معلومة

لماذا الحد الأدنى من الجرعة المعدية للفيروس ليس مجرد جسيم واحد؟

لماذا الحد الأدنى من الجرعة المعدية للفيروس ليس مجرد جسيم واحد؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد عثرت على مصطلح "الحد الأدنى من الجرعة المعدية" (على سبيل المثال ، فيروس نقص المناعة البشرية) ، لكن لا أفهم بالضبط ما هو؟ لماذا لا تساوي دائمًا جسيم فيروس واحد؟ أتوقع أن يتمكن فيروس واحد محظوظ من بدء العدوى تمامًا مثل شرارة واحدة محظوظة يمكن أن تؤدي إلى اندلاع حريق.

تتبادر إلى الذهن الخيارات التالية:

  • تحتاج جزيئات متعددة من نفس الفيروس إلى العمل بشكل تعاوني لتحفيز تكاثرها ؛
  • هناك حوالي 100٪ عامل ، ولكن مناعة محدودة الاستخدام تقضي على فيروسات N الأولى ؛
  • احتمالية الإصابة أقل من بعض العتبة٪ لا تؤخذ في الاعتبار بالإحصاءات.

بشكل عام ، ما مدى ارتباط احتمالية الإصابة وشدتها بعدد الجسيمات؟ هل هو خطي (ضعف عدد الفيروسات => ضعف الاحتمال أو العدوى) أم شيء أكثر تعقيدًا؟


من ميريام ويبستر:

أصغر كمية من المواد المعدية التي بشكل منتظم ينتج عدوى

(التركيز لي)

كلمة "الحد الأدنى" هنا لا تعني الحد الأدنى الصارم ، بل المقصود منها أن تكون ملزمة إحصائية ، ويعتمد الاحتمال المطلق على أنواع الاختبارات التي تم إجراؤها ودقتها المتأصلة / عدم دقتها.

يمكن أن تشمل الأسباب التي تجعل هذا "الحد الأدنى" أكبر من 1 ما يلي:

  1. احتمال أن يجد جسيم ما بالفعل خلية مضيفة مناسبة ، ويدخل الخلية ويتكاثر ؛ يمكن أن تحدث حالات الفشل في العديد من المراحل على طول تلك السلسلة

  2. معدل رد فعل الجهاز المناعي / الاستجابة. عند مستويات التعرض المنخفضة ، قد يكتشف الجهاز المناعي العدوى ويزيلها بمعدل أسرع مما يمكن أن ينتشر ، بحيث تظل العدوى بدون أعراض. تستخدم بعض اللقاحات جرعات ضعيفة أو منخفضة من مسببات الأمراض على وجه التحديد لإثارة استجابة مناعية. القصد من ذلك هو أن العامل الممرض الضعيف لن ينتشر بالسرعة الكافية للتغلب على الاستجابة المناعية ولن ينتج عنه مرض كامل.

  3. إزالة العامل المعدي قبل أن يصل إلى مستويات الأعراض. ربما ينطبق هذا أكثر على البكتيريا ولكني لا أرى سبب عدم إمكانية تطبيقه أيضًا على الفيروسات. أعتقد أن أفضل مثال على ذلك هو التعرض للبكتيريا التي تسبب التهابات الجهاز الهضمي مثل الإشريكية القولونية أو السالمونيلا. قد تنمو الأعداد الصغيرة وتتكاثر في القناة الهضمية ، لكنها تنمو ببطء إذا لم تكن موجودة بتركيز عالٍ بما يكفي وقد تمر عبر القناة الهضمية قبل أن تسبب أي أعراض ملحوظة.

يمكن أن يختلف الحد الأدنى للجرعة المعدية أيضًا من فرد لآخر أو بسبب العوامل البيئية (على سبيل المثال ، انظر هذه الورقة).


بعض المراجع الإضافية:

Leggett ، H.C ، Cornwallis ، C.K ، & West ، S.A (2012). آليات التسبب والجرعة المعدية والضراوة في الطفيليات البشرية. مسببات الأمراض PLoS، 8 (2) ، e1002512.

وارد ، ر.ل ، أكين ، إي دبليو ، وداليسيو ، دي جي (1984). الحد الأدنى من الجرعة المعدية من فيروسات الحيوانات. مراجعات نقدية في التحكم البيئي ، 14 (4) ، 297-310.

Yezli، S.، & Otter، J.A (2011). الحد الأدنى من الجرعة المعدية من فيروسات الجهاز التنفسي والمعوية الرئيسية التي تنتقل عن طريق الغذاء والبيئة. علم الفيروسات الغذائية والبيئية ، 3 (1) ، 1-30.


ما نفعله ولا نعرفه عن عاملين مهمين في انتشار COVID-19 & # x27s

مع انتشار وباء COVID-19 ، أصبح من الواضح أن الناس بحاجة إلى فهم الحقائق الأساسية حول SARS-CoV-2 ، الفيروس المسبب لـ COVID-19 ، لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن الرعاية الصحية والسياسة العامة.

حظي مفهومان أساسيان للفيروسات باهتمام كبير مؤخرًا - "الجرعة المعدية" و "الحمل الفيروسي" لـ SARS-CoV-2.

بصفتنا علماء فيروسات الإنفلونزا ، هذه مفاهيم غالبًا ما نفكر فيها عند دراسة عدوى فيروس الجهاز التنفسي وانتقاله.


الأقنعة لا تعمل: مراجعة العلوم ذات الصلة بالسياسة الاجتماعية لـ COVID-19

كانت هناك دراسات واسعة النطاق للتجارب المعشاة ذات الشواهد (RCT) ، ومراجعات التحليل التلوي لدراسات RCT ، والتي تُظهر جميعها أن الأقنعة وأجهزة التنفس لا تعمل على الوقاية من الأمراض الشبيهة بالإنفلونزا التنفسية ، أو أمراض الجهاز التنفسي التي يُعتقد أنها تنتقل عن طريق الرذاذ والهباء الجوي. حبيبات.

علاوة على ذلك ، فإن الفيزياء والبيولوجيا المعروفة ذات الصلة ، والتي أراجعها ، هي من النوع الذي لا ينبغي أن تعمل فيه الأقنعة وأجهزة التنفس. سيكون من المفارقات أن تعمل الأقنعة وأجهزة التنفس ، بالنظر إلى ما نعرفه عن أمراض الجهاز التنفسي الفيروسية: مسار الانتقال الرئيسي هو جزيئات الهباء الجوي طويلة المكوث (& lt 2.5 ميكرومتر) ، والتي تكون جيدة جدًا بحيث لا يمكن حظرها ، والحد الأدنى- الجرعة المعدية أصغر من جسيم واحد من الهباء الجوي.

توضح الورقة الحالية حول الأقنعة الدرجة التي يمكن للحكومات ووسائل الإعلام السائدة والدعاية المؤسسية أن تقرر العمل في فراغ علمي ، أو اختيار علم غير مكتمل يخدم مصالحهم. هذا الاستهتار هو الحال بالتأكيد مع الإغلاق العالمي الحالي لأكثر من مليار شخص ، وهي تجربة غير مسبوقة في التاريخ الطبي والسياسي.

(من كلمات الناشر: "نتعهد بنشر جميع الرسائل أو تعليقات الضيوف أو الدراسات التي تدحض فرضية [Rancourt] العامة بأن ثقافة ارتداء القناع والتشهير قد يكونان أكثر ضررًا من كونهما مفيدًا. يُرجى إرسال ملاحظاتك إلى info @ rcreader. كوم ") [تحديث: 12 أغسطس 2020 لا يوجد دليل يبرر الأقنعة الإلزامية]

مراجعة الأدبيات الطبية
فيما يلي نقاط ارتكاز رئيسية للأدبيات العلمية الواسعة التي تثبت أن ارتداء الأقنعة الجراحية وأجهزة التنفس (على سبيل المثال ، "N95") لا يقلل من خطر الإصابة بمرض تم التحقق منه:

جاكوبس ، ج.ل وآخرون. (2009) "استخدام أقنعة الوجه الجراحية لتقليل حدوث نزلات البرد بين العاملين في مجال الرعاية الصحية في اليابان: تجربة معشاة ذات شواهد ،" المجلة الأمريكية لمكافحة العدوى، المجلد 37، العدد 5، 417 - 419. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19216002

كان عمال الرعاية الصحية الملثمين N95 (HCW) أكثر عرضة للإصابة بالصداع. لم يثبت أن استخدام أقنعة الوجه في الرعاية الصحية بالخدمات توفر فائدة فيما يتعلق بأعراض البرد أو الإصابة بنزلات البرد.

لم تظهر أي من الدراسات التي تمت مراجعتها فائدة من ارتداء القناع ، سواء في HCW أو أفراد المجتمع في الأسر (H). انظر الجداول الملخصة 1 و 2 فيهما.

بن رضا وآخرون. (2012) "استخدام الأقنعة وأجهزة التنفس لمنع انتقال الإنفلونزا: مراجعة منهجية للأدلة العلمية ،" الأنفلونزا وفيروسات الجهاز التنفسي الأخرى 6 (4) ، 257-267. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1750-2659.2011.00307.x

كانت هناك 17 دراسة مؤهلة. ... لم تؤسس أي من الدراسات علاقة قاطعة بين استخدام القناع / كمامة التنفس والحماية من عدوى الإنفلونزا. "

سميث ، جي دي وآخرون. (2016) "فعالية أجهزة التنفس N95 مقابل الأقنعة الجراحية في حماية العاملين في مجال الرعاية الصحية من عدوى الجهاز التنفسي الحادة: مراجعة منهجية وتحليل تلوي ،" كمج مارس 2016 https://www.cmaj.ca/content/188/8/567

“حددنا ست دراسات سريرية…. في التحليل التلوي للدراسات السريرية ، لم نجد فرقًا كبيرًا بين أقنعة التنفس N95 والأقنعة الجراحية في المخاطر المرتبطة بـ (أ) عدوى الجهاز التنفسي المؤكدة مختبريًا ، (ب) مرض شبيه بالإنفلونزا ، أو (ج) تم الإبلاغ عن مكان العمل التغيب. "

Offeddu ، V. وآخرون. (2017) "فعالية الأقنعة وأجهزة التنفس ضد التهابات الجهاز التنفسي لدى العاملين في مجال الرعاية الصحية: مراجعة منهجية وتحليل تلوي ،" الأمراض المعدية السريرية، المجلد 65 ، العدد 11 ، 1 ديسمبر 2017 ، الصفحات 1934-1942 ، https://academic.oup.com/cid/article/65/11/1934/4068747

كان التقييم الذاتي للنتائج السريرية عرضة للتحيز. لم يكن الدليل على التأثير الوقائي للأقنعة أو أجهزة التنفس ضد عدوى الجهاز التنفسي التي تم التحقق منها (VRI) ذا دلالة إحصائية "وفقًا للشكل 2 ج فيه:

رادونوفيتش ، LJ وآخرون. (2019) "أجهزة التنفس N95 مقابل الأقنعة الطبية للوقاية من الإنفلونزا بين موظفي الرعاية الصحية: تجربة سريرية عشوائية" جاما. 2019 322 (9): 824-833. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2749214

من بين 2862 مشاركًا عشوائيًا ، أكمل 2371 الدراسة وشكلت 5180 مواسم HCW. . من بين موظفي الرعاية الصحية في العيادات الخارجية ، لم تؤد أجهزة التنفس N95 مقابل الأقنعة الطبية كما يرتديها المشاركون في هذه التجربة إلى اختلاف كبير في حدوث الإنفلونزا المؤكدة مختبريًا ".

لونج ، واي وآخرون. (2020) "فعالية أجهزة التنفس N95 مقابل الأقنعة الجراحية ضد الإنفلونزا: مراجعة منهجية وتحليل تلوي ،" J Evid Based Med. 2020 1- 9. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jebm.12381

"تم تضمين ما مجموعه ست تجارب معشاة ذات شواهد تضم 9171 مشاركًا. لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في الوقاية من الأنفلونزا المؤكدة مختبريًا ، والعدوى الفيروسية التنفسية المؤكدة مختبريًا ، وعدوى الجهاز التنفسي المؤكدة مختبريًا ، والأمراض الشبيهة بالإنفلونزا باستخدام أقنعة التنفس N95 والأقنعة الجراحية. أشار التحليل التلوي إلى وجود تأثير وقائي لأجهزة التنفس N95 ضد الاستعمار البكتيري المؤكد مختبريًا (RR = 0.58 ، 95٪ CI 0.43-0.78). لا يرتبط استخدام أقنعة التنفس N95 مقارنة بالأقنعة الجراحية بانخفاض خطر الإصابة بالإنفلونزا المؤكدة مختبريًا ".

خاتمة أن الأقنعة لا تعمل
لم تظهر أي دراسة معشاة ذات شواهد مع نتائج مثبتة فائدة لـ HCW أو أفراد المجتمع في الأسر لارتداء قناع أو كمامة. لا توجد مثل هذه الدراسة. لا توجد استثناءات.

وبالمثل ، لا توجد دراسة تظهر فائدة من سياسة واسعة لارتداء الأقنعة في الأماكن العامة (المزيد حول هذا أدناه).

علاوة على ذلك ، إذا كانت هناك أي فائدة من ارتداء القناع ، بسبب قدرة الحجب ضد القطرات وجزيئات الهباء الجوي ، فمن المفترض أن يكون هناك فائدة أكبر من ارتداء قناع التنفس (N95) مقارنةً بالقناع الجراحي ، مع وجود العديد من التحليلات التلوية الكبيرة ، و جميع التجارب المعشاة ذات الشواهد ، تثبت عدم وجود مثل هذه الفائدة النسبية.

الأقنعة وأجهزة التنفس الصناعي لا تعمل.

تم تشغيل المبدأ الوقائي على رأسه بالأقنعة
لذلك ، في ضوء البحث الطبي ، من الصعب فهم سبب عدم إصرار سلطات الصحة العامة باستمرار على هذه النتيجة العلمية المؤكدة ، لأن الضرر النفسي والاقتصادي والبيئي الموزع من توصية واسعة لارتداء الأقنعة كبير ، وليس لذكر الضرر المحتمل غير المعروف من تركيز وتوزيع مسببات الأمراض على الأقنعة المستخدمة ومنها. في هذه الحالة ، ستقلب السلطات العامة مبدأ الاحتراز رأسًا على عقب (انظر أدناه).

فيزياء وبيولوجيا أمراض الجهاز التنفسي الفيروسية ولماذا لا تعمل الأقنعة
من أجل فهم سبب عدم قدرة الأقنعة على العمل ، يجب علينا مراجعة المعرفة الراسخة حول أمراض الجهاز التنفسي الفيروسية ، وآلية الاختلاف الموسمي للوفيات الزائدة من الالتهاب الرئوي والإنفلونزا ، وآلية الهباء الجوي لانتقال الأمراض المعدية ، وفيزياء وكيمياء الهباء الجوي ، و آلية ما يسمى بالجرعة الدنيا للعدوى.

بالإضافة إلى الأوبئة التي يمكن أن تحدث في أي وقت ، يوجد في خطوط العرض المعتدلة عبء إضافي للوفيات الناجمة عن أمراض الجهاز التنفسي الموسمية ، والتي تسببها الفيروسات. على سبيل المثال ، راجع مراجعة الأنفلونزا التي أجراها Paules and Subbarao (2017). كان هذا معروفًا منذ فترة طويلة ، والنمط الموسمي منتظم للغاية. (ملاحظة الناشر: تم العثور على جميع الروابط لمراجع المصدر للدراسات المقدمة هنا في نهاية هذه المقالة.)

على سبيل المثال ، انظر الشكل 1 من Viboud (2010) ، والذي يحتوي على "سلسلة زمنية أسبوعية لنسبة الوفيات الناجمة عن الالتهاب الرئوي والإنفلونزا إلى جميع الوفيات ، بناءً على مراقبة 122 مدينة في الولايات المتحدة (الخط الأزرق). يمثل الخط الأحمر نسبة خط الأساس المتوقعة في غياب نشاط الإنفلونزا ، "هنا:

لم تكن موسمية الظاهرة مفهومة إلى حد كبير إلا قبل عقد من الزمان. حتى وقت قريب ، كان هناك نقاش حول ما إذا كان النمط قد نشأ في المقام الأول بسبب التغيير الموسمي في ضراوة مسببات الأمراض ، أو بسبب التغير الموسمي في قابلية المضيف (مثل الهواء الجاف الذي يسبب تهيج الأنسجة ، أو تناقص ضوء النهار الذي يسبب نقص الفيتامينات أو الإجهاد الهرموني ). على سبيل المثال ، انظر Dowell (2001).

في دراسة تاريخية ، Shaman et al. أظهر (2010) أنه يمكن تفسير النمط الموسمي لوفيات أمراض الجهاز التنفسي الإضافية كميًا على أساس الرطوبة المطلقة فقط ، وتأثيره المباشر للتحكم في انتقال مسببات الأمراض المنقولة بالهواء.

لوين وآخرون. (2007) أظهر ظاهرة ضراوة الفيروسات المحمولة جواً المعتمدة على الرطوبة في انتقال المرض الفعلي بين خنازير غينيا ، وناقش الآليات الكامنة الكامنة وراء قياس تأثير التحكم في الرطوبة.

الآلية الأساسية هي أن جزيئات الهباء أو القطرات المحملة بالعوامل الممرضة يتم تحييدها خلال نصف عمر يتناقص بشكل رتيب وبصورة ملحوظة مع زيادة الرطوبة المحيطة. يعتمد هذا على العمل الأساسي لهاربر (1961). أظهر Harper بشكل تجريبي أن القطرات الحاملة للممرضات الفيروسية قد تم تعطيلها في أوقات أقصر وأقصر ، مع زيادة الرطوبة المحيطة.

جادل هاربر بأن الفيروسات نفسها أصبحت غير صالحة للعمل بسبب الرطوبة ("الاضمحلال القابل للحياة") ، ومع ذلك ، فقد اعترف بأن التأثير يمكن أن يكون من الإزالة الفيزيائية المعززة للرطوبة أو ترسيب القطرات ("الخسارة المادية"): "تم الإبلاغ عن قابلية الهباء الجوي في هذه الورقة تستند إلى نسبة عيار الفيروس إلى العدد الإشعاعي في عينات التعليق والسحب ، ويمكن انتقادها على أرض الواقع بأن مواد الاختبار والتتبع لم تكن متطابقة ماديًا ".

يبدو هذا الأخير ("الخسارة المادية") أكثر معقولية بالنسبة لي ، حيث سيكون للرطوبة تأثير فيزيائي عالمي يتسبب في نمو الجسيمات / القطيرات والترسبات ، وجميع مسببات الأمراض الفيروسية المختبرة لها أساسًا نفس "التحلل" الناتج عن الرطوبة. علاوة على ذلك ، من الصعب فهم كيف يمكن للفيريون (من جميع أنواع الفيروسات) في القطيرة أن يتعرض للهجوم الجزيئي أو الهيكلي أو التلف بسبب زيادة الرطوبة المحيطة. "الفيريون" هو الشكل المعدي الكامل للفيروس خارج الخلية المضيفة ، مع لب من الحمض النووي الريبي أو الدنا وقفيصة. لم يتم شرح أو دراسة الآلية الفعلية لمثل هذه "التحلل القابل للحياة" داخل القطرة داخل القطرة المدفوعة بالرطوبة.

في أي حال ، شرح ونموذج شامان وآخرون. (2010) لا يعتمد على آلية معينة لتحلل الفيروسات الناتج عن الرطوبة في الهباء الجوي / القطرات. نموذج شامان الموضح كميًا لعلم الأوبئة الفيروسية الإقليمية الموسمية صالح لأي آلية (أو مجموعة من الآليات) ، سواء كانت "تسوسًا قابلاً للتطبيق" أو "خسارة مادية".

الاختراق الذي حققه شامان وآخرون. ليست مجرد نقطة أكاديمية. بدلاً من ذلك ، فإن له آثارًا عميقة على السياسة الصحية ، والتي تم تجاهلها تمامًا أو تجاهلها في وباء فيروس كورونا الحالي.

على وجه الخصوص ، يشير عمل شامان بالضرورة إلى أنه ، بدلاً من أن يكون رقمًا ثابتًا (يعتمد فقط على الهيكل المكاني والزماني للتفاعلات الاجتماعية في مجموعة سكانية معرضة تمامًا للإصابة ، وعلى السلالة الفيروسية) ، رقم الاستنساخ الأساسي (R0) يعتمد بدرجة كبيرة أو بشكل أساسي على الرطوبة المحيطة المطلقة.

لتعريف R0 ، انظر HealthKnowlege-UK (2020): R0 هو "متوسط ​​عدد الإصابات الثانوية الناتجة عن حالة نموذجية للعدوى في مجموعة سكانية يكون كل فرد فيها عرضة للإصابة بها." يقال إن متوسط ​​R0 للأنفلونزا هو 1.28 (1.19-1.37) انظر المراجعة الشاملة التي أجراها Biggerstaff وآخرون. (2014).

في الواقع ، شامان وآخرون. أظهر أن R0 يجب أن يُفهم على أنه يختلف موسميًا بين قيم الصيف الرطبة الأكبر من "1" وقيم الشتاء الجاف التي عادةً ما تكون كبيرة مثل "4" (على سبيل المثال ، انظر الجدول 2). بعبارة أخرى ، فإن أمراض الجهاز التنفسي الفيروسية المعدية الموسمية التي تصيب خطوط العرض المعتدلة كل عام تتحول من كونها معدية إلى حد ما في جوهرها إلى معدية بشكل خبيث ، ويرجع ذلك ببساطة إلى طريقة الانتقال الفيزيائية الحيوية التي تتحكم فيها الرطوبة الجوية ، بغض النظر عن أي اعتبار آخر.

لذلك ، فإن كل النمذجة الرياضية الوبائية لفوائد السياسات الوسيطة (مثل التباعد الاجتماعي) ، والتي تفترض قيم R0 المستقلة عن الرطوبة ، لديها احتمالية كبيرة بأن تكون قليلة القيمة ، على هذا الأساس وحده. للدراسات حول النمذجة وفيما يتعلق بآثار الوساطة على رقم التكاثر الفعال ، انظر Coburn (2009) و Tracht (2010).

وببساطة ، فإن "الموجة الثانية" من الوباء ليست نتيجة لخطيئة الإنسان فيما يتعلق بارتداء الأقنعة والمصافحة. بدلاً من ذلك ، فإن "الموجة الثانية" هي نتيجة لا مفر منها لزيادة عدوى الأمراض التي يسببها جفاف الهواء عدة مرات ، في مجتمع لم يصل بعد إلى المناعة.

إذا كانت وجهة نظري حول الآلية صحيحة (على سبيل المثال ، "خسارة مادية") ، فإن عمل شامان يعني بالضرورة أن القابلية العالية للانتقال المدفوعة بالجفاف (R0 الكبيرة) تنشأ من جزيئات الهباء الجوي الصغيرة المعلقة بسوائل في الهواء على عكس القطرات الكبيرة التي بسرعة جاذبية من الهواء.

جسيمات الهباء الجوي الصغيرة المعلقة سائلاً في الهواء ، من أصل بيولوجي ، هي من كل الأنواع ومتواجدة في كل مكان ، بما في ذلك وصولاً إلى أحجام الفيروسات (Despres ، 2012). ليس من المستبعد تمامًا أن الفيروسات يمكن أن تنتقل فعليًا عبر مسافات بين القارات (على سبيل المثال ، هاموند ، 1989).

والأهم من ذلك ، فقد ثبت أن تركيزات الفيروسات المحمولة جواً في الأماكن المغلقة موجودة (في مرافق الرعاية النهارية ، والمراكز الصحية ، والطائرات الموجودة على متن الطائرة) في المقام الأول كجسيمات ضبابية أقطارها أصغر من 2.5 ميكرومتر ، كما هو الحال في عمل Yang et al. . (2011):

كانت نصف العينات الـ 16 إيجابية ، وتراوحت تركيزات الفيروس الإجمالية −3 من 5800 إلى 37000 نسخة جينوم م. في المتوسط ​​، ارتبطت 64 في المائة من نسخ الجينوم الفيروسي بجزيئات دقيقة أصغر من 2.5 ميكرومتر ، والتي يمكن أن تظل معلقة لساعات. اقترحت نمذجة تركيزات الفيروس في الداخل أن قوة المصدر تبلغ 1.6 ± 1.2 × 105 نسخ الجينوم m 3 الهواء h − 1 وتدفق الترسيب على أسطح من 13 ± 7 نسخ جينوم m 2 h 1 بواسطة الحركة البراونية. على مدى ساعة واحدة ، قُدرت جرعة الاستنشاق بما يعادل 30 ± 18 جرعة معدية من زراعة الأنسجة (TCID50) ، وهي كافية للحث على العدوى. توفر هذه النتائج دعمًا كميًا لفكرة أن طريق الهباء الجوي يمكن أن يكون وسيلة مهمة لانتقال الإنفلونزا ".

هذه الجسيمات الصغيرة (& lt 2.5 ميكرومتر) هي جزء من سيولة الهواء ، ولا تخضع لترسيب الجاذبية ، ولن تتوقف عن طريق التأثير بالقصور الذاتي بعيد المدى. هذا يعني أن أدنى درجة من عدم ملاءمة قناع الوجه أو جهاز التنفس الصناعي (ولو لحظية) تجعل معيار الترشيح التصميمي للقناع أو جهاز التنفس غير ذي صلة على الإطلاق. على أي حال ، فإن مادة الترشيح نفسها N95 (متوسط ​​حجم المسام

0.3-0.5 ميكرومتر) لا يمنع تغلغل الفيريون ، ناهيك عن الأقنعة الجراحية. على سبيل المثال ، انظر Balazy et al. (2006).

ومع ذلك ، فإن كفاءة توقف القناع واستنشاق المضيف ليست سوى نصف المعادلة ، لأنه يجب أيضًا مراعاة الحد الأدنى من الجرعة المعدية (MID). على سبيل المثال ، إذا كان يجب توصيل عدد كبير من الجسيمات المحملة بمسببات الأمراض إلى الرئة في غضون فترة زمنية معينة حتى ينتشر المرض ، فإن الانسداد الجزئي بأي قناع أو قطعة قماش يمكن أن يكون كافيًا لإحداث فرق كبير.

من ناحية أخرى ، إذا تم تجاوز MID بشكل كبير بواسطة الفيريونات المحمولة في جسيم الهباء الجوي الفردي القادر على التهرب من التقاط القناع ، فلن يكون للقناع أي فائدة عملية ، وهذا هو الحال.

يشير Yezli و Otter (2011) ، في مراجعتهما لـ MID ، إلى الميزات ذات الصلة:

  1. معظم فيروسات الجهاز التنفسي معدية في البشر كما هو الحال في زراعة الأنسجة ذات الحساسية المختبرية المثلى
  2. يُعتقد أن فيريون واحد يمكن أن يكون كافياً للحث على المرض في المضيف
  3. وجد أن احتمال 50 في المائة MID ("TCID50") يقع في نطاق 100-1000 فيريون
  4. يوجد عادةً من 10 إلى 3 طاقة - 10 إلى 7 فيريونات طاقة لكل قطرة إنفلونزا مهووسة بقطر 1 ميكرومتر - 10 ميكرومتر
  5. يتناسب MID الاحتمالي بنسبة 50 في المائة بسهولة في قطرة واحدة (واحدة) مهواة
  6. لمزيد من المعلومات الأساسية:
  7. تم توفير وصف كلاسيكي لتقييم الاستجابة للجرعة بواسطة Haas (1993).
  8. زوارت وآخرون. (2009) أول دليل مختبري ، في نظام الحشرات الفيروسية ، على أن عمل فيريون واحد يمكن أن يكون كافياً لإحداث المرض.
  9. باكام وآخرون (2006) حسبت من البيانات التجريبية أنه مع الإنفلونزا أ في البشر ، "نقدر ذلك بعد تأخير

6 ساعات ، تبدأ الخلايا المصابة بإنتاج فيروس الأنفلونزا وتستمر في فعل ذلك

5 ساعات متوسط ​​عمر الخلايا المصابة هو

11 ساعة ، ونصف عمر الفيروس المعدي الحر هو

3 ساعات حسبنا رقم التكاثر الأساسي [داخل الجسم] ، R0 ، والذي يشير إلى أن خلية واحدة مصابة يمكن أن تنتج

كل هذا لقول ذلك: إذا مر أي شيء (وهو يحدث دائمًا ، بغض النظر عن القناع) ، فإنك ستصاب بالعدوى. لا يمكن أن تعمل الأقنعة. لذلك ليس من المستغرب أنه لم تجد أي دراسة خالية من التحيز فائدة من ارتداء قناع أو جهاز تنفس في هذا التطبيق.

لذلك ، فإن الدراسات التي تُظهر قدرة التوقف الجزئي للأقنعة ، أو التي تُظهر أن الأقنعة يمكنها التقاط العديد من القطرات الكبيرة الناتجة عن العطس أو السعال مرتدي الأقنعة ، في ضوء السمات الموصوفة أعلاه للمشكلة ، ليست ذات صلة. على سبيل المثال ، مثل هذه الدراسات: Leung (2020) و Davies (2013) و Lai (2012) و Sande (2008).

لماذا لا يمكن أبدًا أن يكون هناك اختبار تجريبي لسياسة ارتداء الأقنعة على مستوى الأمة
كما ذكرنا أعلاه ، لا توجد دراسة تظهر فائدة من سياسة واسعة لارتداء الأقنعة في الأماكن العامة. هناك سبب وجيه لذلك. سيكون من المستحيل الحصول على نتائج لا لبس فيها وخالية من التحيز [للأسباب]:

  1. أي فائدة من ارتداء القناع يجب أن يكون لها تأثير ضئيل ، حيث لم يتم اكتشافها في التجارب الخاضعة للرقابة ، والتي سوف تغمرها التأثيرات الأكبر ، ولا سيما التأثير الكبير من تغير الرطوبة الجوية.
  2. ستكون عادات توافق القناع وتعديل القناع غير معروفة.
  3. يرتبط ارتداء القناع (مرتبط) بالعديد من السلوكيات الصحية الأخرى ، انظر Wada (2012).
  4. لن تكون النتائج قابلة للتحويل بسبب اختلاف العادات الثقافية.
  5. يتحقق الامتثال عن طريق الخوف ، ويمكن للأفراد أن يعتادوا على الدعاية القائمة على الخوف ، ويمكن أن يكون لديهم ردود أساسية متباينة.
  6. يعد قياس المراقبة والامتثال شبه مستحيل ، ويخضع لأخطاء كبيرة.
  7. الإبلاغ الذاتي (كما هو الحال في الاستطلاعات) متحيز بشكل واضح ، لأن الأفراد لديهم اعتقاد بأن جهودهم مفيدة.
  8. لم يتم التحقق من تطور الوباء باختبارات موثوقة على عينات كبيرة من السكان ، ويعتمد بشكل عام على زيارات غير تمثيلية أو حالات دخول المستشفى.
  9. تعمل العديد من مسببات الأمراض المختلفة (الفيروسات وسلالات الفيروسات) المسببة لأمراض الجهاز التنفسي بشكل عام معًا ، في نفس السكان و / أو في الأفراد ، ولا يتم حلها ، مع وجود خصائص وبائية مختلفة.

جوانب غير معروفة لارتداء القناع
قد تنشأ العديد من الأضرار المحتملة من السياسات العامة الواسعة لارتداء الأقنعة ، وتثور الأسئلة التالية التي لم تتم الإجابة عليها:

  1. هل تصبح الأقنعة المستخدمة والمحملة مصادر نقل معزز لمن يرتديها والآخرين؟
  2. هل تصبح الأقنعة جامعات ومحتفظات لمسببات الأمراض التي كان مرتديها يتجنبونها عند التنفس بدون قناع؟
  3. هل القطرات الكبيرة التي يتم التقاطها بواسطة القناع مذرية أو مهووية في مكونات قابلة للتنفس؟ هل تستطيع الفيروسات الهروب من قطيرة متبخرة ملتصقة بألياف القناع؟
  4. ما هي مخاطر نمو البكتيريا على القناع المستخدم والمحمّل؟
  5. كيف تتفاعل القطيرات المحملة بمسببات الأمراض مع الغبار البيئي والهباء الجوي الملتقط على القناع؟
  6. ما هي الآثار الصحية طويلة المدى على الـ HCW ، مثل الصداع ، والناجمة عن إعاقة التنفس؟
  7. هل هناك عواقب اجتماعية سلبية على مجتمع مقنع؟
  8. هل هناك عواقب نفسية سلبية لارتداء القناع كتعديل سلوكي قائم على الخوف؟
  9. ما هي العواقب البيئية لتصنيع الأقنعة والتخلص منها؟
  10. هل تفرز الأقنعة أليافًا أو مواد ضارة عند استنشاقها؟

استنتاج
من خلال تقديم توصيات وسياسات ارتداء الأقنعة لعامة الناس ، أو بالتغاضي صراحة عن هذه الممارسة ، تجاهلت الحكومات الأدلة العلمية وفعلت عكس اتباع المبدأ الوقائي.

في غياب المعرفة ، يجب على الحكومات ألا تضع سياسات لديها إمكانية افتراضية لإحداث ضرر. لدى الحكومة حاجز عبء قبل أن تحرض على تدخل واسع النطاق في الهندسة الاجتماعية ، أو تسمح للشركات باستغلال المشاعر القائمة على الخوف.

علاوة على ذلك ، يجب أن يعلم الأفراد أنه لا توجد فائدة معروفة ناتجة عن ارتداء قناع في وباء مرض الجهاز التنفسي الفيروسي ، وأن الدراسات العلمية أظهرت أن أي فائدة يجب أن تكون صغيرة جدًا ، مقارنة بالعوامل الأخرى والحاسمة.

خلاف ذلك ، ما هو الهدف من العلوم الممولة من القطاع العام؟

توضح الورقة الحالية حول الأقنعة الدرجة التي يمكن للحكومات ووسائل الإعلام السائدة والدعاية المؤسسية أن تقرر العمل في فراغ علمي ، أو اختيار علم غير مكتمل يخدم مصالحهم. هذا الاستهتار هو الحال بالتأكيد مع الإغلاق العالمي الحالي لأكثر من مليار شخص ، وهي تجربة غير مسبوقة في التاريخ الطبي والسياسي.

دينيس جي رانكورت باحث في جمعية الحريات المدنية في أونتاريو (OCLA.ca) وكان سابقًا أستاذًا في جامعة أوتاوا ، كندا. تم نشر هذه الورقة في الأصل على حساب Rancourt على ResearchGate.net. اعتبارًا من 5 يونيو 2020 ، تمت إزالة هذه الورقة من ملفه الشخصي من قبل مسؤوليها في Researchgate.net/profile/D_Rancourt. في مدونة ActivistTeacher الخاصة بـ Rancourt.blogspot.com ، يسرد الإخطار والردود التي تلقاها من ResearchGate.net ويذكر ، "هذه رقابة على عملي العلمي كما لم أختبرها من قبل".

يتوفر هنا المستند التعريفي التمهيدي الأصلي لشهر أبريل 2020 بتنسيق pdf. ، مكتمل بالمخططات التي لم تتم إعادة طباعتها في نسخة Reader المطبوعة أو إصدارات الويب.


الأمر لا يتعلق بما إذا كنت قد تعرضت للفيروس. كم.

يثبت العامل الممرض قول مأثور مألوف: الجرعة تصنع السم.

عندما يوصي الخبراء بارتداء الأقنعة والبقاء على بعد ستة أقدام على الأقل من الآخرين وغسل يديك بشكل متكرر وتجنب الأماكن المزدحمة ، فإن ما يقولونه حقًا هو: حاول تقليل كمية الفيروسات التي تصادفها.

لا يمكن لبعض الجسيمات الفيروسية أن تجعلك مريضًا - فالجهاز المناعي سوف يقهر الدخلاء قبل أن يتمكنوا من ذلك. ولكن ما هو مقدار الفيروس المطلوب حتى تتجذر العدوى؟ ما هو الحد الأدنى للجرعة الفعالة؟

الإجابة الدقيقة مستحيلة ، لأنه من الصعب التقاط لحظة الإصابة. يدرس العلماء القوارض والهامستر والفئران بحثًا عن أدلة ، لكن بالطبع لن يكون من الأخلاقي أن يقوم العلماء بتعريض الناس لجرعات مختلفة من فيروس كورونا ، كما يفعلون مع فيروسات البرد المعتدلة.

قالت أنجيلا راسموسن ، عالمة الفيروسات بجامعة كولومبيا في نيويورك: "الحقيقة هي أننا لا نعرف حقًا". "لا أعتقد أنه يمكننا تقديم أي شيء أفضل من التخمين المتعلم."

يجب أن تقدم فيروسات الجهاز التنفسي الشائعة ، مثل الإنفلونزا وفيروسات كورونا الأخرى ، بعض البصيرة. لكن الباحثين وجدوا القليل من الاتساق.

بالنسبة للسارس ، وهو فيروس كورونا أيضًا ، فإن الجرعة المُعدية المقدرة هي بضع مئات من الجسيمات. بالنسبة لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية ، تكون الجرعة المعدية أعلى بكثير ، بحيث تصل إلى آلاف الجسيمات.

قال الدكتور راسموسن إن الفيروس التاجي الجديد ، SARS-CoV-2 ، يشبه إلى حد كبير فيروس السارس ، وبالتالي ، قد تكون الجرعة المعدية مئات الجسيمات.

لكن الفيروس لديه عادة تحدي التوقعات.

بشكل عام ، الأشخاص الذين لديهم مستويات عالية من مسببات الأمراض - سواء من الإنفلونزا أو فيروس نقص المناعة البشرية. أو السارس - تميل إلى أن تكون لها أعراض أكثر حدة ومن المرجح أن تنقل مسببات الأمراض للآخرين.

ولكن في حالة فيروس كورونا الجديد ، يبدو أن الأشخاص الذين ليس لديهم أعراض لديهم حمولات فيروسية - أي كمية الفيروس في أجسامهم - بنفس مستوى أولئك المصابين بأمراض خطيرة ، وفقًا لبعض الدراسات.

ويكون مرضى الفيروس التاجي أكثر إصابة بالعدوى قبل يومين إلى ثلاثة أيام من بدء ظهور الأعراض ، أقل من ذلك بعد إصابة المرض حقًا.

بعض الناس ناقلون كرماء لفيروس كورونا والبعض الآخر بخيل. يبدو أن ما يسمى بالموزعات الفائقة موهوبون بشكل خاص في نقله ، على الرغم من أنه من غير الواضح ما إذا كان ذلك بسبب بيولوجيتهم أو سلوكهم.

على الطرف المتلقي ، شكل أنف الشخص وكمية شعر الأنف والمخاط الموجود - بالإضافة إلى توزيع بعض المستقبلات الخلوية في مجرى الهواء التي يحتاج الفيروس إلى الالتصاق بها - يمكن أن تؤثر جميعها على مقدار الفيروس الذي يحتاجه للإصابة.

من الواضح أن الجرعة الأعلى أسوأ ، وهذا قد يفسر سبب وقوع بعض العاملين في مجال الرعاية الصحية ضحية للفيروس على الرغم من أن الفيروس عادة ما يستهدف كبار السن.

قد تختلف الجرعة الحاسمة أيضًا اعتمادًا على ما إذا تم تناولها أو استنشاقها.

قد يصاب الأشخاص بالفيروس عن طريق لمس سطح ملوث ثم وضع أيديهم على أنوفهم أو فمهم. ولكن "لا يُعتقد أن هذه هي الطريقة الرئيسية لانتشار الفيروس" ، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.

قد يتطلب هذا الشكل من الانتقال ملايين النسخ الأخرى من الفيروس لإحداث عدوى ، مقارنة بالاستنشاق.

يمكن أن يؤدي السعال والعطس والغناء والكلام وحتى التنفس الثقيل إلى طرد الآلاف من قطرات الجهاز التنفسي الكبيرة والصغيرة التي تحمل الفيروس.

قال الدكتور دان باروش ، اختصاصي المناعة الفيروسية في مركز Beth Israel Deaconess الطبي في بوسطن: "من الواضح أنه ليس من الضروري أن يكون المرء مريضًا ويسعل أو يعطس حتى يحدث انتقال المرض".

القطرات الأكبر ثقيلة وتطفو بسرعة - ما لم يكن هناك نسيم أو انفجار مكيف الهواء - ولا يمكنها اختراق الأقنعة الجراحية. لكن القطرات التي يقل قطرها عن 5 ميكرون ، والتي تسمى الهباء الجوي ، يمكن أن تبقى في الهواء لساعات.

قال الدكتور باروش: "إنها تسافر لمسافات أطول وتستمر لفترة أطول ولديها إمكانية انتشار أكبر من القطرات الكبيرة".

يبدو أن هناك ثلاثة عوامل مهمة بشكل خاص لانتقال الهباء الجوي: القرب من الشخص المصاب ، وتدفق الهواء ، والتوقيت.

يعد الحمام العام الذي لا يحتوي على نوافذ مع حركة مرور عالية على الأقدام أكثر خطورة من الحمام الذي يحتوي على نافذة أو الحمام الذي نادرًا ما يستخدم. تعد محادثة قصيرة في الهواء الطلق مع جار مقنع أكثر أمانًا من أي من هذين السيناريوهين.

في الآونة الأخيرة ، استخدم باحثون هولنديون فوهة رش خاصة لمحاكاة طرد قطرات اللعاب ومن ثم تتبع حركتها. وجد العلماء أن مجرد فتح باب أو نافذة يمكن أن يزيل الهباء الجوي.

قال دانييل بون ، الفيزيائي بجامعة أمستردام الذي قاد الدراسة: "حتى أصغر نسيم يفعل شيئًا ما".

حددت الملاحظات من مستشفيين في ووهان بالصين ، والتي نُشرت في أبريل في مجلة Nature ، الشيء نفسه إلى حد كبير: تم العثور على جزيئات رذاذ في مناطق المراحيض عديمة التهوية مقارنة بغرف المرضى الهوائية أو الأماكن العامة المزدحمة.

قال الخبراء إن هذا أمر منطقي. لكنهم أشاروا إلى أن الهباء الجوي ، نظرًا لأنه أصغر من 5 ميكرون ، قد يحتوي أيضًا على فيروسات أقل بكثير ، وربما أقل بملايين المرات ، من قطرات 500 ميكرون.

قال الدكتور جوشوا رابينوفيتز ، عالم الأحياء الكمي في جامعة برينستون: "يتطلب الأمر حقًا الكثير من هذه القطرات ذات الحجم الفردي لتغيير المخاطر بالنسبة لك".

قال جميع الخبراء إنه بصرف النظر عن تجنب الأماكن المغلقة المزدحمة ، فإن أكثر الأشياء فعالية التي يمكن أن يفعلها الناس هو ارتداء الأقنعة. Even if masks don’t fully shield you from droplets loaded with virus, they can cut down the amount you receive, and perhaps bring it below the infectious dose.

“This is not a virus for which hand washing seems like it will be enough,” Dr. Rabinowitz said. “We have to limit crowds, we have to wear masks.”


Why scientists think COVID-19 may be spread through particles in the air

A group of 239 scientists from over 30 countries have published a letter urging the World Health Organization (WHO) and other public health agencies to more seriously consider the potential spread of COVID-19 through inhalation of small particles lingering in the air.

The WHO said in a press briefing on Tuesday that it would consider "emerging evidence" that the virus may be spread through small aerosolized particles -- sometimes called airborne transmission. The debate around whether or not the virus can be spread through particles in the air has been ongoing for months but the current WHO guidance states that the virus spreads "primarily through droplets of saliva or or discharge from the nose when an infected person coughs or sneezes."

"The World Health Organization acknowledges that transmission is mainly by large respiratory droplets when you cough or talk and fly through the air and land directly on someone's eyes or nose or mouth," said Dr. Linsey Marr, professor of civil and environmental engineering at Virginia Tech, who specializes in aerosol science and contributed to the letter. "But there's been increasing evidence that transmission is happening also by inhalation of much smaller droplets that we call aerosols and some public health organizations have recognized this but we wanted to make the WHO more aware of this so they can put out guidance worldwide."

In Tuesday's press briefing WHO technical lead for the infection prevention task force Professor Benedetta Allegranzi said, "We acknowledge there's emerging evidence in this field - as in all other fields regarding the COVID-19 virus and pandemic -- and therefore we believe we have to be open to this evidence and understand its implications regarding the modes of transmission and regarding the precautions that need to be taken."

But WHO's epidemiologist Dr. Maria Van Kerkhove was still more cautious in her response saying that the WHO has been been looking into these reports since April. Now, the focus is on "the possible role of airborne transmission in other settings . particularly close settings where you have poor ventilation."

"We've got clusters of person to person transmission happening indoors and there is asymptomatic transmission going on, no coughing, no sneezing, no large droplets being generated and splashed into people's face," said Dr. Lisa Brosseau, an aerosol specialist and research consultant at the Center for Infectious Disease Research and Policy at the University of Minnesota. She said that in these scenarios the most likely mode of transmission is inhalation of particles in the air.

Droplet transmission describes the situation when a person spreads the virus through directly sneezing or coughing on someone. Sometimes these large respiratory droplets may also land on surfaces and a person can be indirectly infected through touching their face after coming in contact with a contaminated surface.

Although experts generally agree the virus can be spread through respiratory droplets there is less consensus around aerosolized -- or airborne -- transmission, or the how long and how far these tiny infectious particles can travel in the air.

In the letter scientists point to a mounting body of evidence that supports the potential of airborne transmission. They cite a Chinese case study of video records where the virus was transmitted between three parties in a restaurant without any evidence of "direct or indirect contact," suggesting that the virus must have been spread through the air.

They also point out that particles from viruses of the same family, such as Middle Eastern Respiratory Syndrome (MERS), can be exhaled and detected in indoor environments of infected patients, posing a risk to people sharing this environment and breathing in the same air.

Additionally, several hospital-based studies have detected the coronavirus' genetic material in air samples collected from isolation rooms of COVID-19 patients -- although it's not clear yet if these samples are capable of infecting people.

Scientists acknowledge that more evidence is needed. According to Marr, studying airborne particles is much harder because you "need specialized techniques and special equipment to collect aerosols and measure them," which is only fully understood by a small subfield of aerosol scientists. The standards, she said, for proving airborne transmission are set much higher than that for other types of transmission.

"We have as much evidence for airborne transmission as we do for any other form of transmission at this point," Marr said.

Experts say that outdated definitions and arbitrary dichotomies are also adding unnecessary hurdles in further clarifying how the virus is actually transmitted.

"Traditionally the word airborne has been associated with traveling long distances, but really what we are trying to say is that it seems that inhalation of aerosol happens at short and close contact ranges too," said Marr. Some experts have taken issue with the WHO's technical definition of 'airborne,' arguing it is too narrow and relies on methods derived from the 1930s and 40s.

The WHO says a virus is 'airborne' if it can be spread by particles that are smaller than 5 microns -- smaller than an invisible grain of dust -- and viable over a distance greater than approximately 3 feet.

Brosseau said that the definition of airborne completely overlooks the potential inhalation of particles near the source and has previously pushed WHO along with other public health organizations to expand their definition. "It doesn't meet common sense. You don't need to be a physicist."

According to Dr. Donald Milton, professor of environmental health at the University of Maryland School of Public Health and co-author of the letter, "You can have particles as big as 10 or 20 or even 30 microns that can float quite a long distance indoors."

Experts say that the 6 feet rule may not always be enough.

"In a poorly ventilated environment 6 feet is not gonna mean very much," said Milton. "Indoor air is still and being stirred up by air conditioning system and heat/thermal plumes from people, lamps, and computer screens. This will keep aerosols much bigger than 5 microns floating around and and carry them much farther than 6 feet, even if it's just people talking and singing nobody with explosive coughs."

"We should replace the 6 foot rule with distance and time matters," added Brosseau. "Distance and time is key. The further you are from the source and the shorter period of time, the lower the concentration will be. I can't say what the distance is, but make it as great as possible."

Milton emphasized that "the virus is no different today than it was yesterday. What's different is our understanding of how it transmits." As a respiratory virus, some of it is indeed still transmitted through direct contact of respiratory droplets secreted through sneezes and coughs or contaminated surfaces, so washing hands and disinfecting surfaces is still important.

The Centers for Disease Control and Prevention in their criteria on how the virus spread, say the virus is spread"mainly through respiratory droplets produced when an infected person coughs, sneezes, or talks" and that some of these droplets can "possibly be inhaled into the lungs." ABC reached out to the CDC for comment.

There is concern about creating fear, said Milton, but acknowledging the potential mode of transmission through aerosol particles may help us learn how to stay safer in the long run.

Experts are still determining how many infectious particles a person must be exposed to in order to actually get sick. "We don't know the infectious dose," said Brosseau and it may vary based on your current medical condition, or whether or not the particles are being inhaled or droplets are coming in direct contact directly with your face.

Dr. Lydia Bourouiba, an associate professor at MIT who studies fluid dynamics and the spread of pathogens, published an article in the Journal of the American Medical Association in March calling for the rethinking of coronavirus transmission -- pointing to her research that showed that sneezes and coughs could spread gas clouds of droplets much further than 6 feet.


Coxsackievirus

The coxsackieviruses are extremely small (Huebner et al. 1950 Quigley 1949) single-stranded RNA viruses first reported in 1948 by Dalldorf and Sickles (1948). They are members of the family Picornaviridae in the genus الفيروس المعوي which also includes the poliovirus. These viruses are divided into group A and group B based on the early observations of their pathogenicity in mice (Carpenter and Boak 1952). Many coxsackievirus serotypes have been identified and the coxsackievirus A21 in particular has been used in experimental infections of human volunteers (Couch et al. 1965, 1966 Spickard et al. 1963). Although classified as an enteric virus culturable from rectal swabs and feces of naturally infected individuals, recovery from pharynx of such individuals is more common (Johnson et al. 1962). Coxsackievirus A21 has been shown to cause respiratory illness in both natural (Bloom et al. 1962 Johnson et al. 1962) and experimental infections (Couch et al. 1965 Spickard et al. 1963).

Airborne transmission of coxsackievirus A21 has also been reported by Couch et al. (1970). In this study, 39 antibody-free volunteers were quartered in barracks separated in the center by a double-wire barrier. Ten volunteers on one side were inoculated with the virus by small particle aerosol while 10 on the same side and 19 on the opposite side received placebo inoculation. Contact between men on the two sides was prevented and contact with individuals outside the barracks was minimized. A dose of 71 TCID50 of the virus caused infection in all of the ten inoculated volunteers and illness in eight of them. All the remaining volunteers were infected with coxsackievirus A21 during the 26-day study and 12 of these became ill. The virus was recovered from airborne particles in cough and sneeze samples produced by the inoculated volunteers at levels of up to 1.5 × 10 4 TCID50 for sneeze samples and 9.0 × 10 3 TCID50 for cough sample. The virus was also recovered from room air samples at levels of 300–700 TCID50 per sample. Although direct correlation between 1 TCID50 and coxsackievirus A21 virus particle number has rarely been determined, a 2.3 particle to TCID50 ratio for a viral preparation has been reported (Ward et al. 1984a).

Couch et al. (1966) reported that the HID50 of coxsackievirus A21 strain 49889 passaged once in human embryonic kidney cells, when administered to antibody-free volunteers by particle aerosol was 28 TCID50. Only two of the infected subjects failed to develop illness, indicating that the HID50 and the 50% illness dose are nearly the same. In a previous study (Spickard et al. 1963), all antibody-free volunteers inoculated in the nasopharynx by coarse spray and drops with 3.0 × 10 3 TCID50 of the same strain, became infected and eight of these developed upper respiratory disease. The virus was isolated frequently from throat swabs of infected subjects for up to 6 weeks. In the same study, the immunologic status of the volunteers was found to be critical in determining the biological and clinical sequelae to viral administration. High antibody titer (>1:128) gave resistance to infection with none of the 3.0 × 10 3 TCID50-inoculated volunteers developing illness and with the virus rarely recovered. Other studies have also reported that subjects with detectable antibody levels exhibited milder illness and less viral shedding when inoculated with coxsackievirus A21 (Couch et al. 1965, 1966).

When antibody-free volunteers were inoculated with coxsackievirus A21 strain 48654 passaged twice in human embryonic lung fibroblasts (WI-26) via particle aerosols, the HID50 was approximately 30–34 TCID50 and nearly all infected subjects developed illness (Couch et al. 1965, 1966). However, the above aerosol HID50 estimations were based on inhaled doses of which only 50 to 70% was retained, hence the actual HID50 values were probably considerably less than estimated. Nevertheless, when the above strain of the virus was administered to antibody-free volunteers by nasal drops, there was 5-fold decrease in the calculated HID50 (HID50 = 6 TCID50) with five of the seven infected subjects developing illness (Couch et al. 1966). The above results demonstrate that coxsackievirus A21 strain 48654 passaged once or twice in cell culture had similar HID50. The same strain obtained from naturally occurring cases of illness but not passaged in tissue culture given to antibody-free volunteers resulted in similar degree of infectivity as one or two passages (Couch et al. 1965). Lang et al. (1965) reported that inoculation of 20 antibody-free volunteers with 100–1,600 TCID50 of coxsackievirus A21 strain 48560 passaged nine times in primary human embryonic kidney tissue culture by the nasopharyngeal route infected all subjects and caused illness in 85% of them. The same strain passaged two more times in human embryonic lung (WI-26) tissue and administered via aerosols in a dose of 160 TCID50 caused illness in 90% of the inoculated subjects.

Intestinal administration of coxsackievirus A21 to volunteers strongly indicated that the intestine is not the primary site of multiplication of this virus in human adults (Spickard et al. 1963). Antibody-free volunteers given 320 TCID50 of coxsackievirus A21 in coated capsules showed no symptom of illness. The virus was not recovered from rectal or orpharyngeal specimens and no neutralizing antibodies were detected 4 weeks after feeding. Moreover, inoculation of the intestinal tract of volunteers with a larger virus dose (3.2 × 10 5 TCID50) through a Rehfuss tube or in enteric-coated capsules resulted in no illness, no positive throat cultures, and only transient intestinal infection as judged by cultures of stool. Furthermore, there were no detectable antibodies 35 days after inoculation of these subjects. In contrast, inoculation of 3.2 × 10 5 TCID50 and even 3.0 × 10 3 TCID50 of the same virus by the respiratory route caused illness in volunteers followed by an increase in neutralizing antibody titer and recovery of the virus from their pharynx (Spickard et al. 1963).

In summary, although classified as an enteric virus, coxsackievirus A12 is an important cause of respiratory illness in humans. The presence of pre-existing antibodies has been shown to provide protection against infection by the virus and to lead to milder illness and less viral shedding. Unusually, passaging of the virus once or twice in cell culture did not affect its infectivity. Coxscakievirus A21 is more infectious when given as nasal droplets (HID50 = 6 TCID50) than as particle aerosols (HID50 = 28–34 TCID50) in the respiratory tract, and shows poor infectivity in the gastrointestinal tract.


2 إجابات 2

There are clearly people who have antibodies to viruses such as SARS-CoV-2 who have no history of clinical symptoms. Presumably, they have been exposed to a low viral load which has been sufficient to trigger an immune response without the virus infecting sufficient cells to cause symptoms.

That is why they are saying that you don't need testing if you have been closer than 2 m to an infected person but have stayed there less than 10-15 minutes ( depending on the hospital issuing that information ).

Close contact can occur while caring for a patient, including:

being within approximately 6 feet (2 meters) of a patient with COVID-19 for a prolonged period of time.

having direct contact with infectious secretions from a patient with COVID-19. Infectious secretions may include sputum, serum, blood, and respiratory droplets. If close contact occurs while not wearing all recommended PPE, healthcare personnel may be at risk of infection.

الجواب هو لا. It only take one successful viroid particle to start an infection. Then you can always argue about how many particles you need to breath in, in order to ensure (statistically) that one sticks to your cellular lining and membrane to actually start the infection process. That's a different question.


3 إجابات 3

Disclaimer: I am not entirely satisfied with this answer in as much as the author fails to source the claim that 1000 viral particles may be the threshold for infection. However the author has significant expertise and more importantly (to me as a non-expert) has written a piece that is entirely readable and plausible. I offer it for your consideration:

Dr Bromage The Risks - Know Them - Avoid Them posits that 1000 viral particles are sufficient to produce an inflection. He then discusses the risks of encountering that threshold and how to minimize one's risk.

The minimum infectious dose of SARS-CoV-2, the virus that causes Covid-19, is unknown so far, but researchers suspect it is low. “The virus is spread through very, very casual interpersonal contact,” W. David Hardy, a professor of infectious disease at Johns Hopkins University School of Medicine, told STAT. Blockquote STAT

. it takes just 18 particles of norovirus to cause an infection. This can lead to the classic clinical signs of vomiting and diarrhoea

The amount of particles a person is exposed to can affect how likely they are to become infected and, once infected, how severe the symptoms become.

A high infectious dose may lead to a higher viral load, which can impact the خطورة of COVID-19 symptoms.

Viral load is a measure of virus particles. It is the amount of virus present once a person has been infected and the virus has had time to replicate in their cells. With most viruses, higher viral loads are associated with worse outcomes.

“The more viral particles that get into the lungs, the more damage to the lungs that is probably happening,” said W. David Hardy, a professor of infectious disease at Johns Hopkins University School of Medicine.

A report from China suggested that there is no difference between how much coronavirus a person is exposed to and how sick they get.

But another report showed that patients with milder disease had lower levels of the virus.

It seems we are looking at the kinetics of viral growth in the body, the time to release of the cell containing the replicated virus, the amount of virus released per cell and the rate of adsorption of the virus into the cell. I don't speak with authority regarding the biochemistry of this process, but I do remember quite a lot about chemical kinetics. If the rate of replication of the virus in the body is faster than the rate of adsoprtion through the ACE-2 enzyme then you can launch all the virus you want at the cell, it is replicating the virus faster than the virus can penetrate cells. Similarly the time to release the virus from the infected cell and the amount of virus released per cell all contribute to the effect of any viral infection. See this for example https://doi.org/10.1016/j.virol.2011.12.005. This more recent article seemed to try to answer the question - but did not https://wwwnc.cdc.gov/eid/article/26/9/20-1495_article So it depends.. I guess.


تفاعلات القارئ

تعليقات

Damn, my first comment has vanished. Anyway…
Good post! – Perhaps this is a place to bring up particle to pfu ratio. The above is great for when talking about phage, for example, when the ratio approaches 1. But with something like polio when it can be very high (>1000 ??), then it’s not that all cells don’t receive “a particle” at MOI=1 – but that they don’t get an “infectious dose”. Not sure how to say it better – enough to initiate an infection.
So why does polio require 1000 virions to make an infectious dose? I don’t buy the idea that most of the particles are not “viable”.

Your initial formula for the Poisson distribution looks wrong, btw.

Let me know why you think the distribution is incorrect. That formula
has been in virology textbooks for over 40 years, so I didn’t make it
up.

what MOI will result in 50% of the cells being infected (50% uninfected)?

The MOI to infect 50% of cells, or to leave 50% of cells uninfected is
P(0) = 50% = 0.5 therefore m = -ln(0.5) = 0.7.

Prof. Racaniello: I think Alex Ling means the correct formula should be P(k) = e^-m times m^k/k!

Alex is right! I copied it incorrectly from my textbook. It’s now
corrected. Thanks to you and Alex for pointing this out.

I want to claim a point we usually forget: Infectious doses, infectious particles, infectious units… are a relative concept as “infectious” depends on the cell type used to run the assay, i.e Vero cells, HeLa cells, BHK21…There is no an unique in vitro system to make a pfu assay for every virus, for instance you can use A9 or NB324K cells to titrate parvovirus MVMp and the same stock will rise a different (but constant) titre on each.
On the contrary the physical particle counts is an absolute value. Then the ratio particles/infectious will depend on the cell system. I agree Dorian that at least for in vitro assays, MOI and infectivity measures not just viable viruses but also specific cell conditions required for the infectious process to proceed.
Let me just set a naïve example. Imagine that a weak interaction between the viral particle (viable, full, complete genome) with a membrane protein prevents the access of a virus to the functional receptor. Then the relative abundance of such sticky protein with the receptor in a particular cell type, is going to dictate the chance of “one viable virus” (infectious) to reach and bridge the receptor. Then the ratio particle/infectious will depend on that protein. A situation that it is likely to vary with every cell type.
Don´t forget: viral titre (except the counts of particles) is an arbitrary and relative value.

This made everything crystal clear clear! thank you!

Dear Sir,
Thank you for your paper.
I have studied varicella zoster virus. I had determined the titer of virus that follows your guiderline. But now, I have a trouble with it. I do not know how to find MOI. Can you help me to find out it?
Once, thank you very much.

You determine the MOI by adding a certain amount of virus to a fixed number of cells. The MOI is the number of infectious viruses added divided by the number of cells. If you have a million cells in a culture dish, and you add a million PFU, the MOI is one.

nice theme. but it takes a while to load

Dear Sir, I would like to know whether MOI is working when I use TCID instead of PFU.

Dear Sir, I would like to know whether MOI is working when I use TCID instead of PFU.

الجواب نعم. No matter how you calculate viral titer, the rules of MOI apply.

a virus suspension of temperate phage contains 10 to the power 7 partiles/ml. Only 10% of these are cpable infecting bacteria. hundred microlitres of the pahge suspension id mixedc with 1000 bacterials cell, what is the multiplicity of infection

10% of 10,000,000 = 1,000,000 0.1 ml contains 100,000, divided by 1000 bacterial cells = MOI 100.

أهلا.
We have an assumption for monolayer cell line that the m.o.i should be less more in the range of 0.1-0.01 However, for suspension cell infection tit should be of high moi why? sometimes more than one also. any idea?

I was talking about a general assumptions with monolayer infection of virus irrespective of the type of virus used for the infection. Any idea of working with a suspension cell line like BHK-21 clone 13.

For those asking how to calculate the MOI with TCID50 values, you only have to multiply your TCID50/ml value by 0,69 to obtain the equivalent virus titer in PFU. (This 0,69 value comes from the Poisson distribution as well) Then, just calculate the MOI as usual!

A phage infects bacteria at a multiplicity of infection (moi) of 0.1. هذا يعني ذاك

How is the Poisson distribution affected when infecting in suspension versus adherent cultures? Obviously there are volumetric effects that would hinder the random associationg of virus bumping into the cells. Thanks for your kind assistance.

my apologies for my poor spelling.

What MOI approximately would have a cell in the environment of cells producing 10 000 000 pfu/mL ??

Hi Prof, I want to grow my virus in T75 flask, I want to infect cells at Moi of 1. Do i need to consider total no of cells in the flask at 80% confluency, Or just the no of cells/ml added to flask while spliting?

You have to know the total number of cells in the flask when you infect them. If you know the total number at 100% confluence you can make an estimate of the number at 80% confluence.

Suspension vs monolayer does not matter in calculating MOI as long as volume does not influence attachment, as you suggest. If infection is done in a small volume (eg centrifuge cells from suspension) it won’t be a problem.

Hi Profvrr, I was working with TCID50 assay, I read it on 4th day, the titre was 10^6, while on the 5th day it was 10^7. 4th day is stand in my lab. I was standardizing MNT, at 200TCID50. I was checking some reference sera with know titre (Titred at 200TCID50 of same virus in some other lab with different cell line, results read at 5th day). 200TCID killed the cells, so does 20TCID. The titers was not even closer to the reference values.

Continue….. Does the reading on 4th or 5th day has something to do with it, or the use of different cell line.

Sir, since tcid50 and pfu are variable from cell line to cell line and day to day of measurement, is it ok to use real time PCR to quantitate viral titre and calculate m.o.i? i understand its not an assay of infectivity but say for a fresh tissue culture lysate wherein u expect most of the virus to be viable is it ok? is it acceptable for research that is…sounds theoretically correct to me… especially for viruses which are not cytopathogenic or plaque forming… please reply

Hi Prof. I`ve just started studying Statistics. So, if I want to know the MOI that will give me around 10 virus particles/cell in almost all cells, how do I do that? شكرا

Moi to infect 60% or leave 40% uninfected is: 0.4. Is this then 0.9?

m= -ln(0.4) = 0.9? Or did I do that backwards?

I have a phage (phix174) with a titer of 2.5吆^6. The recommended MOI for this phage is 0.1-2.0. I want to titer it up. Can I use a high host concentration (e.g 10^8 cfu/mL) to bring the titer up? Based on the volumes I would use the MOI would be somewhere around 0.01 which theoretically is really low but I haven’t had much luck sticking to the recommended MOI.

In my research i need to find effect of MOI, i mean ranges ex. 1, 10, 100, 500 etc, in order to differentiate the bacterial pathogenicity whether bacteria has low moi or medium or high moi. And i got different strains in different moi too (ranges from 0-600 moi) In this case should i use Poisson distribution. Actually what is a purpose of Poisson distribution.

Kindly clarify my doubt. شكرا لك مقدما.

Currently we are developing the
procedure of antivirals evaluation that is supposed to be common for several
groups of researchers. After a discussion we appeared not to be able to come
to equivocal opinion and procedure. In my message I would like to kindly ask
you to clarify your approach to evaluation of anti-viral potential of
chemical compounds. Please excuse me in advance that I ask you to explain
obvious things.

We study anti-viral properties of various chemical compounds, in
particular in cell culture. Our primary goal is to determine three
characteristics for each compound. First, 50% cytotoxic dose (CTD50), the
concentration that kills 50% of cells. Second, 50% inhibiting concentration
(IC50), the concentration that kills 50% of virus. Third, selectivity index
(SI), ratio of first to second, the value showing how selectively the given
compound kills virus comparing to cells. The higher SI is, the more
selective and prospective is the compound. The ideal compound should have
low IC50 and high CTD50 to express high selectivity.

The main contradiction is how to calculate (in fact, determine) IC50.
When titrating the virus, we work with decimal dilutions and express the
titer as the highest dilution that causes cytopathogenic effect in more than
50% of cells (TCID50), or, in case of influenza virus, positive
hemagglutination in the wells. Based on the results, we plot virus titer
against drug concentration and calculate the dose decreasing the titer by
50% comparing to virus control (concentration zero).

To do this, we mark the Y axis as 1, 2, 3, 4, 5, etc., meaning that
these values are decimal dilutions of initial material, i.e. logarithms, and
that in fact, they represent number of infectious (or hemagglutinating)
units and should be considered as 10(1), 10(2), 10(3), etc. Therefore, IC50
should decrease the titer twice comparing to control, regardless to the
value of the titer in the control (no drugs), e.g. from 10(6) to
5×10(5), or from 10(5) to 5×10(4), and so on.

If we follow the opposite logic, we consider the virus titer as
absolute, not logarithmic, value. In this case IC50 should decrease it from
6 to three, or from 4 to 2, and so on. In fact, this will correspond in
first case to 1000-fold decrease of virus production and in second case
– to 100-fold, i.e. the same dose – IC50 – will have different
تأثير. That is why I consider this approach incorrect. Doing so, we will be
wrong in calculating the SI because CTD50 will decrease the number of cells
twice (by 50%) while IC50 will decrease the amount of virus by 99,9 (or
99)%. In this case the selectivity is based not on properties of a given
compound but on different approaches to cells and virus.

I will appreciate very much your opinion and clarification. Thank you in
advance.

I understand that if I want to infect a given % of cells I can use the above distribution to calculate the MOI that I must use. But if I determine the % of cells that are infected experimentally then mathematically how do I determine the MOI that must have been added to those cells to result in the experimentally determined infected %? I hope then to calculate back the number of cells that were in the dish and thus determine titre….?

Can anyone please help? I have been trying to figure this out and my brain is going to explode!

You could have harvested a large enough volume of cell suspension, obtained a count, and have adjusted the concentration to whatever MOI you want at the time of infection.

In considering multiplicity of infection, is there a volume parameter? It seems to me that a million cells in a culture of a million particles will yield different infection rates in different volumes (100 uL, 1 mL, 10 mL). Are MOI’s standardized by volume parameters?

PJ Stewart-Hutchinson says

::clapping my hands::
لطيف - جيد. I asked myself the same question a couple of years ago and tried it out with lentivirus. I found that with a consistent MOI, volume was inversely proportional to infection rate (more concentration => more infection). If you keep other variables consistent within your protocol and only ever change the amount of virus, then you’d never notice it. But you are correct, there is an unspoken or assumed standardization of volume, which perpetuates the use of MOI in textbooks and official protocols.

hye prof. i need your opinion. i want to infect RAW cells with newly came MNV. the supplier didnt mention the titre but suggest to use MOI between 1-10. so, i quite confuse wther to use low or high MOI because as i understand, low MOI will give greater titre as we reduced the chances of defective particles to infect the cells. The suggested incubation for stock preparation also around 2-3 days. so if i use MOI 1, is it 1 virus particle per cell. so when all cells infected, so no host anymore for newly produced progeny. then the titre will drop significantly. do u have any suggestion?


شاهد الفيديو: لماذا تعد الجرعة الثانية من أي لقاح هي التي تكسب الجسم المناعة (ديسمبر 2022).