Esta es una traducción de un artículo publicado el 27 de mayo en la sección de Perspectivas de la revista Science.
Por Ernesto Ortiz
Observatorio Ambiental Algarrobino
Las infecciones respiratorias ocurren a través de la transmisión de gotas conteniendo el virus (˃5 a 10µm) y aerosoles (≤5µm) exhalados por individuos infectados mientras respiran, hablan, tosen y/o estornudan. Las medidas tradicionales de control de enfermedades respiratorias están dirigidas a reducir la transmisión por gotas producidas por la tos y los estornudos de individuos infectados. Sin embargo, una gran proporción de la propagación del COVID 19 parece estar ocurriendo a través de la transmisión de aerosoles en el aire producidos por individuos asintomáticos al respirar y al hablar. Los aerosoles pueden acumularse, permaneciendo infecciosos en sitios cerrados por horas, y pueden ser fácilmente inhalados profundamente en los pulmones. Para resumir, en términos de la sociedad, deben implementarse medidas tendientes a reducir la transmisión de estos aerosoles, incluyendo medidas como el uso universal de mascarillas y el testeo amplio para identificar y aislar individuos infectados asintomáticos.
Los humanos producen gotas respiratorias que van desde 0,1 a 1.000 µm. Una competencia entre tamaño de gotas, inercia, gravedad y evaporación determinan cuán lejos pueden transportarse en el aire las gotas y aerosoles. Las gotas respiratorias pueden sufrir un asentamiento gravitacional antes de que se evaporen, contaminando superficies y facilitando la transmisión por contacto. Los aerosoles más pequeños (≤5 µm) se van a evaporar antes de que se asienten, son flotantes, y por lo tanto son afectados por las corrientes de aire que pueden transportarlos largas distancias. Entonces, tenemos dos formas principales de transmisión de enfermedades respiratorias: contacto (directo o indirecto entre personas o con superficies contaminadas) e inhalación de viriones aerotransportados.
Además de contribuir a la dispersión y al modo de transmisión, se ha demostrado que el tamaño de las gotas influye en la gravedad de la enfermedad. Por ejemplo, el virus de la influenza es encontrado más comúnmente en aerosoles con tamaños menores de 1µm (submicrones), lo que lleva a infecciones más severas. En el caso del COVID19, es posible que aerosoles de tamaño submicron conteniendo el virus sean transportadas profundamente en la región alveolar de los pulmones, donde las respuestas inmunológicas parecen ser anuladas temporalmente. COVID19 ha mostrado tener la capacidad de replicarse tres veces más rápido SARS-CoV1 y por lo tanto puede esparcirse rápidamente en la faringe, desde donde puede propagarse antes que la respuesta inmunológica se active y produzca síntomas. Cuando los síntomas ocurren, el paciente ya ha transmitido el virus sin saberlo.
Identificar individuos infectados para controlar la transmisión de COVID19, es comparativamente más complicado que hacerlo en SARS-CoV1 y otras enfermedades respiratorias, porque los individuos infectados pueden ser altamente contagiosos por varios días, llegando al peak de infección cuando, o antes que comiencen los síntomas. Estos contagiados silenciosos pueden ser conductores críticos de la propagación aumentada de COVID19. En Wu-han, China, ha sido estimado que los casos infectados no diagnosticados, quienes presumiblemente fueron asintomáticos, fueron responsables del hasta el 79% de las infecciones virales. Por lo tanto, el testeo amplio y regular es esencial para identificar y aislar a los individuos infectados asintomáticos.
La transmisión a través del aire jugó un rol importante durante el brote de SARS en el año 2003. Sin embargo, muchos países no han reconocido la transmisión a través del aire como una forma de propagar el COVID19. Estudios recientes muestran que además de las gotas, el COVID19 también puede ser transmitido a través de aerosoles. Un estudio en hospitales en Wu han, China, encontró aerosoles de COVID19 más allá de los 1.8mt de distanciamiento recomendado, provenientes de pacientes con altas concentraciones detectadas en áreas más concurridas. Estimaciones utilizando un promedio de carga viral de COVID19 indican que 1 minuto hablando alto puede generar más de 1.000 aerosoles conteniendo el virus. Asumiendo que hay ‘super infectados’ (con una carga 100 veces mayor que el promedio), la cifra anterior se puede elevar a más de 100.000 viriones emitidos en gotas por minuto hablado.
Las recomendaciones de la OMS de 1.8mt de distanciamiento y lavado de manos para reducir la propagación son basadas en estudios de gotas respiratorias realizados en los 1930s. Esos estudios indican que las gotas se van rápidamente al suelo. Ahora bien, cuando esos estudios se realizaron, no existía la tecnología para detectar aerosoles de tamaño bajo el micrón. A modo de comparación, los cálculos predicen que una gota de 100µm en el aire se asentará en el terreno a 2.4mt en 4.6 segundos, mientras que una partícula de aerosol de 1µm tomará 12.4 horas en asentarse en el terreno. Las mediciones ahora muestran que toses y estornudos intensos pueden lanzar las gotas a más de 6mt, generando aerosoles que pueden ser transportados aún más lejos.
Cada vez hay más evidencia de que para COVID19, los 1.8mt de distanciamiento recomendados por la OMS no son suficientes dentro de recintos cerrados debido a que los aerosoles pueden permanecer transportados en el aire por horas, acumulándose en el tiempo y siguiendo flujos de aire sobre distancias mucho mayores que la recomendada.
Al aire libre son numerosos los factores que van a determinar las concentraciones; las distancias recorridas y en que condiciones los virus respiratorios permanecen infecciosos en los aerosoles. Las brisas y vientos ocurren frecuentemente y pueden transportar gotas y aerosoles infecciosos largas distancias. Individuos asintomáticos hablando mientras hacen ejercicio pueden expeler aerosoles infecciosos que pueden ser tomados por corrientes de aire y transportados. Las concentraciones serán diluidas más rápidamente al aire libre, pero se han realizado muy pocos estudios a este respecto. Adicionalmente, COVID19 puede ser inactivado por la radiación ultravioleta del sol y es sensitivo a la temperatura ambiente y la humedad relativa, así como a la presencia de aerosoles atmosféricos que están presentes en áreas altamente contaminadas. Los virus pueden adherirse a otras partículas tales como polvo y contaminación que pueden modificar las características aerodinámicas e incrementar la dispersión. Mas aún, personas viviendo en áreas con altas concentraciones de contaminación del aire han mostrado tener infecciones más severas de COVID19.
Dado que poco es conocido acerca de la producción y conducta de transporte aéreo de las gotas respiratorias infecciosas, es difícil poder establecer una distancia mínima de seguridad de distanciamiento social. Asumiendo que los viriones de COVID19 están contenidos en aerosoles submicrones, como es el caso del virus de la influenza, una buena comparación es el humo de cigarrillo exalado, que también tiene partículas submicrones y sigue patrones de flujo y dilución comparables. La distancia a la que uno puede oler el humo del cigarro de un fumador indica la distancia a la cual uno puede inhalar aerosoles infecciosos. En un recinto cerrado con individuos asintomáticos, las concentraciones de aerosoles pueden aumentar con el tiempo. Por sobre todo, la probabilidad de infectarse en recintos cerrados va a depender del monto total de COVID19 inhalado. Finalmente, el monto de ventilación, el número de personas, el tiempo que uno está en un recinto cerrado, y todas las actividades que modulan el flujo de aire modulan los caminos de transmisión viral y exposición. Por estas razones es imprescindible, en recintos cerrados, utilizar mascarillas que estén debidamente ajustadas aun estando a 1.8mt de separación. La transmisión a través del transporte aéreo, puede dar cuenta en parte, de las altas tasas de transmisividad entre el staff médico, así como también en los brotes infecciones que ocurren en las casas de reposo. La dosis mínima de COVID19 que produce infección no es conocida, pero su transmisión a través del transporte aéreo de los aerosoles ha sido documentada para otros virus respiratorios incluyendo paperas, SARS y la fiebre de los pollos.
La propagación a través del transporte aéreo de individuos infectados no diagnosticados, disminuye la efectividad de los mejores programas de testeo, seguimiento y distanciamiento social. Después de que la evidencia a revelado que la transmisión a través del aire llevada a cabo por individuos asintomáticos podría ser una pieza clave en la propagación global de COVID19, la OMS ha recomendado el uso universal de mascarillas. Las mascarillas proporcionan una barrera crítica, reduciendo el número de virus infecciosos al exhalar, especialmente de aquellos asintomáticos y con trastornos menores. Al reducir las concentraciones virales transportadas en el aire que pueden alcanzar a las personas, el material de las máscaras quirúrgicas reduce la probabilidad y severidad del COVID19. Las mascarillas también protegen de los aerosoles de COVID19 a los individuos no infectados. Por lo tanto, es particularmente importante utilizar mascarillas en lugares que acumulan grandes concentraciones de virus, tales como centros de salud, aviones, restaurantes y otros lugares con ventilación reducida. Recientemente se ha encontrado que la eficiencia de filtración de aerosoles, de distintos materiales, espesores y capas utilizadas en mascarillas bien hechas en la casa, eran similares a la de los materiales utilizados en las mascarillas quirúrgicas. Por lo tanto, la opción del uso universal de mascarillas no está más limitada por escases de materiales.
De los datos epidemiológicos, se puede apreciar que los países que han sido más efectivos en reducir la propagación de COVID19 han implementado programas de uso universal de mascarillas, incluyendo Taiwan, Hong Kong, Singapur y Corea del Sur. En la batalla contra el COVID19, Taiwan (con una población de 24 millones de personas y primer contagiado el 21 de enero 2020) nunca implementó una cuarentena durante la epidemia, manteniendo una baja incidencia de 441 casos y 7 muertes (hasta el 20 de mayo de 2020). En contraste, el Estado de Nueva York (con una población aprox de 20 millones de personas y el primer caso el 1 de marzo de 2020), lleva un mayor número de casos (353.000) y muertes (24.000). El Gobierno de Taiwan activó rápidamente el Plan de Respuesta Epidémica establecido en respuesta al brote de SARS, estableciendo un conjunto de medidas proactivas que fueron exitosas en la prevención de la propagación del COVID19, incluyendo una central de comando de la epidemia que utilizó tecnología para detectar y hacer seguimiento de los pacientes infectados y sus contactos cercanos, y quizás más importantemente, exigiéndole a las personas utilizar mascarillas en todos los lugares públicos. El gobierno también aseguró la disponibilidad de mascarillas médicas, prohibiéndole a los manufacturadores su exportación, implementando un sistema que asegurara que cada persona podría adquirir las mascarillas a un precio razonable y aumentando la producción. En otros países, ha habido una falta de mascarillas, con el resultado de que muchas personas no han podido tener acceso a ellas. Está llamativa diferencia en la disponibilidad y adopción de mascarillas probablemente permitió el bajo número de casos.
La transmisión de los virus a través de aerosoles debe ser reconocida como un factor clave que lleva a la propagación de enfermedades respiratorias. La evidencia sugiere que el COVID19 se está propagando silenciosamente en aerosoles exhalados por personas asintomáticas altamente contagiadas. Debido a su menor tamaño, los aerosoles pueden llevar a infecciones más severas, puesto que pueden penetrar más profundamente en los pulmones. Es esencial introducir medidas de control para reducir la transmisión de aerosoles. Es necesaria una aproximación multidisciplinaria para poder atender el gran rango de factores que llevan a la producción de enfermedades respiratorias que generan aerosoles transportados en el aire, incluyendo la carga mínima de virus para producir COVID19, la carga viral emitida en función del tamaño de las gotas durante y después de la infección; la viabilidad del virus en espacios cerrados y en espacios abiertos; los mecanismos de transmisión; las concentraciones transportadas en el aire; y los patrones espaciales de contagio. Más estudios acerca de la capacidad filtradora de distintos materiales también son necesarios. COVID19 ha inspirado investigación que inmediatamente está llevando a un mejor entendimiento de la importancia de la transmisión de las enfermedades respiratorias a través del aire.
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Muchas gracias señor Ortíz por este excelente aporte.
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