nhà ở các khu vực có nguy cơ cao. Siegel đã kêu gọi các nha sĩ và bác sĩ phẫu thuật nướu lắp đặt thảm bên ngoài phòng mổ của họ để lấy hạt bụi từ đế giày của người. Điều này giúp ngăn chặn virus đặt lên sàn nhà không bị mang ra ngoài và tái phát sau này. “Tôi nói những điều này với cảm giác như có lẽ tôi đang thận trọng quá, hy vọng rằng khả năng nhiễm trùng không có cơ hội được bảo tồn,” Siegel nói. “Nhưng bài viết này cung cấp thêm bằng chứng cho rằng việc cẩn thận hơn là chính đáng. Ngay cả khi chúng ta vẫn chưa có gì xác định, có những điều đơn giản chúng ta có thể làm trong lúc chờ đợi để an toàn.”

Những điều đó bao gồm việc đảm bảo rằng những người làm vệ sinh cho các tòa nhà như văn phòng và trường học được trang bị đầy đủ đồ bảo hộ, bao gồm cả khẩu trang N95, Siegel nói. Thường xuyên, nhà tuyển dụng không yêu cầu nhân viên vệ sinh đeo khẩu trang nếu họ làm việc một mình vào buổi tối. Nhưng việc hút bụi, lau bụi và quét nhàm tạo ra hàng nghìn hạt bụi có thể có nhiễm bệnh nếu người nhiễm trùng mới đây đã ở trong không gian đó.

Trong một nghiên cứu bốn năm về bảy trường trung học ở Texas, Corsi và các đồng nghiệp của ông liên tục giám sát không khí trong 46 lớp học trong vài ngày liên tục. Họ quan sát thấy một số cực kỳ lớn của các hạt rắn trong suốt cả ngày, tương ứng với khi học sinh vào và ra khỏi lớp học. Cũng có một đợt phát ra hạt gần như ngang ngửa vào lúc 8 giờ tối - khi nhóm vệ sinh đến để làm sạch. Đối với những người nhìn vào bài viết của Nature Communications và nói: “Nhưng chúng ta không phải là chuột Guinea! Chúng ta không có lông!” Corsi nói hãy xem xét các lớp học ở Texas, cho thấy rằng người ta chỉ cần đi dạo quanh không gian cũng tạo ra lượng lớn hạt bụi rắn vào không khí.

Con người cũng giống như động vật gặm nhấm khi làm nhiễm bẩn môi trường xung quanh. “Có rất nhiều đồ trên sàn nhà được khuấy động lại bởi chân người,” Corsi nói. “Chúng ta vẫn chưa biết liệu có lượng lớn virus bị phát tán bằng cách này không, nhưng đây nhất định là điều chúng ta nên suy nghĩ đến.”

Thêm thông gió trong quá trình làm sạch có thể giúp giảm nguy cơ tiềm ẩn của vi khuẩn từ bụi hạt được phát tán. Việc này cũng có thể được thực hiện bằng cách sát trùng sàn nhà trước khi quét. Theo Siegel, những biện pháp này không cần phải là những cải tạo đắt tiền. Có một số bằng chứng cho thấy máy lọc không khí tự làm có thể hoạt động cũng tốt như một nâng cấp công nghiệp trong một số tình huống. Corsi và Siegel cũng đề xuất loại bỏ thảm, loại vật liệu khó làm sạch hơn và phát tán nhiều hạt bụi hơn so với sàn nhà lino, gạch hoặc bê tông.

Mặc dù có khả năng Covid-19 có thể lây lan qua con đường truyền bốn tiềm ẩn này của bụi hạt được phát tán, tiềm ẩn tạo ra nguy cơ nghề nghiệp bổ sung cho những người làm việc đặt họ trong liên lạc với nhiều hạt bụi, hầu hết mọi người không cần phải làm gì khác biệt. Bạn nhất định không cần phải hoảng sợ về bụi vi khuẩn chết người.

“Thông tin này bổ sung thêm cho sự hiểu biết của chúng ta về nơi virus trong không khí có thể xuất phát, nhưng nó không thay đổi cách chúng ta nên đối mặt với nó,” Marr viết trong một email gửi đến Mytour. “Những điều chúng ta đã làm - đeo khẩu trang, giữ khoảng cách, tránh đám đông và đảm bảo thông gió tốt - cũng sẽ giúp giảm nguy cơ lây truyền từ việc hít phải virus trong không khí bằng cách này.” Vì vậy, đeo khẩu trang và tiếp tục duy trì (từ xa).

Nhiều hơn từ Mytour về Covid-19

• Sản Francisco đã chuẩn bị một cách độc đáo cho Covid-19
• Bill Gates về Covid: Hầu hết các bài kiểm tra ở Mỹ đều là “hoàn toàn rác rưởi”
• Các nhà khoa học kiểm tra khẩu trang - với điện thoại di động và một chiếc laser
• Mẹo để có chuyến đi nghỉ dưỡng trong thời gian cách ly
• Hình thức học kết hợp có thể là lựa chọn nguy hiểm nhất
• Đọc tất cả bài viết của chúng tôi về coronavirus ở đây