新冠肺炎疫情下產(chǎn)生氣溶膠的醫(yī)療操作

黃文治，趙海鳴，付學(xué)勤，喬 甫，尹維佳，宗志勇，張 偉

(1. 四川大學(xué)華西醫(yī)院醫(yī)院感染管理部，四川 成都 610041； 2. 成都市第一人民醫(yī)院院感科，四川 成都 610016； 3. 四川大學(xué)華西醫(yī)院醫(yī)院管理研究所，四川 成都 610041)

目前，新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019, COVID-19)在我國已引起八萬余人感染，四千余人死亡[1]。根據(jù)中國疾病預(yù)防控制中心報告[2]，其中醫(yī)務(wù)人員感染人數(shù)已超過三千人。COVID-19主要傳播途徑是經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播，也存在經(jīng)氣溶膠傳播的可能?！秶倚l(wèi)生健康委辦公廳關(guān)于加強疫情期間醫(yī)用防護用品管理工作的通知》(國衛(wèi)辦醫(yī)函〔2020〕98 號)[3]以及《新型冠狀病毒感染的肺炎防控中常見醫(yī)用防護用品使用范圍指引(試行)》[4]指出，醫(yī)用防護口罩“原則上在發(fā)熱門診、隔離留觀病區(qū)(房)、隔離病區(qū)(房)和隔離重癥監(jiān)護病區(qū)(房)等區(qū)域，以及進行呼吸道標(biāo)本采集、氣管插管、氣管切開、無創(chuàng)通氣、吸痰等可能產(chǎn)生氣溶膠的操作時使用”。但產(chǎn)生氣溶膠操作的定義、種類以及風(fēng)險性的高低，并未明確提及。對呼吸道病毒包括新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染患者進行某些特定的醫(yī)療操作時，會形成氣溶膠，這些氣溶膠的重量較輕足以在空氣中遠距離播散。但在醫(yī)療環(huán)境中，這些操作在多大程度上導(dǎo)致了感染的傳播尚不清楚。同時世界各國家或機構(gòu)發(fā)布的相關(guān)指南中，對與COVID-19相關(guān)的產(chǎn)生氣溶膠的操作(aerosol-generating procedures, AGPs)進行了界定，但內(nèi)容不盡相同。為此，本文根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)指南及文獻，對氣溶膠、AGPs、高風(fēng)險的醫(yī)療操作以及減少感染風(fēng)險的策略進行文獻綜述。

1 氣溶膠及AGPs

氣溶膠是指懸浮在氣體中的顆粒，包括固體顆粒物和液體顆粒物，其粒徑介于0.001～100 μm之間[5-6]。而生物氣溶膠是指含有微生物和生物性物質(zhì)的物質(zhì)粒子，與氣體介質(zhì)組成的物質(zhì)體系。這些粒子包括病毒、細菌、真菌、苔蘚、酶、各種毒素等，可聚合在一起形成氣溶膠，或以液體或固體顆粒為載體懸浮在氣體中[7]?？諝鈩恿W(xué)直徑<5～10 μm的小顆?？梢蚤L時間懸浮在空氣中，具有潛在的短距離和長距離傳播能力?？諝鈩恿W(xué)直徑>20 μm的大飛沫則更容易在重力作用下沉降，直徑為10～20 μm的顆粒可兼有前兩者一些特性，沉降速度及可能攜帶的病原體量可介于兩者之間[5]。氣溶膠也包括飛沫核，是呼出的呼吸道飛沫中水分在空氣中快速蒸發(fā)之后形成的，這類小顆粒空氣動力學(xué)直徑<10 μm，也有研究認為<5 μm[8]。

空氣氣流在液體表面移動時在氣液界面處產(chǎn)生小顆粒，從而形成氣溶膠，其粒徑的大小與空氣流速成反比。因此，如果某個操作或動作(包括說話、唱歌等)導(dǎo)致空氣在呼吸道黏膜及上皮細胞移動，即可能產(chǎn)生氣溶膠。在醫(yī)院內(nèi) AGPs被定義為可誘導(dǎo)產(chǎn)生各種大小的氣溶膠(包括飛沫核)的醫(yī)療操作[9]，但目前各相關(guān)指南及文獻仍未明確界定AGPs具體包括哪些，根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)對于AGPs的定義整理AGPs，見表1。

AGPs種類非常多樣，以上列舉仍可能不夠全面，總體而言可將其分為兩大類，即誘導(dǎo)性AGPs和機械性AGPs。誘導(dǎo)性AGPs指相應(yīng)操作能夠激惹氣道，引起患者咳嗽或噴嚏，從而產(chǎn)生生物氣溶膠，如支氣管鏡檢查、心肺復(fù)蘇、氣管插管、誘導(dǎo)痰等；而機械性AGPs指通過操作使氣道產(chǎn)生氣溶膠，如吸痰、霧化治療、無創(chuàng)通氣、高流量經(jīng)鼻給氧等。

表1 根據(jù)WHO對于AGPs的定義整理的AGPs

2 產(chǎn)生氣溶膠的高風(fēng)險操作

如每一種AGPs都要求佩戴醫(yī)用防護口罩必然會加劇供需矛盾，影響醫(yī)用防護口罩的有效利用。而且并不是每一種操作都會增加醫(yī)務(wù)人員感染的風(fēng)險，故有必要對這些AGPs的風(fēng)險進行分級，如進行增加感染風(fēng)險的操作則建議采用更高級別的防護(如佩戴醫(yī)用防護口罩)。

關(guān)于AGPs是否增加醫(yī)務(wù)人員感染風(fēng)險的文獻，主要集中在對嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)的研究。Tran等[10]對可能產(chǎn)生氣溶膠的操作，以及是否增加醫(yī)務(wù)人員感染SARS-CoV的風(fēng)險進行了系統(tǒng)綜述，見表2。納入的文獻中有8篇都涉及氣管插管操作，且各文獻的報道結(jié)果類似，醫(yī)務(wù)人員插管過程中距離患者口腔近，操作時間長，患者呼吸道分泌物噴濺可能性大，氣管插管導(dǎo)致醫(yī)務(wù)人員感染SARS-CoV的風(fēng)險增加，此較為明確。其他導(dǎo)致感染風(fēng)險增加的操作包括無創(chuàng)機械通氣、氣管切開以及插管前人工通氣(P<0.05)，雖然這些AGPs報道的文獻僅1～2篇，但這三類操作可能會加大呼吸氣道的壓力，使呼吸道分泌物形成的氣溶膠以更快的速度和更小的空氣動力學(xué)直徑噴射，再加上這些操作的管路或面罩等與患者之間形成的是非密閉回路，較大量的微小氣溶膠溢散到空氣中，從而增加醫(yī)務(wù)人員感染SARS-CoV的風(fēng)險，需給予高度的關(guān)注。其余AGPs均未明顯增加感染SARS-CoV的風(fēng)險(P>0.05)。各個國家/機構(gòu)指南或規(guī)范中對COVID-19 高風(fēng)險AGPs的界定有所差異，見表3。

表2 AGPs對醫(yī)務(wù)人員感染SARS-CoV風(fēng)險的影響

表3 全球主要國家/機構(gòu)相關(guān)指南中COVID-19高風(fēng)險AGPs概覽

續(xù)表3 (Table 3， Continued)

2.1 氣管插管 所有國家/機構(gòu)相關(guān)指南均認為氣管插管屬于高風(fēng)險AGPs，與Tran等[10]系統(tǒng)綜述結(jié)果相一致。

2.2 支氣管鏡檢查 支氣管鏡檢查被絕大多數(shù)國家/機構(gòu)相關(guān)指南認為是高風(fēng)險AGPs，但文獻報道的證據(jù)支持不足，表2中兩篇分析性研究的結(jié)果都認為支氣管鏡檢查不增加SARS-CoV感染的風(fēng)險[11-13]；一篇描述性研究在摘要中提到在支氣管鏡檢查后更可能醫(yī)院感染SARS-CoV，但在正文中并未詳細提及相關(guān)內(nèi)容[28]；另有一篇關(guān)于流感的研究，在支氣管鏡檢查時采集空氣檢測，結(jié)果顯示與基線(無AGPs)相比，支氣管鏡檢查能增加空氣中的病毒量，但與基線相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義[29]。

各國家/機構(gòu)相關(guān)指南普遍認為支氣管鏡檢查風(fēng)險高，且前述關(guān)于流感的研究提示該操作的確能產(chǎn)生氣溶膠，但其是否增加感染風(fēng)險卻在文獻報道中未找到足夠的證據(jù)支持，可能是由于其前端有吸引孔，可將呼吸道分泌物經(jīng)由密閉管道抽吸出來，較大程度地減少了氣溶膠的量，從而降低了感染風(fēng)險。

2.3 心肺復(fù)蘇 心肺復(fù)蘇增加感染風(fēng)險也被廣泛接受，而表2中相關(guān)研究均未呈現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)差異，僅搜到一篇描述性的病例報道，醫(yī)務(wù)人員在對重癥急性呼吸綜合征(SARS)患者進行心肺復(fù)蘇后發(fā)生了聚集性感染，但除心肺復(fù)蘇外還有氣管插管等其他操作[30]。因此，支氣管鏡檢查、心肺復(fù)蘇等AGPs與氣管插管一起進行時，可能會較大程度增加SARS-CoV感染的風(fēng)險。

2.4 無創(chuàng)通氣 雖無創(chuàng)通氣在各國相關(guān)指南中僅澳大利亞、中國和WHO認為是高風(fēng)險AGPs，但在Tran等[10]系統(tǒng)綜述中有證據(jù)支持，其原因主要是各國家/機構(gòu)相關(guān)指南對無創(chuàng)通氣的具體劃分不同，非侵入性正壓通氣包括雙水平正壓通氣(BiPAP)和持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)也屬于無創(chuàng)通氣，若將無創(chuàng)通氣與非侵入性正壓通氣合并統(tǒng)計則在各國家/機構(gòu)相關(guān)指南中出現(xiàn)的次數(shù)達8次。

2.5 開放式吸痰 根據(jù)Tran等[10]系統(tǒng)綜述，吸痰不會增加SARS-CoV感染的風(fēng)險，但未明確指出是采用開放式吸痰還是密閉式吸痰。開放式吸痰能產(chǎn)生大量氣溶膠且逸散到空氣中，筆者認為風(fēng)險較高。

2.6 霧化治療 尚未找到文獻支持，且各個國家/機構(gòu)相關(guān)指南的意見也有差異，如澳大利亞未將霧化治療納入高風(fēng)險AGPs，也不建議對COVID-19患者采用霧化治療；英國和愛爾蘭明確指出該操作可能產(chǎn)生氣溶膠，但不增加SARS-CoV-2感染風(fēng)險。

2.7 采集呼吸道標(biāo)本 呼吸道標(biāo)本采集在各國間的差異較為明顯，僅中國指南將采集咽拭子作為高風(fēng)險AGPs。澳大利亞指南明確指出采集上呼吸道標(biāo)本的操作不屬于AGPs，愛爾蘭指南認為該操作不會增加SARS-CoV-2感染風(fēng)險，美國指南及歐洲CDC的高風(fēng)險AGPs未提及采集咽拭子，但指出該操作可以引發(fā)咳嗽/噴嚏，可能產(chǎn)生氣溶膠，建議戴外科口罩或醫(yī)用防護口罩。而英國也對其指南進行修訂，將采集咽拭子從“不增加感染風(fēng)險的AGPs”中剔除，建議佩戴外科口罩。

采集咽拭子是否能增加SARS-CoV-2感染的風(fēng)險并未見文獻提及，僅有一篇研究提到采集痰標(biāo)本不會增加感染風(fēng)險。筆者認為該操作根據(jù)WHO的定義應(yīng)屬于AGPs，但其引起感染的風(fēng)險較低。首先采集咽拭子是上呼吸道的操作，并沒有明顯增加氣道壓力，使得氣流快速通過呼吸氣道；其次，采集時間僅持續(xù)數(shù)秒，醫(yī)務(wù)人員可能的暴露時間非常短；最后，采集時可能引起患者干嘔或咳嗽，有研究顯示咳嗽時產(chǎn)生的氣溶膠有99.9%都是由空氣動力學(xué)直徑超過8 μm的粒子組成[31-32]，這些粒子很快會沉降到地面，對于粒徑較大的氣溶膠醫(yī)用外科口罩也能起到有效防護。筆者在醫(yī)務(wù)人員對COVID-19確診患者采集咽拭子時近距離進行空氣采樣，經(jīng)SARS-CoV-2核酸檢測結(jié)果均為陰性，也提示采集咽拭子的感染風(fēng)險較低(待發(fā)表)。

3 醫(yī)用防護口罩和醫(yī)用外科口罩

各個國家/機構(gòu)指南均建議對于感染高風(fēng)險的AGPs使用醫(yī)用防護口罩，而我國指南規(guī)定采集呼吸道標(biāo)本屬于AGPs，需要佩戴醫(yī)用防護口罩，本院在COVID-19防控中的具體實踐表明，各臨床科室大都涉及為患者采集咽拭子進行COVID-19排查，造成醫(yī)用防護口罩消耗極大，在物資緊缺的情況下是否適宜仍需要更多相關(guān)研究進一步證實。同時筆者也根據(jù)國家標(biāo)準和行業(yè)標(biāo)準將醫(yī)用防護口罩和醫(yī)用外科口罩進行了對比(見表4)，可知兩者的主要差異在于顆粒過濾效率、密閉性以及防滲性(醫(yī)用外科口罩優(yōu)于醫(yī)用防護口罩)。

表4 醫(yī)用防護口罩和醫(yī)用外科口罩的參數(shù)對比

一般認為醫(yī)用防護口罩能提供更好的個人防護，但一項關(guān)于流感的隨機對照試驗(RCT)及系統(tǒng)綜述結(jié)果顯示，在預(yù)防流感方面醫(yī)用防護口罩并不優(yōu)于醫(yī)用外科口罩，醫(yī)用外科口罩能達到足夠的防護效果[35-39]。其中一篇發(fā)表于JAMA的RCT研究[35]，將護士隨機分配到醫(yī)用防護口罩組和醫(yī)用外科口罩組(除了結(jié)核病患者外所有AGPs均佩戴醫(yī)用外科口罩)，結(jié)果顯示對于預(yù)防護士新發(fā)流感的效果兩組間未發(fā)現(xiàn)有差異(22.9% VS 23.6%，P=0.86)。另一篇樣本量更大的RCT[36]將醫(yī)務(wù)人員隨機分為三組，分別為工作時佩戴醫(yī)用防護口罩組、佩戴醫(yī)用外科口罩組和條件性佩戴醫(yī)用防護口罩組(如護理呼吸道疾病患者或AGPS時佩戴，其余時刻佩戴醫(yī)用外科口罩)，結(jié)果顯示對于預(yù)防呼吸道病毒，佩戴醫(yī)用外科口罩組與條件性佩戴醫(yī)用防護口罩組、佩戴醫(yī)用防護口罩組分別相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(3.3% VS 3.3%，P=0.99; 3.3% VS 2.2%，P=0.44)。

4 其他減少AGPs感染風(fēng)險的策略

除佩戴醫(yī)用防護口罩外，其他減少AGPs感染風(fēng)險的策略主要包括以下幾點：(1)避免不必要的AGPs，考慮是否有其他操作可以替代；(2)個人防護用品除醫(yī)用防護口罩外，還需穿戴長袖防水隔離衣、防護面屏或護目鏡、手套，并做好手衛(wèi)生；(3)根據(jù)情況，適宜時對患者進行鎮(zhèn)靜處理；(4)在負壓隔離房間內(nèi)進行AGPs，如無或條件不允許則在單間操作，操作時需關(guān)閉門窗，限制醫(yī)務(wù)人員數(shù)在最低水平，并在門口懸掛標(biāo)識提醒其他醫(yī)務(wù)人員；(5)盡可能使用密閉式氣管內(nèi)吸引系統(tǒng)。

5 展望

對于AGPs仍需要更為確切明晰的定義。增加醫(yī)務(wù)人員感染風(fēng)險的AGPs相關(guān)文獻都集中在對SARS的研究上，且經(jīng)過GRADE分級均為極低證據(jù)質(zhì)量，COVID-19相關(guān)的AGPs有待更多的研究驗證。

目前，尚未找到文獻支持在AGPs中使用醫(yī)用防護口罩預(yù)防醫(yī)務(wù)人員呼吸道病毒感染的效果優(yōu)于使用醫(yī)用外科口罩，醫(yī)用防護口罩與醫(yī)用外科口罩效果的差異仍需更多的文獻報道支持。