Az a hivatalos ajánlás, mely az Egyesült Államokban (és más nyugati országokban) azt javasolja, hogy a civil lakosság ne viseljen arcmaszkot azzal a szándékkal született, hogy a szűrőmaszkokat megtartsák az egészségügyi dolgozóknak.  Nincs semmilyen tudományos alapja annak a kijelentésnek, hogy a nem szakmabeliek maszk viselése “hatástalan”. Épp ellenkezőleg: azt szem előtt tartva, hogy a kitűzött cél annak a bizonyos “görbének az ellaposítása”, a fertőzés továbbadásának bármilyen további – ha még oly csekély mértékű – csökkentése is üdvözlendő tényező kell, hogy legyen, legyen ez akár a sima sebészi, akár a házi készítésű (csináld magad) maszkok viselése (utóbbiak nem rontanák tovább az egészségügyi készlethiányt sem). A SARS-COV2 vírusnak az emberi szervezetbe történő behatolását és a tüsszentés / köhögés váladékcseppjeinek röppályáját vizsgáló legújabb biológiai kutatások eredményei azt mutatják, hogy a fertőzésátvitel elsődlegesen nem a finom aeroszol, hanem a nagy folyadékcseppek révén történik, és ez is alátámasztja azt, hogy mindenki viseljen maszkot.

Az USA egészségügyi miniszterének twitter-üzenete: “NE VEGYETEK TÖBB MASZKOT, hatástalan…”. Az amerikai infektológiai központ, a Center for Disease Controls (CDC) azt állítja, hogy a sebészi maszkok sokkal kevesebb védelmet jelentenek, mint a N95 (FFP2) maszkok (melyek csak úgy védenek, ha pontosan helyezik fel azokat és ennek módját csak az eü. szakemberek ismerik). A CDC szerint csak az viseljen maszkot aki beteg, az egészségesek egyáltalán ne. Ezen útmutatások nem tudományos alapokon nyugszanak, hanem az motiválta ezeket, hogy a készlethiány miatt minél több értékes maszkot megtarthassanak az egészségügynek. De káros mellékhatásuk is lehet: megbélyegezheti a nyilvános maszkviselőket (pl. te áruhalmozó! vagy te fertőző!) 

Állítsuk szembe ezzel az általános maszkviselést, ami kulturális szokások, felhívás, sőt kötelezettség miatt jellemezte azokat az ázsiai országokat, amelyek “ellaposították a görbét” vagy eleve laposabb görbével indultak.  

Persze: a helytelenül viselt N95 / FFP2 szűrőmaszkok vagy sima sebészi maszkok nem adnak tökéletes védelmet. De ha a kitűzött cél a görbe “ellaposítása” (szemben a vírus teljes kiirtásával), fel kell hagynunk a fekete – fehér gondolkodásmóddal és meg kell barátkoznunk a szürke árnyalataival. Nem állíthatjuk többé azt, hogy a maszkok “nem hatékonyak”. Nem hagyhatjuk, hogy a tökéletes a jó ellensége legyen. Mi van akkor, ha a szivárgó sebészi vagy akár házi készítésű maszkok viseléséből adódó akármilyen csekély védelem ugyanolyan mértékben csökkenti a fertőzés továbbadását, mint a (és ugyanúgy nem tökéletes) “tarts 2 méternyi távolságot” vagy a “ne nyúlj az arcodhoz” javaslatok? Megduplázhatná a nem-gyógyszeres beavatkozás (NPI) hatását a görbe ellaposítására (1. ábra).

Mivel a CDC semmilyen tudományos bizonyítékkal nem támasztja alá azon kijelentését, hogy a nyilvános helyeken viselt maszk “hatástalan”, ebben a tanulmányban a a sebészi maszkok nyújtotta védelem tudományos bizonyítékait tekintjük át. A mechanisztikus logikára összpontosítunk (nem az epidemiológiai – fenomenológiai bizonyítékokra). A köhögés – cseppek ballisztikájáról és a SARS-COV2 vírusnak (a COVID – 19 okozójának) az átviteléről született legfrissebb kutatási eredmények ismeretében arra a következtetésre jutunk, hogy minden fizikai akadály, akár a barkácsolt maszkok viselése is jelentősen csökkenti a COVID19 terjedését. Ha hamarosan fel szeretnénk oldani a lezárásokat, hogy a társadalmi és gazdasági életet fellendítsük, a nyilvános helyeken viselt maszkoknak komoly szerepet kell szánni és megkönnyítenék az “arany középutas” megközelítést is.

A  CDC – Centers for Disease Control and Prevention – és FDA  -U.S. Food and Drug Administration– (amerikai infektológiai illetve gyógyszer- és élelmiszer biztonsági hivatalok, egyfajta “KÖJÁL” és “NÉBIH”) és mások hivatalos állásfoglalása, miszerint a nem egészségügyben dolgozók maszkviselése hatástalan volna, három ponton is helytelen: logikájában, az átvitel mechanikájában és a vírus behatolásának biológiájában.

I. A dolog logikája 

Természetesen semmilyen maszk, még a szorosan illeszkedő N95/FFP2 vagy a lazán viselt sebészi maszk sem nyújt tökéletes (“100%-os”) védelmet. De a tökéletlen védelem nem azt jelenti, hogy “teljesen haszontalan”, ahogyan egy nem teli pohár sem teljesen üres: örömmel elfogadnék egy 60%-ig töltött vizespoharat, ha szomjas vagyok. A védelem bizonyítékának hiánya nem a védelem hiányának bizonyítéka. De a bináris világunkban az a hivatalos üzenet, hogy a sebészi maszkok “nem hatékonyak” azt a téves üzenetet közvetíthette, hogy teljesen haszontalanok. A hivatalos szervek által festett fekete – fehér képpel sajnos a maszkok hatékonyságáról szóló párbeszéd is el lett fojtva, és ezáltal az a lehetőség is, hogy az ipart arra ösztönözzük, hogy duzzassza fel ezeknek az olcsó, 75 centes védőeszközöknek a gyártását. 

De azzal a nyíltan vállalt céllal, hogy a “görbét ellaposítsuk” (és ne a vírus teljes kiirtására törekedjünk) van egy “köztes” célunk a végső céllal szemben, ami a “részleges védelem” fogalmát új megvilágításba helyezi. Elvileg ki is számolhatjuk a görbe ellaposításának mértékét az Y tengelyen, ha adott a maszk által biztosított részleges védelem X%-a. De ehhez előbb meg kell értenünk a fertőzés átvitelének mechanikai és biológiai részleteit.

II. A dolog mechanikája

Bonyolult és kevéssé tanulmányozott területe a tudománynak, hogy a légi úton terjedő betegségeket okozó vírusok hogyan terjednek emberről emberre cseppfertőzéssel. Az apró cseppecskéket (jelen téma tárgyalásához) két nagy méretbeli csoportba oszthatjuk (2. ábra):

(a) 10 um (mikrométer)-nél kisebb cseppek: ez az aeroszol méret – definíciójának felső határa (a részecskék annyira könnyűek, hogy önállóan képesek lebegni). Az egyszerűség kedvéért nevezzük ezt a csoportot “aeroszolnak”. Ezek az apró aeroszolok a széllel vagy léghuzattal közlekednek és ezáltal a helyiségek között is mozoghatnak. Az N95/FFP2 szűrőmaszkok abban különböznek a sebészi maszkoktól, hogy az előbbieket kimondottan arra tervezték, hogy megfogják az aeroszolokat: a 0,3 um alatti részecskék 95%-át ki kell szűrniük.

(b) 10 um (mikrométer)-nél nagyobb cseppek, melyek elérik vagy meghaladják a 100um-t. Nevezzük itt ezeket a nagy részecskéket “permetcseppeknek”. (Részletesebben lásd: Nicas and Jones, 2009). Természetesen a cseppek lehetnek ennél nagyobbak is, akár akkorák, hogy szabad szemmel is láthatóak a köhögés vagy tüsszentés keltette permetben (0.1 um vagy nagyobb átmérő). Xie et al által végzett számítások szerint a >0.1 um cseppek kilélegezve 2m távolságon belül elpárolognak vagy a talajra hullanak, mérettől, páratartalomtól és hőmérséklettől függően. De a köhögés vagy a tüsszentés lövedékként lövellheti ki azokat a szájból 50 m/s (tüsszentésnél) illetve 10 m/s (köhögésnél) “torkolati sebességgel” és a cseppecskék akár 6m távolságra is eljutnak. Ha ez így van, a sokat emlegetett “2 méteres biztonsági távolság” amit közösségekben javallott tartani már nem elegendő, kivéve ha (sima) maszkot viselünk – de erről majd később beszélünk.

Íme az aeroszolok és permetcseppek közötti megkülönböztetés központi biológiai vonatkozása: ahhoz, hogy a levegőben közlekedő részecskéket belélegezzük és mélyen a tüdőbe juthassanak, keresztül a légutakon és alveoláris sejteken, ahol a gázcsere zajlik, kis méretűeknek kell lenniük (3.ábra): csak a 10 mikron alatti cseppecskék juthatnak el az alveolusokba. Ezzel szemben a nagy permetcseppek megrekednek az orrban és a garatban (a nasopharyngealis térben) és a felső légutakban, a légcsőben és a nagy hörgőkben. Egy köhögés által kilövellt cseppek jellemző méreteloszlása olyan, hogy a cseppecskék fele az aeroszol csoportba esik, habár együttesen kilélegzett térfogat kevesebb, mint 1/100.000 részét teszik ki (Nicas et al 2005).

Ebből tehát az következik, hogy a korszerű, a legkisebb részecskék kiszűrésére fejlesztett N95/FFP2 maszkok segítenek megakadályozni a cseppecskék alveolusokba jutását. De tényleg fontos ez a görbe ellaposításának szempontjából? Megtudjuk lentebb. Ezzel szemben meggyőző, hogy a nagyobb cseppeket, melyek az orrban és garatban telepednének meg, bármilyen fizikai akadállyal (egyszerű sebészi maszkokkal is)meg lehet állítani.

Nyilván a kilélegzett vagy kiköhögött permetben sok aeroszol – cseppecskében nincs vírus, de némelyikben van.  A SARS-COV2 vírusról nem tudjuk, mennyi a fertőzéshez szükséges minimális mennyiség. De kezdjük felmérni, hogy az apró aeroszol – cseppecskék vagy a méretesebb lövedékcseppek a fontosabbak.

A CDC által hallgatólagosan elfogadott fogalom, miszerint a cseppecskék által közvetített vírustöltet úticélja az alveolusokban van (az életveszélyes tüdőgyulladás anatómiai helyszíne végső soron az alveolusok területe), megnövelte az N95/FFP2 maszkok látszólagos jelentőségét és a sima sebészi maszkok mellőzéséhez vezetett. A finom nüanszok nem jutnak el a laikusokhoz (és a megannyi  fotelvirológushoz), akik az üzenetek leegyszerűsítése révén megfejteni vélték: a maszkok haszontalanok. 

Még az apró aeroszolok tiszteletben tartásával sem szabad elfelejtenünk, hogy a sebészi maszkok részleges szűrőképessége is messze több a semminél. Egy 2008-ban végzett vizsgálatban, melynek célja a maszkok szűrőképességének kísérleti szimulációja volt, van der Sande és társai Hollandiában három maszktípus képességeit vetette össze, melyek: (i) házi készítésű (csináld magad) maszk konyharuhából, (ii) standard sebészi maszk és (iii) FFP2 (az N95 maszkok európai szabványkódja). Azt vizsgálták, hogy képesek-e megállítani a 0,2 um – 1 um mérettartományba eső kis aeroszolokat – éppen ezek a cseppecskék jutnak le az alsó légutakba.

A szerzők eredményei a befelé irányuló védelmet illetően fölvetnek néhány kérdést a CDC-nek azzal az üzenetével kapcsolatban, hogy a sebészi maszkok “hatástalanok”. Míg az FFP2/N95 maszkok a részecskéknek valóban több, mint 99%-át kiszűrték (ezáltal százszor kisebbre csökkentve az aeroszol – töltetet) a sebészi maszkok a maszk külsején található aeroszol cseppecskék számát tekintélyes mértékben, 4 – szeresen kisebbre csökkentették. Figyelemreméltó, hogy a köhögésből származó nagyméretű permetcseppek esetén a sebészi és FFP2 maszkok közti különbség még ennél is kisebb. Érdekes módon, a kifelé irányuló védelem esetén a hatékonyság és a különbségek is csekélyebbek (számokat ld.: 5. ábra).

Ezek az eredmények felvetnek egy sürgető: ha a legfőbb célunk a járvány enyhítése, vagyis a “görbe ellaposítása”, az emberről emberre való átvitelt mennyire csökkenti az, hogy a tüdőbe érkező aeroszol részecskék számát 4-szeresen redukáljuk? A megérzéseink azt súgják epidemiológiai bizonyítékok híján is, hogy  ha betartjuk a 1,5 – 2 méteres biztonsági távolságot, akkor még egy tökéletlen maszk is nyújt némi védelmet, ahogyan a kézmosás vagy az arc babrálásának kerülése – minden mechanikai magyarázaton alapuló javaslat. 

Technikailag számszerűsíthető, hogy a sebészi maszkok 4-szeres, vagy a konyharuha-maszkok 3-szoros cseppszám – csökkentő képessége milyen mértékben járul hozzá a “reprodukciós ráta” csökkentéséhez a kiindulási R0-tól a hatékony Rt-ig, ahol a mérséklő intézkedések kezdeti időpontja a t. Talán 25%-kal? Aztán SEIR-epidemiológiai modellek révén kiszámolható, hogy az R  milyen mértékű csökkentése vonná maga után a görbe jelentős ellaposodását – olyan mértékben, amivel már elkerülhető az egészségügy túlterhelése (lásd 1. ábra).

De az R-nek egy ilyen visszafejtett kiszámítása bonyolult lenne, mert sok nehezen számszerűsíthető mechanisztikus tényező ismeretét kívánná meg. Például nem ismert, hogy a COVID-19 közvetítése milyen arányban zajlik nagy permetcseppekkel és apró aeroszolokkal. Csak az utóbbi esetben érvényesül teljes mértékben az FFP2-es maszkok előnye a sebészi maszkokhoz képest! Az sem ismert, hogy önmagában a közösségi távolságtartás mennyiben járul hozzá az R csökkentéséhez. 

Nézzük tehát az átvitel biológiáját, ami kiutat kínál ebből a problémából és amit ugyancsak nem vettek figyelembe azok a hivatalos szervek, amelyek szerint “a sebészi maszkok nem hatásosak”. 

III. A dolog biológiája

A SARS-COV-2 vírus, sok másikhoz hasonlóan, rá kell, hogy csatlakozzon az emberi sejtekre egy zár – kulcs elv alapján, amelyben a vírus a kulcs, a sejt pedig a zár, mely kiegészíti a kulcsot és a vírus behatol a sejtbe, hogy sokszorosítsa önmagát. A SARS-COV-2 vírus esetén a felszíni virális fehérjetüske, a “Spike protein S” a “kulcs” melynek pontosan kell illeszkednie ahhoz a  “zár” proteinhez amely a gazdasejt felszínén található. A SARS-COV-2 vírus az ACE2 protein nevű zár-fehérjét használja a belépéshez (6. ábra).

Alapesetben ennek a sejtfelszíni enzimnek kardio-pulmonális (szív – tüdő) védő szerepe van. Az ACE2 az idült szívbetegségben vagy szisztémás artériás magas vérnyomásban szenvedő idősekben nagyobb számban van jelen. (Az ACE2 jelenléte a “szűk keresztmetszet ” mivel más gazdasejti fehérjék, melyek jelenléte szintén nélkülözhetetlen a vírus behatolásához – pl. proteázok – bőségesebben és nagyobb területen megtalálhatóak.) Egyes vérnyomáscsökkentők (mint arról mostanában sokszor szó esik, hiszen a magas vérnyomás az egyik rizikófaktora az akut légúti distressz szindrómának és a COVID-19 okozta halálnak), de a fokozott légzés okozta mechanikus stressz is furcsa mód emelhetik az  ACE2 termelődését.

A tüdőben az ACE2 jelenléte nagyon alacsony: csupán a tüdő legmélyén, az alveoláris sejteken (AT2 sejtek) található meg sejtenként néhány molekula formájában. De a Human Cell Atlas (HCA) konzorcium most közzétett cikke szerint a belső orr egyes szekréciós (váladékképző) sejtjein nagy számban megtalálható! (7.ábra).

Kössük össze ezt a tényt a mechanikai tényezők fenti magyarázatával: The nasal expression of Az ACE2 protein orrbeli jelenléte arra utal, hogy a SARS-COV-2 vírus megfertőzi ezeket a sejteket. Ebből arra is következtethetünk, hogy a SARS-COV-2 vírus átvitele jelentős mértékben köhögésből vagy tüsszentésből származó nagyméretű permetcseppekkel történik, melyek a köhögésből / tüsszentésből származó folyadék túlnyomó többségét alkotják és melyek a méretükből fakadóan az orrban és garatban rakódnak le — épp ott, ahol a vírusnak szükséges molekuláris zárak jelen vannak, lehetővé téve a kapcsolódást és a gazdasejtbe hatolást. A fertőzés átvitelének ezen útját nyilvánvalóan el lehet zárni egy egyszerű fizikai akadállyal. (Az ACE2 jelenlét az orrüregben segíti a felszínekre került cseppekkel való fertőződést – ezért tényleg mossunk kezet).

Wölfel et al. most számoltak be róla, hogy a vírus könnyen izolálható és azonosítható orr leoltó pálcákon, ellentétben más cseppfertőzéssel terjedő vírusos fertőzésekkel, mint pl. az eredeti SARS. A SARS-hoz képest (amelyik szintén az ACE2-t használja a behatoláshoz) a COVID-19 esetében a vírus génállománya (RNS) megjelenik az orr-leoltókon, méghozzá sokkal magasabb töménységben, úgyhogy a felderítése könnyű. Tulajdonképpen az FDA nemrég engedélyezte az orr bemenetéből történő leoltást és az ehhez való pálcákat az eddigi hosszú leoltók helyett. A molekuláris elemzések is megerősítik, hogy a SARS-COV-2 vírus már az orrgarat területén aktív és szaporodik, ellentétben más légúti vírusokkal, melyek a tüdő mélyebb részeibe költöznek. 

Az orrgarat nyálkahártyájában történő vírus replikáció megmagyarázza a fertőzés prodromális (bevezető) szakaszában tapasztalt pozitív teszteket és a tünetmentes hordozók által okozott fertőzéseket illetve a COVID-19 korai stádiumaiban tapasztalható  anosmiát (szagláskiesést). De ez a biológia azt is jelenti, hogy: ha kivédjük azokat a nagyméretű váladékcseppeket, melyek a tüdőbe amúgy se jutnának be, de a felső légutakban ülepszenek le, az a fertőzés megelőzésének a leghatékonyabb eszköze lehet. Ezért a sebészi maszkok, talán még a zárt símaszk, csősál vagy egyszerű kendő is több védelmet nyújthat, mint amit a hivatalos kormányzati kommunikáció hirdetett a kezdeti (teljesen érthető, de nem szerencsés) útmutatásaiban, melyekben lebeszélt a sebészi maszkok általános viseléséről. Az FFP2/N95 maszkok a várakozásokkal szemben képest kevés többlet biztonságot nyújtanak. (Az igazsághoz tartozik, hogy a CDC sál viselését javasolja utolsó lehetőségként az egészségügyi dolgozóknak, ha kifogynának a védőmaszkokból).

Gyakorlati és társadalmi szempontból nézve, a helyesen használt sebészi vagy házi készítésű védőmaszkok legrosszabb esetben nem ártanak, de a legjobb esetben viszont sokat segíthetnek. (Arra ügyeljünk, hogy eltávolításuk során ne érintsük meg a külső felületet). Ezek az egyszerűbb, olcsó maszkok segítséget nyújthatnak a görbe ellaposításában – talán kisebb, talán jelentősebb mértékben. Fontos: a viselésük nem von el a frontvonalban dolgozó egészségügyiektől értékes FFP2/N95 maszkokat.

A KÖVETKEZTETÉSEK

Tragikus volna, ha az a helytelen logika, mechanika és biológia, ami a nyugati kormányzatokat arra sarkallta, hogy ne támogassák, ha nem éppen megbélyegezzék a maszkviselést, a COVID-19 meredek emelkedéséhez hozzájárulhatott volna. Tekintve, hogy a felső légutak a SARS-COV-2 legfőbb behatolási kapuja, az egyszerű arcmaszkok viselése azáltal, hogy fizikai gátat képez a nagyméretű, kilövellt váladékcseppek előtt, jelentősen csökkentheti az R reprodukciós rátát. Ebben a tekintetben a közösségi távolságtartással és a kézmosással egyenértékű szerepe lehet. Ezáltal az megduplázódhat a “görbe ellaposításának” mérséklő hatása! A jövőbe tekintve: ha a gazdaságélénkítésre törekvő politikai nyomásnak engedve hamarosan feloldjuk a lezárásokat, talán épp a nyilvános helyeken történő maszkviselésre való buzdítás lehetne az arany középút a teljes lezárás és azon teljes feloldás között, mely a láthatatlan ellenség visszatérését kockáztatná. Most már erős tudományos alapja is van annak az igényünknek, hogy véget vessünk a hivatalos szervek sebészi maszk-ellenes hisztériakeltésének és, hogy javasoljuk vagy akár kötelezzük a maszkviselést úgy, mint azon ázsiai országokban, amelyek lefelé hajlították a görbét.

Szerző: prof. Sui Huang, Institute for Systems Biology

Fordította: dr. Horváth Zsombor, fogszakorvos

Az eredeti, angol nyelvű cikk: https://medium.com/@Cancerwarrior/covid-19-why-we-should-all-wear-masks-there-is-new-scientific-rationale-280e08ceee71