空气传播是流感病毒传播的主要途径,但环境条件如何影响呼出感染性病毒的存活和远程传播尚未完全了解。我们使用一个生理相关的猪模型,感染A/California/04/2009(H1N1),研究了温度和相对湿度(T/RH)如何影响空气中流感病毒的释放、存活和传播,在两种环境条件下进行:20°C/50% RH(室内常温)和7°C/73% RH(寒冷/高湿度)。供体猪在不同条件下分泌的鼻病毒量相当,但距离4米的未感染哨兵猪在常温条件下比寒冷/高湿更早感染1天。呼吸和环境空气采样显示,寒冷/高湿条件在感染后第1天短暂增加呼出气溶胶中的病毒RNA,而常温条件则支持在第2–3天产生更高且持续的空气病毒负荷,尤其是在下风向位置。受控气溶胶生成实验进一步显示,即使在两种温湿度条件下都能传播含RNA的颗粒,环境条件仍能显着提高病毒的感染性随距离的恢复。总体来看,这些结果表明,在测试的环境条件下,感染性流感气溶胶在室内常温环境中比在寒冷高湿环境中存活更久、传播更远。这些发现表明,环境的温湿条件会影响排放后气溶胶的命运,从而限制流感病毒的空气传播范围。
流感病毒能够通过空气高效传播,但决定呼出病毒颗粒在空气中保持足够感染力以引发新感染的环境条件仍不清楚。利用一种能够高度模拟人类呼出气溶胶的猪模型,我们发现环境的温度和湿度条件是空气传播范围的关键因素。寒冷/高湿的条件会在宿主附近增加早期病毒RNA水平,但无法在远处维持具有感染性的颗粒。相比之下,常温条件有利于病毒在空气中长时间悬浮,并迅速传播到远处的接受者。受控的气溶胶实验显示,即使RNA扩散相似,具有感染性的病毒在室内常温条件下的远距离传播效果远超寒冷/高湿环境。这些结果表明,病毒排出后的气溶胶命运是决定流感空气传播能力的关键瓶颈。这种机制性的见解对于完善流感传播的预测模型以及制定更有效地限制空气传播感染的环境和公共卫生策略至关重要。