Science Brief: SARS-CoV-2 und mögliche Übertragung in der Luft

Die Hauptmethode, mit der Menschen mit SARS-CoV-2 (dem Virus, das COVID-19 verursacht) infiziert werden, ist die Exposition gegenüber Atemtröpfchen, die infektiöses Virus tragen.

Atemtröpfchen entstehen beim Ausatmen (z. B. Atmen, Sprechen, Singen, Husten, Niesen) und umfassen ein breites Spektrum von Größen, die in zwei grundlegende Kategorien unterteilt werden können, je nachdem, wie lange sie in der Luft schweben können:

• Größere Tröpfchen, von denen einige sichtbar sind und die in der Nähe der Quelle innerhalb von Sekunden bis Minuten schnell aus der Luft fallen.
• Kleinere Tröpfchen und Partikel (gebildet, wenn kleine Tröpfchen sehr schnell im Luftstrom trocknen), die für viele Minuten bis Stunden suspendiert bleiben und sich bei Luftströmungen weit von der Quelle entfernen können.

Sobald Atemtröpfchen ausgeatmet werden und sich von der Quelle nach außen bewegen, nimmt ihre Konzentration durch Fallout aus der Luft ab (größte Tröpfchen zuerst, kleinere später), kombiniert mit Verdünnung der verbleibenden kleineren Tröpfchen und Partikel in das wachsende Luftvolumen, dem sie begegnen.

Atemwegsviren werden auf verschiedene Arten übertragen

Infektionen mit Atemwegsviren werden hauptsächlich auf drei Arten übertragen: Kontakt, Tröpfchen und in der Luft.

• Kontaktübertragung ist eine Infektion, die durch direkten Kontakt mit einer infektiösen Person (z. B. Berührung während eines Händedrucks) oder mit einem kontaminierten Gegenstand oder einer kontaminierten Oberfläche übertragen wird. Letzteres wird manchmal als „Fomite“ bezeichnet.“
• Tröpfchenübertragung ist eine Infektion, die sich durch Exposition gegenüber virushaltigen Atemtröpfchen (d. H. Größeren und kleineren Tröpfchen und Partikeln) ausbreitet, die von einer infektiösen Person ausgeatmet werden. Die Übertragung erfolgt am wahrscheinlichsten, wenn sich jemand in der Nähe der infektiösen Person befindet, im Allgemeinen innerhalb von etwa 6 Fuß.
• Die Übertragung in der Luft ist eine Infektion, die sich durch Exposition gegenüber virushaltigen Atemtröpfchen ausbreitet, die aus kleineren Tröpfchen und Partikeln bestehen, die über große Entfernungen (normalerweise größer als 6 Fuß) und Zeit (normalerweise Stunden) in der Luft schweben können.

Die Tröpfchenübertragung besteht aus der Exposition gegenüber größeren Tröpfchen, kleineren Tröpfchen und Partikeln, wenn sich eine Person in der Nähe einer infizierten Person befindet. Die Übertragung in der Luft besteht in der Exposition gegenüber kleineren Tröpfchen und Partikeln über größere Entfernungen oder über längere Zeiträume.

Diese Übertragungsarten schließen sich nicht gegenseitig aus. Zum Beispiel bezieht sich „enger Kontakt“ auf die Übertragung, die entweder durch Kontakt- oder Tröpfchenübertragung erfolgen kann, während sich eine Person innerhalb von etwa 6 Fuß von einer infizierten Person befindet.

Der Begriff „Aerosol“ wurde auf verschiedene Weise verwendet, um kleine Partikel zu beschreiben, die sich durch die Luft bewegen können

Aerosol wurde sowohl verwendet, um Atemtröpfchen einer bestimmten Größe (z. B. kleinere Tröpfchen und Partikel) zu definieren, als auch um die Ansammlung oder Wolke dieser Atemtröpfchen in der Luft zu beschreiben. Im Gesundheitswesen wird Aerosol in Bezug auf „aerosolerzeugende Verfahren“ (z. B. Intubation, Bronchoskopie) verwendet, die kleine Tröpfchen und Partikel erzeugen und eindeutige technische Kontrollen erfordern, um die Übertragung infektiöser Krankheitserreger wie SARS-CoV-2 am Arbeitsplatz zu verhindern. Aerosol war der Begriff, der verwendet wurde, um die durch das Abwassersystem erzeugte Wolke aus kleinen Tröpfchen und Partikeln zu beschreiben, von der angenommen wurde, dass sie SARS (verursacht durch das Virus SARS-CoV-1) während des Ausbruchs von Amoy Gardens 2003 in Hongkong verbreitet hat.

Der Begriff „Luftübertragung“ hat eine spezielle Bedeutung in der öffentlichen Gesundheitspraxis

Luft kann verwendet werden, um Partikel jeder Größe (z. B. Tröpfchen, Staub, Pollen) zu beschreiben, die in der Lage sind Reise durch die Luft. Bei Atemtröpfchen können dies Tröpfchen sein, die sich in der Nähe der Quelle befinden, und solche, die sich weiter entfernt haben. Die meisten Experten für Infektionskrankheiten und öffentliche Gesundheit behalten sich jedoch den Begriff in der Luft speziell für die Verwendung im Zusammenhang mit der Übertragung in der Luft vor, um Infektionen zu beschreiben, die durch Exposition gegenüber infektiösen, pathogenhaltigen, kleinen Tröpfchen und Partikeln übertragen werden können, die über große Entfernungen in der Luft suspendiert sind und lange Zeit in der Luft verbleiben.

Die Übertragung in der Luft ist nicht für alle Atmungsmikroben gleich effizient

Für einige Viren und Bakterien ist die Übertragung in der Luft ein hocheffizienter Modus zur Ausbreitung von Infektionen. Beispiele sind Mycobacterium tuberculosis (das Bakterium, das Tuberkulose verursacht), Rubeola (das Virus, das Masern verursacht) und Varicella-Zoster (das Virus, das Windpocken verursacht). Obwohl diese Infektionen aus nächster Nähe übertragen werden können, werden sie auch effizient und häufig über längere Entfernungen (d. H. Mehr als sechs Fuß) oder über längere Zeiträume (d. H. An Personen, die einen Luftraum passieren, in dem sich die infektiöse Person befand) übertragen Minuten bis Stunden zuvor). Es ist besonders wichtig, Krankheitserreger zu kontrollieren, die sich leicht durch Luftübertragung im Gesundheitswesen und in anderen beruflichen Umgebungen infizieren, in denen spezielle technische Kontrollen erforderlich sind, um eine Ausbreitung zu verhindern (z. B. Isolationsräume für Unterdruckinfektionen in der Luft, Atemschutzgeräte mit hohem Wirkungsgrad).

Die Epidemiologie von SARS-CoV-2 weist darauf hin, dass die meisten Infektionen durch engen Kontakt und nicht durch Übertragung in der Luft übertragen werden

Krankheiten, die sich effizient durch Übertragung in der Luft verbreiten, weisen tendenziell hohe Angriffsraten auf, da sie in kurzer Zeit viele Menschen schnell erreichen und infizieren können. Wir wissen, dass ein erheblicher Anteil der SARS-CoV-2-Infektionen (geschätzte 40-45%) ohne Symptome auftritt und dass Infektionen von Menschen ohne Symptome verbreitet werden können. Wenn sich SARS-CoV-2 also hauptsächlich durch Übertragung in der Luft wie Masern ausbreiten würde, würden Experten Anfang 2020 eine erheblich schnellere globale Ausbreitung der Infektion und einen höheren Prozentsatz der früheren Infektion, gemessen an Serobefragungen, erwarten. Die verfügbaren Daten deuten darauf hin, dass sich SARS-CoV-2 wie die meisten anderen gängigen Atemwegsviren hauptsächlich durch die Übertragung von Atemtröpfchen in einem kurzen Bereich (z. B. weniger als sechs Fuß) verbreitet hat. Es gibt keine Hinweise auf eine effiziente Verbreitung (d. h., Routine, schnelle Ausbreitung) an weit entfernte Personen oder an Personen, die Stunden nachdem eine infektiöse Person dort war, einen Raum betreten.

Die Übertragung von SARS-CoV-2 in der Luft kann unter besonderen Umständen erfolgen

Krankheitserreger, die hauptsächlich durch engen Kontakt (d. h. Kontaktübertragung und Tröpfchenübertragung) übertragen werden, können unter besonderen Umständen manchmal auch über die Luft übertragen werden. Es gibt mehrere gut dokumentierte Beispiele, in denen SARS-CoV-2 über große Entfernungen oder Zeiten übertragen worden zu sein scheint. Diese Übertragungsereignisse scheinen ungewöhnlich zu sein und betrafen typischerweise die Anwesenheit einer infektiösen Person, die über einen längeren Zeitraum (> 30 Minuten bis mehrere Stunden) Atemtröpfchen in einem geschlossenen Raum produzierte. Genug Virus war im Raum vorhanden, um Infektionen bei Menschen zu verursachen, die mehr als 6 Fuß entfernt waren oder die diesen Raum kurz nach dem Verlassen der infektiösen Person passierten. Zu den Umständen, unter denen eine Übertragung von SARS-CoV-2 in der Luft aufgetreten zu sein scheint, gehören:

• Geschlossene Räume, in denen eine infektiöse Person entweder gleichzeitig anfälligen Personen ausgesetzt war oder denen anfällige Personen kurz nach dem Verlassen des Raums ausgesetzt waren.
• Längere Exposition gegenüber Atempartikeln, die häufig durch exspiratorische Anstrengung (z. B. Schreien, Singen, Sport) erzeugt werden, die die Konzentration suspendierter Atemtröpfchen im Luftraum erhöht.
• Unzureichende Belüftung oder Luftbehandlung, die eine Ansammlung von schwebenden kleinen Atemtröpfchen und Partikeln ermöglichte.

Prävention von COVID-19 durch Übertragung in der Luft

Bestehende Maßnahmen zur Verhinderung der Ausbreitung von SARS-CoV-2 scheinen ausreichend zu sein, um die Übertragung sowohl durch engen Kontakt als auch unter den besonderen Umständen, die für eine mögliche Übertragung in der Luft günstig sind, anzugehen. Unter diesen Interventionen, zu denen soziale Distanzierung, die Verwendung von Masken in der Gemeinde, Händehygiene sowie Oberflächenreinigung und -desinfektion gehören, sind Belüftung und Vermeidung überfüllter Innenräume besonders für geschlossene Räume relevant, in denen die Umstände die Konzentration von schwebenden kleinen Tröpfchen und Partikeln erhöhen können, die infektiöse Viren tragen. Derzeit gibt es keinen Hinweis auf eine allgemeine Notwendigkeit der Verwendung spezieller technischer Kontrollen in der Gemeinschaft, wie sie zum Schutz vor der Übertragung von Infektionen wie Masern oder Tuberkulose in der Luft im Gesundheitswesen erforderlich sind.

SARS-CoV-2 ist ein neues Virus, und wir lernen immer noch, wie es sich verhält.

Es gibt mehrere kritische Fragen, die beantwortet werden müssen, um die Leitlinien für die Prävention von COVID-19 zu verfeinern, darunter

• Wie wirksam sind die Minderungsbemühungen zur Verhinderung der Ausbreitung von SARS-CoV-2, insbesondere Belüftung und Maskierung?
• Welcher Anteil der SARS-CoV-2-Infektionen wird durch Luftübertragung erworben?
• Welche Bedingungen erleichtern die Übertragung in der Luft?
• Was ist die Infektionsdosis für SARS-CoV-2 (wie viele Virionen sind erforderlich, damit eine Infektion auftritt)?
• Beeinflussen die Größe des Inokulums und der Impfweg das Infektionsrisiko und den Schweregrad der Erkrankung?

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