COVID-19: POR QUÉ DEBEMOS LLEVAR TODAS LAS MÁSCARAS - HAY UNA NUEVA JUSTIFICACIÓN CIENTÍFICA
La recomendación oficial en los Estados Unidos (y otros países occidentales) de que el público no debe usar máscaras faciales fue motivada por la necesidad de guardar máscaras de respirador para los trabajadores de la salud. No hay respaldo científico para la afirmación de que las máscaras que usan los no profesionales "no son efectivas". Por el contrario, en vista del objetivo declarado de "aplanar la curva", cualquier reducción adicional, aunque parcial, de la transmisión sería bienvenida, incluso la que ofrecen las máscaras quirúrgicas simples o las máscaras caseras (DIY) (que no exacerbarían la problema de suministro). Los últimos hallazgos biológicos sobre la entrada viral de SARS-Cov-2 en el tejido humano y balística de estornudos / gotas de tos sugieren que el mecanismo de transmisión principal no es a través de aerosoles finos sino gotas grandes, y por lo tanto, garantiza el uso de máscaras quirúrgicas por parte de todos.
El
cirujano general tuiteó: " DEJA DE COMPRAR MÁSCARA, no son efectivos ...". El Centro para el Control de Enfermedades (CDC) afirma que las máscaras quirúrgicas ofrecen mucha menos protección que las máscaras respiratorias N95 (que también deben estar perfectamente ajustadas y solo los profesionales pueden hacerlo). Los CDC recomiendan que las personas sanas no usen máscaras, solo las enfermas. Estas pautas no están basadas en fundamentos científicos, sino que fueron motivadas por la necesidad de guardar las valiosas máscaras para los profesionales de la salud en vista de la escasez. Pero pueden haber tenido consecuencias no deseadas: estigmatizar a aquellos que usan máscaras en el público (¡eres un acaparador o eres contagioso!)
Compare esto con el hábito cultural, el estímulo o incluso el mandato de usar máscaras en los países asiáticos, que ahora han "aplanado la curva" o incluso han tenido una curva más plana desde el principio.
Las
máscaras quirúrgicas y las máscaras de respiración N95 mal usadas no ofrecen una protección perfecta. Pero si el objetivo declarado es "aplanar" la curva (en oposición a la erradicación del virus), tenemos que abandonar el pensamiento en blanco y negro y adoptar tonos de gris. Ya no podemos afirmar que las máscaras "no son efectivas". No podemos permitir que lo perfecto sea enemigo de lo bueno. ¿Qué pasa si una protección parcial pero ofrecida por máscaras quirúrgicas o incluso hechas por sí mismas con fugas reduce la probabilidad de transmisión en una medida similar a la distancia recomendada (igualmente imperfecta) en más de 6 pies entre sí o " no tocarse la cara " ? Entonces podría duplicar el impacto de la intervención no farmacológica (NPI) en el aplanamiento de la curva (Figura 1).
S
esde el CDC no proporciona ninguna evidencia científica para su afirmación de que las máscaras usadas por el público “no son eficaces”, aquí se revisa la evidencia científica para la protección conferida por las máscaras quirúrgicas. Nos centramos en la lógica mecanicista (en oposición a la evidencia epidemiológica-fenomenológica). Concluimos, considerando la balística de las gotas para la tos y los últimos hallazgos de la investigación sobre la biología de la transmisión del virus SARS-CoV2 (que causa COVID-19) que cualquier barrera física, tal como la proporcionan incluso las máscaras improvisadas, puede reducir sustancialmente la propagación de COVID 19. Si pronto vamos a ceder ante la presión de aflojar los bloqueos y permitir interacciones sociales limitadas para revivir la economía, entonces las máscaras públicas deberían tener un papel y podrían facilitar un enfoque intermedio.
La recomendación oficial de los CDC, la FDA y otros de que las máscaras que usan los profesionales no sanitarios son ineficaces es incorrecta en tres niveles: en la lógica, en la mecánica de la transmisión y en la biología de la entrada viral.
I. LA LÓGICA
Por supuesto, ninguna máscara, ya sea la máscara de respiración N95 ajustada aprobada por NIOSH o la máscara quirúrgica suelta , proporciona una protección perfecta ("100%"). Pero la protección imperfecta no significa "completamente inútil", así como un vaso no lleno no necesita estar vacío: con mucho gusto aceptaría un vaso de agua lleno al 60% cuando tenga sed. La ausencia de evidencia (de protección) no es evidencia de ausencia. Pero en nuestro mundo binario, el mensaje oficial de que las máscaras quirúrgicas "no son efectivas" puede haber enviado un mensaje equivocado: que son absolutamente inútiles. Lamentablemente, con la imagen en blanco y negro pintada por los funcionarios, la discusión sobre la efectividad de las máscaras se ha sofocado, y con ello la posibilidad de incentivar a la industria a aumentar la producción de estos dispositivos de protección de 75 centavos por pieza .
Sin
embargo, con el objetivo declarado de "aplanar la curva" (y no eliminar totalmente el virus) tenemos un objetivo "relativo" en lugar de absoluto, que coloca la noción de "protección parcial" bajo una nueva luz. En principio, se podría calcular la extensión Y del aplanamiento de la curva dada una protección parcial de X% conferida por la máscara. Pero para eso necesitamos entender primero la mecánica y la biología de la transmisión en detalle.
II LOS MECÁNICOS
La forma en que las gotitas transportan los virus que causan enfermedades transmitidas por el aire de una persona a otra es un asunto complicado y poco estudiado. Las gotitas se pueden (para esta discusión) dividir crudamente en dos grandes categorías basadas en el tamaño (FIG. 2):
(a) Gotas por debajo de un diámetro de 10 um (micrómetro), el límite de tamaño superior para la definición de 'aerosol' (partículas tan livianas que pueden flotar en el aire). Por brevedad, llamemos a esta categoría " aerosoles ". Estos pequeños aerosoles son transportados por ventilación o por vientos y, por lo tanto, pueden viajar a través de las habitaciones. Lo que diferencia a las máscaras faciales N95 de las máscaras quirúrgicas es que las primeras están diseñadas (según el requisito reglamentario) para detener los aerosoles: tienen que filtrar el 95% de las gotas más pequeñas que 0.3 um.
(b) Gotas de más de 10um (micrómetro), alcanzando 100um o más. Llamemos a estas partículas grandes " gotas de rociado " aquí. (Para una discusión más detallada, ver Nicas y Jones, 2009 ). Por supuesto, las gotas pueden ser aún más grandes, hasta un tamaño visible a simple vista en el aerosol generado al toser o estornudar (0.1 um de diámetro a más). Los cálculos de Xie et al sugieren que si se exhala, las gotas> 0.1 um pueden evaporarse o caer a una superficie dentro de los 2 m, dependiendo del tamaño, la humedad del aire y la temperatura.Pero toser o estornudar puede dispararlos como proyectiles por la boca con una "velocidad de boca" de 50 metros / segundo (para estornudar) o 10 m / s (para toser), y las gotas pueden alcanzar distancias de hasta 6 m de distancia. Si es así, la tan mencionada "distancia segura" de 6 pies en los encuentros sociales puede no ser suficiente, excepto que use una máscara (simple), más sobre eso más adelante.
H
ERE es la implicación biológica central de la distinción entre los aerosoles y spray de gotitas : Para partículas en el aire a ser inspirados y alcanzar profundamente en el pulmón, a través de todos los conductos de aire hacia abajo para las células alveolares donde el gas de intercambio tiene lugar, tiene que ser pequeño (FIG. 3): solo las gotitas de menos de 10 micrómetros de diámetro pueden alcanzar las alveolas. Por el contrario, las grandes gotas de spray se atascan en la nariz y la garganta (el espacio nasofaríngeo) y en los conductos de aire superiores del pulmón, la tráquea y los bronquios grandes. Las gotitas de una expulsión de tos típica tienen una distribución de tamaño tal que aproximadamente la mitad de la gotita se encuentra en las categorías de aerosoles, aunque colectivamente representan solo menos de 1 / 100,000 del volumen expulsado (Nicas et al 2005 ).
De esto
se deduce que las sofisticadas máscaras N95, diseñadas para filtrar las partículas más pequeñas, ayudan a evitar que las gotas transporten el virus a las alveolas. Pero, ¿es esto realmente relevante para aplanar la curva? Ya veremos a continuación. Por el contrario, es plausible que las grandes gotas que terminan en la nasofaringe puedan ser detenidas por cualquier barrera física, como una cirugía más simple o máscaras antipolvo.
Por supuesto, muchas gotas de aerosol en la exhalación o en el aerosol para la tos pueden no contener el virus, pero algunas lo harán. En el caso del virus SARS-Cov-2, no se sabe cuál es la carga infecciosa mínima (número de partículas virales necesarias para iniciar la cascada de patogénesis que causa una enfermedad clínica). Pero comenzamos a apreciar si el aerosol pequeño o las gotas de proyectil grandes son más relevantes.
La idea tácita en los CDC de que las alveolas son el sitio de destino para que las gotitas entreguen la carga del virus (las alveolas son, después de todo, el sitio anatómico de la neumonía potencialmente mortal), ha elevado la aparente importancia de las máscaras N95 y ha llevado al descarte de máscaras quirúrgicas. Los matices no se traducen en los laicos (así como en muchos expertos en sillón) que ahora, debido a la binarización de mensajes, piensan que las máscaras son inútiles.
Incluso con respecto a los aerosoles pequeños, no debemos olvidar que el filtrado parcial proporcionado por las máscaras quirúrgicas es mejor que nada. En una simulación experimental de la capacidad de filtrado de las máscaras en 2008, van der Sande y sus colegas en los Países Bajos compararon la capacidad de tres máscaras: ( i ) fabricación casera (DYI) de telas, ( ii ) máscaras quirúrgicas estándar y ( iii ) FFP2, el equivalente europeo de las máscaras N95, con respecto a su capacidad para detener aerosoles pequeños en el rango de 0.2 a 1 um, gotas que alcanzan el pulmón inferior.
Lo
que los autores encontraron para la protección interna justifica cuestionar el mensaje de los CDC de que las máscaras quirúrgicas "no son efectivas": mientras que las máscaras FFP2 (o N95) filtraron> 99% de las partículas (reduciendo así la carga de aerosol en 100 veces ) , las máscaras quirúrgicas redujeron el número de gotas de aerosol detrás de la máscara todavía en 4 veces en comparación con el exterior de la máscara. Es plausible que para gotas de aerosol más grandes de expulsiones de tos la diferencia entre las máscaras quirúrgicas y las máscaras respiratorias F95 sea aún menor. Curiosamente, para la protección externa , la efectividad y las diferencias son mucho menores (véanse los números en la figura 5).
T
resultados stos plantean la pregunta urgente: Si todo lo que queremos es mitigar la pandemia, es decir, a “ aplanar la curva ”, ¿cuánto una reducción de 4 veces de las partículas que llegan a los pulmones a disminuir la transmisión de persona a persona? La intuición sugiere que incluso una máscara imperfecta puede ofrecer alguna protección que esté al menos en el rango de la separación recomendada por más de 6 pies en las interacciones sociales o al lavarse las manos o no tocarse la cara; todas las recomendaciones se basan en la plausibilidad mecanicista sin un fuerte respaldo epidemiológico.
T
echnically, se podría cuantificar en qué medida la reducción de 4 veces de las gotitas que una persona está expuesta a, como se logra por las máscaras quirúrgicas, o 3 veces, como se logra por las máscaras de té de tela improvisados, contribuye a una reducción de la "tasa de reproducción" desde el R0 inicial hasta el Rt efectivo después de la intervención de mitigación en el tiempo t . ¿Quizás en un 25%? Entonces uno podría, utilizando modelos epidemiológicos SEIR , calcular en qué medida una reducción parcial de R aplastaría sustancialmente la curva, en la medida deseada para evitar abrumar al sistema de atención médica (ver Figura 1).
Pero dicho cálculo "ascendente" de R es complicado porque requeriría el conocimiento de muchos factores mecanicistas que no son fáciles de cuantificar. Por ejemplo, no sabemos en qué proporción se transmite COVID-19 a través de gotas de pulverización grandes frente a aerosoles pequeños. ¡Solo en el último caso se aprovechará plenamente la ventaja de las máscaras respiratorias N95 sobre las máscaras quirúrgicas! Asimismo, no se sabe cuánto de distanciamiento social solo contribuye a la reducción de R .
Por lo tanto, echemos un vistazo a la biología real de la transmisión que ofrece una salida a este problema y tampoco ha sido considerada por funcionarios que afirmaron que "las máscaras quirúrgicas no son efectivas".
III. LA BIOLOGÍA
El virus SARS-Cov-2, como cualquier virus, debe acoplarse a las células humanas utilizando un principio de bloqueo de teclas, en el que el virus presenta la llave y la célula el bloqueo que es complementario a la llave para ingresar a la célula y replicarse. Para el virus SARS-Cov-2, la proteína de la superficie viral "proteína de espiga S" es la " clave" y debe encajar perfectamente en la proteína de " bloqueo" que se expresa (= presentada molecularmente) en la superficie de las células huésped. La proteína de bloqueo celular que usa el virus SARS-Cov-2 es la proteína ACE2 FIG 6).
Esta enzima de la superficie celular normalmente tiene una función protectora cardiopulmonar. ACE2 se expresa a niveles más altos en los ancianos, en personas con insuficiencia cardíaca crónica o con hipertensión arterial pulmonar o sistémica. (Tenga en cuenta que la expresión de ACE2 es "limitante de la velocidad" porque otras proteínas del huésped cuya presencia también es necesaria para que el virus ingrese a las células, como las proteasas, se expresan de manera más abundante y más amplia). Ciertos medicamentos para la presión arterial (como ahora se discute intensamente ya que la hipertensión es un factor de riesgo de progresión a SDRA y muerte en COVID-19), pero también el estrés mecánico de la ventilación, irónicamente, puede aumentar la expresión de ACE2.
Sorprendentemente, la expresión de ACE2 en el pulmón es muy baja : está limitada a unas pocas moléculas por célula en las células alveolares (células AT2) en el pulmón. ¡Pero un artículo publicado recientemente por el consorcio Human Cell Atlas (HCA) informa que ACE2 está altamente expresado en algún tipo de células (secretoras) de la nariz interna! (Figura 7).
C
ombine este hecho con la explicación anterior de la mecánica: La expresión nasal de la proteína de ACE2 sugiere que el virus SARS-COV2 infecta estas células. También se puede inferir que la transmisión del virus SARS-Cov2 se producirá en gran medida a través de grandes gotas de tos o estornudos, que comprenden la gran parte del líquido rociado en la tos / estornudos y aterrizará en la nasofaringe debido a su tamaño, precisamente donde el molecular existen bloqueos para el virus, lo que permite la unión viral y la entrada en las células huésped. Obviamente esta ruta de transmisión podría ser bloqueada efectivamente por una simple barrera física. (La expresión proximal de ACE en la cavidad nasal también es compatible con la transmisión por gotitas superficiales, por lo tanto, lávese las manos).
De hecho, W ö lfel et al . ahora informan que el material viral se puede detectar y aislar fácilmente de los hisopos nasales, a diferencia del caso de otras infecciones virales transmitidas por el aire, como el SARS original. En comparación con el SARS (que también usa ACE2 para ingresar a las células) en el caso de COVID-19, los genomas virales (ARN) aparecen antes en los hisopos nasales y en concentraciones mucho más altas, de modo que la detección es bastante fácil. De hecho, la FDA acaba de aprobar los hisopos para las pruebas tomadas desde el frente de la nariz a través de la autocolección, en lugar de en la nasofaringe. El análisis molecular también muestra que el virus SARS-Cov2 está activo y ya se replica en la nasofaringe., a diferencia de otros virus respiratorios que habitan en regiones más profundas del pulmón.
La
replicación viral en la mucosa nasofaríngea también puede explicar las pruebas positivas en la etapa prodrómica y la transmisión por portadores sanos, y tal vez la anosmia observada en las primeras etapas de COVID19. Pero esta biología también significa: evitar las gotas grandes, que de todos modos no pueden ingresar al pulmón pero aterrizan en las vías respiratorias superiores, podría ser el medio más efectivo para prevenir la infección . Por lo tanto, las máscaras quirúrgicas, tal vez incluso su pasamontañas, pañuelos o bufanda, pueden brindar más protección que la presentada por un funcionario gubernamental en su recomendación inicial (comprensible pero desafortunada) contra el uso de máscaras por parte del público en general. Las máscaras respiratorias N95 pueden ofrecer relativamente poca protección adicional de lo que se piensa. (Para ser justos, elLos CDC sugieren el uso del pañuelo por parte de los proveedores de atención médica como último recurso cuando no hay máscaras faciales disponibles).
Desde un punto de vista práctico y social, las máscaras quirúrgicas o hechas a sí mismas, si se manejan adecuadamente, en el peor de los casos no duelen y, en el mejor de los casos, pueden ayudar. (Asegúrese de desechar o lavar después de usar sin tocar la superficie exterior). Estas máscaras más simples y económicas pueden ser suficientes para ayudar a aplanar la curva, quizás un poco, quizás de manera sustancial. Importante: su uso no le quitará valiosas máscaras de respirador N95 a los trabajadores de la salud.
LAS IMPLICACIONES
Sería trágico si la lógica y la mecánica y la biología incorrectas, que han llevado a los gobiernos occidentales a no alentar, sino a estigmatizar el uso de máscaras, hayan contribuido al fuerte aumento de COVID-19. Dado que el tracto respiratorio superior es el sitio principal para la entrada de SARS-Cov-2 en los tejidos humanos, el uso de máscaras faciales simples que ejercen una función de barrera que bloquea esas grandes gotas de proyectil que aterrizan en la nariz o la garganta puede reducir sustancialmente la tasa de producción R , en una medida que puede ser comparable al distanciamiento social y al lavado de manos. ¡Esto duplicaría el efecto de la mitigación al "aplanar la curva"!
Mirando hacia el futuro: si pronto estamos aflojando el encierro debido a la presión política para sostener la economía, tal vez alentar a usar máscaras faciales en el público sería un buen compromiso entre el encierro total y la libertad total que corre el riesgo de resurgir del enemigo invisible. Ahora existe una base científica sólida para poner fin a la histeria antirúrgica de los funcionarios y para recomendar o incluso exigir un uso amplio de máscaras como en los países asiáticos que han doblado la curva.
ESCRITO POR
Instituto de biología de sistemas
El mayor experto chino en coronavirus avisa del «gran error» de Europa: la gente no se pone mascarilla
George Gao, director general de los Centros de Control y Prevención de
Enfermedades (CDC) de China, ha concedido una entrevista en «Sciencemag.org» donde ha señalado las enseñanzas que dejó el virus en su país
https://www.abc.es/ciencia/abci-mayor-experto-chino-coronavirus-avisa-gran-error-europa-gente-no-pone-mascarilla-202003302128_noticia_amp.html?fbclid=IwAR3hXj1YSUrN9PGR2H2_9xGOSWnuLk9L_J3VHVxuEf4ay1a76StLVPjXJCo#utm_source=organico&utm_campaign=amp-mod-taboola-p2&utm_content=ciencia&utm_medium=abc
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