当空气干燥时容易生病?新的研究有助于解释其中的原因

科罗拉多大学博尔德分校最近的研究可能最终揭示了为什么人类更容易在干燥的环境中患上空气传播的病毒性疾病。

十二月出版于PNAS-Nexus，该研究发现空气中携带一种与导致COVID-19的病毒密切相关的哺乳动物冠状病毒，在更干燥的空气中保持两倍的传染性，部分原因是伴随它们释放的唾液可以作为病毒周围的保护屏障，尤其是在低浓度的情况下湿度的水平。

这项研究不仅对当前的COVID-19大流行有重大影响，而且可能对所有人都有重大影响传染病由唾液涂层病毒传播该研究还进一步强调了管理室内空气过滤和通风以减轻空气传播疾病的重要性，特别是对于科罗拉多州等干旱州的建筑物，机舱等干燥封闭环境以及全球温带气候的干燥冬季。

“我们建筑中空气的物理性质和我们生活的气候会影响那些让我们生病的东西，以及它们持续的时间。现在我们有保守的迹象表明，像导致COVID-19的冠状病毒可以在空气中停留多久，并成为传染病威胁，”高级作者、S. J.亚克莱塔土木与环境工程教授马克·埃尔南德斯说。

2020年，埃尔南德斯有一种预感，相对湿度和唾液都是这种席卷全球的新型病毒传播的重要因素。他还碰巧管理着环境工程微生物学和消毒实验室，这是全国唯一一个准备好并能够在大流行开始时迎接挑战的全面生物气溶胶实验室之一。

在美国，土木工程师在设计和操作建筑物时，要将室内相对湿度保持在40%到60%之间。在现实世界中然而，这些百分比的差异更大。以埃尔南德斯长大的旧金山为例，那里的相对湿度高达60%。相比之下，科罗拉多州徘徊在干旱的25%。

因此，他们将携带病毒的空气颗粒释放到几个最先进的密封房间里——最大的一个大约有一个大浴室那么大——有唾液和没有唾液，相对湿度分别为25%、40%和60%。

他们发现，无论湿度如何，唾液都能起到保护病毒的作用。在40%和60%的相对湿度下，空气中传播的冠状病毒颗粒在室内老化一小时后，有一半仍然具有传染性。但在25%的湿度下，这个时间翻了一番:释放到室内的原始颗粒有一半在两个小时内仍然具有传染性。

“这表明这种病毒可以存在很长一段时间，甚至几个小时。它比上课的时间长，比你在餐馆的时间长，比你在咖啡馆闲逛的时间长。居住者可能会进来，在空气中传播冠状病毒，然后离开。根据建筑因素，其他人可能会带着强剂量进入那个空间，”埃尔南德斯说。

因为病毒在空气中保持传染性的时间比大部分时间都长通风系统研究表明，为了消除它，需要采取更多以空气为重点的缓解措施，如过滤，以减少传播。

“我希望这篇论文对我们的建筑产生工程影响，例如在学校和医院，这样我们就可以最大限度地减少这些病毒在空气中的传染性，”主要作者玛丽娜·涅托-卡巴列罗说，她于2021年在埃尔南德斯生物气溶胶实验室获得博士学位，现在是科罗拉多州立大学的博士后研究员。

利用唾液进行科学研究

温度、光照和相对湿度都会影响病毒颗粒的传染性，但到目前为止，还没有研究解释携带它们的液体。然而，埃尔南德斯说，人们每次说话、笑甚至唱歌时，都会产生唾液，并向空气中排放微小颗粒。

该团队使用医用级假唾液来模拟这些颗粒，并请化学教授Magaret Tolbert在平板上的典型显微镜下检查唾液保护病毒样本，以及在空气中测量它们的特殊显微镜。

他们一起发现，并不是唾液中的蛋白质——正如其他科学家所假设的那样——让病毒在干燥的空气中存活得这么好，而是它的含糖碳水化合物使它们稳定下来。托尔伯特说，虽然空气中许多类型的颗粒，如普通的盐颗粒，在相对湿度较低的情况下会结晶，但唾液颗粒会变成凝胶状，甚至呈玻璃状。

研究人员怀疑，正是这种介于固体和液体之间的物理状态，为病毒提供了额外的保护，并使其在干燥的空气中停留更长时间。

埃尔南德斯希望这一发现可以帮助打开更多“混乱”研究的大门，使用更现实的场景来更好地理解空气中的颗粒。

“让我们更真实地了解我们如何在实验室里测试东西。让我们使用唾液．让我们用肺液让我们用血。这很可怕，而且更贵。但是没有这些数据，我们不知道，”Hernandez说

在干燥的气候下研究，为了干燥的气候

科罗拉多人是生活在干燥气候中的1亿美国人之一，因此，他们在室内接触冠状病毒等空气传播病毒的风险可能会增加。

虽然还需要更多的研究，但根据美国疾病控制与预防中心的数据，这项研究可以部分解释为什么科罗拉多州是去年11月流感样疾病发病率“非常高”的16个州之一。

但是我们这些生活或生活在干燥环境中的人能做些什么呢?

虽然它可能值得增加相对湿度埃尔南德斯说，室内空间加湿既昂贵又低效。

“相反，我们可以添加简单、廉价的空气过滤器，更快地从空气中去除颗粒。我们可以增加通风频率，打开窗户，确保我们能吸入更多新鲜空气。”“我们从一开始就知道这一点，但这项研究给了我们一个目标。”