原創(chuàng) Lynne Peeples 世界頂尖科學(xué)家論壇

新科諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、美國(guó)病毒學(xué)家哈維·阿爾特（Harvey J. Alter）前不久接受世界頂尖科學(xué)家論壇（WLF）獨(dú)家專(zhuān)訪時(shí)，直言不諱地說(shuō)：口罩是預(yù)防新冠病毒的準(zhǔn)疫苗（semi vaccine）。同時(shí)，阿爾特也對(duì)美國(guó)人不肯好好戴口罩的行為表示迷惑。

10月6日，《自然》（Nature）網(wǎng)站刊登美國(guó)科學(xué)記者琳妮·皮普斯（Lynne Peeples）撰寫(xiě)的長(zhǎng)篇通訊，歷數(shù)各國(guó)，尤其是美國(guó)對(duì)口罩的相關(guān)研究，以及目前仍待厘清的問(wèn)題，可以從側(cè)面反映美國(guó)科學(xué)界和公眾對(duì)口罩的態(tài)度。

口罩：數(shù)據(jù)告訴了我們什么

Face masks: what the data say

口罩已經(jīng)成為新冠疫情的標(biāo)志。目前，新冠已使全球3500萬(wàn)人患病，100多萬(wàn)人死亡。在醫(yī)院，使用醫(yī)療口罩明顯減少了新冠病毒的傳播。但對(duì)于公眾使用的各種面具來(lái)說(shuō)，相關(guān)數(shù)據(jù)雜亂無(wú)章，而且往往是匆忙拼湊起來(lái)的。

2020年4月4日，在新冠疫情大肆虐時(shí)期，美國(guó)新澤西州的顧客戴著頂級(jí)防護(hù)面具在商場(chǎng)準(zhǔn)備購(gòu)物。圖｜? Duncan Williams/CSM via ZUMA Wire) (Cal Sport Media via AP Images)

口罩也引發(fā)了政治分歧。就在特朗普確診前幾天，他還在貶低口罩的作用?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)專(zhuān)研公共政策的心理學(xué)家巴魯赫·菲施霍夫（Baruch Fischhoff）說(shuō)：“人們對(duì)同一證據(jù)的理解是截然不同的，這很令人困惑?！?/p>

美國(guó)總統(tǒng)唐納德·特朗普和他的夫人新冠檢測(cè)呈陽(yáng)性。圖｜? Julio Cortez/AP

口罩的作用已經(jīng)得到了科學(xué)界的認(rèn)可。研究表明：口罩可以減少傳播和感染冠狀病毒的機(jī)會(huì)；也可能降低感染的嚴(yán)重程度。

但是，確切了解口罩的作用，以及如何使用是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題?？谡钟泻芏喾N，戴口罩的人所處的環(huán)境也各不相同；人們戴口罩的意愿，或者是否正確地戴口罩，這些都是問(wèn)題。甚至怎樣設(shè)計(jì)研究方法才能提供口罩作用的確鑿證據(jù)，也是一個(gè)難題。

“證據(jù)需要多好？”菲施霍夫問(wèn)道，“這是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題?！?/p>

01

超越高標(biāo)準(zhǔn)

在新冠疫情初期，醫(yī)學(xué)專(zhuān)家缺乏新冠病毒如何傳播的證據(jù)，因而無(wú)法對(duì)如何使用口罩提出有力的公共衛(wèi)生建議。

插圖｜Bex Glendining

在醫(yī)療環(huán)境中使用的是N95口罩，它可以過(guò)濾空氣中95%的0.3微米（μm）或更大的顆粒物，從而保護(hù)佩戴者。

隨著疫情的加劇，N95口罩很快就供不應(yīng)求。這引發(fā)了一個(gè)問(wèn)題：公眾是否應(yīng)該戴上外科口罩或布面口罩？在什么情況佩戴？

約翰霍普金斯醫(yī)學(xué)院的流行病學(xué)家凱特·格拉博夫斯基（Kate Grabowski）說(shuō)：“這些是我們應(yīng)該在臨床試驗(yàn)中解決的問(wèn)題，但我們沒(méi)時(shí)間這么做?！?/p>

因此，科學(xué)家們只能依賴(lài)于觀察和實(shí)驗(yàn)室研究，以及其它傳染病的間接證據(jù)。“如果你只看單篇論文，口罩的作用并沒(méi)有實(shí)錘。但是，綜合起來(lái)看，我確信口罩有用?！备窭┓蛩够f(shuō)。

六月，密蘇里州兩名發(fā)型師新冠檢測(cè)呈陽(yáng)性，從反面加強(qiáng)了人們對(duì)口罩的信心——兩人在工作時(shí)都戴著雙層棉質(zhì)面罩或外科口罩，他們傳染了家庭成員，但客戶(hù)似乎沒(méi)有受到影響（據(jù)報(bào)道，超過(guò)一半的人拒絕免費(fèi)檢測(cè)）。

更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲈黾恿酥苯幼C據(jù)。8月初發(fā)布的一項(xiàng)預(yù)印本研究（未經(jīng)同行評(píng)議）發(fā)現(xiàn)，與其他地區(qū)相比，常態(tài)化使用口罩的地區(qū)，人均死亡率的周增長(zhǎng)率僅為其它地區(qū)的1/4。

另一項(xiàng)研究考察了美國(guó)各州政府在4月和5月強(qiáng)制使用口罩的效果。研究人員估算，這使新冠病例的日增長(zhǎng)量減少了2個(gè)百分點(diǎn)。他們謹(jǐn)慎地表示，和保持社交距離等其它措施一起，這可能使病例數(shù)減少了45萬(wàn)。

但這類(lèi)研究基于這樣這樣的假設(shè)：強(qiáng)制以及正確地佩戴口罩。此外，口罩的使用往往是一系列政策的組成部分。格拉博夫斯基認(rèn)為，隨著限制令的解除，后續(xù)的觀察研究可以將口罩的影響與其他干預(yù)措施分開(kāi)：“我們將更容易看到是什么措施帶來(lái)了什么結(jié)果?！?/p>

雖然科學(xué)家無(wú)法控制人類(lèi)群體中的許多混雜變量，但在動(dòng)物研究中可以。香港大學(xué)的微生物學(xué)家袁國(guó)勇（Kwok-Yung Yuen）團(tuán)隊(duì)，將感染和健康的倉(cāng)鼠安置在相鄰的籠子里，其中一部分戴了外科口罩。

根據(jù)他們5月份發(fā)表的論文，在沒(méi)戴口罩的健康倉(cāng)鼠中，大約2/3感染了新冠病毒；戴了口罩的倉(cāng)鼠，感染率則僅有大約1/4。即使感染了病毒，戴了口罩的也比沒(méi)戴口罩的病得輕（根據(jù)臨床評(píng)分和組織變化來(lái)衡量）。

這一發(fā)現(xiàn)佐證了逐漸形成的共識(shí)：使用口罩不僅可以保護(hù)佩戴者，也可以保護(hù)其他人。而且，口罩還可以防止重癥。

加州大學(xué)舊金山分校的傳染病醫(yī)學(xué)家莫妮卡·甘地（Monica Gandhi）在一篇7月底發(fā)表的合著論文中指出，口罩可以減少佩戴者可能受到的病毒劑量，從而導(dǎo)致更溫和甚至無(wú)癥狀的感染。她認(rèn)為，病毒劑量越大，炎癥反應(yīng)越嚴(yán)重。

甘地和同事們正在分析美國(guó)1000個(gè)縣實(shí)施公共口罩指引前后，新冠肺炎的住院率，以確定政策出臺(tái)后新冠肺炎的嚴(yán)重程度是否降低。

02

病毒如何傳播？

口罩的爭(zhēng)論與另一個(gè)有分歧的問(wèn)題密切相關(guān)：病毒如何通過(guò)空氣傳播？

科學(xué)家都在研究新冠病毒如何通過(guò)空氣傳播病毒的？圖｜NPR

當(dāng)一個(gè)人呼吸、說(shuō)話、打噴嚏或咳嗽時(shí)，一股細(xì)小的液體微粒就會(huì)飛走。大的被稱(chēng)為飛沫；另一些是微觀的，被稱(chēng)為氣溶膠。包括新冠病毒在內(nèi)的病毒會(huì)附著在這些液體微粒上，它們的大小決定了它們的特性。

飛沫會(huì)落在附近人的眼睛、鼻子或嘴上，引起感染，但是重力很快就會(huì)讓它們掉下來(lái)。相比之下，氣溶膠可以在空氣中漂浮幾分鐘甚至幾個(gè)小時(shí)，像煙霧一樣在不通風(fēng)的房間里擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。

為什么口罩能阻止新冠病毒傳播？病毒本身的直徑只有0.1微米左右，但它不會(huì)自行離開(kāi)人體，所以口罩不需要阻擋那么小的顆粒。更為相關(guān)的是傳播病原體的飛沫和氣溶膠，它們的直徑從0.2微米到數(shù)百微米不等。

“大多數(shù)的直徑在1到10微米之間，可以在空氣中停留很長(zhǎng)時(shí)間。”科羅拉多大學(xué)博爾德分校的環(huán)境化學(xué)家何塞·路易斯·希門(mén)尼斯（Jose Luis Jimenez）說(shuō)，“這就是口罩的作用所在?！?/p>

科學(xué)家們?nèi)圆淮_定在新冠病毒的傳播過(guò)程中，哪種大小的粒子最重要；甚至無(wú)法就氣溶膠的尺寸界限達(dá)成一致——就像科學(xué)家們?nèi)匀徊恢懒鞲械闹饕獋鞑バ问剑m然流感的研究已經(jīng)持續(xù)了很久。

許多人認(rèn)為，無(wú)癥狀的傳播是導(dǎo)致新冠疫情的主要原因，這表明病毒通常不是靠咳嗽或打噴嚏傳播的。根據(jù)這個(gè)推論，氣溶膠是最重要的傳輸媒介。因此，值得研究的是，哪些口罩可以阻止氣溶膠。

03

奧秘是面料

即使佩戴合理的N95口罩，在實(shí)際使用中也略低于其95%的額定值，實(shí)際上過(guò)濾掉大約90%0.3微米以上吸入的氣溶膠。而且，根據(jù)未發(fā)表的研究，沒(méi)有呼氣閥的N95口罩阻擋了相似比例的呼出氣溶膠。但外科口罩和布面口罩的相關(guān)數(shù)據(jù)很少。

延時(shí)圖像顯示了咳嗽飛沫如何從一個(gè)戴著N95口罩的人身上傳播，該口罩有一個(gè)閥門(mén)，可以排出呼出的空氣。圖:｜S. Verma et al./Phys. Fluids

在一項(xiàng)觀察性研究中，一個(gè)國(guó)際研究小組估計(jì)外科口罩和類(lèi)似的布面口罩的有效率為67%。

在未發(fā)表的研究中，弗吉尼亞理工大學(xué)環(huán)境工程師林西·馬爾（Linsey Marr）和同事們發(fā)現(xiàn)，即使是一件棉質(zhì)T恤衫，也能阻擋一半的吸入氣溶膠和近80%的呼出氣溶膠（直徑2微米以上）。她說(shuō)，如果是4-5微米的氣溶膠，幾乎任何一種織物都可以在兩個(gè)方向阻擋80%以上。

她補(bǔ)充說(shuō)，多層織物、編織緊密的口罩效果越好。另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)，用不同材料（如棉花和絲綢）制成的口罩，比用單一材料制成的口罩能更有效地捕捉氣溶膠。

南丹麥大學(xué)的克莉絲汀·本恩（Christine Benn）和工程師合作，用與醫(yī)用呼吸機(jī)相同的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試他們的雙層布口罩設(shè)計(jì)。據(jù)她介紹，他們的口罩只能阻擋11-19%的0.3微米以上氣溶膠。

但是，根據(jù)馬爾和希門(mén)尼斯的研究，由于大多數(shù)傳播是通過(guò)至少1微米的顆粒進(jìn)行的，因此N95和其他口罩之間的實(shí)際效果差別可能不大。

杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院的臨床研究人員埃里克·韋斯特曼（Eric Westman），是一份8月發(fā)表的論文的合著者，該研究展示了一種測(cè)試面罩有效性的方法。他的團(tuán)隊(duì)使用激光和智能手機(jī)攝像頭，比較了14種不同的布面和外科口罩在說(shuō)話時(shí)的阻斷能力。

馬爾等科學(xué)家建議，不要過(guò)分重視這個(gè)僅僅基于個(gè)人談話情況下的發(fā)現(xiàn)。他們通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)做出了回應(yīng)，發(fā)現(xiàn)圍脖套可以阻擋大部分的飛沫。馬爾說(shuō)，她正在把研究結(jié)果寫(xiě)出來(lái)發(fā)表。

哥倫比亞大學(xué)梅爾曼公共衛(wèi)生學(xué)院的病毒學(xué)家安吉拉·拉斯穆森（Angela Rasmussen）說(shuō)：“有很多信息，但把所有的證據(jù)放在一起反而會(huì)令人困惑。說(shuō)到底，我們還很無(wú)知?！?/p>

03

心理作用

口罩的問(wèn)題不僅是生物學(xué)、流行病學(xué)和物理學(xué)問(wèn)題，人類(lèi)行為是口罩發(fā)揮作用的關(guān)鍵。明尼蘇達(dá)大學(xué)傳染病研究與政策中心主任邁克爾?奧斯特霍姆（Michael Osterholm）說(shuō)：“戴了口罩就敢于到人群密集場(chǎng)所是不科學(xué)的?！?/p>

新冠大流行時(shí)期，盡量減少去人群密集的地方。圖｜Jphn Hopkins University

幸運(yùn)的是，一些證據(jù)表明，戴口罩會(huì)促使佩戴者和周?chē)娜烁玫刈袷仄渌胧缟缃痪嚯x?？谡忠苍S讓人們想起共同責(zé)任，但首先人們得戴上它。

根據(jù)華盛頓大學(xué)健康指標(biāo)和評(píng)估研究所的數(shù)據(jù)，從7月下旬開(kāi)始，美國(guó)的口罩使用率一直穩(wěn)定在50%左右。相比3月和4月20%的使用率，有了大幅增長(zhǎng)。

該研究所的模型還預(yù)測(cè)，如果到9月23日，美國(guó)口罩的使用量提高到95%（新加坡等國(guó)家水平），可能在2020年剩余的時(shí)間挽救近10萬(wàn)人的生命。

參與分析的沃斯說(shuō)：“還有很多問(wèn)題有待研究，但鑒于口罩是一種簡(jiǎn)單、低成本的干預(yù)措施，卻如此有效，為什么有人不愿意使用它呢？”

04

爭(zhēng)議何在

讓公眾困惑的是有爭(zhēng)議的研究和混雜的信息。4月份的一項(xiàng)研究認(rèn)為口罩無(wú)效，但在7月份被撤回。另一篇發(fā)表在6月14日的文章支持使用面具，但其研究方法受到了幾十位科學(xué)家的聯(lián)名抵制。論文作者們對(duì)要求撤回的呼吁提出了反擊。

與此同時(shí)，世界衛(wèi)生組織（WHO）和美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心（CDC）最初沒(méi)有建議廣泛使用口罩，部分原因在于擔(dān)心影響醫(yī)護(hù)人員的口罩供給。今年4月，美國(guó)CDC建議在無(wú)法保持社交距離的情況下戴口罩；世衛(wèi)組織在6月也采取了這一措施。

政治領(lǐng)導(dǎo)人之間也缺乏一致性。美國(guó)總統(tǒng)特朗普曾經(jīng)表示支持口罩，但他自己很少戴。就在特朗普本人10月2日檢測(cè)出新冠病毒呈陽(yáng)性的前幾天，他還嘲笑對(duì)手拜登一直使用口罩。

特朗普在確診陽(yáng)性前2天，嘲笑拜登戴口罩。圖｜Business Insider

關(guān)于口罩的研究還引起了科學(xué)倫理方面的爭(zhēng)議。

本恩的研究團(tuán)隊(duì)目前正在幾內(nèi)亞比紹招募大約4萬(wàn)人，隨機(jī)挑選一半的家庭發(fā)放雙層布面口罩——10歲以上的家庭成員每人兩個(gè)。研究小組將進(jìn)行為期數(shù)月的跟蹤，比較口罩的使用率和新冠類(lèi)疾病的發(fā)病率。

她指出，那些在對(duì)照組的人不會(huì)得到使用口罩的相關(guān)信息，但每個(gè)家庭都會(huì)收到保護(hù)自己免受新冠感染的建議。該研究預(yù)計(jì)11月完成報(bào)名。

多位科學(xué)家表示期待研究的結(jié)果；但也有人擔(dān)心這樣的實(shí)驗(yàn)是對(duì)弱勢(shì)群體的剝削。

“如果是針對(duì)溫和的病原體，研究將是偉大的”，（但新冠可不好惹——編者注）。主任斯克里普斯轉(zhuǎn)換研究所主任埃里克·托波爾（Eric Topol）說(shuō)，“你不可能對(duì)所有事情都進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，你也不應(yīng)該這樣做?！闭缗R床研究人員喜歡說(shuō)的那樣，降落傘也從未進(jìn)行過(guò)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。

但是本恩為她的工作辯護(hù)，解釋說(shuō)對(duì)照組的人仍然會(huì)從新冠的預(yù)防信息中受益，并且他們?cè)谘芯拷Y(jié)束時(shí)也會(huì)得到口罩。她希望這次試驗(yàn)?zāi)転樗腥藥?lái)好處。“如果我們沒(méi)有做這項(xiàng)試驗(yàn)，這些社區(qū)的情況可能更糟糕?！彼f(shuō)。另外，試驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將為全球科學(xué)辯論提供信息。

盡管如此，大多數(shù)科學(xué)家相信，戴口罩是有益的。甘地說(shuō)，口罩不是唯一的解決辦法，“但我認(rèn)為這是控制新冠疫情的極其重要的基礎(chǔ)?！?/p>

閱讀原文