Sous-estimation de la transmission par aérosols : clarification et implications

Les aérosols, particules en suspension capables de se transmettre par voie aérienne, sont sous-estimés dans leur rôle dans la propagation des maladies, ce qui souligne la nécessité de mesures renforcées de contrôle des infections et d'interventions de santé publique pour atténuer les risques de transmission par aérosols.

Mai 2021

Les aérosols existent. Nier son existence, c’est comme nier la pluie.

Un aérosol est défini comme une particule (solide ou liquide) qui peut rester en suspension dans l’air (au moins pendant « secondes ») et qui se disperse avec les courants d’air¹. Les aérosols les plus connus sont les particules, PM pour son acronyme en anglais « particule matière » , en suspension dans la pollution des grandes villes. Les aérosols dont il est question aujourd’hui sont ceux attribués à la transmission virale par voie aérienne.

Une compréhension adéquate de la voie de transmission virale et de sa relation avec les aérosols de pollution environnementale pourrait expliquer et donner lieu à une hypothèse qui justifie le manque de contrôle de cette pandémie. 

Mise à jour sur les voies de transmission virale :

Dans une récente classification de la transmission du SRAS2 COVID19, le Dr Donald Milton² (Université du Maryland, USA), décrit qu’il y aurait trois voies de contagion : 

1. La voie « fomite » , également appelée vecteur passif ou « contact de surface », est un objet sans vie, mais avec les propriétés de transmettre la maladie (n’importe quel germe) ; comme un interrupteur, une poignée de porte, des draps…. et qu’après avoir été en contact, la contagion se produit en touchant la bouche, les narines ou les yeux. 

2. La « grosse chute » ou la « chute balistique » . Les gouttelettes sont des particules de salive ou de liquide respiratoire (> 100 microns, où 1 micron (μm) équivaut à un millième de 1 mm) qui sont expulsées par les personnes infectées lorsqu’elles toussent, éternuent et, dans une moindre mesure, lorsqu’elles parlent. Ils volent de manière balistique (comme un projectile) à une distance inférieure à 2 mètres. Ils sont contagieux par impact dans la bouche, les narines ou les yeux. S’ils n’impactent pas, il tombe sur n’importe quelle surface (sol). 

3. La voie « aérosol » . Les aérosols sont également des particules, mais de salive ou de liquide respiratoire (également appelées microgouttelettes), ayant la capacité d’être en suspension dans l’air et de se disperser avec les courants d’air, mais d’un diamètre < 100 microns. Ils peuvent être répartis selon leur taille et leur capacité à pénétrer dans le système respiratoire (cela s’apparente à la classification des particules de polluants environnementaux, qui les classe selon l’endroit où elles impactent les voies respiratoires).

Plus la taille de l’aérosol est petite, plus grande est sa capacité à le suspendre dans l’air (de quelques secondes à quelques heures), à parcourir de plus longues distances et à être influencé par les courants d’air ou la recirculation de l’air. Autrement dit, les aérosols plus petits resteront plus longtemps, voyageront plus loin dans l’air et pourront avoir un impact sur différentes parties des voies respiratoires humaines.

La différence est que les gouttelettes balistiques infectent par impact et les aérosols infectent par inhalation. Dans la figure 1, Milton² explique le parcours balistique (trajectoire directe, courte distance et avec de grosses microgouttelettes, et est représenté en bleu). Et puis les 3 modèles d’aérosols sont observés comme voies de contagion (représentés par les couleurs rouge, jaune et vert, selon la taille) :

1) Aérosols respirables <2,5 μm : définis comme les aérosols/particules suffisamment petites pour atteindre les bronchioles respiratoires et les alvéoles (couleur rouge) 

2) Aérosols thoraciques <10 μm : sont-ils des particules plus grosses (jusqu’à 10 -15 μm) capables de pénétrer la trachée et les grandes voies respiratoires intrathoraciques. (couleur jaune) 

3) Aérosols inhalables ou particules totales en suspension : ce sont les plus gros aérosols, <100 microns et peuvent pénétrer dans les voies respiratoires supérieures (couleur verte).

Sous-estimation de la transmission des aérosols : Clarifica

Figure 1 : Représentation schématique des voies d’infection par gouttelettes (bleu) et aérosol (vert, jaune et rouge) pour une maladie respiratoire. Les deux se déplacent dans l’air de la personne infectée à la personne sensible, mais les gouttelettes balistiques infectent par impact et les aérosols infectent par inhalation. (Une pierre de Rosette pour comprendre les gouttes et les aérosols infectieux. Donald K Milton. Journal of the Pediatric Infectious Diseases Society, volume 9, numéro 4, 1er septembre 2020, pages 413-415, https://doi.org/10.1093/jpids/ piaa079 Web : http://tinyurl.com/faqs-aerosol)

Il n’y a aucun doute dans la littérature scientifique sur l’existence d’aérosols de différentes tailles, générés par l’expiration, la parole, le chant, la toux et les éternuements, et qui peuvent être en suspension dans l’air d’un environnement mal ou non ventilé. L’air est un gaz qui, même dans les lieux fermés, n’est pas immobile ; il répond au microclimat du lieu et sera conditionné par la température, la pression, l’humidité, entre autres variables physiques. La même chaleur corporelle humaine que nous émettons (en particulier dans les zones avec un plus grand nombre de personnes) peut conditionner les aérosols à circuler sur des « courants chauds ascendants »².

Le coronavirus a un diamètre d’environ 0,12 microns et ne flotte pas isolément dans l’air. Ils sont immergés et transportés par ces microgouttelettes/aérosols de taille variable. Il ne fait également aucun doute que du matériel viral COVID-19 existe dans ces aérosols, et qu’il est même reproductible (ce qui suggère une viabilité).

Ce constat a été démontré dans les zones à haut risque d’aérosolisation telles que les centres de santé³. Et généralement, la concentration la plus élevée se trouve à proximité ou dans les conduits de ventilation, ainsi que dans les salles de bains, le personnel médical4, les couloirs des centres de santé atteints de COVID-19 et même sous le lit des patients COVID-19 où l’un des flux de ventilation est orienté. dans ce sens.

Les multiples exemples scientifiques (publiés et scientifiquement prouvés) d’infections dans des lieux fermés, avec ventilation artificielle et recirculation de l’air (super-infections), finissent par fermer l’idée potentielle selon laquelle les aérosols émanant de patients COVID 19 dans des lieux non ventilés sont potentiellement infectieux. à des distances bien supérieures aux 2 mètres classiquement décrits.

Les super contagions ne peuvent s’expliquer que par la voie des aérosols. En quelques heures, un seul individu a infecté 52 autres personnes avec le coronavirus lors d’une répétition de chorale réunissant 61 personnes à Sakgit (Washington, États-Unis) 6. Il s’agit de l’un des épisodes d’infection massive à coronavirus les mieux documentés à ce jour. date, selon le Center for Disease Control (CDC) des États-Unis. Il n’y a aucun moyen de l’expliquer s’il ne s’agit pas d’une contagion par voie aérosol.

L’épisode de super contagion dans un bus se rendant à un rituel religieux en Chine, ou le cas du restaurant à Guangzhou (Chine)7, tous multiples dans des lieux sans ventilation et à plusieurs mètres du patient zéro, ne peuvent s’expliquer si ce n’est le cas. pour la voie des aérosols. Pour certains chercheurs, il existe déjà suffisamment d’éléments scientifiques pour démontrer qu’il s’agirait de la principale voie de transmission, représentant 75 % du total des infections5.

Il est important de noter que, même si l’on parle de « transmission aérienne », les chances d’être infecté dans les espaces ouverts sont 20 à 100 fois inférieures à celles dans les espaces fermés. De plus, les rayons UV du soleil inactivent tout virus en quelques minutes, et plus l’espace extérieur est aéré, moins les risques de contagion sont faibles.

En revanche, l’importance des mesures de prévention classiques ne fait aucun doute. La méta-analyse publiée dans le magazine Lancet « Distanciation physique, masques faciaux et protection oculaire pour prévenir la transmission de personne à personne du SRAS-CoV-2 et du COVID-19 : une revue systématique et une méta-analyse » , montre l’importance distance physique, masques faciaux et protection oculaire pour prévenir la transmission de personne à personne. Cependant, au vu de ce qui se passe dans notre pays et dans le monde, cela ne semble pas suffisant.

La vidéo de la simulation d’aérosolisation avec et sans masque réalisée par le supercalculateur Fugaku (un supercalculateur pétaflopique développé par Fujitsu pour le RIKEN Computer Science Center de Kobe au Japon, le plus rapide au monde avec 7,5 millions de cœurs Figures 2 et 3) , a démontré en un coup d’œil comment le masque prévient la contamination balistique (directe), mais n’inhibe pas complètement l’aérosolisation, le masque N95 (utilisé uniquement dans le domaine médical) étant le plus efficace. C’est-à-dire qu’il y aurait un pourcentage non négligeable d’aérosolisation avec les masques chirurgicaux oronasaux conventionnels et sûrement quelque chose de plus avec les masques oronasaux faits maison (mal nommés tapabocas). Encore plus... s’ils ne sont pas placés correctement.

Le supercalculateur Fugaku nous montre la filtration de très petits aérosols, notamment dans les interstices où le tissu du masque n’entre pas en contact avec la peau (comme l’angle nez/joue). Les masques sont donc utiles… mais ils ne suffisent pas. Le professeur José Luis JImenez¹ compare la fumée de tabac expirée à des fins pratiques et pédagogiques pour expliquer le concept de suspension d’aérosol dans des lieux fermés. En fait, la fumée de tabac expirée est un polluant environnemental de type aérosol.

Les mesures individuelles de bioprotection réduisent la contagion, mais ne suffisent pas à l’abolir, notamment dans les endroits à haut risque. Il faudrait alors inhiber l’aérosolisation du lieu. Dans ce portail, nous démontrons la contagion minime du personnel de cabine sur les vols rapatriés vers l’Argentine avec le COVID 19, survenue entre mars et avril. J’attribue cela aux systèmes de biosécurité des avions équipés de puissants filtres HEPA 14 à haute efficacité ainsi que de recirculation de l’air externe.

Il existe aujourd’hui des travaux scientifiques qui font référence aux éléments de biosécurité de l’avion (Risque de COVID-19 pendant le voyage aérien, JAMA octobre 2020) 8. Les filtres HEPA 14 filtrent 99,9% des virus et autres germes, et nous avons proposé d’adapter le mécanisme de filtrage des avions et des salles d’opération dans les magasins, les espaces fermés, les bureaux, les salles de sport, les transports en commun, les universités, les théâtres, les bars... etc¹5.

Maintenant... Quelle est la relation entre les aérosols viraux en suspension dans l’air et ceux issus de la pollution environnementale ?

Les aérosols issus de la pollution environnementale ont été largement étudiés. Ce sont des particules (PM) en suspension qui causent des dommages à notre santé (poumon, cœur et cancer). Ils sont constitués d’un mélange complexe de particules solides et liquides de substances organiques et inorganiques en suspension dans l’air. Les PM sont l’un des quatre polluants environnementaux et affectent plus de personnes que tout autre polluant.

Les principaux composants des particules sont les nitrates, les sulfates, les poussières minérales, l’ammoniac, le chlorure de sodium, la suie et l’eau. On les divise classiquement en PM < 10 microns et Et cette mortalité est fondamentalement due à l’exposition chronique aux plus petits aérosols polluants : les PM < 2,5 microns appelés « particules respirables ». Plus les particules sont petites, plus elles sont susceptibles d’atteindre les poumons profonds (bronchioles et alvéoles) avec le potentiel de passer dans la circulation (sang) par diffusion (échange alvéolo-capillaire). Et plus la profondeur est grande... plus les dégâts sont importants.

Ce mécanisme de dommages dus à la contamination environnementale de petites particules (PM <2,5) a été largement démontré et nous introduit à une hypothèse : si les aérosols viraux « respirables » aéroportés (< 2,5 microns) avaient aussi la capacité d’impacter directement les alvéoles… une pneumonie à SRAS-2 plus rapide et plus grave se produit alors ?

L’inoculation de ce coronavirus dans les voies nasales a été largement démontrée, et elle est décrite comme la principale voie d’entrée (au-dessus du pharynx et de la conjonctive)... Mais cette porte d’accès est-elle la seule entrée directe dans le système respiratoire ? Il se pourrait que les plus gros aérosols et microgouttelettes impactent les voies nasales et les moyennes dans les voies respiratoires supérieures et les plus petites dans les voies respiratoires inférieures.

Ce n’est pas une hypothèse nouvelle. Déjà en 1966, le Dr Robert Alford ¹¹ étudiait les voies de contagion du virus de la grippe, comparant l’inhalation à l’instillation nasale ; et il a suggéré qu’avec de petits aérosols, la charge virale requise pour la contagion était plus faible mais en même temps la gravité était plus grande. C’est-à-dire qu’il a décrit les propriétés anisotropes d’un virus (la réponse clinique change en fonction de la direction du virus, de sa taille, du lieu d’inoculation, du microclimat... etc). Dr Donad Milton en 2012 dans son article de synthèse « Quel était le principal mode de transmission de la variole ? Implications for biodefense » ¹¹ (« Quel était le principal mode de transmission de la variole ? Implications for biodefense ») publié dans la prestigieuse revue « Cellular And Infection Microbiology », décrit un scénario hypothétique de bioterrorisme dû à la variole.

Dans ce travail, il a étudié les voies possibles de transmission de la variole comme moyen de prévention d’une attaque biologique. Dans cet article, il postulait comme probable la théorie selon laquelle plus la taille des aérosols était petite, plus les dégâts et la mortalité seraient importants. Il dit : « Si la variole pouvait être transmise via des microgouttelettes en suspension dans l’air avec un diamètre aérodynamique ≤ 2,5 μm (microns) capables de rester en suspension dans l’air pendant des heures et de se déposer dans la partie inférieure des poumons, alors les systèmes d’air recirculé mécaniquement augmenteraient. le taux de contact, le R0, le risque de propagation épidémique et la difficulté de contrôler les infections hospitalières. « Toute ressemblance avec la réalité n’est PAS une simple coïncidence.

L’article fait également référence à plus l’impact des petits aérosols (<2,5 microns) sur l’arbre respiratoire, plus la maladie de la variole peut être grave. Milton conclut dans son article sur la variolation et le bioterrorisme : « la variole ne semble pas avoir été transmise avec la même efficacité et la même virulence par toutes les voies, qu’il s’agisse d’aérosols, de grosses gouttelettes ou de contact direct et d’inoculation cutanée. Elle semble avoir été transmise de manière plus efficace et virulente par les aérosols de particules fines… »

Autrement dit, la variole aurait également des propriétés anisotropes comme le virus de la grippe. Et le coronavirus SARS-2/COVID-19 aura-t-il des propriétés anisotropes ? C’est-à-dire… la réponse clinique pourrait-elle changer en fonction de la partie du système respiratoire qu’elle impacte ?

Bien que l’hypothèse puisse également être valable pour ce coronavirus, il n’est pas si facile de la prouver et elle n’a pas encore été prouvée. La raison pour laquelle certaines personnes présentent des symptômes plus importants et une plus grande gravité reste débattue. Outre la charge virale, la durée d’exposition, la susceptibilité individuelle (multi-origines), l’histoire et la teneur de la réponse inflammatoire ; L’argument selon lequel la voie de transmission de très petits aérosols atteint directement les alvéoles pourrait être une hypothèse expliquant la plus grande rapidité et la plus grande gravité de la maladie.

D’un autre côté, les masques faciaux réduisent l’aérosolisation, mais ne l’inhibent pas complètement. Et sa mauvaise utilisation n’est pas rare. Et les patients atteints du COVID 19 qui portent des masques ne les portent pas non plus correctement tout le temps. La réalité est qu’il est très difficile de le garder correctement quand on se sent mal et essoufflé. Et il a déjà été démontré dans les centres de santé que le matériel génétique viral du COVID 19 existe dans l’air et sur les surfaces.

Si lorsque l’on expire les aérosols des masques qui filtrent sont les plus petits (les macrogouttelettes restent impactées sur le masque)... Peut-on expliquer pourquoi, même si le port du masque est obligatoire, certains patients présentent directement des symptômes de pneumonie? Comme cela se produit dans la contamination environnementale et cela a été suggéré dans la transmission de la variole, les aérosols contaminés < 2,5 microns (les plus petits et ceux qui restent en suspension le plus longtemps) pourraient avoir un impact direct sur la partie inférieure de l’arbre pulmonaire. Même s’il n’y a pas de réponse aujourd’hui, c’est une hypothèse qui mérite réflexion.

L’une des options pour réduire la contagion des aérosols dans les zones fermées à haut risque d’infection consiste à utiliser des éléments électroniques de biosécurité dotés de systèmes de filtrage à haute efficacité (HEPA 14) combinés à des germicides (par exemple, une lumière UV non toxique). qui garantissent la filtration des aérosols (de toutes tailles) et un échange fréquent de l’air ambiant. Les quelques exemples publiés où, en plus des éléments de protection individuelle, sont incorporés des filtres à haute efficacité et une pression positive parmi d’autres éléments de biosécurité, démontrent jusqu’à un niveau zéro de contagion interpersonnelle.

Quelque chose que l’humanité a sous-estimé, de sorte qu’au XXIe siècle, il n’y a aucun contrôle et on ne sait pas non plus où se trouve réellement le principal mécanisme de transmission virale de ce coronavirus. Les voies classiques de transmission virale (incorporées sans modifications depuis 1930) ne suffisent pas à expliquer l’ampleur de cette pandémie. Le va-et-vient d’une institution comme l’OMS en recommandant l’utilisation de masques dans la communauté (et même dans la communauté médicale !) en est un exemple clair. Et ce 21 septembre, dans un incroyable oubli qualifié d’« erreur directe », le prestigieux CDC américain élimine en 24 heures ce qu’il confirme. Il décrit sur son site Internet¹² que, compte tenu des preuves des aérosols comme voie de contagion importante dans les endroits fermés ou mal ventilés, des systèmes de purification de l’air basés sur des filtres et des lampes UV pourraient être utiles.

Après avoir été éliminée, une déclaration similaire et avec les mêmes recommandations a été publiée 8 jours plus tard (29 septembre) par le Laboratoire international de qualité de l’air et de santé de l’Université de technologie du Queensland, Brisbane, Australie¹³, et pour les mêmes 293 scientifiques prestigieux qui ont exhorté l’OMS de modifier son évaluation de la voie de contagion des aérosols. Certains de ces chercheurs conseillent même le CDC. Il est clair que « la politique a des raisons que la raison ne comprend pas ».

Pour cette raison et peut-être... dans la sous-estimation de la voie de transmission des aérosols dans des lieux fermés et mal ventilés, et dans l’hypothèse (non encore étudiée) de la propriété anisotrope de ce virus, l’une des causes de l’origine de tant de la contagion peut mentir. .

Enfin, je pourrais énumérer ainsi les dix règles de l’aérosolisation : 

1- Les aérosols existent.

2-  L’aérosol est toute particule liquide ou solide, ayant la capacité de rester en suspension dans l’air, mais facilement dispersée par les courants d’air.

3- Les aérosols de pollution environnementale sont des particules de PM <10 microns et PM <2,5 microns de diamètre dont l’inhalation nuit à notre santé. Les PM < 2,5 microns sont les plus dangereuses car elles pénètrent profondément dans l’arbre respiratoire et peuvent traverser la barrière alvéolo-capillaire.

4- Dans la voie de contagion d’un virus respiratoire, la macrogouttelette « balistique » frappe directement à courte distance et est facilement inhibée par un masque. Tout le reste (sauf l’infection de surface) est une contagion par aérosol. Ce serait donc aujourd’hui la principale voie de contagion.

5- Les aérosols que nous éliminons lorsque nous toussons, éternuons, parlons fort, chantons... etc., sont des microgouttelettes de moins de 100 microns, et peuvent être divisées en 3 types d’aérosols selon leur taille et selon leur capacité pénétrer dans l’arbre respiratoire. . (< 2,5 microns, < 10 microns et < 100 microns)

6- Les aérosols dans les zones à risque (patient COVID19) peuvent contenir du matériel viral réplicable.

7-  Des données basées sur l’observation et le suivi, rigoureusement évaluées et publiées dans des revues scientifiques et des sites Internet, démontrent que dans les surinfections en lieux fermés et avec recirculation de l’air, la seule voie de transmission possible à plusieurs mètres du patient zéro est la voie aérosol. .

8-  Les risques de contagion dans l’espace extérieur sont 20 à 100 fois moindres que dans les lieux fermés. Cela dépendra du soleil, du vent, de l’humidité... et de la proximité (sans masque et à courte distance on se contamine quand même)

9-  Les masques (médicaux et artisanaux) inhibent partiellement l’aérosolisation. Son efficacité dépend de son utilisation correcte et du type de masque. Ils sont utiles, mais ils ne sont pas efficaces à 100 %. Et ils sont très utiles en contagion directe (macrogout)

10-  Des systèmes de filtration à haute efficacité combinés à des germicides (comme la lumière UV non toxique) peuvent être utiles pour réduire « in situ » (et en présence humaine) l’aérosolisation d’un lieu à haut risque. L’ozone en mode nuit complète la désinfection des contagions de surface (fomites).

Auteur : Dr Martin Lombardero : Cardiologue, chef des sanatoriums d’imagerie cardiaque de La Trinidad Palerme, San Isidro et Ramos Mejía. (CABA et Province de Bs. As., Argentine).