Nieuw onderzoek suggereert opnieuw dat direct contact met coronapatiënten niet de enige manier is waarop mensen besmet kunnen raken met het virus.

Wat gebeurt er precies wanneer een coronapatiënt in een afgesloten en slecht geventileerde ruimte zit? Hoeveel virusdeeltjes komen er vrij als de patiënt hoest? En hoe zit dat als deze geen symptomen vertoont, maar slechts in- en uitademt? Wetenschappers hebben dat nu met behulp van een model uitgezocht. Het onderzoek wijst uit coronapatiënten – afhankelijk van de ernst van de infectie – gemakkelijk duizenden tot miljoenen virusdeeltjes in de lucht kunnen brengen.

Simulaties
De onderzoekers bogen zich voor hun onderzoek allereerst over eerdere studies. Zo keken ze bijvoorbeeld naar onderzoeken waarin was vastgesteld hoeveel virusdeeltjes er in de keel, neus en het opgehoeste slijm van coronapatiënten zat. Op basis daarvan maakten ze vervolgens een inschatting van de zogenoemde ‘virale lading’: de hoeveelheid virus in het bloed. Afgaand op deze studies onderscheiden de onderzoekers eigenlijk drie categorieën: je hebt coronapatiënten die het virus in lage concentraties herbergen en afgeven, mensen die het virus in gemiddelde hoeveelheden herbergen en afgeven en mensen die hoge concentraties van het virus bij zich dragen en afgeven.


Om een beeld te krijgen van hoe het uitgehoeste of uitgeademde virusdeeltjes verging, deden de onderzoekers een beroep op weer andere studies. Het gaat dan om onderzoeken waarin wetenschappers vaststelden hoeveel microdruppels (zie kader) er vrijkomen wanneer gezonde mensen praten of hoesten. In deze studies werd tevens de omvang en de verspreiding van deze druppels onderzocht.

Deeltjes van het virus SARS-CoV-2 komen vrij in de vorm van druppeltjes die mensen uitstoten als ze hoesten, niezen of gewoon uitademen. “Wanneer mensen hoesten komen er duizenden microdruppels vrij,” zo schrijven de onderzoekers. “Maar ook gewoon ademhalen leidt tot de productie van microdruppels.” Het grootste deel van de virusdeeltjes verspreidt zich in de vorm van relatief grote druppels die al snel uit de lucht zakken. “Maar er zijn ook aanzienlijk veel kleinere druppels. Deze kunnen langer in de lucht blijven hangen en zijn heel goed in staat om de longen te bereiken.” De aanwijzingen dat deze kleine druppeltjes een rol spelen in de transmissie van SARS-CoV-2 stapelen zich op.

De resultaten
Nadat de onderzoekers zich hadden gebogen over de virusconcentraties die mensen bij zich kunnen dragen en afgeven en de hoeveelheid en omvang van de microdruppels waarin de virusdeeltjes zich verspreiden kunnen, was het tijd voor simulaties. De onderzoekers keken hierbij wat er precies gebeurt wanneer je een coronapatiënt – met een hoge of lage virale lading en met of zonder symptomen – in een 50 m3 meter grote, afgesloten en slecht geventileerde ruimte zet. “De geschatte concentratie (virusdeeltjes, red.) in een ruimte met daarin een individu dat regelmatig hoest, was erg hoog, met een maximum van 7,44 miljoen kopieën per kubieke meter, wanneer deze een hoge virale lading heeft,” zo schrijven de onderzoekers. Heel anders wordt het als diezelfde persoon asymptomatisch is en dus niet hoest, maar in dezelfde ruimte slechts rustig in- en uitademt. “Het resulteert in lagere virusconcentraties, tot zo’n 1248 kopieën per kubieke meter.”

Maar wat betekent dat nu heel concreet voor de besmettingskansen van andere mensen die in dezelfde ruimte aanwezig zijn? “Een persoon die tijd doorbrengt in een kamer met daarin iemand met een gemiddelde virale lading, die normaal ademhaalt, loopt zolang deze afstand houdt het risico om slechts een paar kopieën van het virus in te ademen,” zo schrijven de onderzoekers. “Maar het risico wordt groter in de aanwezigheid van iemand met een hoge virale lading, die ook nog eens hoest.” De onderzoekers wijzen er daarbij op dat eerdere studies suggereren dat mensen in het geval van luchtweginfecties maar relatief weinig virusdeeltjes hoeven binnen te krijgen om daadwerkelijk door een virus geïnfecteerd te worden. “Soms slechts een paar honderd eenheden van een actief virus. Onze modellen suggereren dan ook dat er al een kans is op infectie als iemand langere tijd in een kleinere ruimte zit met een coronapatiënt met een hoge virale lading, zelfs als de onderlinge afstand te groot is voor directe transmissie. Het risico is nog groter als de coronapatiënt hoest.”


Gelukkig, zo schrijven de onderzoekers, komen mensen die hoge concentraties van het virus bij zich dragen en afgeven (zogenoemde super-spreaders), niet vaak in een populatie voor. “Maar als zo’n persoon betrokken is bij activiteiten zoals luid spreken of zingen, kunnen er meer (virusdeeltjes bevattende, red.) microdruppeltjes ontstaan en de virale emissie wel 1 of 2 ordes van grootte groter worden. Dit kan dan ook de af en toe plaatsvindende super-spreading events (zie kader, red.), gekenmerkt door volle ruimtes en luide stemmen, helpen verklaren.” Je moet dan niet alleen denken aan koorrepeties of -uitvoeringen, maar bijvoorbeeld ook aan volle en rumoerige restaurants.

We spreken van een ‘super-spreading event’ wanneer het infectiepercentage onder mensen die naar dezelfde bijeenkomst zijn geweest, aanzienlijk hoger ligt dan normaal. Er zijn zelfs bijeenkomsten bekend waarbij tot wel 75% van de mensen later positief testte op het coronavirus. Blijkbaar kon het virus zich hier heel efficiënt verspreiden. Het is opmerkelijk, zeker als je bedenkt dat tijdens een aantal van deze super-spreading events wel de coronamaatregelen – afstand houden en een goede handhygiëne – gehandhaafd werd. “Deze super-spreading events suggereren dat het virus zich binnenshuis in sommige situaties ook via de lucht kan verspreiden,” aldus de onderzoekers. En deze studie laat zien hoe goed het virus dat – zeker in het geval van coronapatiënten die veel virusdeeltjes bij zich dragen en deze door te hoesten of luid te spreken of zingen ook efficiënt verspreiden – kan doen.

Het onderzoek heeft belangrijke implicaties voor het alledaagse leven, zo schrijven de onderzoekers. “Individuen kunnen een grote kans lopen op infectie wanneer ze meer dan een paar minuten doorbrengen in een kleine ruimte met daarin een persoon die met het coronavirus geïnfecteerd is en die grote concentraties van het virus bij zich draagt. Het delen van een werkplek in een kleine ruimte met een asymptomatische coronapatiënt is niet te adviseren. Het betekent dat werkplekken niet gedeeld moeten worden zolang er geen snelle tests zijn die het mogelijk maken om onderscheid te maken tussen individuen zonder COVID-19 en individuen met asymptomatische COVID-19.”

Het onderzoek suggereert – in navolging van verschillende andere recente studies – dat SARS-CoV-2 zich onder bepaalde omstandigheden ook via de lucht kan verspreiden. Maar, zo benadrukken de onderzoekers, die suggestie is in dit geval slechts gestoeld op simulaties, oftewel nabootsingen van een situatie, waarbij noodgedwongen verschillende aannames zijn gedaan. “Hoewel deze besmettingsroute (via de lucht, red.) verschillende super-spreading events goed kan verklaren en hoewel het virus in ziekenhuizen in microdruppels is aangetroffen, moet deze besmettingsroute nog in een klinische setting en diermodellen worden gevalideerd.”