这场突然爆发的新型冠状病毒肺炎是如何发生和传播的？

Part 1 感染

首先我们要知道，病毒是如何感染患者的。

病毒要进入细胞，细胞上就必须要有它对应的受体（Receptor）。比如艾滋病病毒 HIV 的常见受体是 CD4 蛋白，通常在血液里免疫细胞的表面，所以 HIV 可以通过血液传播，而不用担心空气传播。

而这次新型冠状病毒的受体和 SARS 一样，都是血管紧张素转化酶 2（ACE2）。这意味着病毒要感染人类，首先得接触到有这种酶的细胞，完成受体结合。

而我们恰好有不少这种细胞就暴露在空气中——黏膜。

黏膜的意义在于分泌黏液，保持湿润。

我们的嘴唇、眼皮、鼻腔和口腔里都有大量的黏膜细胞，当病毒以某种方式接触到你的口腔黏膜，与受体结合，感染就开始了。

为了让你理解接下来发生了什么，我们做了一个简化后的大致流程。

首先冠状病毒的包膜会和细胞膜融合，释放病毒遗传物质——一段 RNA 单链。

这种 RNA 可以直接作为信使 RNA，骗过细胞里的核糖体，合成 RNA 复制酶。

RNA 复制酶会根据病毒 RNA 生成 RNA 负链，这条负链会继续和复制酶生成更多病毒的 RAN 片段和 RNA 正链，这些不同 RNA 片段又会和核糖体生成更多不同的病毒蛋白质结构。

最后，蛋白外壳和 RNA 会组合生成新的冠状病毒颗粒，通过高尔基体分泌至细胞外，感染新的细胞。

每个被感染的细胞会产生成千上万个新病毒颗粒，蔓延到气管、支气管，最终到达肺泡，引发肺炎。

感染完成后，传播也不是难事。你三对唾液腺分泌的唾液会混合着来自咽喉等部位的呼吸道分泌物，让包裹着病毒的唾液随着你的喷嚏和咳嗽传播到空气中，接触其他人的黏膜。

黏膜感染，飞沫传播，这就是冠状病毒为什么这么容易传播的原因。

2019 年 12 月 8 日，一位来自华南海鲜市场病人因为持续 7 天的发热、咳嗽和呼吸困难入院。5 天后，他没有去过海鲜市场妻子也因为不明原因肺炎入院。

2020 年 1 月 1 日，华南海鲜市场关闭。1 月 2 日，41 名新型肺炎患者被确诊。

此时喜迎春节的市民们还不知道，一场可能感染上万人的瘟疫已经开始了。

Part 2 传播

在这篇 1 月 24 日发表于《柳叶刀》的论文中，我们可以了解最早被确诊的 41 名患者的具体情况。

Clinical features of pat...hina.pdf1.5MB

《2019-nCoV感染患者的临床特征》

截至 1 月 22 日， 41 人中有 28 人出院， 6 人死亡。发烧和咳嗽是最常见的症状，从起病到呼吸困难，平均 8 天。

在肺炎初期，人传人的信号就已经很明显了，这 41 人中有 14 人都没有去过华南海鲜市场。

1 月 24 日的另一篇论文研究了一个 12 月 29 前往在武汉旅行的深圳家庭。

A familial cluster of pne...ster.pdf2.1MB

《一场与 2019 年新型冠状病毒相关的家族肺炎表明了人与人之间的传播：家庭聚集研究》

最早出现症状的男士在到达武汉后的第 4 天开始发烧腹泻，之后 3 天，他的老婆岳父岳母和也都开始发烧咳嗽。1 月 5 日，全家返回深圳，4 天后，没有去过武汉的母亲开始全身乏力。

最终，这个 7 口之家里，6 人确诊新冠肺炎，包括他没有明显症状的儿子。

在密切接触的家庭成员里传播冠状病毒并不难。

首先是喷嚏，你会喷出 10000 个以上的飞沫，最远传到 8 米之外。

然后是咳嗽，1000-2000 粒飞沫，最远 6 米。

最后，即使是平静的说话每分钟也会产生大概 500 粒飞沫。

这是你打出喷嚏后 0.34 秒的样子。

绿色的是那些100 微米以上的大飞沫运动轨迹，因为足够重，它们会在 10 秒内落在地上。而红色的则是小飞沫们形成的雾云。

它们会在空气中迅速蒸发变小，成为干燥的飞沫核。上皮细胞蛋白质会包裹着冠状病毒，在空气中漂荡，接触其他人的黏膜。

1 月 30 的这篇论文进一步分析了武汉前 425 例确诊患者的数据。

Early Transmission Dy...onia.pdf0.4MB

这张表中，横坐标是从感染至发病的时间，纵坐标是相对概率。可以看到大部分感染者 7 天内就会发病，病毒的平均潜伏期是 5.2 天。

现在我们知道，在 2020 年 1 月 11 日之前确诊的 295 人里，只有 45 人去过华南海鲜市场，此外还有 7 名医护人员。但在十天之后，人们才意识到要戴口罩了。

Part 3 口罩

从 2020 年 1 月 20 日开始，口罩就成为了稀缺资源。

看起来戴口罩当然是个好办法，口罩的多层结构可以有效的阻隔大颗粒，而那些纳米级的微粒又会因为静电效应被吸附在内部纤维上。

所以，如果我们把颗粒的直径作为横坐标，过滤效率作为纵坐标，这些口罩的过滤效果实际上是一条 U 型曲线。

可以看到，最难过滤的其实是直径 0.3 微米左右的颗粒。这也是为什么大多数口罩把 0.3 微米的氯化钠过滤能力作为测试指标，能在测试中过滤 95% 以上的就是 N95。

N95 的过滤效果当然最好，但即便是效果最烂的纱布口罩，对于 10 微米以上也就是我们头发直径十分之一左右的颗粒，也能做到接近 80% 的防护率。

那飞沫核的尺寸到底有多大呢？