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Dez linhas de evidências suportam transmissão aérea do novo coronavírus como dominante

              Em um estudo publicado por seis especialistas no periódico The Lancet (Ref.1), existe forte e suficiente evidência de que o novo coronavírus (SARS-CoV-2) - responsável pela doença sistêmica COVID-19 - é disseminado predominantemente através do ar. Segundo os autores do estudo, medidas de saúde pública que falham em tratar o vírus como predominantemente disseminado via transmissão aérea deixam as pessoas desprotegidas e permitem que o vírus se espalhe ainda mais. De fato, o Centro de Controle de Doenças dos EUA (CDC) também concorda que a transmissão do SARS-CoV-2 através de superfícies contaminadas é pouco comum, sugerindo outras formas de transmissão como mais importantes, incluindo particularmente transmissão aérea (Ref.2).

          "A evidência suportando a transmissão aérea é muito robusta e a evidência suportando a transmissão por grandes gotículas é quase não-existente," disse Jose-Luiz Jimenes, um dos autores do estudo, em entrevista para o jornal da Universidade do Colorado (Ref.3). "É urgente que a Organização Mundial de Saúde [OMS] e outras agências de saúde adaptem suas descrições de transmissão para a evidência científica para que o foco de mitigação seja colocado sobre a redução da transmissão aérea."

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          O estudo foi publicado como resposta a uma controversa revisão sistemática publicada como preprint em março deste ano e encomendada pela OMS concluindo que "A falta de amostras virais recuperáveis de SARS-CoV-2 previne firmes conclusões a serem derivadas sobre a transmissão aérea."


   DEZ LINHAS DE EVIDÊNCIAS

          Se um vírus infeccioso é disseminado predominantemente via gotículas respiratórias de grandes dimensões que caem rapidamente sob a ação da gravidade, as medidas chaves de controle são reduzir o contato direto, limpeza de superfícies (ex.: álcool em gel), barreiras físicas, distanciamento físico, uso de máscaras dentro da distância de alcance mais provável dessas gotículas (ex.: 1-2 metros), higiene respiratória, e uso de proteção de alto nível somente para os procedimentos hospitalares chamados de "geradores de aerossóis". Tais medidas não precisariam distinguir entre ambientes internos e externos, já que os mecanismos gravidade-orientados de transmissão seriam similares em ambos.

          Porém, se a transmissão de um vírus infeccioso ocorre predominantemente via transmissão aérea, um indivíduos pode potencialmente ser infectado quando inala aerossóis (partículas geralmente, mas não necessariamente, com menos de 100 µm) produzidos quando uma pessoa infectada exala, fala, grita, canta, espirra ou tosse. Nesse sentido, reduzir a transmissão aérea de um vírus requer medidas para evitar a inalação de aerossóis infectados, incluindo ventilação, filtração de ar, redução de aglomerações e tempo gasto dentro de ambientes internos, uso de máscara sempre em ambientes internos, atenção à qualidade e ajuste ao rosto da máscara, e proteção de alto nível para os profissionais de saúde e trabalhados na linha de frente em qualquer circunstância.

             Transmissão aérea de vírus respiratórios é difícil de ser demonstrada diretamente. Achados conflitantes de estudos que buscam detectar partículas virais infecciosas no ar são insuficientes para concluir que um patógeno não é transmissível pelo ar caso a totalidade das evidências científicas indicam o contrário.

            No novo estudo publicado no The Lancet, os pesquisadores expuseram 10 linhas de evidências que coletivamente suportam a hipótese de que o SARS-CoV-2 é primariamente transmitido pelo ar:

1. Eventos de superdisseminação respondem por substancial parte das transmissões pelo SARS-CoV-2, e evidência acumuladas sugerem que esses eventos são os condutores primários da pandemia. Análises detalhadas do comportamento e interações humanas, tamanho dos espaços onde ocorreram os casos de infecção, e outras variáveis associadas, são consistentes com a transmissão aérea do SARS-CoV-2 que não podem ser adequadamente explicadas por gotículas ou objetos contaminados. A alta incidência de tais eventos fortemente sugerem dominância da transmissão aérea por aerossóis. Podemos citar o famoso caso do surto de transmissão do SARS-CoV-2 no navio de cruzeiro Diamond Princess, descrito em detalhes em um estudo publicado em fevereiro deste ano no periódico PNAS (Ref.4). Segundo o estudo, mais de 50% das transmissões só eram adequadamente explicadas por inalação de aerossóis a curta e a longa distâncias. Outro exemplo notável que pode ser citado é o incidente em um restaurante de Guangzhou, China, onde um indivíduo infectado contaminou outras 8 pessoas sentadas na mesma mesa e em mesas adjacentes. Modelos físicos baseados em transmissão via aerossóis explicam perfeitamente o surto que ocorreu no restaurante (Ref.5).

2. Transmissão de longa distância do SARS-CoV-2 entre pessoas em cômodos adjacentes mas nunca na presença umas das outras tem sido documentada em hotéis de quarentena.  

3. Transmissão assintomática ou pré-sintomática do SARS-CoV-2 de pessoas que não estão tossindo ou espirrando é provável de responder por no mínimo um terço, e talvez por até 59%, de todas as transmissões ao redor do mundo, segundo a soma das evidências epidemiológicas acumuladas. Medidas diretas mostram que falar produz milhares de partículas de aerossol e algumas poucas grandes gotículas. Esses dois fatos mais uma vez suportam um modo de transmissão predominantemente aéreo.

4. Transmissão do SARS-CoV-2 é maior em ambientes internos do que externos, e é substancialmente reduzida através de ventilação interna. Ambas as observações suportam uma rota de transmissão predominantemente aérea. Para citar um exemplo, um estudo publicado em março deste ano no periódico International Journal of Infectious Diseases (Ref.6), analisando um surto de COVID-19 que ocorreu em dois andares adjacentes pouco ventilados de um apartamento em Seoul, Coreia do Sul, ligados apenas por um duto de ar no banheiro, concluiu que a única plausível forma de disseminação do vírus foi via aerossóis.

5. Infecções em ambientes hospitalares têm sido frequentemente registradas, onde estritas medidas preventivas e uso de equipamento de proteção individual (EPI) são projetados para proteger contra gotículas mas não contra a exposição a aerossóis. 

6. Partículas viáveis de SARS-CoV-2 já foram detectadas em amostras de ar em um número de estudos. Em experimentos laboratoriais, o SARS-CoV-2 tem mostrado ficar viável no ar por até 3 horas com uma meia-vida de 1,1 hora. Partículas virais viáveis já foram identificadas em amostras de ar em salas hospitalares ocupadas por pacientes na ausência de procedimentos médicos geradores de aerossóis (Ref.7) e mesmo em amostras de ar no carro de uma pessoa infectada (Ref.8). Outros estudos que falharam na detecção de partículas viáveis de SARS-CoV-2 podem ter usado metodologias limitadas ou inadequadas para esse tipo de análise - algo esperado pelo nível de dificuldade técnica envolvida, principalmente nas culturas celulares (Ref.9) -, mas têm identificado RNA viral em grande parte dessas amostras (Ref.10). De fato, um estudo publicado em março no periódico Atmospheric Pollution Research (Ref.11), analisando amostras de ar em ambientes públicos do Teerão, Irã, encontrou que 62% das amostras coletadas em espaços públicos (shoppings, bancos, etc.) e 67% das amostras coletadas de transportes públicos (ônibus, avião, metrô) estavam positivas para a presença de RNA do SARS-CoV-2.


7. O SARS-CoV-2 tem sido identificado nos filtros de ar e dutos de prédios em hospitais com pacientes portando COVID-19; tais localizações só poderiam ser alcançadas por aerossóis. Em um estudo publicado este mês no periódico Clinical Infectious Diseases (Ref.12), pesquisadores descreveram um notável evento de superdisseminação envolvendo 12 pacientes e 9 trabalhadores de saúde que ocorreu dentro de 4 dias em 3 de 6 cubículos de uma clínica hospitalar em Hong Kong. No caso descrito, a contaminação ambiental por RNA do SARS-CoV-2 mostrou ser significativamente maior nas grades de ar a 2 metros de altura da cabeça dos pacientes - e não alcançável pelas mãos - do que nas superfícies da clínica. Além disso, 6 das 9 grades de exaustão de ar contaminadas estavam localizadas do lado de fora dos cubículos com pacientes infectados. Essas e outras evidências levaram os pesquisadores a concluírem que o modo de transmissão que marcou esse evento foi aéreo.

8. Estudos envolvendo animais infectados em gaiolas que foram conectados a animais em gaiolas separadas e não-infectados através de dutos de ar têm mostrado que a transmissão do SARS-CoV-2 pode ser explicada adequadamente apenas por aerossóis. De fato, estudos com hamsters e furões - ambos suscetíveis ao SARS-CoV-2 e com infecção sintomática - têm comprovadamente mostrado que a infecção via aerossóis é muito efetiva, e pouco efetiva via objetos contaminados (Ref.13-14).

9. Até o momento, nenhum estudo forneceu forte ou consistente evidência para refutar a hipótese da transmissão aérea do SARS-CoV-2. Algumas pessoas têm evitado a infecção pelo SARS-CoV-2 mesmo quando compartilham o ar com pessoas infectadas, mas essa situação pode ser explicada por uma combinação de fatores, incluindo a variação na quantidade liberada de partículas virais infecciosas entre os indivíduos infectados. Enquanto alguns são superdisseminadores, especialmente por carregaram altas cargas virais no trato respiratório superior, outros não eliminam notáveis quantidades do vírus. Nesse sentido, é estimado um mínimo de 1000 partículas virais para o início de uma infecção durante um evento de exposição. Além disso, é preciso lembrar que o número básico de reprodução (R0) - um valor epidemiológico que indica o quão contagiosa é uma doença infecciosa - da COVID-19 não é tão alto quanto sugerido pela extensão da pandemia, ficando em torno de 5-6 (Ref.15), enquanto o sarampo fica em torno de 15.

10. Existe limitada evidência suportando outras rotas dominantes de transmissão (ex.: gotículas respiratórias grandes ou objetos contaminados), essas as quais são mais populares do que científicas, especialmente após a extensa enfatização na lavagem das mãos e de superfícies com álcool em gel por campanhas de prevenção contra a COVID-19. Aliás, transmissão de vírus respiratórios via gotículas de grandes dimensões - ou seja, que não conseguem ficar suspensas no ar - nunca foi demonstrada.

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          Considerando essas dez linhas de evidências, os autores do estudo concluíram que existe consistente e forte evidência de que o SARS-CoV-2 é transmitido via aérea, através de aerossóis, e que provavelmente essa é a rota de transmissão dominante. Para os autores do estudo, a comunidade médica deveria agir de acordo com essas evidência, e não adiar a implementação de medidas de controle epidêmico mais adequadas nesse sentido. Essa conclusão é 

         Válido mencionar um estudo publicado no periódico Nature Medicine (Ref.16), onde pesquisadores mostraram que certas células - ciliadas e produtoras de muco - presentes no nariz são aquelas no trato respiratório que possuem os maiores níveis expressos das proteínas ACE2 e TMPRSS2 protease, necessárias para a infecção do SARS-CoV-2. Isso sugere que essas células são a mais provável rota inicial de infecção do vírus e reforça a importância dos aerossóis na disseminação do vírus - ao serem inalados naturalmente pelo nariz.


   GOTÍCULAS OU AEROSSÓIS?

          De acordo com vários especialistas (Ref.17-18), o conflitante debate sobre a importância da transmissão aérea do SARS-CoV-2 é em parte fomentado por uma confusão histórica associada a uma questão de terminologia. Especificamente, ainda existe uma deficiente definição acadêmica sobre o papel de "gotículas", "aerossóis" e "núcleos de gotículas" na transmissão de patógenos, levando a um mau entendimento sobre o comportamento físico dessas partículas.

            Essencialmente, se você consegue inalar um partícula - independentemente do seu tamanho ou nome - você está respirando aerossóis. Por isso, mesmo se uma gotícula eliminada for de médio-grande tamanho e permanecer tempo suficiente suspensa no ar para você inalá-la, ainda será um aerossol. Se você for infectado por essas gotículas, terá sido uma transmissão aérea. Nesse último ponto, transmissão aérea naturalmente se torna muito facilitada quando o indivíduo está próximo de um indivíduo infectado. 

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          Esse ponto é importante porque a maior facilidade de uma transmissão em próximo contato tem sido frequentemente citada como prova de uma transmissão "via gotículas respiratórias" e não como transmissão aérea por aerossóis. Isso obviamente não faz sentido, porque um não exclui o outro. Uma gotícula grande pode naturalmente cair em uma mucosa do rosto (ex.: olhos ou boca), mas outras gotículas menores e aerossóis em geral são mais prováveis de serem inaladas em contato próximo.

           Pessoas infectadas com o SARS-CoV-2 produzem inúmeras pequenas partículas respiratórias à medida que exalam ar. Algumas dessas partículas serão inaladas quase que imediatamente por aqueles dentro de uma distância curta (<1 m) de uma típica conversação, enquanto as outras se dispersam a mais longas distâncias para serem inalados por indivíduos mais distantes (> 2 m). Acadêmicos mais tradicionalistas irão se referir às partículas maiores (>5 µm) de curta distância como gotículas e as partículas de maior alcance (<5 µm) como núcleos de gotículas ("aerossóis"), mas todos são aerossóis porque podem ser inalados diretamente do ar.


   POR QUE IMPORTA?

           Estabelecer que a rota de transmissão predominante é aérea, em termos de controle epidêmico, não muda muitas das medidas preventivas já amplamente implementadas, como uso universal de máscaras, distanciamento social, proibição de aglomerações e redução na ocupação de ambientes internos ou fechados. Essas medidas são efetivas tanto para reduzir o risco de contato direto com superfícies contaminadas ou com gotículas grandes (contato direto), ou o risco de inalação de aerossóis. Uma crucial diferença, porém, é que se existe predominância de transmissão aérea, precisa existir também maior foco sobre medidas que aumentem/melhorem a ventilação em ambientes internos, já que os aerossóis de pequenas dimensões podem ficar em suspensão por horas.

           Se nós aceitarmos que alguém em um ambiente interno pode inalar partículas virais viáveis suficientes para causar uma infecção quando estão a mais de 2 metros da fonte original de contaminação - mesmo quando essa fonte deixou o local -, então mecanismos de troca ou limpeza do ar se tornam muito mais importantes. Isso significa abrir as janelas ou instalar ou otimizar sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Pessoas são muito mais prováveis de se tornarem infectadas em uma sala com janelas que não podem ser abertas ou faltando qualquer sistema de ventilação. De fato, ventilação é um fator bem estabelecido que influencia de forma importante a transmissão aérea de patógenos infecciosos (Ref.19-20).

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           Uma segunda implicação crucial da disseminação aérea do vírus, e já mencionada, é que a qualidade e o ajuste da máscara ao rosto se tornam ainda mais importantes para reduzir ao máximo a liberação e a inalação de partículas virais infecciosas associadas a aerossóis. Múltiplas camadas com tecidos/materiais específicos de alta eficiência para filtrar partículas menores e bom ajuste para diminuir o escape de aerossóis das laterais da máscaras se tornam essenciais. E o que mais vemos hoje são pessoas usando máscaras de qualquer material, com no máximo duas camadas e ajustadas de forma frouxa no rosto. Muitas campanhas governamentais também não enfatizam esses parâmetros de otimização das máscaras, apenas a recomendação simples para que as pessoas usem máscara.

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MITO: "Aerossóis são gotículas com um diâmetro inferior a 5 μm". As gotículas respiratórias, formadas de secreções do trato respiratório e pela saliva (!), são emitidas através da fala, tosse, espirro e mesmo pela simples respiração. O espectro de diâmetros dessas partículas podem variar de <1 μm até >100 μm. As gotículas menores dessecam rapidamente a 20-40% do diâmetro original, deixando resíduos sólidos chamados de 'núcleos de gotículas'. Esses 'núcleos' NÃO são sinônimos de 'aerossóis'. Qualquer partícula pode ser chamada de aerossol caso seja inalada, e mesmo gotículas respiratórias de grandes dimensões podem ficar suspensas e serem inaladas dependendo das condições ambientais (ex.: correntes de ar).

(!) Aliás, já é comprovado que o SARS-CoV-2 infecta tecidos bucais. Para mais informações, acesse: Dois estudos confirmam que o novo coronavírus infecta a boca, incluindo gengiva e glândulas salivares

MITO: "Todas as patículas maiores do que 5 μm caem dentro de 1-2 metros da fonte". Essa desinformação é a mais frequentemente citada, mesmo sem qualquer suporte científico. Para uma gotícula ter alta probabilidade de cair 1-2 metros da fonte de emissão em um ambiente fechado, ela precisa possuir um diâmetro maior do que 50-100 μm. Mesmo assim, fluxos turbulentos de ar no local podem estender a suspensão dessas partículas e consequentemente o alcance, especialmente a partir de tosses e espirros. Em um ambiente interno fechado, sem movimentação significativa de ar, leva 8-30 minutos para uma partícula exalada de 5-10 μm atingir o chão de uma altura de 1,5 metro. Considerando que na maioria dos ambientes internos existe correntes de ar de pelo menos 0,1-0,2 m/s (ex.: movimentação das pessoas ou diferenças térmicas substanciais), isso significa que muitas partículas com mais de 5 μm alcançam distâncias muito maiores do que apenas 1-2 metros. Em um hospital movimentado, partículas com menos de 50 μm podem ficar em suspensão por bastante tempo (horas) e percorrer longas distâncias.

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   CONCLUSÃO

          Considerando o atual acúmulo de evidências, os governos ao redor do mundo e a OMS precisam focar seus esforços em medidas de controle epidêmico que considerem a transmissão aérea como predominante, melhorando especialmente a ventilação em ambientes internos e uma melhor orientação sobre o uso efetivo das máscaras. Isso se torna ainda mais importante à medida que flexibilizações avançam no sentido de abrir escolas e estabelecimentos comerciais diversos. Frear ao máximo a disseminação do vírus mesmo após massivas campanhas de vacinação é também importante para reduzir a emergência de novas variantes com forte capacidade de evasão imune. Antes orientado primariamente por deriva genética, o SARS-CoV-2 está evoluindo agora sob cada vez mais pressão seletiva (imunidade natural ou via imunizantes), e é o momento em que precisamos ficar mais alertas e precavidos.

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IMPORTANTE: Existe uma desinformação comum de que como as partículas virais do SARS-CoV-2 são muito pequenas (~100 nm ou 0,1 μm), as máscaras são inúteis para detê-lo. Primeiro, as partículas virais são emitidas pela boca e pelo nariz associadas sempre com secreções contendo sais, proteínas, etc. que formam as gotículas e núcleos de gotículas. Segundo, as máscaras filtram as partículas através de múltiplos mecanismos físicos, não apenas impacto direto nas fibras do material. Ou seja, mesmo se uma partícula for menor do que o espaço entre as fibras nas camadas da máscara, e conseguir escapar do impacto direto, ela será bloqueada ou freada por difusão ou  forças eletrostáticas (ex.: carga eletrostática nas fibras de algodão).

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REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS

  1. https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(21)00869-2/fulltext 
  2. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/more/science-and-research/surface-transmission.html 
  3. https://cires.colorado.edu/news/lancet-paper-10-reasons-why-coronavirus-airborne
  4. https://www.pnas.org/content/118/8/e2015482118.short
  5. https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0040188
  6. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1201971220325583
  7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1201971220307396
  8. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.01.12.21249603v1
  9. https://europepmc.org/article/med/33487210
  10. https://link.springer.com/article/10.1007/s11356-021-13001-w
  11. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1309104220303585
  12. https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciab313/6225253
  13. https://www.nature.com/articles/s41467-020-17367-2
  14. https://www.nature.com/articles/s41586-020-2342-5
  15. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022519321000436
  16. https://www.nature.com/articles/s41591-020-0868-6
  17. https://www.bmj.com/content/373/bmj.n913.full
  18. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0195670121000074
  19. https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-020-01174-8
  20. https://www.pnas.org/content/118/17/e2018995118.short