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到底為什麼要戴口罩?口罩真的可以遮住飛沫嗎?實驗噴噴看就知道啦

Peggy Sha
・2020/02/13 ・2159字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

在 COVID-19 (Coronavirus disease 2019),以下簡稱為武漢肺炎──的陰影下,各國紛紛都出現了一「罩」難求的狀況,讓台灣政府決定以「實名制」管理口罩的購買情形。

在你衝去各地掃貨之前,先讓我們來聊一聊:究竟戴口罩到底有沒有辦法有效防疫?我們又為何需要戴上口罩呢?

去掃貨之前,先讓我們想一想:為什麼要戴口罩呢?圖/wikimedia Commons

為什麼要戴口罩?防疫經驗告訴我們的事

直到目前為止,武漢肺炎並未有實證有用的特效藥或疫苗,因此大家在防疫時,主要是以非藥物的物理方式進行宣導,像是戴口罩、勤洗手等等。

之所以會提出這些建議,其實是有原因的:根據過往的疾病防治經驗,我們知道流感、SARS 的主要傳播方式都包含飛沫傳染,當感染者咳嗽、噴嚏時,可能噴出攜帶病毒的呼吸道飛沫(顆粒大小介於直徑 0.1 到 100µm 之間),傳染接觸者。而戴口罩、洗手,都是為了避免讓我們接觸到這些病毒。

那麼,問題來了:戴上口罩真就能夠避免吸入這些病毒嗎?想要回答這個問題,我們就要來看看如果面對面的話,口罩可以為我們擋下多少病毒吧。

噴多少?怎麼噴?口罩又能怎麼遮?

首先,我們要先知道,如果有個人在你面前咳嗽,那飛沫可能噴濺的範圍,大概會有這、麼、大:

飛沫可能噴濺區域在此(一本正經臉)。圖/研究論文

接下來,我們來看看被噴的人又大概會怎麼被噴到。如下圖 A 所示,他人在面前咳嗽後,可能會被噴濺的區域基本上就是……整張臉。下一步讓我們戴上口罩。典型的過濾口罩會遮住眼睛以下的區域,像是 B 部分幫你畫出來的部分。

然後我們在 C 圖將兩者疊起來看看,兩個區域是不是重合了呢?有點兒尷尬的部分在於,我們戴著口罩的時候還是得呼吸,於是口罩同時成為了過濾區與呼吸區。這表示即便戴著口罩,吸入的空氣還是可能被汙染,像 D 圖那樣。(先別緊張,只是可能)

圖/研究圖片

口罩可以遮多少?噴噴看就知道了

你或許會想:欸欸欸我不想要把口罩上的東西吸進來啊!沒錯,研究人員也是這麼想的,那下一步就是要來確認這些病毒究竟會不會穿過去呢?研究者找來 5 男 5 女共 10 位受試者,請他們戴上口罩,並使用霧化處理過的螢光劑+氯化鉀(KCl)溶液來當作模擬的病毒飛沫。

受試者進到 25°C、濕度 70% 的房間,這個條件很類似醫院的工作環境,接著他們會在裡頭運動與休息。而研究人員則負責每間隔 10 分鐘就在 100 公分外對他們噴灑螢光劑+氯化鉀溶液。整個實驗流程中,溶液總共會噴 14 次在口罩上。

不,絕對不是這種噴法。圖/giphy

在此實驗中,研究者總共使用了三種口罩,分別是兩種新型橡膠口罩與外科口罩,由於我們平常會使用的為外科口罩,因此在本文中暫不討論其餘兩種。

研究結果發現,當正面對決(誤)的時候,基本上整個口罩的大部分區域都會被污染,外科口罩外層約可以擋下 90% 以上的飛沫,最內層的 鉀離子 (K⁺) 相對含量約為 3.0%~4.5%,防護率約在 95.5% 至 97.0%。這個結果基本上呼應了疾管署、WHO、美國 CDC 等機構所提出針對呼吸道疾病的防疫指南。

不要搶口罩,洗手更重要

我們可以從研究看出來,口罩具有阻擋病毒的效果,雖然不具有百分之百的防護率,但對於一般防疫來說已經足夠。

以本次防疫來說,根據目前我國疾管署針對武漢肺炎所提出的建議,健康民眾和一般學生其實無須配戴口罩,上學也不需要。戴口罩的重要三時機是:

  • 看病、陪病、探病的時候
  • 有呼吸道症狀者
  • 有慢性病者外出

另一方面,穿戴方式的正確與否也會造成極大的防疫效果差異。如果沒有正確戴口罩,那基本上就等於沒戴喔。

量體溫、正確使用肥皂洗手、減少觸摸眼口鼻、盡量避免出入人多擁擠的場所,都是我們平常就可以養成的健康好習慣。咳嗽時要記得遮住口鼻、出現發燒咳嗽或呼吸急促症狀,則務必待在家裡休息,不要出入公共場所。

每一個人在防疫中都不可或缺,讓我們用知識面對疾病。

參考資料:

  1. Li, Y., Guo, Y. P., Wong, K. C. T., Chung, W. Y. J., Gohel, M. D. I., & Leung, H. M. P. (2008). Transmission of communicable respiratory infections and facemasks. Journal of multidisciplinary healthcare1, 17.
  2. 口罩與過濾 科技大觀園 [2003.08.08]
  3. 衛福部疾管署_疾病介紹
  4. 2019 Novel Coronavirus Prevention & Treatment
  5. Frequently Asked Questions on novel coronavirus – update

文章難易度
Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。


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母體的免疫特區:為什麼子宮不會排斥胎兒?——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/22 ・2258字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

說來奇怪,人們早在十七世紀就開始嘗試輸血了。當然,最初人們並不瞭解血型或關於血液的其他基本事實,但他們已經開始把血液從一個人的身體輸到另一個人的身體裡,事實上,這無疑等於謀殺(現在眾所周知的 ABO 血型劃分是從一九○○年開始的)。

人們嘗試了各種類型的實驗和手段:把一隻動物的血輸進另一隻動物,把動物的血輸進人體,把一個人的血輸進另一個人體內,等等。

說得客氣一點,結果有好有壞,不過,在出現了一、兩例死亡事件之後,法國立法禁止了輸血。在接下來的一個半世紀裡,輸血幾乎銷聲匿跡。到了十九世紀,這項操作又重新引起了人們的興趣。時至今日,只要確保血型匹配,輸血就是安全的。

時至今日,只要確保血型匹配,輸血就是安全的。圖/Pixabay

這就是血液的情況。相對來說,輸血比較簡單,但是要在人與人之間移植其他細胞或組織,就困難多了。隨著移植技術的進步,人們可以從供體那裡接受心臟、腎臟、肝臟,以及其他器官,但是受體會出現排斥。受體的免疫系統會馬上識別出一大塊外來物質進入了身體,並試圖反抗。即使移植的器官來自最匹配的供體,受體患者也需要接受免疫抑制藥物治療,來緩解它們對「入侵器官」的免疫排斥。通常來說,人體並不會輕易接納外來物質——在上一章裡,我描述了人體不接納它們的一些方式。

但是,即便我們知道了這些事實,直到一九五三年,才有人試著來認真思考懷孕這件事:在十月懷胎的過程中,孕婦可以跟肚子裡的孩子和平相處,似乎沒有什麼負面效應。顯然,孩子並不是母親的簡單複製品,他們的免疫組成也不盡相同——因為胎兒有一半的基因來自父親,因此遺傳重組之後產生了一個明顯不同的新個體。

所以,問題是,母親如何容忍了體內的另一個生命呢

我們的生殖策略(即「用一個人來孵育另一個人」)裡有許多未解之謎,這不過是其中一個較不明顯並且格外難解的問題而已。事實上,即使在今天,我們也不清楚孕婦容忍胎兒的生理機制。我們知道,母親依然會對所有其他的外來物質產生免疫反應,我們也知道胎兒並沒有與母親的免疫系統在生理上完全隔離,受到特殊庇護。貌似孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。

孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。圖/Pexels

這可能早在受精之初就開始了。從那時起,母親的身體就開始逐漸習慣父親的基因。在懷孕的早期,發育中的胚胎就與母親的子宮開啟了複雜的對話。胚胎不僅躲在胎盤背後來逃避母親的免疫反應,而且還分泌一些分子用來針對性地防禦母親的免疫細胞,因為後者更危險。母親的自然殺手細胞和 T 細胞在胎盤外盤旋,但是它們並不是為了殺死胚胎細胞,而是轉入調控模式,開始釋放出抑制免疫反應的訊號,並確保胚胎安全進入子宮(同時促進胚胎的血管生長,這對胎兒來說是好事)。同時,胚胎細胞也不會表達第一型主要組織相容性複合體分子,以逃避免疫監視(有些感染病毒也使用這種策略來逃避免疫監視和攻擊)。此外,母親的免疫系統接觸胎兒的蛋白質並開始學著容忍它們。

除此之外,母親的免疫系統也會受到廣泛且微妙的抑制——但不嚴重,因為孕婦仍然能夠抵禦感染。整個免疫系統會下調一級。這也是為什麼有些女性的自體免疫疾病在懷孕期間會有所緩解。

目前我們的理解是這樣的:在不同類型的細胞和訊號的作用下,子宮成了免疫系統的特區(其他免疫特區還包括大腦、眼睛和睪丸),更少發生發炎。胚胎與母親的免疫細胞會進行活躍的對話,它們能在整個孕期和平相處。

在不同類型的細胞和訊號的作用下,子宮成了免疫系統的特區,更少發生發炎。圖/Pexels

當然,這個過程可能會出錯,而且偶爾也的確會出錯。當出現問題的時候,母親就會對胎兒發生免疫反應。在極端的情況下,這可能會導致女性不孕。在懷孕的早期,它可能會引起自然流產;在懷孕後期,這可能會引起一種叫作「子癇前症」的發炎反應,對母子都非常危險。

最後,說一件有點詭異的事情:胚胎細胞有辦法從胎盤中游離出去,進入母親的血液系統。

之前有理論認為,這也許是為了下調母親的整個免疫系統,使它對胎兒的出現做足準備,這可能也是母嬰對話的一部分。但是,最近幾年,研究者發現事情可能沒有那麼簡單:有些胚胎細胞即使在分娩之後仍然在母親的血液裡逗留——事實上,可以在分娩之後存活數年,從免疫學的角度看,這真說不通。研究者發現,它們會出現在母親的許多組織裡——包括肝臟、心臟,甚至大腦——它們可以發育成熟,變成正常的肝臟、心臟或是腦細胞,留在母親體內。讓我再說一遍:由於我妻子生了我的孩子,她體內和大腦裡的一些細胞現在也有我的基因了。這被稱為母胎微嵌合。目前沒人知道為什麼會這樣。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田出版

麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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