So lange ist SARS-CoV-2 in Aerosolen infektiös
Die Wissenschaftler haben untersucht, wie die Infektiosität unter Umweltbedingungen wie der relativen Luftfeuchtigkeit (RH) und der Temperatur beeinflusst wird. Im Idealfall beträgt Luftfeuchtigkeit in Innenräumen zwischen 40 und 60 Prozent. Verglichen wurden vier SARS-CoV-2-Varianten, darunter Alpha und Beta.
Die Luftfeuchtigkeit ist entscheidend, nicht die Temperatur
Die Ergebnisse der Experimente zeigen einen signifikanten Rückgang der Infektiosität innerhalb der ersten zehn Minuten nach der Erzeugung von Aerosolpartikeln, der stark von der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung abhängt, nicht aber von der Temperatur. Dieser Effekt war bei den verschiedenen SARS-CoV-2-Varianten gleich.
Das Team beobachtete bei einer niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit (unter 50 Prozent) einen Rückgang der luftgetragenen Infektiosität, der fast sofort eintritt und innerhalb von zehn Sekunden nach der Aerosolerzeugung auf 50 Prozent fällt. Voraussetzung ist, dass die in der Luft befindlichen Partikel trocknen und schnell an Feuchtigkeit verlieren, so dass sich ein festes Partikel bildet.
Bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit sinkt die Infektiosität nach der Aerosolbildung allmählicher: innerhalb der ersten fünf Minuten stetig um 50 Prozent und innerhalb von 20 Minuten um 90 Prozent. Dieser Rückgang ist auf einen deutlichen Anstieg des pH-Werts der Aerosolpartikel zurückzuführen.
Der Verlust der Infektiosität bei hoher Luftfeuchtigkeit steht im Einklang mit einer Erhöhung des pH-Werts der Tröpfchen, die durch die Verflüchtigung von CO
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aus dem Bikarbonatpuffer im Tröpfchen verursacht wird.
"Wir wissen, dass Aerosolpartikel, die ausgeatmet werden, wenn infizierte Personen atmen, sprechen oder husten, Viren übertragen können", sagt Hauptautor Jonathan Reid, Direktor des Bristol Aerosol Research Centre und Professor für Physikalische Chemie an der School of Chemistry der Universität Bristol. "Das Verständnis der Mechanismen, die das Überleben von Krankheitserregern in der Luft beeinflussen, ist ein weiteres Puzzlestück im Verständnis der Verbreitung von Krankheiten wie COVID-19. Mithilfe von Modellsystemen im Labor konnten wir diese beiden Prozesse identifizieren, die zu einem raschen Verlust der Infektiosität des SARS-CoV-2-Virus zu einem frühen Zeitpunkt führen können."
Die Viruslast kann um das 10.000-Fache variieren
Man dürfe jedoch nicht vergessen, dass die Masse des ausgeatmeten Aerosols um das 1.000-Fache und die ausgeatmete Viruslast von SARS-CoV-2 um das 10.000-Fache zwischen Individuen variieren kann. Reid: "All dies erinnert uns an die Dinge, die wir noch nicht verstehen, und daran, wie wichtig es ist, zusammen mit epidemiologischen Studien geeignete Maßnahmen zur Verringerung der Aerosolübertragung zu ergreifen, darunter Gesichtsmasken, räumliche Distanzierung und Belüftung."
Zusammenfassung
Je kürzer der Abstand zu einer infektiösen Person ist, desto weniger fällt der schnelle Verlust der viralen Infektiosität ins Gewicht. Auf längere Distanzen verdünnt sich die Aerosolkonzentration erheblich, was den zeitlichen Infektiositätsverlsut verstärkt.
Trockene Luft begrenzt die Gesamtexposition: Je niedriger die relative Luftfeuchtigkeit, desto größer und schneller verläuft die Reduktion an Infektiosität.
CO2stabilisiert SARS-CoV-2 in Aerosoltröpfchen: Je schlechter ein Raum belüftet und je voller er besetzt ist, desto langsamer sinkt die Infektiosität des Virus.
The dynamics of SARS-CoV-2 infectivity with changes in aerosol microenvironment' by Jonathan P. Reid, Andrew D. Davidson, Allen E. Haddrell et al in PNAS [open access], June 28, 2022, 119 (27) e2200109119,https://doi.org/10.1073/pnas.2200109119
