北半球の冬は、新型コロナウイルスの感染拡大への対応に新たな課題をもたらすだろう。
新たな研究では、年間を通じてウイルスが人から人へどのように感染するのかを調査している。
研究者らによると、ほとんどの状況において、呼吸器飛沫は推奨されている6フィートのソーシャルディスタンスより長い距離を移動するという。
このウイルスは、涼しい気温で特に長く残存することが判明した。
新たな研究は、季節の移り変わりに伴うSARS-CoV-2の拡がり方について理解を深め、人々の備えを強化することを目指している。
冬が近づいている。そして新型コロナウイルスの年となった今年は、COVID-19の第2波の可能性もある。インフルエンザの流行期に加え、寒く湿った天候の中で屋内にこもり窓を閉め切りがちになることを考えると、今後数か月は私たちにとって新たな健康上の課題が生じると思われる。
今回の新たな研究は、このウイルスが異例の成功を収めている秘密、すなわちその伝播力（宿主から宿主へとどのように感染を広げるか）に焦点を当てている。主要な感染経路は、環境条件によって変化することが明らかになった。
「4月初めの頃、多くの人々は、暖かい気候の夏になればCOVIDが消えるのではないかと考えていました」と、米カリフォルニア大学サンタバーバラ校の機械工学教授で、学術誌Nano Lettersに掲載された論文の著者の一人であるYanying Zhu氏は述べている。「そこで私たちは、熱伝達の観点からこの問題を考え始めました。それが私たちの専門分野だからです。」
期待に反して、ウイルスは夏の間も当然ながら消えることはなく、実際に国内のCOVID感染者数は増加を続けた。
新型コロナウイルスが、インフルエンザウイルスが生き残れない条件下でどのように残存するのかを理解するため、研究者らは一般的な屋内空間において、高温で乾燥した状態から低温で湿潤した状態までの連続的な範囲で、異なる気温と相対湿度をモデル化した。その屋内空間では、通常の会話や呼吸によってウイルスが拡散し、また論文によれば、人々は「ティッシュや肘に向かってくしゃみや咳をするだけ」である。
研究者らは、これらのシナリオに、この極めて感染力の強い微生物に関する新たな知見、特に宿主の外でどれくらいの期間感染力を保持するのかを加えた。
結果は深刻なものである。まず、最も一般的な感染経路である呼吸器飛沫は、私たちのソーシャルディスタンスのガイドラインに従わない。
「私たちは、ほとんどの状況において、呼吸器飛沫は6フィートのソーシャルディスタンスとして米疾病対策センター（CDC）が推奨する距離より長い距離を移動することを発見しました」とZhu氏は述べる。この影響は、涼しく湿度の高い環境ではさらに強まり、最大6メートル（19.7フィート）の距離まで飛散した後に地面に落下する。これは、生鮮肉や農産物が保管中に水分を失うのを防ぐため、気温が低く湿度が高く保たれている業務用冷蔵庫や冷凍庫などの場所で起こる。
ウイルスは、より遠くまで移動する能力に加え、涼しい気温で特に持続性が高く、複数の公表された研究によれば、さまざまな環境で「数分から1日以上にわたって感染力を保持する」という。
「これは、複数の食肉加工工場で報告されているスーパースプレッディング・イベントの一因を説明できるのかもしれません」と同氏は述べる。
一方、高温で乾燥した環境では、呼吸器飛沫は容易に蒸発する。しかし、後に残るのは微細なウイルスの断片であり、これは話す、咳をする、くしゃみをする、呼吸するといった行為によって排出される、エアロゾル化された他のウイルス粒子に加わる。
「これらは非常に小さな粒子で、通常は10ミクロン未満です」と、Zhu研究室の博士研究員であり筆頭著者のLei Zhao氏は述べる。「これらは数時間にわたって空気中に浮遊し得るため、人々は単に呼吸するだけでこれらの粒子を取り込んでしまう可能性があります。」
「つまり、夏はエアロゾル感染が飛沫接触と比べてより重要になる可能性があり、一方で冬は飛沫接触がより危険になる可能性があります」と同氏は述べる。「これは、地域の環境に応じて、人々がこの病気の感染を防ぐために異なる適応策を講じる必要があるかもしれないことを意味します。」
これは例えば、部屋が涼しく湿度が高い場合にはより大きなソーシャルディスタンスを確保すること、あるいは高温で乾燥した時期にはより目の細かいマスクや空気フィルターを使用することを意味する可能性がある。
研究者らによると、高温多湿の環境と低温乾燥の環境では、エアロゾルと飛沫の分布に大きな差は見られなかったという。
地域の条件によって異なるウイルス伝播の定量的な説明は、感染拡大を最小限に抑える取り組みにおいて、意思決定者と一般市民の双方にとって有用な指針となり得る。
「本研究と併せて、顔用マスクの最適なフィルタリングに関する設計ガイドラインを提供できるかもしれないと考えています」とZhao氏は述べ、この研究は実際のウイルス曝露量、すなわち一定の曝露期間中に体表にどれだけのウイルスが付着し得るかを定量化するためにも使用できると付け加えた。この知見は、ひいてはウイルスの蓄積を防ぐための気流や換気のより良い戦略につながる可能性がある。
加えて、研究によれば、この知見は「体系的な疫学研究と組み合わせることで、現在のパンデミックの進展経過に光を当てる可能性がある」という。
UC Santa Barbaraおよびスタンフォード大学の研究者らも、この研究に貢献した。
