Efter flera månader av en pandemi som har krävt hundratusentals liv och decimerat ekonomier runt om i världen saknar forskarna fortfarande en fullständig förståelse för hur det virus som orsakade den överförs. Avspärrningarna har redan lättats på vissa platser och människor förbereder sig för att återgå till en version av arbete och socialt liv. Men en avgörande fråga kvarstår envist: Kan patogenen bakom COVID-19 vara ”luftburen”?

Under flera månader har de amerikanska centren för sjukdomskontroll och prevention och Världshälsoorganisationen hävdat att det nya coronaviruset i första hand sprids genom droppar från någon som hostar, nyser eller till och med pratar på några meters avstånd. Men anekdotiska rapporter antyder att det kan överföras genom partiklar som svävar i luften (så kallad ”aerosolöverföring”). WHO ändrade nyligen sin vägledning och sade att sådan överföring inte kan uteslutas, särskilt inte på ”platser inomhus där det finns trånga och otillräckligt ventilerade utrymmen där smittade personer tillbringar långa perioder tillsammans med andra”. Efter att ha deltagit i en körövning i Washington State i början av mars fick dussintals personer diagnosen COVID-19 eller utvecklade symtom på COVID-19 trots att de inte hade skakat hand eller stått nära varandra. Minst två avled. Efter att ha ätit på en luftkonditionerad restaurang i Kina i slutet av januari blev tre familjer vid grannborden sjuka av viruset – möjligen genom droppar som blåstes genom luften.

För att ta itu med utsikterna till luftburen spridning av det nya coronaviruset är det först nödvändigt att förstå vad forskarna menar med ”luftburen”. Termen avser överföring av en patogen via aerosoler – små andningsdroppar som kan förbli svävande i luften (kända som droppkärnor) – i motsats till större droppar som faller till marken inom några meter. I verkligheten är skillnaden mellan droppar och aerosoler dock inte så tydlig. ”Skillnaden mellan vad som kallas ”luftburen spridning” och ”droppspridning” är egentligen ett spektrum”, särskilt när man talar om relativt små avstånd, säger Joshua Santarpia, docent i patologi och mikrobiologi vid University of Nebraska Medical Center.

Luftburen spridning har antagits för andra dödliga coronavirus, bland annat de som orsakar svårt akut respiratoriskt syndrom (SARS) och Mellanösterns respiratoriska syndrom (MERS). En handfull studier tyder på att det nya coronaviruset, SARS-CoV-2, kan existera som aerosol i vårdmiljöer. Men mycket är fortfarande okänt om huruvida det aerosoliserade viruset är smittsamt och vilken mängd virus man måste utsättas för för att bli sjuk, den så kallade minimala infektiösa dosen. Även om aerosolöverföring förekommer är det oklart hur vanligt det är, jämfört med andra överföringsvägar, t.ex. droppar eller ytor. Att ta reda på denna information är avgörande, särskilt med tanke på att människor kan sprida SARS-CoV-2 när de inte har några symtom.

Kanske är ”Är coronaviruset luftburet?” fel fråga. COVID-19 kan ha potential för luftburen spridning, säger Stanley Perlman, professor i mikrobiologi vid University of Iowa. ”Men om det är viktigt kliniskt är egentligen den fråga man vill veta”, säger han.

Bevis för aerosolöverföring

Några av de starkaste bevisen för att luftburen överföring av det nya coronaviruset kan vara möjlig kommer från en studie som publicerades i slutet av förra månaden i Nature. I den mätte forskarna virusets genetiska material, eller RNA, i aerosoler som togs i februari och mars vid två sjukhus i Wuhan i Kina – den stad där utbrottet tros ha börjat. Forskarna fann mycket låga nivåer av luftburet virus-RNA på sjukhusens isoleringsavdelningar och i ventilerade patientrum. Men det fanns mätbart högre nivåer i några av patienternas toalettutrymmen. De fann också höga nivåer av viralt RNA på platser där sjukvårdspersonal tar av sig skyddskläder, samt på två platser med hög risk för trängsel i närheten av sjukhusen. ”Vår studie och flera andra studier bevisade förekomsten av SARS-CoV-2 aerosoler och antydde att SARS-CoV-2 aerosolöverföring kan vara en icke försumbar väg från infekterade bärare till någon i närheten”, säger Ke Lan, medförfattare till studien, professor och föreståndare för State Key Laboratory of Virology vid Wuhan-universitetet.

I en preprint-studie (ännu inte publicerad) som leddes av Santarpia och hans kollegor hittade man på liknande sätt bevis för virussmitta i luftprover och på ytor från rum där COVID-19-patienter hölls isolerade. ”Jag tror att det är många av oss – inklusive mig själv – som är mycket övertygade om att den luftburna överföringsvägen är mycket möjlig”, säger han. ”Jag skulle tveka att kalla det bevisat på något sätt. Men jag tror att det finns allt fler bevis som stöder det.”

Både Nature-studien och Santarpias artikel mätte viralt RNA, inte verkligt virus, så det är inte säkert att det material som hittades i aerosoler var funktionellt smittsamt. ”Att hitta RNA säger inte att man har aerosolspridning”, säger Perlman, som inte var inblandad i någon av studierna.

En annan artikel, som nyligen publicerades i New England Journal of Medicine, visade att infektiöst SARS-CoV-2-virus kan finnas kvar i aerosoler i minst tre timmar – och i flera dagar på olika ytor – i en laboratoriemiljö. Men mängden livskraftigt virus minskade betydligt under denna tid. Forskarna känner inte till den smittsamma dosen av SARS-CoV-2. (När det gäller influensa har studier visat att bara tre viruspartiklar räcker för att göra någon sjuk.)

Totalt sett kommer de flesta bevisen för att SARS-CoV-2 kan bli luftburet från kliniska miljöer – där det tenderar att finnas många sjuka människor och där det kan förekomma invasiva ingrepp, t.ex. intubationer, som kan leda till att patienterna hostar, vilket ger upphov till aerosoler. Det är oklart hur representativa dessa områden är för vardagsmiljöer. ”Det finns inte mycket övertygande bevis för att aerosolspridning är en viktig del av överföringen” av COVID-19, säger Perlman.

Den bedömningen betyder dock inte att den inte förekommer. Benjamin Cowling, chef för avdelningen för epidemiologi och biostatistik vid University of Hong Kong’s School of Public Health, säger att det finns en populär missuppfattning om att om ett virus överhuvudtaget kan spridas genom luften måste det kunna spridas över stora avstånd. Han ger en analogi med att befinna sig på en restaurang där någon röker: ”Om personen på andra sidan restaurangen röker skulle du förmodligen inte känna lukten, och du skulle inte ens märka det. Det beror på att röken aldrig skulle nå dig”, säger han. ”Det betyder inte att det inte produceras rök.” Med andra ord, bara för att SARS-CoV-2 kanske inte överförs över ett längre avstånd betyder det inte att den inte är luftburen. Precis som cigarettrök sprids aerosolpartiklar runt en person i ett moln, där koncentrationen är högst i närheten av rökaren och lägre ju längre bort man kommer.

Även om aerosoler inte färdas längre än de flesta droppar kan den ofta omtalade ”sex-fots-regeln” för socialt avstånd bero på omständigheterna, säger Cowling. Om det finns en fläkt eller luftkonditionering kan smittsamma aerosoler (eller till och med droppar, vilket misstänktes i fallet med restaurangen i Kina) potentiellt sjukgöra någon längre bort som befinner sig i medvind.

Vissa bevis tyder på att pratande kan vara ett viktigt sätt att överföra virus. I en studie som publicerades den 13 maj i Proceedings of the National Academy of Sciences USA användes laserljusspridning för att visualisera små salivdroppar som stöts ut under tal. Forskningen mätte inte droppar med livskraftigt SARS-CoV-2 virus. Men om man antar att dropparna innehåller sju miljoner viruspartiklar per milliliter kan en minuts högt tal generera mer än 1 000 virusinnehållande droppar som kan hänga i luften i åtta minuter eller mer, skriver forskarna i studien. ”Det finns en betydande sannolikhet för att normalt tal orsakar luftburen virusöverföring i slutna miljöer”, konstaterar de.

Faktorer som påverkar risken för luftburen spridning

Cowling ställer sig bakom hypotesen att många respiratoriska virus kan spridas via luftburna vägar – men att graden av smittsamhet är låg. För säsongsinfluensa är det grundläggande reproduktionstalet, eller R0 – en teknisk beteckning för det genomsnittliga antalet personer som en sjuk person smittar – ungefär 1,3. För COVID-19 beräknas det ligga någonstans mellan två och tre (men kan vara så högt som 5,7). Jämfört med mässling, som har ett R0 i intervallet 12 till 18, tyder dessa värden på att de flesta människor med den sjukdom som orsakas av SARS-CoV-2 inte är extremt smittsamma.

Men det finns till synes undantag, till exempel körträningen i Washington State, säger Cowling. I en CDC-rapport om händelsen som offentliggjordes den 12 maj konstaterades att av de 61 personer som deltog i den 2,5 timmar långa övningen (varav en hade symtom på coronavirus) utvecklade 32 personer bekräftade COVID-19-infektioner och 20 personer sannolika infektioner. I rapporten drogs slutsatsen att ”överföringen sannolikt underlättades av närheten (inom 1,5 meter) under träningen och förstärktes av sången” och att sången ”kan ha bidragit till överföringen genom utsläpp av aerosoler, vilket påverkas av hur högt ljudet av sången är”. Av okända skäl verkar vissa individer smitta många fler människor än andra. Dessa så kallade superspridare dokumenterades även i SARS-utbrottet 2003. I vad som har blivit känt som 20/80-regeln kan cirka 80 procent av händelserna kring smittspridning av infektionssjukdomar vara förknippade med endast 20 procent av fallen, konstaterar Cowling. ”Vi vet inte hur vi ska identifiera dessa 20 procent”, säger han. ”Men om vi kunde göra det på något sätt skulle det vara ett stort framsteg.”

Ventilation spelar sannolikt också en viktig roll för hur lätt viruset kan överföras genom luften. Inomhusutrymmen utgör förmodligen en högre risk än utomhusutrymmen, särskilt om de är dåligt ventilerade, menar Cowling och andra. Trånga områden som barer, restauranger och tunnelbanetåg kan alla vara riskabla – särskilt om människor är asymtomatiska och tillbringar långa tidsperioder i sådana områden. Försiktighetsåtgärder skulle kunna innefatta bättre ventilation, regelbunden rengöring och användning av mask.

Cowling var medförfattare till en studie, som publicerades i början av april i Nature Medicine, av patienter med luftvägsinfektioner på en öppenvårdsklinik i Hongkong mellan 2013 och 2016. I denna forskning upptäcktes RNA från säsongsbetonade coronavirus – den typ som orsakar förkylningar, inte COVID-19 – samt säsongsbetonade influensavirus och rhinovirus, i både droppar och aerosoler i patienternas utandningsluft. I studien, som leddes av Nancy Leung, biträdande professor vid folkhälsoskolan vid University of Hong Kong, konstaterades att bärande av kirurgiska masker minskade mängden influensa-RNA i droppar och säsongsrelaterat coronavirus-RNA i aerosoler.

Och även om studien inte undersökte COVID-19 specifikt, stödjer resultaten bärande av mask som ett effektivt sätt att begränsa överföringen av viruset från en infekterad person, vilket i medicinskt språkbruk kallas för kontroll av källan. Det finns inte mycket bevis för att masker förmedlar skydd till friska personer, även om det är möjligt (och kan bero på masktypen). Med tanke på förekomsten av asymtomatisk infektion med COVID-19 finns det dock ett visst berättigande för allmänt maskbärande för att förhindra att de som inte vet att de är sjuka smittar andra. I Hongkong, som har hållit sitt utbrott relativt under kontroll, bärs masker av den stora majoriteten av befolkningen, säger Cowling.

Sannolikheten för luftburen överföring – särskilt jämfört med andra vägar, som droppar eller ytor – förblir oklar. De flesta forskare tror fortfarande att det nya coronaviruset främst sprids via droppar och beröring av infekterade personer eller ytor. Så flitig handtvätt och socialt avståndstagande är fortfarande de viktigaste åtgärderna som människor kan vidta för att undvika smitta.

Leung sätter riskerna i perspektiv. Det mesta som folk vet om aerosolöverföring kommer från tuberkulos, mässling och vattkoppor, säger hon – och dessa patogener har vanligtvis hög överförbarhet, med möjlighet till långvarig spridning. ”Det konventionella tänkandet är därför att så fort man nämner att det finns aerosolöverföring blir alla så oroliga på grund av den högre överförbarheten och att det är svårare att kontrollera”, förklarar hon. Men även om det finns luftburna överföringar kan det hända att det bara sker på kort avstånd – inom detta område kan andra smittvägar vara lika sannolika – eller mer sannolika. Därför, tillägger Leung, ”innebär en högre risk för aerosolöverföring i sig inte nödvändigtvis en högre överförbarhet.”

Läs mer om utbrottet av coronavirus från Scientific American här, och läs reportage från vårt internationella nätverk av tidskrifter här.

Redaktörens anmärkning (7/9/20): Den här artikeln har uppdaterats mot bakgrund av Världshälsoorganisationens erkännande av potentiell aerosolöverföring av det nya coronaviruset. Återgången kom efter att mer än 200 forskare bidragit till ett öppet brev där de pekade på de samlade bevisen för denna typ av överföring. Texten hade tidigare ändrats den 15 maj för att inkludera ny information om droppar som sprids genom att prata och om en körövning i delstaten Washington som gjorde många människor sjuka.