วัณโรค (TB) เป็นโรคติดเชื้อที่ติดต่อทางละอองลอย มนุษย์ผลิตละอองลอยออกมาอย่างต่อเนื่อง แม้ในขณะหายใจตามปกติ เนื่องจากMycobacterium tuberculosisถูกระบุว่าเป็นสาเหตุของ TB เมื่อเกือบ150 ปีที่แล้วผู้คนจึงสันนิษฐานว่าการไอเป็นวิธีหลักในการสร้างละอองที่ติดเชื้อ อาการไออย่างต่อเนื่องถือเป็นแหล่งที่มาหลักของการแพร่เชื้อวัณโรคและเป็นอาการบ่งชี้ของวัณโรค มีการระบุไว้เสมอในคำถามหลักที่ถามเมื่อมีผู้ติดเชื้อวัณโรค อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี
การติดเชื้อ M. tuberculosis ไม่ได้นำไปสู่การพัฒนาของโรคที่แสดงอาการ
ประมาณว่าทั่วโลกมีคนประมาณ 1.7 พันล้านคนที่มีเชื้อวัณโรคแฝงอยู่ คนเหล่านี้คือคนที่มีสุขภาพแข็งแรงซึ่งมีผลตรวจหาเชื้อM. tuberculosis ในเชิงบวก ตัวอย่างเช่น การสำรวจความชุกของวัณโรคแห่งชาติของแอฟริกาใต้เมื่อเร็วๆ นี้รายงานว่าเกือบ 60% ของบุคคลที่เป็นวัณโรคปอดไม่แสดงอาการ ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเนื่องจากผู้คนประมาณ10 ล้านคนทั่วโลกยังคงพัฒนาวัณโรคที่ดำเนินอยู่ในปี 2562
การศึกษาสุ่มตัวอย่างหน้ากากไม่พบความสัมพันธ์ระหว่าง การตรวจหา เชื้อ M. tuberculosisและความถี่ในการไอ และหลักฐานล่าสุดระบุจำนวนสิ่งมีชีวิตM. tuberculosis ที่เทียบเคียงได้ ในตัวอย่างละอองลอยที่เก็บจากการหายใจลึกๆ และการไอ
ข้อสังเกตเหล่านี้บ่งชี้ว่าเชื้อวัณโรคแพร่กระจายเมื่อไม่มีอาการไอ ด้วยเหตุนี้ การวิจัยที่มุ่งเน้นไปที่การไอซึ่งเป็นแหล่งของละอองลอยที่ติดเชื้อจึงเสี่ยงที่จะประเมินขอบเขตของการแพร่เชื้อวัณโรคต่ำเกินไป
เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันที่ หน่วยวิจัยเชื้อมัยโคแบคทีเรียวิทยาระดับ โมเลกุลที่สถาบันโรคติดเชื้อและเวชศาสตร์โมเลกุลมีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบว่าการหายใจตามปกติสามารถสร้างละอองลอยที่ติดเชื้อได้หรือไม่ เราทำสิ่งนี้โดยการเปรียบเทียบละอองของเชื้อ M. tuberculosisและอนุภาคจากผู้ป่วย 39 รายที่เป็นวัณโรค เราเปรียบเทียบละอองลอยที่เกิดขึ้นระหว่างการควบคุมทางเดินหายใจ 3 แบบ ได้แก่ การหายใจปกติ (ปกติ) การหายใจปกติ (การหายใจลึกๆ) และการไอที่เหนี่ยวนำ
สำหรับการเปรียบเทียบ เราใช้ ห้องเก็บ ตัวอย่างละอองลอยในระบบ
ทางเดินหายใจ อุปกรณ์นี้สร้างขึ้นเพื่อดักจับละอองลอยทางชีวภาพ สิ่งเหล่านี้คือละอองและอนุภาคที่กลายเป็นละอองระหว่างการหายใจ M. tuberculosisเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของ bioaerosol
ในการตรวจจับ เชื้อ M. tuberculosisเราได้จับ bioaerosols ในของเหลว ตัวอย่างเหล่านี้ถูกทำให้เข้มข้น ย้อมสี และสแกนตาม วิธีการที่เผยแพร่ก่อนหน้า นี้ของเรา
การค้นพบของเราชี้ให้เห็นกลไกทั่วไปของการสร้างละอองลอยในปอดส่วนปลายระหว่างการเคลื่อนที่ทั้งสาม ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลที่เผยแพร่ การไอเพียงครั้งเดียวทำให้เกิดเชื้อ M. tuberculosis มากกว่าการหายใจ เพียงครั้งเดียวถึงสามเท่า อย่างไรก็ตาม เราประเมินการ หายใจประมาณ 22,000 ครั้งต่อวัน เทียบกับขีดจำกัดสูงสุดที่550 ครั้ง จากผลการวิจัยเหล่านี้ เราสรุปได้ว่าการหายใจมีส่วนทำให้เชื้อ M. tuberculosisมากกว่าร้อยละ 90 ในแต่ละวันโดยไม่คำนึงว่าคนเราจะไอบ่อยเพียงใด
สมมติว่าจำนวนของ เชื้อ M. tuberculosisที่ตรวจพบได้เป็นวิธีวัดการติดเชื้อของผู้ป่วย ข้อสังเกตเหล่านี้บอกเป็นนัยว่าการหายใจปกติมีส่วนสำคัญต่อการแพร่เชื้อของวัณโรค สิ่งนี้ท้าทายข้อสันนิษฐานในปัจจุบันที่ว่าการไอเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการแพร่เชื้อวัณโรค
สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรสำหรับการควบคุมวัณโรค?
การหยุดชะงักของการแพร่เชื้อวัณโรคขึ้นอยู่กับการระบุและการรักษาบุคคลที่ติดเชื้อวัณโรคเป็นอย่างมาก อาการไอถือเป็นอาการที่สำคัญอย่างยิ่งในการระบุผู้ที่มีแนวโน้มจะแพร่เชื้อวัณโรค
การแพร่กระจายของเชื้อ M. tuberculosisผ่านการหายใจปกติบ่งชี้ว่าการแพร่เชื้อวัณโรคจากบุคคลที่ไม่แสดงอาการเป็นไปได้ หากเป็นกรณีนี้ การตรวจคัดกรองตามอาการเพื่อรักษาผู้ติดเชื้ออาจไม่ใช่แนวทางที่มีประสิทธิภาพในการขัดขวางการแพร่เชื้อวัณโรค นอกจากนี้ การรอให้ผู้ป่วยเข้ารับการตรวจที่คลินิกยังเสี่ยงต่อการแพร่เชื้อในชุมชน เนื่องจากความล่าช้าถึง 10 สัปดาห์ตั้งแต่เริ่มมีอาการไปจนถึงการมารับบริการที่คลินิกเป็นเรื่องปกติในสภาพแวดล้อมที่มีทรัพยากรน้อย สิ่งที่จำเป็นคือการวินิจฉัยโดยใช้ไบโอแอโรซอลที่สามารถระบุผู้ติดเชื้อโดยไม่คำนึงถึงอาการของวัณโรค
การค้นพบของเรายังแสดงให้เห็นว่าการระบายอากาศในสภาพแวดล้อมที่ปิดมีความสำคัญเพียงใด แม้แต่เพียงแค่เปิดหน้าต่าง ความถี่ของการหายใจด้วยกระแสน้ำบ่งชี้ว่าการพ่นละอองของเชื้อM. tuberculosisและสิ่งมีชีวิตที่อาจติดเชื้อในอากาศอื่นๆ (เช่น SARS-CoV-2) เกิดขึ้นเป็นประจำมากกว่าที่เคยสงสัย
