【沙士回顧】NEJM研究淘大花園爆發,SARS病毒在空氣中傳播的證據。

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2003年全球嚴重急性呼吸系統綜合症(SARS)感染流行期間,香港是受災最嚴重的地區,發病率最高(670萬人口中有1,755例),死亡率高達17 %(299人死亡)。事實上,香港被認為是向許多其他國家傳播SARS的源頭地。在香港發生的一系列病例表明,環境因素可能與病毒的傳播有關。

淘大花園的大規模社區爆發影響了300多名居民,感染SARS病毒的患者分別於3月14日和19日到過E座的7號單位,並使用了廁所,病人亦有腹瀉。研究員參考了是次爆發病例的空間分佈,對可用數據進行了分析,並使用了基於氣流動力學的模型來調查SARS病毒在空中傳播的可能性。

 

結果發現,研究分析SARS病毒在淘大花園的傳播情況,321例中有187例確診病例(涉及142個單位),佔大約4月1日或之前發生的所有病例的70%。大多數情況下,症狀的發作發生在3月24日至26日的三天內,並在3月24日達到高峰。涉及E座的數據與所有建築物的流行曲線的模式非常相似,並且3月24日的峰值很明顯。如圖2所示,在D樓中,疫情始於3月22日,並於3月24日達到高峰;在C樓,它於3月24日開始,並於3月26日達到頂峰。在B樓中,首例發生在3月23日,沒有明顯的高峰。

Photo from NEJM

建築物的樓層按級別分類為較低(4至13層),中(14至23層)或較高(24至36層)。除5名SARS患者(97%)外,其他所有患者都住在形成A到G環形的七座,一半以上的病例(99宗)都發生在E座;在A、F和G座中每幢案例少於10個,故被排除在進一步的分析。在B、C和D座,每幢有20至25例,故包括在分析中。

Photo from NEJM
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攜帶病毒的氣霧的運動模式

空氣從E座的7號單位,窗戶朝向A、D座方向的浴室流出,並在空氣豎井中形成氣霧狀,使空氣傳播的病毒向上傳播。在空氣豎井的頂部,預測的氣霧中污染氣溶膠濃度的衰減為25%,東北風以每秒2 m的速度吹來,將污染的空氣帶到其他建築物,大量的污染空氣在中層樓層的高度通過C和D座之間。

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通過自然氣流、向上傳播

香港政府的調查表明,痛源患者感染了E座中的一小部分居民,感染隨後通過污水處理系統傳播到了該樓中的其他居民,透過接觸以及使用公共設施如電梯和樓梯。被感染的居民隨後通過接觸及污染,將疾病傳播給了E座內外的其他人。世界衛生組織的一個調查小組發現,許多住房的地漏(去水位)長期沒有裝滿水,收集器中的密封層因此變乾,結果與排水管的連接。調查小組指,在浴室內抽氣扇可能會通過未密封的地漏將小水滴或氣溶膠抽入浴室,從而污染浴室。抽氣扇將攜帶病毒的水滴或氣溶膠從浴室運通過自然氣流、由窗戶向上傳播,可能會進入其他單位,甚至進入遠離感染源幾層樓的單位。

研究團隊同意世衛關於感染源和病毒污染的氣溶膠最初傳播機制。在香港大學水力實驗室進行的實驗研究中,通過使用排水系統的模型,發現在沖廁時,產生了大量的氣溶膠,各個單位的排水管沒直接連接,所有排水管連接到地下才連接。因此,政府報告中認為是通過污水系統傳播感染,能解釋在E座第7單位中發生的病例,不能解釋在該樓和其他單位中發生的病例。

原因非透過人與人之間的接觸

在B、C和D座的感染病例始於E座的第一例感染發生後僅一到三天;在C和D座的大多病例中,初期症狀在三天內出現(3月24日至26日),E座的疫情高峰期吻合。這表明,病例更多是由於暴露於共同的來源而非人與人之間的接觸而形成的,在疫情中生病的人很可能在2003年 3月19日左右的很短時間內(±1天)被感染。分析還顯示,如果假設模式潛伏期約為4至5天,則峰值暴露時間大約在3月19日至20日。淘大花園的管理和保安人員每天在每個建築物的底層24小時工作,並經常與居民接觸,但他們並未受到該病毒的影響。淘大花園旁的大型購物中心,也沒有工作人員舉報。受影響單位(其中有感染病例)的空間分佈無法通過人與人之間的隨機接觸來解釋。我們認為,受這影響的病例數量以及因此受到感染的單位數量可能很小。

載有病毒的氣溶膠傳播

流行病學數據表明在淘大花園中爆發的共同來源的假設,病例的空間分佈符合載有病毒的氣溶膠從單一單位擴散的假設。利用氣流動力學數據進行的。B、C和D座疫情發作延遲一到三天可能是由於隨著氣流逐漸稀釋,氣溶膠中有效病毒載量降低。氣流向上傳播病毒載量的稀釋,解釋了為什麼中層的居民比高層的居民受到的影響更大。氣流模型表明,污染的氣霧穿過建築物之間的C座和D座中層;面對E座的單位似有更高的感染風險。

患者的糞便和尿液中發現的與SARS相關的冠狀病毒的濃度極高,再加上在排水管中的水力作用導致的霧化作用,可能會產生大量載有病毒的氣霧劑。氣溶膠的濃度隨著氣流遠離源頭而衰減,並且衰減對應於E座的其他單位和其他座有較低的攻擊率(並且可能對應較長的潛伏期)。發現呼吸道分泌物中的病毒濃度遠低於尿液和糞便中的濃度,這種差異可能解釋了在一些SARS的醫院內暴發中需要與指數病例密切接觸。

總而言之,流行病學分析、實驗研究和氣流模型都支持SARS病毒在淘大花園爆發中空氣傳播的可能性。E座7號單位產生的載有病毒的氣溶膠通過地板排水管返回浴室,然後可能通過抽氣扇產生的吸力進入了通風井,氣溶膠向上移動,並且由於抽氣扇產生的負壓或風的作用在空氣流通時,進入上層的單位,原因是單位之間的空氣流動。

 

Source:NEJM

Text by MEDICAL INSPIRE 醫‧思維

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