כמה רחוק נגיף הקורונה מתפשט ולמה ההנחיה היא לשמור על מרחק של שני מטר?
בשנת 1897 הדגים לראשונה הבקטריולוג הגרמני קרל פלוגה (Flügge) שמחוללי מחלה יכולים להתפשט לסביבה מאדם חולה ולהדביק אנשים שבאים איתו במגע. פלוגה הראה כי רסיסי רוק שמכילים חיידקים נפלטים לחלל האוויר בעת דיבור. הממצאים הללו הניחו את היסודות למושג של הדבקה טיפתית, המשמש אותנו עד היום. הדבקה טיפתית מתרחשת כשטיפות הנפלטות ממערכת הנשימה של אדם חולה מגיעות לרקמות ריריות של אדם בריא באופן ישיר במגע קרוב, או בעקיפין דרך מגע במשטחים שהזדהמו מהטיפות.
בשנת 1934 מהנדס התברואה האמריקאי ויליאם ולס (Wells), שחקר את התפשטות מחלת השחפת, עשה הבחנה בטיפות הללו בין חלקיקים גדולים וחלקיקים קטנים. על פי ולס, בעת נשיפה משתחררים לסביבה חלקיקים בגדלים שונים. החלקיקים הגדולים שוקעים מהר יותר מקצב ההתאדות שלהם, אינם נשארים באוויר למשך זמן רב, נוחתים על אנשים ומשטחים בסביבה המיידית של החולה ומזהמים אותם. לעומת זאת, בחלקיקים קטנים המים מתאדים מהר יותר, ולכן נותרים חלקיקים קטנים וקלים יותר, שאינם נופלים במהירות. את החלקיקים הנישאים באוויר הוא כינה אירוסולים.
החלוקה הזו מלווה אותנו עד היום, שכן דרכי ההתגוננות עבור כל מחולל מחלה נגזרות מדרך ההדבקה העיקרית שלו - באמצעות טיפות גדולות (טיפתית) או קטנות (אווירנית).
מאז פרצה מגפת הקורונה לחיינו, ארגוני בריאות מדגישים שוב ושוב את החשיבות של ריחוק פיזי בהגבלת התפשטות המגפה. ההנחיות ברוב המדינות מעודדות אנשים להישאר בבית ולצאת רק לצורך פעולות חיוניות, וגם אז, להקפיד על מרחק של כשני מטרים.
המרחק המרבי להדבקה טיפתית בשיעול - שני מטרים | איור: Curves design, Shutterstock
אז למה דווקא שני מטר?
עד כה, לא התבצעו מחקרים שבדקו ישירות את הביופיזיקה של התפשטות טיפות ואירוסולים בחולי COVID-19. עם זאת, אפשר ליישם ממצאים מתחום האירוביולוגיה (aerobiology) ומידע שהצטבר מנגיפים מחוללי מחלה אחרים כדי לנסות ולחזות כיצד הנגיפים מתפשטים באמצעות טיפות המופרשות ממערכת הנשימה, ואילו צעדי מנע צפויים להיות היעילים ביותר. חשוב להבין כי עד שלא נחקור את נגיף ה-SARS-CoV-2 לעומק, מאמץ שיכול להימשך שנים, צעדי ההתגוננות שלנו לא יהיו מושלמים.
כשמדובר במחלות נשימתיות, כגון שפעת, ההתפשטות לרוב מתרחשת בהדבקה טיפתית, דרך חשיפה לטיפות שנפלטות ממערכת הנשימה של חולה. הטיפות הללו משתחררות לסביבה לא רק בעת שיעול או עיטוש, אלא אפילו בעת דיבור ונשימה ומכילות כמות גדולה של נגיפים.
הטיפות הללו מתפשטות למרחק רב יותר ככל שהכוח שמופעל עליהן חזק יותר. כך למשל, עיטוש מפזר טיפות למרחק של עד כ-6 מטרים. בשיעול, המרחק מצטמצם ל-2 מטרים ונשימה רגילה מפזרת חלקיקים למרחק של פחות ממטר.
שמירה על מרחק של לפחות שני מטרים, כפי שממליצים ארגוני בריאות עולמיים, יכולה למנוע חשיפה לרוב הטיפות הגדולות שנפלטות ממערכת הנשימה של אדם חולה כשהוא משתעל, מדבר ונושם. מכאן גם אפשר להבין את החשיבות של שימוש בממחטה בעת שיעול ועיטוש, אשר מונעת התפזרות של חלקיקים מזהמים למרחקים גדולים יותר.
המסכות הרגילות יעילות בעיקר נגד הדבקה טיפתית. רופאים עם בגדי מיגון ומסכות מנתחים | צילום: People Image Studio, Shutterstock
נגיפים פורחים באוויר
ההנחיה הזו מבוססת על ההנחה שהדבקה מתרחשת בעיקר דרך חשיפה לטיפות גדולות יחסית שנוחתות בקרבת מקום לחולה. עם זאת, ידוע כי חלק מהטיפות המופרשות הן מסוג אירוסולים, ואלו יכולות לנוע למרחקים גדולים יותר, וגם להישאר בחלל האויר זמן מה לפני שהם נוחתות על משטחים, ולפיכך לעבור מרחק גדול יותר. ההתפשטות של אירוסולים תלויה גם בתנאי הסביבה: גודל החלל, תנועת האוויר כתוצאה ממערכות מיזוג אוויר ותנועה של אנשים, ותנאי הלחות והטמפרטורה. ענני טיפות יתפשטו בחדר באופן שונה, כתלות במכלול הגורמים הללו.
חוקרים באוניברסיטת קיוטו שביפן יצרו הדמיה שהתפרסמה בניו-יורק טיימס, למרות שטרם עברה ביקורת עמיתים, הממחישה את התפזרות החלקיקים בעת שיעול ודיבור. ההדמיה מבוססת על ממצאים שמראים כי בניגוד לטיפות הגדולות, אירוסולים מתפשטים למרחקים ארוכים יותר: 5 מטרים במקרה של שיעול ו-8 מטרים במקרה של עיטוש, כך שנראה כי שמירה על מרחק של 2 מטרים אינה מגינה מפני חשיפה לאירוסולים.
ברוב המחקרים מסתפקים בצילום האירוסולים הנוצרים באמצעות מצלמות מיוחדות או איתור החומר הגנטי של הנגיף על מנת לקבוע את מרחק ההתפשטות של האירוסולים, אבל כדי לקבוע אם יש חשיבות למרחק שנמצא, יש לקבוע אם האירוסולים הללו אכן מדבקים, ואת זאת עושים באמצעות הדבקה של חיית מודל או תרבית תאים.
עבור נגיף הקורונה החדש, נמצא חומר גנטי של הנגיף בדגימות פתחי איוורור בחדריהם של מבודדי קורונה. בדומה לכך, חוקרים אמריקאים מצאו חומר גנטי של הנגיף בדגימות אוויר שנאספו בחדרי בידוד של חולי קורונה, מה שיכול להעיד על העברה אווירנית. עם זאת, הדגימות שנאספו לא הצליחו להדביק תאים בתרבית ולפיכך ככל הנראה לא הכילו נגיפים שלמים ומדבקים.
למרות שממצאים ראשוניים מרמזים על כך שההדבקה העיקרית היא טיפתית ולא אווירנית, לאור מיעוט המחקרים, אין כרגע הסכמה בנושא בקרב חוקרים, וחלקם מציעים להתייחס לנגיף כאווירני עד שיוכח אחרת, ומכאן להקפיד על שמירת מרחק מינימלי של 2 מטרים ולעטות מסכות מגן על מנת להגביל הפצה של טיפות מזהמות לסביבה. שמירה על מרחק רב יותר, מאפשרת 'דילול' רב יותר של ענן האירוסול במרחב ומפחיתה את הסיכוי לחשיפה.
שימוש במסכה יכול להוסיף נדבך של הגנה באמצעות חסימת מסלול טיפות הרסס של החולה, ולכידה של חלקן לפני שהן מתפשטות לסביבה. מסכה יכולה גם למנוע מטיפות גדולות לנחות בסביבת הפה והאף של מי שעוטה אותה, למרות שהיא אינה מגינה מפני שאיפה של טיפות קטנות.
השימוש במסכות מגן נשימתיות שמגינות מפני אירוסולים נדרש כרגע רק עבור אנשי צוות רפואיים בעת ביצוע פעולות פולשניות שמייצרות אירוסולים, כגון אינטובציה (החדרת צינורית הנשמה) וברונכוסקופיה (בדיקת סימפונות), ולא עבור כלל האוכלוסיה.
נראה כי לאור ההתפשטות המהירה של הנגיף יש חשיבות רבה להבנת ההיבטים הביופיזיקליים של התפשטות טיפות נגועות המופרשות מדרכי נשימה של חולים. אלו יכולים לסייע בשיפור דרכי ההתגוננות שלנו, ובכך להפחית תחלואה ותמותה.
