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新冠病毒|为什么连正经的科学家都还在研究戴口罩能不能防新冠？丨万物科学说明书

多看两眼疫情新闻 ， 就很容易对某些国家的抗疫策略发出朴素而真诚的感慨——
这都什么时候了 ， 还研究戴不戴口罩呢？！
不过排除掉各种不靠谱因素 ， 比如说外行非得领导内行啥的 ， 还真有一批科学家在严肃认真地怀疑 ， 从科学证据的角度来看 ， 口罩真的有助于对抗疫情吗？
无可置疑的是 ， 在医院以及其他医疗机构中 ， 医用级别口罩的使用是的确能够减少新冠病毒的传播的 ， 但是对于公众来说 ， 混杂因素就更多了 ， 科学证据其实并不十分明确 。 再加上各方意见的自说自话以及政治言论搅浑水 ， 对数据的理解更加暧昧不明 。
今天我们就来聊聊这些怀疑和相应的解答吧 。
戴口罩 ， 有用吗？
我们知道 ， 口罩的作用是过滤掉空气中的颗粒物 ， 过滤能力与口罩的规格有关 。 理论上 ， 合适的规格的口罩是能够滤掉病毒的 。 不过在现实使用中 ， 口罩的防护能力能够发挥多少 ， 又得打个问号了 。
一些现实中的案例能够给人以正面的鼓励 。
6月份 ， 两位来自密苏里州的发型师确诊了 。 虽然他们将新冠传染给了家人 ， 但是他们的客人却都幸免于难（虽然有一半顾客拒绝检测） ， 这或许要归因于他们在工作的时候都带着医用外科口罩或者双层棉质口罩[1] 。
看起来更有说服力的是集会的结果：前段时间大规模举行的“Black Lives Matter”游行中 ， 大多数参与者都带着口罩 ， 而且游行似乎也没有导致感染数激增[2]；另一方面 ， 佐治亚州的一个儿童夏令营导致了病毒的聚集性传播 ， 参加夏令营的孩子们并未被要求戴口罩[3] 。
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图源 | pixabay
不过 ， 从科学的角度来说 ， 这些都属于“轶事证据” ， 我们很容易就能够发现其他的影响因素 。 比如说游行发生在开放的户外场所 ， 这期间不参与游行的人更倾向于留在家中 ， 可能反而减少了病毒的传播 ， 而夏令营则会让参与者共宿在露营地的小木屋里 。
那么更严格的科学证据呢？
根据一份预印本研究 ， 政府强制要求佩戴口罩或推荐佩戴口罩的国家和地区 ， 新冠死亡增长远低于其他国家和地区 ， 前者增长率仅为后者的四分之一[4] 。
另一项研究则分析了4-5月间美国多个州政府强制使用口罩对疫情的影响 ， 研究者们得出的结论是 ， 使用口罩将新冠病例的增长率降低了2个百分点 ， 这项举措可能避免了45万名潜在的感染者[5] 。
当然 ， 我们仍然能够给这些明确的数字“挑挑毛病” 。
这些数据值得参考的前提是 ， 所有人都听从指令 ， 正确地佩戴了口罩——这意外地并不是件容易的事 ， 上班路上看看周围就会发现 ， 口罩没按紧尚且算好的 ， 把口罩戴在鼻子底下的也大有人在 。
此外 ， 戴口罩往往不是独立的抗疫策略 ， 如何独立于社交隔离等其他干预措施单独评估也不容易 。
更精确的回答 ， 难以从人类社会中谋求 ， 不如来看看动物研究吧 。
根据香港大学团队的研究 ， 以外科口罩分隔试验动物能够显著降低新冠病毒的传播[6] 。 在没有隔离的情况下 ， 相邻笼子的动物有三分之二感染了新冠 ， 而在外科口罩的分隔下 ， 只有约25%的试验动物被感染 。
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实验中使用的装置
这项研究的另一个有趣的结论是 ， 在口罩的保护之下 ， 即使感染了的动物 ， 表现出的疾病症状也会更轻微 。 这似乎暗示 ， 口罩除了预防病毒传播 ， 也可以减轻疾病程度 。
其实的确有研究者是这样认为的 ， 佩戴口罩可以降低接触病毒的量 ， 而病毒载量越低、炎症反应越轻[7] 。 论文作者还提出了另一个角度的意见：更多的轻症/无症状患者 ， 可能会有助于在不增加新冠死亡人数的情况下 ， 更快地建立起群体免疫 。
回到口罩本身
让我们说回口罩本身吧 。
前文有提到过 ， 口罩的过滤能力与口罩的规格有关 ， 那么拦住新冠病毒需要什么样的口罩就成了关键 。
呼吸道病毒是如何传播的？我们比较熟悉的两种是飞沫传播和气溶胶传播 。 简单明了地解说一下这两种 ， 就是前者颗粒较大 ， 伴随喷嚏或咳嗽进入空气中 ， 由于重力因素会很快沉积；而后者颗粒较小 ， 可以在空气中漂浮数分钟甚至数小时 ， 并在封闭的室内扩散 。
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佩戴N95情况下打喷嚏造成的飞沫 |S. Verma et al./Phys. Fluids
两种传播颗粒大小差异非常大 ， 从0.2μm到数百微米不等 ， 到底哪种传播方式是主流 ， 也决定了哪种口罩最适用 。
目前来看 ， 无症状感染者很可能是新冠大流行的一大助力 ， 这说明病毒传播很可能不主要依赖咳嗽或打喷嚏 ， 由此可以推理出气溶胶传播占据了很重要的地位 。
所谓N95 ， 可以过滤掉约95%的0.3μm以上的颗粒 ， 不过在实际使用中 ， 过滤效率大约在90%左右 ， 呼出和吸入的效率类似（无呼吸阀） 。 至于外科口罩和普通的布口罩 ， 一项观察性研究得出的数据认为 ， 对佩戴者的保护效率大约在67%左右[8] 。
据弗吉尼亚理工大学环境工程科研团队的数据 ， 当讨论的颗粒大小超过2μm ， 普通的棉T恤也能够阻挡近半的颗粒 ， 而对4-5μm的颗粒 ， 几乎所有的织物都能阻拦80%以上 ， 编织越紧密、层数越多越有效 。
但更多的数据就让人迷惑了 。
有的研究者利用呼吸机测试了双层布面口罩的过滤效率 ， 发现仅能阻止11%-19%的气溶胶 ， 但根据另外一组研究者的说法 ， 大多数传播依赖于至少1μm的粒子 ， 因此N95口罩可能并不比其他口罩效果好太多 。
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图源 | pixabay
有研究团队利用激光技术比较了14种不同布料和面部覆盖物阻止飞沫的性能 ， 口罩确实非常有效 ， 但是纺织细密的合成材料围巾有可能会使得呼出的液滴变得更加细小 ， 持反对意见的科学家则认为 ， 也不能忽视这种围巾其实也能够阻拦大部分液滴 。
不仅我们困惑 ， 科学家也困惑着呢 。
我们还需要更多的数据吗？
戴口罩已经不仅仅是一个纯粹医学问题了 。
有的人会担心 ， 有感染者会因为佩戴口罩而大胆出门走入闹市 ， 又或者因为佩戴口罩增多而对疾病感到恐慌 。 （幸运的是 ， 从调查数据来看 ， 带上口罩更可能是驱动佩戴者本身和周围的人更好地遵守社交隔离等措施 ， 让更多人担起共同责任[9] 。 ）
我们还需要更多的医学证据来说服大家戴口罩吗？
回答这个问题并不容易 。
丹麦的一个研究小组招募了大约6000名参与者 ， 要求其中半数在工作场所佩戴外科口罩 。 目前研究已经完成 ， 但团队还没有做好分享数据的准备 。
另一方面 ， 几内亚比绍也在进行规模约40000人的实验 ， 随机选择其中半数家庭提供口罩 ， 并在随后几个月随访 ， 以比较口罩的使用和新冠发病之间的关联 。 这项研究预计在11月完成 。
这类研究的结果虽然有意义 ， 但试验本身是必要的吗？新冠病毒是一种可能致命的病原体 ， 易感人群很可能在这个过程中受到侵害 。
别忘记 ， 科学之上 ， 是人类和生命 。
参考资料：
[1] Hendrix, M. J., Walde, C., Findley, K. & Trotman, R. Morb. Mortal. Wkly Rep. 69, 930–932 (2020).
[2] Dave, D. M., Friedson, A. I., Matsuzawa, K., Sabia, J. J. & Safford, S. Black Lives Matter Protests, Social Distancing, and COVID-19 NBER Working Paper 27408 (National Bureau of Economic Research, 2020).
[3] Szablewski, C. M. et al. Morb. Mortal. Wkly Rep. 69, 1023–1025 (2020).
[4] Leffler, C. T. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.22.20109231 (2020).
[5] Lyu, W. & Wehby, G. L. Health Aff. https://doi.org/10.1377/hlthaff.2020.00818 (2020).
[6] Chan, J. F. W. et al. Clin. Infect. Dis. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa644 (2020).
[8] Chu, D. K. et al. Lancet 395, 1973–1987 (2020).
【新冠病毒|为什么连正经的科学家都还在研究戴口罩能不能防新冠？丨万物科学说明书】[9] Marchiori, M. Preprint at https://arxiv.org/abs/2005.12446 (2020).


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