病毒能否通過氣溶膠形式在空氣中傳播,直接影響着其傳染效力。6月16日新一期的國際頂級醫學雜誌《柳葉刀》上,來自英國萊斯特大學的一支呼吸科團隊報告指出,不應排除猴痘病毒氣溶膠傳播的可能。而美國杜蘭大學的研究者在一項早前的研究中即已證實,猴痘病毒能夠在實驗室控制下的氣溶膠懸浮液中存活超過90小時,並顯示出可能在空氣環境中長時間保持傳染性的能力。
截至6月17日,全球猴痘病例達到了2166例,疫情防控形勢日益嚴峻。對猴痘病毒傳播途徑的研究和判斷,將對相關防控措施的實施起着至關重要的影響。
2013年2月,美國杜蘭大學靈長類研究中心(Tulane National Primate Research Center)的查德.羅伊(Chad.J.Roy)等研究者,在美國國立醫學研究院(NIH)網站上發表了一篇名為《猴痘病毒氣溶膠懸浮液在旋轉室中的易感性》的論文。這是迄今為止為數不多的研究猴痘病毒傳播途徑的文獻資料中,唯一一篇有關猴痘病毒氣溶膠傳播的文章。
在這項研究中,研究者在一個三級生物櫃中使用了一個10.7升的旋轉室,將猴痘病毒在旋轉室內進行霧化,隨後在病毒老化的90小時內,通過病毒空斑實驗培養(Plaque assays，空斑是指病毒在已長成的單層細胞上形成的局限性病灶)和定量聚合酶鏈反應(qPCR)檢測氣溶膠中病毒的感染性和濃度。結果顯示,氣溶膠中的猴痘病毒濃度在18—90小時之內保持穩定,同時,病毒有着在氣溶膠中保持傳染性超過90小時的可能。
「病毒氣溶膠能夠對公共衛生和傳染動態產生重大影響。一旦霧化，病毒會受到各種應激因素的作用，其完整性和傳染潛力會發生改變。」研究者說,「雖然氣溶膠接觸在痘病毒輸入性疫情或自然發生的病例中很少被懷疑，但在蓄意釋放痘病毒的情況下，氣溶膠接觸仍然是最可能的接觸途徑。」
此前的研究顯示,病毒能否通過氣溶膠傳播,取決於可疑病原體在宿主呼吸系統中的沉積，以及病原體的完整性和傳染潛力。例如，有假設認為天花病毒能夠通過約100個傳染性病毒顆粒而引發感染,但實際天花病毒由1個傳染性病毒顆粒即可以引起疾病,只要病毒顆粒能夠到達肺部的易感區域。
此外,已有研究證實痘病毒科中的致病性病毒在環境中能夠長時間保持傳染性，其所需的感染濃度也相對較低，但研究者們對這些病毒在氣溶膠中的長期穩定性卻知之甚少。
在這項實驗中,杜蘭大學的研究者使用了一個定製的10.7升旋轉室,其由一個長45.7厘米,內徑17.8厘米的鋁圓筒構成,艙室在水平軸上以0.8—1.0rpm(循轉次數/每分鐘)的速度旋轉。實驗所用的猴痘病毒毒株為弗吉尼亞州馬納薩斯培養的毒株(strain Zaire79)。
在20psi(壓力單位,磅力/平方英寸)的壓力下,研究者將病毒懸浮液與過濾後的乾燥壓縮空氣霧化進入艙內。對每份樣本霧化5分鐘,老化2分鐘,隨後封閉艙室,進行10分鐘的空氣採樣,得到初始病毒霧化樣本。接着,他們使用相同劑量的病毒懸浮液進行第二次5分鐘霧化,接着進行2分鐘至90小時的老化。以上步驟重複三次。在每次霧化之間，研究者用100升乾燥過濾空氣(10升/分鐘，持續10分鐘)沖洗艙室中的空氣。空氣沖洗後，取陰性對照樣品2份。
在病毒老化過程中，艙室的溫度保持在20°C—22°C穩定,相對濕度達到97%，每小時下降約0.4%。在檢測期間,艙室的相對濕度均較高(60%—97%)。霧化一開始,猴痘病毒氣溶膠質量中值直徑(MMAD,顆粒物中小於某一空氣動力直徑的各種粒度顆粒的總質量，佔全部顆粒物質質量的50%時，則稱此直徑為質量中值直徑)為4.0µm(微米)，老化18小時後為1.6µm(微米);計數中值氣動直徑(CMAD)初期為1.3μm(微米)，老化18小時後為1.0μm(微米)。
隨後,研究者使用定量聚合酶鏈(qPCR)和空斑分析揭示了病毒氣溶膠樣本中可檢測到的病毒基因組和感染性病毒濃度。病毒定量聚合酶鏈(qPCR)實驗顯示,老化2分鐘後，每升空氣中病毒平均基因組濃度為1.2E+07±7.9E+06個基因組，老化90小時後,每升空氣中平均基因組濃度為2.6E+05±1.5E+05個基因組。病毒基因組濃度在老化的最初18小時內迅速下降了1個對數，並在18至90小時之間穩定下來。病毒氣溶膠樣本的空斑實驗分析則顯示，感染性病毒濃度在最初18小時內，下降了兩個對數,隨後的90小時內保持穩定。
通過每個病毒氣溶膠樣本的空斑形成量(PFU)與病毒基因組的比值,研究者也計算出了與空斑形成量相關的病毒基因組的部分。這一比值在老化2分鐘和30分鐘之間沒有顯著差異。3小時後，比例下降了10倍。3小時、18小時、48小時和90小時與2分鐘相比,這一比值下降顯著(P
而在旋轉室中老化90小時後，研究者從氣溶膠懸液中回收了感染病毒。這表明，猴痘病毒在氣溶膠顆粒中的存活壽命超過了90小時,並可能在環境中長時間保持傳染性。
研究者們承認了該研究存在着一定局限。「真實的環境條件複雜多變，在不受控制的環境中，病毒的實際懸浮時間或將難以預測,」研究者說,「眾所周知，生物氣溶膠通常具有吸濕性，其對相對濕度和溫度的變化具有更高的敏感性。濕度和溫度將極大地影響氣溶膠的物理動力學、病毒顆粒的完整性、以及一旦進入宿主呼吸系統引發感染的可能性。」
另一方面,霧化和採樣的過程也可能會使病毒受損,導致一些病毒顆粒被滅活。因此，猴痘病毒的氣溶膠穩定性和傳染性可能被低估。理想情況下，應該從受感染宿主脫落自然產生的病毒氣溶膠,或受感染物產生的二次氣溶膠中研究病毒的氣溶膠效率。然而，這些來源的病毒具有高度變化性,這就使得自然產生的病毒生物氣溶膠的研究極其困難。
最後,研究者們表示,「猴痘病毒在實驗室控制的氣溶膠狀態下的壽命表明，這種病毒可能在環境中長時間保持傳染性,而氣溶膠傳播途徑是流行病在傳播期間最不易被發現的暴露途徑。對此,我們需要對人群進行嚴格的呼吸保護,並採取如環形疫苗接種等預防性措施。」
