Почему маски не работают?

Многочисленные контролируемые эксперименты не выявили влияния ношения масок на распространение всевозможных ОРВИ, независимо от того, кто носил маски: больные, здоровые, или все. Также не было обнаружено различий между хирургическими масками и респираторами.

На этом можно было бы успокоиться, но пытливый ум задаётся вопросом: а какого, собственно, хрена? Особенно, почему респираторы не лучше масок? Тут есть две возможности. Частицы с вирусами настолько велики, что маски так же эффективны, как респираторы. Или же частицы с вирусами настолько малы, что респираторы также неэффективны как и маски. Что бы ни утверждали диванные эксперты, ответить на эти вопросы может только эксперимент.

Эксперименты показали следующее. Большинство частиц, производимых людьми при дыхании, кашле очень малы. Таких частиц очень много. Вирусы передаются в основном в наиболее мелких из них. Минимальная инфицирующая доза с запасом умещается в одной частице. Частицы могут часами летать в воздухе и перемещаться на большие расстояния.

Подавляющее большинство частиц в кашле имеет размер менее 3 микрометров — Lindsley W. G., et al. "Quantity and Size Distribution of Cough-Generated Aerosol Particles Produced by Influenza Patients During and After Illness" (Количество и распределение по размеру аэрозольных частиц, генерируемых при кашле больными гриппом и после выздоровления), Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 2012, 9(7):443–449:

Измерения кашля 45 здоровых некурящих людей выявили сотни тысяч и миллионы частиц размером от 0,1 до 900 микрометров, при этом 97% частиц были менее 1 микрометра, а 99% — менее 10 микрометров. Независимо от пола, возраста, веса и роста — Zayas G., et al. "Cough aerosol in healthy participants: fundamental knowledge to optimize droplet-spread infectious respiratory disease management" (Аэрозоль в кашле здоровых участников: фундаментальные данные для оптимизации контроля за ОРВИ), BMC Pulmonary Medicine, 2012, 12:11.

Аналогичные результаты (99% частиц меньше 1 микрометра) получены в следующем эксперименте — Wurie F., et al. "Characteristics of exhaled particle production in healthy volunteers: possible implications for infectious disease transmission" (Характеристики частиц в дыхании здоровых людей: возможные последствия для контроля инфекций), F1000Research, 2013, 2(14).

Непосредственно органические частицы, выдыхаемые людьми, имеют максимум распределения по размеру в районе 1,5 микрометров — Xu C., et al. "Fluorescent Bioaerosol Particles Resulting from Human Occupancy with and Without Respirators" (Флуоресцентные частицы биоаэрозолей, образующиеся при активности человека в респираторе и без), Aerosol Air Quality Research, 2017, 17(1):198–208.

Настолько мелкие частицы (аэрозоль) являются частью воздушной массы, не подвержены гравитационному осаждению и не могут быть остановлены инерционным ударом (препятствием на пути потока). Такие частицы мельче большинства частиц тумана. Это означает, что даже малейшая щель между лицом и маской или респиратором сведёт на нет любые их фильтрующие характеристики. При этом воздух вместе с аэрозолями всегда течёт по пути наименьшего сопротивления — по краям маски или в зазоры между респиратором и лицом.

Было бы ошибкой отождествлять эти частицы с вирусами, далеко не все они содержат вирусы даже у заведомо больных людей. Тем не менее, концентрации вирусов в воздухе внутри помещений и непосредственно в дыхании и кашле существуют главным образом в виде мельчайших аэрозольных частиц.

Среди большинства проб участников (больных различными ОРВИ) без масок, собранных в течении получаса, не было обнаружено вируса ни в виде аэрозоля, ни в виде более крупных капель. В остальных случаях количество вирусов было мало. Чаще и в больших количествах вирусы обнаруживались в виде аэрозоля (менее 5 микрометров) — Leung N. H. L., et al. "Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks" (Респираторные вирусы в дыхании и эффективность масок), Nature Medicine, 2020, 26:676–680.

У 7 из 17 (41%) участников, больных гриппом, в кашле был обнаружен жизнеспособный вирус. Бо́льшая часть была в частицах от 0,3 до 8 микрометров — Lindsley W. G., et al. "Viable Influenza A Virus in Airborne Particles from Human Coughs" (Активный вирус гриппа А в виде аэрозоля при кашле), Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 2015, 12(2):107–113.

За 30 минут среднее число вирусов в частицах до 5 микрометров оказалось почти в 9 раз выше, чем в частицах более 5 микрометров. При этом вирус в крупных частицах был обнаружен только у 16 из 37 участников, а в мелких у 34 — Milton D. K., et al. "Influenza Virus Aerosols in Human Exhaled Breath: Particle Size, Culturability, and Effect of Surgical Masks" (Вирусные аэрозоли в дыхании больных гриппом: размеры частиц, жизнеспособность и влияние хирургических масок), PLOS Pathogens, 2013, 9(3):e1003205.

8 из 16 проб воздуха оказались положительными, общая концентрация вирусов в них была от 5800 до 37000 штук в кубическом метре. В среднем, 64% всех вирусов были в частицах размером до 2,5 микрометров, которые могут часами летать в воздухе — Yang W., et al. "Concentrations and size distributions of airborne influenza A viruses measured indoors at a health centre, a day-care centre and on aeroplanes" (Концентрации и размеры вирусов гриппа А в воздухе медицинских центров, детских садов и самолётов), Journal of the Royal Society Interface, 2011, 8(61):1176–1184.

Исследования гриппа на мышах показали, что вдыхание вирусного аэрозоля более заразно, чем посев через носоглотку. Аналогичные исследования вируса гриппа на добровольцах показали разницу в 5–10 раз. Аденовирус 4-го серотипа оказался в 4–70 раз более заразным в аэрозольной форме — Yezli S., Otter J. A. "Minimum Infective Dose of the Major Human Respiratory and Enteric Viruses Transmitted Through Food and the Environment" (Минимальные инфицирующие дозы основных человеческих респираторных и кишечных вирусов при передаче через пищу и окружающую среду), Food Environ Virol, 2011, 3:1–30.

Там же сообщается, что минимальные инфицирующие дозы респираторных и кишечных вирусов малы. Так МИД гриппа, которая могла бы вызвать болезнь у половины людей, легко умещается в одной аэрозольной частице, а именно: от тысячи до десяти миллионов вирусов содержатся в частицах аэрозоля диаметром от 1 до 10 микрометров, тогда как для развития болезни достаточно нескольких сотен.

Даже если бы маски были хотя бы умеренно полезны, их невозможно носить постоянно. И вирусный аэрозоль достанет вас там, где вы его не ждёте и не носите маску, ибо он может оставаться заразным в течении многих часов — Harper G. J. "Airborne micro-organisms: survival tests with four viruses" (Переносимые по воздуху микроорганизмы: проверка живучести четырёх вирусов), Epidemiology & Infection, 1961, 59(4):479–486.

В результате вынужденной и естественной конвекции аэрозоли распределяются вертикально в пограничном слое атмосферы (100–1500 метров), а ветрами распределяются горизонтально на десятки и сотни километров. Не исключено, что вирусы гриппа могут переноситься на межконтинентальные расстояния — Hammond G. W., et al. "Impact of Atmospheric Dispersion and Transport of Viral Aerosols on the Epidemiology of Influenza" (Влияние атмосферного рассеяния и переноса вирусных аэрозолей на эпидемиологию гриппа), Reviews of Infectious Diseases, 1989, 11(3):494–497.

Вирус ящура переносился атмосферой через Балтийское море — Gloster J., et al. "Long distance transport of foot-and-mouth disease virus over the sea" (Перенос вируса ящура на большие расстояния над морем), Veterinary Record, 1982, 110(3):47–52.

Вирус атипичной пневмонии (SARS) переносился по воздуху внутри и между зданиями гонконгского жилого комплекса Амой Гарденс в марте 2003 года — McKinney K. R., et al. "Environmental Transmission of SARS at Amoy Gardens" (Распространение SARS в Амой Гарденс), Journal of Environmental Health, 2006, 68(9):26–30:

Всё это — результат совместной эволюции дышащих животных и вирусов. Даже если бы маски немного помогали, ествественный отбор быстро сделал бы своё дело.

Почему только грипп? Во-первых, не только. Во-вторых, грипп чрезвычайно распространён и достаточно опасен. Его и исследуют вдоль и поперёк. Можно ожидать столь же повышенное внимание к "новому коронавирусу". У ОРВИ в контексте масок главное — механизм распространения. У кишечных вирусов другой механизм, так сложилось в процессе эволюции и естественного отбора. Это же касается всяких малярий, жёлтых лихорадок.

А где отечественные исследования? А правда, где они?