Coronavirus: Así es como se propagan los gérmenes y dónde es más probable que los atrapen

Este artículo fue publicado originalmente el 6 de mayo.

Parece que mucha gente está respirando algo de alivio, y no estoy seguro de por qué. Una curva epidémica tiene una pendiente ascendente relativamente predecible y una vez que se alcanza el pico, también se puede predecir la pendiente trasera. Tenemos datos sólidos de los brotes en China e Italia, que muestran que la parte posterior de la curva de mortalidad disminuye lentamente, y las muertes persisten durante meses. Asumiendo que acabamos de llegar a la cima de las muertes en 70k, es posible que perdamos otras 70.000 personas en las próximas 6 semanas al salir de ese pico. Eso es lo que va a pasar con un bloqueo.

A medida que los estados se reabran, y le demos más combustible al virus, todas las apuestas se cancelarán. Entiendo las razones para reabrir la economía, pero ya he dicho antes que si no se resuelve la biología, la economía no se recuperará.

Hay muy pocos estados que hayan demostrado una disminución sostenida en el número de nuevas infecciones. De hecho, a partir del 3 de mayo la mayoría siguen aumentando y reabriendo. Como un simple ejemplo de la tendencia de los EE.UU., cuando se sacan los datos de Nueva York y sólo se mira el resto de los EE.UU., el número de casos diarios está aumentando. En resumen: la única razón por la que el número total de nuevos casos en EE.UU. parece plano en este momento es porque la epidemia de la ciudad de Nueva York era muy grande y ahora está siendo contenida.

Así que a lo largo de la mayor parte del país vamos a añadir combustible al fuego viral reabriendo. Va a suceder, me guste o no, así que mi objetivo aquí es tratar de guiarlos lejos de situaciones de alto riesgo.

¿Dónde se enferma la gente?

Sabemos que la mayoría de la gente se infecta en su propia casa. Un miembro del hogar contrae el virus en la comunidad y lo lleva a la casa donde el contacto sostenido entre los miembros del hogar conduce a la infección.

¿Pero dónde se contrae la infección en la comunidad? Regularmente escucho gente preocupada por las tiendas de comestibles, paseos en bicicleta, corredores desconsiderados que no usan máscaras... ¿son estos lugares de preocupación? Bueno, en realidad no. Déjeme explicarle.

Para infectarse hay que exponerse a una dosis infecciosa del virus; según los estudios de dosis infecciosas con otros coronavirus, parece que sólo se necesitan pequeñas dosis para que la infección se afiance. Algunos expertos estiman que tan sólo se necesitarán 1000 partículas virales infecciosas del SARS-CoV2 (ref 1, ref 2). Tenga en cuenta que esto todavía tiene que ser determinado experimentalmente, pero podemos usar ese número para demostrar cómo puede ocurrir la infección. La infección puede ocurrir, a través de 1000 partículas virales infecciosas que se reciben en una respiración o de un lavado de ojos, o 100 partículas virales inhaladas con cada respiración durante 10 respiraciones, o 10 partículas virales con 100 respiraciones. Cada una de estas situaciones puede conducir a una infección.

¿Cuánto virus se libera en el medio ambiente?

Un baño: Los baños tienen muchas superficies de alto contacto, manijas de puertas, grifos, puertas de puestos. Así que fomentar el riesgo de transferencia en este ambiente puede ser alto. Todavía no sabemos si una persona libera material infeccioso en las heces o sólo virus fragmentados, pero sí sabemos que la descarga del inodoro hace que se dispersen muchas gotitas. Traten los baños públicos con precaución extra (superficie y aire), hasta que sepamos más sobre el riesgo.

Una tos: Una sola tos libera unas 3.000 gotitas y las gotitas viajan a 50 millas por hora. La mayoría de las gotitas son grandes, y caen rápidamente (gravedad), pero muchas permanecen en el aire y pueden viajar a través de una habitación en unos pocos segundos.

Un estornudo: Un solo estornudo libera unas 30.000 gotitas, con gotas que viajan hasta a 200 millas por hora. La mayoría de las gotitas son pequeñas y viajan grandes distancias (fácilmente a través de una habitación).

Si una persona está infectada, las gotitas de una sola tos o estornudo pueden contener hasta 200.000.000 (doscientos millones) de partículas de virus que pueden ser dispersadas en el ambiente que las rodea.

Un aliento: Un solo aliento libera entre 50 y 5000 gotas. La mayoría de estas gotitas son de baja velocidad y caen al suelo rápidamente. Hay incluso menos gotitas liberadas a través de la respiración nasal. Es importante que debido a la falta de fuerza de exhalación con un aliento, las partículas virales de las zonas respiratorias inferiores no son expulsadas.

A diferencia de los estornudos y la tos, que liberan enormes cantidades de material viral, las gotitas respiratorias liberadas por la respiración sólo contienen bajos niveles de virus. Todavía no tenemos un número para el SARS-CoV2, pero podemos usar la gripe como guía. Los estudios han demostrado que una persona infectada con la gripe puede liberar hasta 33 partículas virales infecciosas por minuto. Pero voy a usar 20 para mantener las matemáticas simples.

Recuerden la fórmula: Infección exitosa = Exposición al virus x Tiempo

Si una persona tose o estornuda, esas 200.000.000 partículas virales van a todas partes. Algunos virus se cuelgan en el aire, otros caen a las superficies, la mayoría caen al suelo. Así que si estás cara a cara con una persona, teniendo una conversación, y esa persona estornuda o tose directamente hacia ti, es bastante fácil ver cómo es posible inhalar 1.000 partículas de virus e infectarse.

Pero incluso si esa tos o ese estornudo no fue dirigido a usted, algunas gotas infectadas - las más pequeñas de las pequeñas - pueden colgar en el aire durante unos minutos, llenando cada rincón de una habitación de tamaño modesto con partículas virales infecciosas. Todo lo que tienes que hacer es entrar en esa habitación a los pocos minutos de la tos o el estornudo y tomar unas cuantas respiraciones y habrás recibido potencialmente suficiente virus para establecer una infección.

Pero con la respiración general, 20 partículas virales que entran en el ambiente, incluso si todos los virus terminaran en sus pulmones (lo cual es muy poco probable), necesitaría 1000 partículas virales divididas por 20 por minuto = 50 minutos.

Hablar aumenta la liberación de gotas respiratorias unas 10 veces; ~200 partículas virales por minuto. De nuevo, asumiendo que cada virus es inhalado, tomaría ~5 minutos de hablar cara a cara para recibir la dosis requerida.

La exposición al virus x la fórmula de tiempo es la base del rastreo de contacto. Cualquier persona con la que pases más de 10 minutos en una situación cara a cara está potencialmente infectada. Cualquiera que comparta un espacio con usted (digamos una oficina) durante un período prolongado está potencialmente infectado. Por eso también es crítico que las personas sintomáticas se queden en casa. Sus estornudos y su tos expulsan tanto virus que pueden infectar a toda una habitación de personas.

¿Cuál es el papel de las personas asintomáticas en la propagación del virus?

Las personas sintomáticas no son la única forma de diseminar el virus. Sabemos que al menos el 44% de todas las infecciones -y la mayoría de las transmisiones adquiridas en la comunidad- provienen de personas sin síntomas (personas asintomáticas o presintomáticas). Se puede estar arrojando el virus al medio ambiente hasta 5 días antes de que comiencen los síntomas.

Las personas infectadas vienen en todas las edades, y todas ellas vierten diferentes cantidades de virus. La siguiente figura muestra que, independientemente de tu edad (eje x), puedes tener un poco o mucho virus (eje y). (ref)

La cantidad de virus liberada por una persona infectada cambia a lo largo del curso de la infección y también es diferente de una persona a otra. La carga viral generalmente se acumula hasta el punto en que la persona se vuelve sintomática. Así que justo antes de que aparezcan los síntomas, se libera la mayor cantidad de virus en el ambiente. Curiosamente, los datos muestran que sólo el 20% de las personas infectadas son responsables del 99% de la carga viral que potencialmente podría ser liberada en el medio ambiente (ref)

Así que ahora vamos a llegar al quid de la cuestión. ¿Dónde están los peligros personales de la reapertura?

Cuando piensas en grupos de brotes, ¿cuáles son los grandes que te vienen a la mente? La mayoría de la gente diría que los cruceros. Pero estarías equivocado. Los brotes en los barcos, aunque preocupantes, no llegan a los 50 principales brotes hasta la fecha.

Ignorando los terribles brotes en los asilos de ancianos, encontramos que los brotes más grandes se dan en prisiones, ceremonias religiosas y lugares de trabajo, como instalaciones de empacado de carne y centros de llamadas. Cualquier ambiente cerrado, con mala circulación de aire y alta densidad de personas, significa problemas.

Algunos de los mayores eventos de súper propagación son:

A medida que volvemos al trabajo, o vamos a un restaurante, veamos lo que puede suceder en esos ambientes.

Restaurantes: Una epidemiología de la piel del calzado realmente genial demostró claramente el efecto de un único portador asintomático en un entorno de restaurante. La persona infectada (A1) se sentó en una mesa y cenó con 9 amigos. La cena duró entre una y una hora y media. Durante esta comida, el portador asintomático liberó bajos niveles de virus en el aire a través de su respiración. El flujo de aire (de los varios conductos de ventilación del restaurante) era de derecha a izquierda. Aproximadamente el 50% de las personas en la mesa de la persona infectada se enfermaron durante los siguientes 7 días. El 75% de las personas en la mesa adyacente a favor del viento se infectaron. E incluso 2 de las 7 personas en la mesa a barlovento se infectaron (se cree que por el flujo de aire turbulento). Nadie en las mesas E o F se infectó, estaban fuera del flujo de aire principal desde el aire acondicionado a la derecha hasta el ventilador de escape a la izquierda de la habitación. (Ref)

Lugares de trabajo: Otro gran ejemplo es el brote en un centro de llamadas (ver abajo). Un solo empleado infectado vino a trabajar en el 11º piso de un edificio. Ese piso tenía 216 empleados. En el período de una semana, 94 de esas personas se infectaron (43.5%: las sillas azules). 92 de esas 94 personas se enfermaron (sólo 2 permanecieron asintomáticas). Noten cómo un lado de la oficina está infectado principalmente, mientras que hay muy pocas personas infectadas en el otro lado. Mientras que se desconoce el número exacto de personas infectadas por gotitas respiratorias / exposición respiratoria versus transmisión por fómites (manijas de puertas, enfriadores de agua compartidos, botones de ascensores, etc.). Sirve para destacar que estar en un espacio cerrado, compartiendo el mismo aire durante un período prolongado aumenta las posibilidades de exposición e infección. Otras 3 personas en otros pisos del edificio fueron infectadas, pero los autores no pudieron rastrear la infección hasta el grupo primario del piso 11. Curiosamente, aunque hubo una considerable interacción entre los trabajadores de los diferentes pisos del edificio en los ascensores y el vestíbulo, el brote se limitó en su mayoría a un solo piso (ref). Esto resalta la importancia de la exposición y el tiempo en la propagación del SARS-CoV2.

Coro: El coro de la comunidad en el estado de Washington. Aunque la gente era consciente del virus y tomó medidas para minimizar la transferencia; por ejemplo, evitaron los habituales apretones de manos y abrazos hola, la gente también trajo su propia música para evitar compartir, y se distanció socialmente durante la práctica. Incluso se esforzaron por decir a los miembros del coro antes de la práctica que toda persona que experimentara síntomas debía quedarse en casa. Un solo portador asintomático infectó a la mayoría de los asistentes. El coro cantó durante dos horas y media, dentro de una sala de ensayos cerrada que era aproximadamente del tamaño de una cancha de voleibol.

Cantar, en mayor grado que hablar, aerosoliza las gotas respiratorias extraordinariamente bien. Respirar profundamente mientras se cantaba facilitaba que esas gotas respiratorias entraran profundamente en los pulmones. Dos horas y media de exposición aseguraron que la gente se expusiera a suficientes virus durante un período de tiempo suficiente para que se produjera la infección. En un período de 4 días, 45 de los 60 miembros del coro desarrollaron síntomas, 2 murieron. El infectado más joven tenía 31 años, pero su edad media era de 67 años. (enlace corregido)

Deportes de interior: Aunque esto puede ser únicamente canadiense, un evento de súper difusión ocurrió durante un evento de curling en Canadá. Un evento de curling con 72 asistentes se convirtió en otro punto de transmisión. El curling pone a los concursantes y a sus compañeros en estrecho contacto en un ambiente interior fresco, con respiración pesada durante un período prolongado. Este torneo resultó en que 24 de las 72 personas se infectaron. (ref)

Fiestas de cumpleaños / funerales: Sólo para ver lo simple que pueden ser las cadenas de infección, esta es una historia real de Chicago. El nombre es falso. Bob fue infectado pero no lo sabía. Bob compartió una comida para llevar, servida en platos comunes, con 2 miembros de la familia. La cena duró 3 horas. Al día siguiente, Bob asistió a un funeral, abrazando a los miembros de la familia y a otros asistentes para expresar sus condolencias. En 4 días, los dos miembros de la familia que compartieron la comida están enfermos. Un tercer miembro de la familia, que abrazó a Bob en el funeral se enfermó. Pero Bob no había terminado. Bob asistió a una fiesta de cumpleaños con otras 9 personas. Se abrazaron y compartieron la comida en la fiesta de 3 horas. Siete de esas personas se enfermaron.

Pero la cadena de transmisión de Bob no había terminado. Tres de las personas que Bob infectó en el cumpleaños fueron a la iglesia, donde cantaron, pasaron el plato del diezmo, etc. Los miembros de esa iglesia se enfermaron. En total, Bob fue directamente responsable de infectar a 16 personas de entre 5 y 86 años. Tres de esas 16 personas murieron.

Se cree que la propagación del virus dentro de la casa y de vuelta a la comunidad a través de funerales, cumpleaños y reuniones de la iglesia es responsable de la transmisión más amplia del COVID-19 en Chicago. (ref)

Sobrio, ¿verdad?

La razón para destacar estos diferentes brotes es para mostrarles lo común de los brotes de COVID-19. Todos estos eventos de infección fueron en el interior, con gente muy cerca, con mucha conversación, cantando o gritando. Las principales fuentes de infección son el hogar, el lugar de trabajo, el transporte público, las reuniones sociales y los restaurantes. Esto representa el 90% de todos los eventos de transmisión. Por el contrario, los brotes que se propagan por las compras parecen ser responsables de un pequeño porcentaje de las infecciones rastreadas. (Ref)

Es importante señalar que, de los países que realizan correctamente el rastreo de contactos, sólo se ha notificado un único brote en un entorno exterior (menos del 0,3% de las infecciones rastreadas). (ref)

Así que volviendo al pensamiento original de mi puesto.

Los espacios interiores, con intercambio de aire limitado o reciclado y mucha gente, son preocupantes desde el punto de vista de la transmisión. Sabemos que 60 personas en una sala del tamaño de una cancha de voleibol (coro) resulta en infecciones masivas. La misma situación con el restaurante y el centro de llamadas. Las pautas de distanciamiento social no se mantienen en los espacios interiores donde pasas mucho tiempo, ya que la gente del lado opuesto de la sala se infectó.

El principio es la exposición viral durante un período de tiempo prolongado. En todos estos casos, la gente estuvo expuesta al virus en el aire por un período prolongado (horas). Incluso si estaban a 50 pies de distancia (coro o centro de llamadas), incluso una baja dosis del virus en el aire que les llegaba, durante un período sostenido, era suficiente para causar la infección y en algunos casos, la muerte.

Las reglas de distanciamiento social son realmente para protegerte con exposiciones breves o al aire libre. En estas situaciones no hay suficiente tiempo para lograr la carga viral infecciosa cuando se está a 6 pies de distancia o cuando el viento y el espacio exterior infinito para la dilución viral reduce la carga viral. Los efectos de la luz solar, el calor y la humedad en la supervivencia viral, sirven para minimizar el riesgo para todos cuando están al aire libre.

Cuando se evalúa el riesgo de infección (a través de la respiración) en la tienda de comestibles o en el centro comercial, hay que considerar el volumen del espacio aéreo (muy grande), el número de personas (restringido), el tiempo que la gente pasa en la tienda (trabajadores - todo el día; clientes - una hora). En conjunto, para una persona que hace compras: la baja densidad, el alto volumen de aire de la tienda, junto con el tiempo restringido que pasa en la tienda, significa que la oportunidad de recibir una dosis infecciosa es baja. Pero, para el trabajador de la tienda, el tiempo prolongado que pasa en la tienda proporciona una mayor oportunidad de recibir la dosis infecciosa y por lo tanto el trabajo se vuelve más riesgoso.

Básicamente, a medida que se aflojan los cierres del trabajo, y comenzamos a aventurarnos más, posiblemente incluso reanudando las actividades en la oficina, es necesario mirar a su entorno y hacer juicios. Cuánta gente está aquí, cuánto flujo de aire hay a mi alrededor, y cuánto tiempo estaré en este ambiente. Si estás en una oficina de planta abierta, realmente necesitas evaluar críticamente el riesgo (volumen, personas y flujo de aire). Si estás en un trabajo que requiere hablar cara a cara o, peor aún, gritar, necesitas evaluar el riesgo.

Si estás sentado en un espacio bien ventilado, con pocas personas, el riesgo es bajo.

Si estoy fuera y paso por delante de alguien, recuerde que se necesita una "dosis y tiempo" para la infección. Tendrías que estar en su corriente de aire durante más de 5 minutos para tener una posibilidad de infección. Mientras que los corredores pueden estar liberando más virus debido a la respiración profunda, recuerde que el tiempo de exposición también es menor debido a su velocidad. Por favor, mantenga la distancia física, pero el riesgo de infección en estos escenarios es bajo. Aquí hay un gran artículo en Vox que discute el bajo riesgo de correr y andar en bicicleta en detalle.

Aunque me he centrado en la exposición respiratoria, por favor no olviden las superficies. Esas gotas respiratorias infectadas aterrizan en algún lugar. ¡Lávate las manos a menudo y deja de tocarte la cara!

Como se nos permite movernos en nuestras comunidades más libremente y estar en contacto con más gente en más lugares con más regularidad, los riesgos para nosotros y nuestra familia son significativos. Incluso si eres un fanático de la reapertura y la reanudación de los negocios como de costumbre, haz tu parte y usa una máscara para reducir lo que liberas en el medio ambiente. Ayudará a todos, incluyendo tu propio negocio. Este artículo se inspiró en un artículo escrito por Jonathan Kay en Quillete COVID-19 Superspreader Events in 28 Countries: Patrones críticos y lecciones.

Sobre el autor

El doctorado de Erin S. Bromage es profesora asociada de biología en la Universidad de Massachusetts Dartmouth. El Dr. Bromage se graduó en la Facultad de Ciencias Veterinarias y Biomédicas de la Universidad James Cook, Australia, donde su investigación se centró en la epidemiología y la inmunidad a las enfermedades infecciosas en los animales. Su formación postdoctoral se realizó en el College of William and Mary, Instituto de Ciencias Marinas de Virginia, en el Laboratorio de Inmunología Comparada del difunto Dr. Stephen Kaattari.

La investigación del Dr. Bromage se centra en la evolución del sistema inmunológico, los mecanismos inmunológicos responsables de la protección contra las enfermedades infecciosas y el diseño y uso de vacunas para controlar las enfermedades infecciosas en los animales. También se centra en el diseño de herramientas de diagnóstico para detectar amenazas biológicas y químicas en el medio ambiente en tiempo real.

El Dr. Bromage se incorporó a la Facultad de la Universidad de Massachusetts Dartmouth en 2007, donde imparte cursos de inmunología y enfermedades infecciosas, incluido un curso este semestre sobre la ecología de las enfermedades infecciosas, que se centró en el brote emergente de SARS-CoV2 en China.

Este artículo fue escrito por Erin S. Bromage, Doctora en Filosofía, Profesora Asociado de Biología en la Universidad de Massachusetts Dartmouth y publicado originalmente en erinbromage.com.