יכולת-העל להפיץ מחלות

הנגיף הגורם למחלת הקורונה, SARS-CoV-2, מתפשט בעיקר בהדבקה טיפתית, כלומר באמצעות טיפות הרוק הזעירות שנפלטות ממערכת הנשימה לסביבה כשאנו משתעלים, מתעטשים, מדברים או פשוט נושמים. כל הפעולות הללו כרוכות בדחיסת אוויר דרך דרכי הנשימה העליונות והפעלת לחץ על השכבה הדקה של רקמת הרירית המצפה אותו. בדומה לרוח חזקה שנושבת על פני הים, הנשיפה מסוגלת לנתק רסיסים של ריריות ולשחרר אותם לסביבה החיצונית. כשאנחנו חולים במחלה נשימתית פעילה, כגון שפעת, שחפת או COVID-19, המוכרת גם כמחלת הקורונה, ככל שנפלוט יותר רסיסים כאלו, המכילים את מחוללי המחלה, כך תגבר הסכנה שנדביק אנשים בקרבתנו.

מפיצי-על

מתחילתה התאפיינה מגפת הקורונה באירועי הדבקה המוניים, שבהם עשרות אנשים נדבקו מחולה יחיד שנכח באירוע. אירועים כאלה מכונים לעיתים קרובות ''אירועי הפצת-על'', ויש להם מאפיינים התנהגותיים וסביבתיים כגון נוכחות בחלל סגור ובלתי מאוורר בקירבה פיזית לאנשים אחרים. ואכן, חקירות אפידמיולוגיות מצאו כי אירועי הפצת-על מתרחשים בעיקר בתנאי צפיפות, בחללים לא מאווררים הכוללים שהיה ממושכת בקרבה לאדם חולה, כגון חתונות רבות משתתפים, טקסי דת גדולים וכדומה. 

חוקרים שיערו כי נוסף על התנאים החיצוניים ועל התנהגות אישית שמעודדת הדבקה, קיימים מאפיינים פיזיולוגיים מובחנים שמייחדים אנשים מסוימים, המכונים לעיתים "מפיצי-על". חוקרים משערים שהמאפיינים האלה מקדמים הפצה טיפתית יעילה של הנגיף, אך לא ידוע מהם. 

אחד מהמאפיינים שמשערים שיכול לקדם הפצה של הנגיף בהקשר זה הוא מספר החלקיקים שכל אדם פולט. כדי שהנגיף יעבור מאדם חולה לאדם בריא וידביק אותו, על הנדבק להיחשף למספר מינימלי של נגיפים. ממצאים שנאספו מחיות מעבדה כגון אוגרים, קופים וחמוסים, בשילוב עם מודלים מתמטיים, מרמזים שכדי להידבק בקורונה צריך להיחשף לכאלפיים נגיפים לפחות. 

כמה מחקרים מרמזים שחשיפה לכמות גדולה של חלקיקים מידבקים עלולה להוביל למחלה קשה יותר. מחקר שנעשה בספרד, לדוגמה, בחן שלושה מוקדי הדבקה ביתיים ומצא כי אנשים ששהו במוקדי חשיפה שבהם ננקטו פחות אמצעי הגנה ונשמר פחות ריחוק פיזי פיתחו מחלה קשה יותר. החוקרים ציינו כי הימנעות מנקיטת אמצעי ההגנה הגדילה כנראה את החשיפה לנגיפים. הממצאים הללו זכו לאישוש גם ממחקר גרמני, שמצא כי חשיפה לנשא שטרם פיתח תסמינים הובילה למחלה קלה יחסית אצל מי שנדבקו ממנו. ממצאים דומים עלו גם לגבי חשיפה לילדים חולי קורונה, שבדרך כלל מפתחים עומס נגיפי נמוך וסובלים ממחלה קלה בלבד. מכאן התעוררה ההשערה כי אחד המאפיינים של מפיצי-על עשוי להיות מספר החלקיקים שהם פולטים. 

מחקרים מרמזים כי חשיפה למספר גדול של נגיפים עלולה לגרום למחלה קשה יותר. הדבקה טיפתית | איור: DESIGN CELLS / SCIENCE PHOTO LIBRARY

פולטי-על

מחקר משנת 2019, שנעשה על 48 מתנדבים בריאים, מצא כי מספר החלקיקים שאדם פולט עולה ככל שהוא מדבר בקול רם יותר. בנוסף מצאו החוקרים כי מספר החלקיקים שהמתנדבים פלטו השתנה מאוד מאדם לאדם: שמונה מהם פלטו הרבה יותר חלקיקים משאר המשתתפים – תכונה שיכולה לאפיין אותם כמפיצי-על.

מחקר עדכני מארצות הברית, שהעלה ממצאים דומים, אפיין את מפיצי-העל הפוטנציאליים הללו. החוקרים מדדו את ריכוז החלקיקים הנשימתיים שפלטו 194 מתנדבים בריאים בנשימתם. אם נבדק פלט יותר מ-156 חלקיקים לליטר אוויר בנשיפה, הם הוגדרו מפיצי-על. גם כאן נמצא כי אפשר לייחס את רוב החלקיקים הנפלטים למספר קטן של נבדקים: כ-18 אחוז מהנבדקים תרמו כ-80 אחוז מסך החלקיקים הנפלטים בנשימה. מפיצי-העל היעילים ביותר פלטו בממוצע כ-3,500 חלקיקים לליטר אוויר, בשעה שרבים מהנבדקים האחרים הפיצו פחות מעשרה חלקיקים לליטר אוויר.

כשהשוו את מאפייניהם של אותם 20 אחוז מהנבדקים שפלטו הכי הרבה חלקיקים לאלה של שאר הנבדקים, לא מצאו הבדל משמעותי בין גברים לנשים. לעומת זאת, מבוגרים ואנשים בעלי עודף משקל פלטו הרבה יותר חלקיקים בנשימה מצעירים ומבעלי BMI (מדד מסת גוף) תקין או נמוך. באופן מעניין, אלה גם שתיים מקבוצות הסיכון העיקריות לחלות במחלה קשה אם יידבקו בנגיף הקורונה. מכאן הסיקו החוקרים כי כחמישית מהאוכלוסייה הכללית פולטת כמות גבוהה של חלקיקים בנשימה. ייתכן שאלה גם האנשים שעלולים להיות מפיצי-על של מחלות נשימתיות.

אנשים מסוימים פולטים הרבה יותר חלקיקים מאחרים. נערה משתעלת מפיצה נגיפי קורונה | איור: Aliaksandra Post, Shutterstock

מחלה כמגבר נגיפי

להבדלים הפיזיולוגיים המובנים שגורמים לפער במספר החלקיקים שאנשים שונים פולטים באופן רגיל, מצטרפים השינויים המבניים שמתרחשים כשאנחנו חולים. חוקרים מצאו כי בעקבות מחלות ריאה כרוניות כמו אסתמה (קצרת), או מחלות ריאה זיהומיות כמו שפעת ודלקת ריאות חיידקית מתרחשים שינויים בהרכב ריריות מערכת הנשימה. בעקבות זאת מספר החלקיקים הנפלטים בנשימה עשוי לגדול.

כדי לבחון איך התופעות האלה עשויות להשליך על הפצת מגפת הקורונה בחנו החוקרים אם הדבקה במחלה נשימתית שמועברת בעיקר באופן טיפתי משפיעה על מספר החלקיקים הנפלטים. לשם כך הדביקו שני סוגי קופים בשני מחוללי מחלה נשימתיים: חיידק השחפת ונגיף SARS-CoV-2, הגורם למחלת הקורונה, והשוו את מספר החלקיקים שפלטו בנשימה לפני ההדבקה, במהלך המחלה ואחרי שהחלימו.

בבדיקת מטוש נמצא כי נגיף הקורונה אכן הצליח להדביק את הקופים ולהתרבות במערכת הנשימה שלהם, אך כמעט לא גרם להם תסמינים. מספר החלקיקים שפלטו עלה במקביל לעלייה בעומס הנגיפי במערכת הנשימה של הקופים, וירד מחדש כשהחלימו.

הממצאים עבור הדבקה בחיידק השחפת היו דומים, אך מאחר שקופים אינם מסוגלים להחלים משחפת ללא טיפול אנטיביוטי לא נצפתה ירידה מתואמת במספר החלקיקים שפלטו כמו בהדבקה בנגיף הקורונה. מכאן הסיקו כי במהלך מחלה זיהומית נשימתית פעילה מספר החלקיקים הנפלטים עולה משמעותית, ומגיע לשיא בהתאם לעומס הנגיפי הגובר במערכת הנשימה – מצב שתורם להפצת המחלה.

חולים הפולטים יותר רסיסים ונגיפים עלולים להיות מפיצי-על. חולה קורונה מאושפז בטיפול נמרץ | צילום: SPUTNIK / SCIENCE PHOTO LIBRARY

מקרה ההדבקה המקרית

הדבקה מקרית בקורונה של מתנדבת במחקר נוסף שבדק את מספר החלקיקים הנפלטים בנשימה, העלה ממצא מעניין גם על בני אדם. המחקר נועד לבחון את יעילות השימוש בשטיפת האף באמצעות תמיסת מלח ככלי לשיפור ההיגיינה ולצמצום מספר החלקיקים הנפלטים בנשימה אצל עובדי מערכת הבריאות. התברר כי שטיפת האף אכן מצמצמת את מספר החלקיקים הנפלטים בנשימה בכ-75 אחוז. אבל תקרית אקראית חשפה ממצא מעניין לא פחות.

באופן לא מתוכנן, אחת המשתתפות במחקר נדבקה בנגיף הקורונה בדיוק בזמן המחקר וכך יכלו לתעד את מספר החלקיקים שהיא פלטה בעת מחלה פעילה. נמצא כי מספר החלקיקים שפלטה בנשימתה היה גבוה במיוחד ביום השמיני והתשיעי אחרי תחילת התסמינים, ונע בין כאלף לכמעט 3,000 חלקיקים לליטר אוויר. בימים הבאים המספר ירד משמעותית לקצת יותר מ-200 חלקיקים לליטר אוויר, כך שייתכן כי אלמלא שהתה בבידוד היה לה הפוטנציאל להיות מפיצת-על. כמות החלקיקים שפלטה בימי השיא הייתה גבוהה משמעותית גם לעומת בני משפחתה ששהו בבידוד עקב החשיפה אליה אך לא נדבקו, ופלטו פחות ממאתיים חלקיקים לליטר אוויר.

מקרה המבחן הזה הוא נקודתי בלבד, וגם כך חסר מידע על מספר החלקיקים בתחילת המחלה שלה. עם זאת הוא מדגים את האפשרות שבדומה לממצאים שעלו במחקר על הקופים, גם אצל בני אדם ההדבקה בנגיף עלולה להגביר את מספר החלקיקים הנפלטים בנשימה וכך לקדם את היכולת של הנגיף להפיץ את עצמו.

למרות הממצאים הללו, אי אפשר לקבוע שמספר החלקיקים הנפלטים הוא אכן המאפיין העיקרי שהופך חולה למפיץ על. לשם כך יהיה צורך לבחון את מספר הנגיפים שאדם חולה מפיץ, ולראות אם יש התאמה בין מספר החלקיקים למספר הנגיפים הנפלטים.אם אכן יוכח כי מספר החלקיקים הגבוה תורם להפצת-על, יידרשו מחקרים נוספים כדי להבין אילו שינויים מתרחשים בהרכב הריריות כשאנו נדבקים בנגיף הקורונה. אם אפשר למנוע את השינויים הללו, אולי אפשר יהיה למנוע מנדבק להפוך למפיץ-על. בנוסף, החוקרים מציינים כי בחינת מספר החלקיקים הנפלטים בנשימה עשויה לשמש כלי אבחוני להערכת הסיכון למחלה קשה אצל אנשים שלא נדבקו, וגם כאסטרטגיה פוטנציאלית לצמצום ההדבקה וההפצה של נגיף הקורונה ומחוללי מחלות נשימתיות מידבקות אחרות.