Amerika Birleşik Devletleri’nde (ve diğer Batı ülkelerinde) halkın yüz maskeleri giymemesine dair yapılan resmi öneri, sağlık hizmetleri çalışanları için solunum maskeleri saklama ihtiyacı ile uygulamaya geçirildi. Profesyonel olmayan kişiler tarafından giyilen maskeler ‘etkili değildir’ diye bilimsel bir açıklama yoktur. Aksine, ‘eğriyi düzleştirmek’ için belirtilen hedefler göz önüne alındığında, her durumda -basit cerrahi maskeler veya (tedarik zincirini ağırlaştırmayacak olan) ev yapımı (DIY) maskelerle sağlananlar da dahil olmak üzere- bulaşmanın kısmi azaltılması iyi karşılanacaktır. SARS-Cov-2’nin insan dokusuna viral girişindeki en son biyolojik bulgular ve hapşırık/öksürük balistikleri, majör bulaşma mekanizmasının ince aerosoller değil büyük damlacıklar vasıtasıyla olduğunu öne sürmektedir ve bu sebeple cerrahi maskelerin herkes tarafından giyilmesi gerektiğini desteklemektedir.
Sağlık Bakanı ‘MASKE ALMAYI BIRAKIN, onlar etkili değildir…’ diye bir tweet attı. Hastalık Kontrol Merkezi (CDC – Center of Disease Control) cerrahi maskelerinin, N95 solunum maskelerine göre (ki bu da çok iyi takılmalıdır ve bunu da sadece profesyoneller yapabilir) çok daha az koruma sağladığını bildirdi. CDC, sağlıklı kişilerin maske takmamasını, sadece hasta olanların kullanmasını öneriyor. Bu talimatlar bilimsel gerçeklere dayanmamaktadır fakat eksikliğini dikkate alırsak sağlık profesyonelleri için değerli maskelerin saklanması gereksinimi ortaya çıkmaktadır. Ayrıca halka açık yerlerde maske takanları (sen stokçusun, sen bulaşıcısın şeklinde) damgalamak gibi istenmeyen sonuçlar ortaya çıkabilir.
Bunu şimdi, şu anda düzleşmiş bir eğrisi olan veya zaten başlangıçtan beri daha düz bir eğriye sahip olan Asya ülkelerinde kültürel alışkanlıklar, teşvik ve hatta maske takma zorunluluğu ile karşılaştırın.
Elbette, cerrahi maskeler ve uygunsuz şekilde giyilen N95 solunum maskeleri mükemmel bir koruma sunmaz. Fakat, eğer amaçlanan hedef (virüsün yok edilmesinin aksine) eğriyi ‘düzleştirmek’ ise siyah-beyaz düşünceden vazgeçmemiz ve grinin gölgesini kucaklamamız gerekmektedir. Artık maskelerin ‘etkili olmadığını’ iddia edemeyiz. Mükemmelin, iyinin düşmanı olmasına izin veremeyiz. Ya, sızıntısı olan cerrahi maskelerin veya kendi kendine yapılan maskelerin bile sağladığı kısmi koruma, önerilen şekilde (kusurlu ile eşit anlamda) birbirinden 6 feet’ten (yaklaşık 2 metreden) fazla mesafe bırakmakla ya da ‘yüzünüze dokunmamak’ la benzer bir ölçüde bulaşma olasılığını azaltıyorsa? Sonrasında farmakolojik olmayan müdahalenin (NPI) eğrinin düzleştirilmesi üzerindeki etkisini iki katına çıkarabilir (Şekil 1).
Şekil 1: ‘ Eğriyi düzleştirmek’. 25. günde uygulandığında, en baştaki R0 üreme oranını %50 azaltan hafifletici müdahalelerin etkisi. Kırmızı eğri, enfekte olmuş (‘vaka’) birey sayısının müdahale edilmediğindeki seyridir. Yeşil eğri, müdahaleden sonra değişen (‘düzleşen’) eğriyi yansıtmaktadır. Sıfırıncı gün (3 Mart 2020) 100 enfeksiyon vakasının onaylandığı zamandır (d100 = 0). Model sadece gösterim amaçlıdır ve SEIR-model simülatöründe yapılmıştır (http://gabgoh.github.io/COVID/index.html). Müdahale olmayan model şu veri noktalarına göredir: Amerika Birleşik Devletleri’ndeki vaka sayısının 100’den (d100=0) 35.000’e (d100=20). çıktığı 20 günlük bir zaman periyodu. Standart parametreler kullanılmıştır. (nüfus 330 M, Tinc=5.2 gün, Tinf = 3.0 gün, fakat A.B.D.’deki vaka sayısındaki gözlenen artış oranına ulaşmak için epey yüksek değer R0=5.6 ile. Eğriler ölçeksiz olarak tekrar çiziliyor.)
CDC, halkı maskeler ‘etkili değildir’ diye uyardığı bildirisi için bilimsel kanıt sunamadığından, burada cerrahi maskelerin sunduğu korumaya yönelik bilimsel bir desteği gözden geçiriyoruz. (Epidemiyolojik-Fenomenolojik kanıtların aksine) Mekanik mantığa odaklanıyoruz. Öksürük damlacığı balistiğini ve (COVID-19’a neden olan) SARS-CoV2 virüsünün transmisyon biyolojisindeki en son araştırma bulgularını göz önünde bulundurarak, geçici maskelerin bile sağladığı herhangi bir fiziksel bariyerin COVID-19’un yayılımını önemli ölçüde azaltabileceği sonucuna varıyoruz. Eğer yakında tecritleri gevşetme baskısına ve sınırlı sosyal ilişkilerin ekonomiyi canlandırmasına izin verilmesine boyun eğeceksek, o zaman genel maskelerin bir rolü olmalıdır, orta yollu bir yakınlaşmaya olanak tanıyabilir.
CDC, FDA ve diğerlerinin, sağlık hizmetlerinden olmayan profesyoneller için maskeler etkili değildir şeklindeki resmi tavsiye kararları 3 konuda yanlıştır: Mantık olarak, bulaşma mekaniğinde ve viral giriş biyolojisinde.
I – MANTIK:
Elbette hiçbir maske, sıkıca saran NIOSH onaylı N95 solunum maskeleri ya da gevşek giyilen cerrahi maskeler de, mükemmel (%100) koruma sağlamaz. Fakat eksik koruma ‘tamamen faydasız’ anlamına gelmemektedir, dolu olmayan bir bardağın boş olması gerekmediği gibi: Susadığımda %60’ı dolu olan bir bardak suyu memnuniyetle kabul ederim. Kanıtın (koruma için) yokluğu, yokluğun kanıtı demek değildir. Fakat ikili dünyamızda, cerrahi maskelerin ‘etkili olmadığı’ şeklindeki resmi mesaj, onların tamamen faydasız olduğuna dair yanlış mesajı vermiş olabilir. Ne yazık ki resmi yetkililerce boyanmış siyah-beyaz resimle, maskelerin verimliliği hakkında tartışma tıkanmıştır ve tanesi 75 cent olan bu koruyucu cihazların üretimi güçlendirmek için ekonomiyi teşvik etme olasılığı da engellenmiştir.
Fakat ‘eğriyi düzleştirme’ (ve virüsü tamamen ortadan kaldırmama) için açıklanan hedefle, mutlak bir hedefin aksine ‘kısmi koruma’ kavramı olarak yerleşen yeni bir ‘görece’ye sahibiz. Maskenin sunduğu gibi %X tarafından sağlanan kısmi bir koruma ile eğrinin düzleştirilmesindeki Y boyutunu prensipte biri hesaplayabilir. Ancak bunun için ilk olarak bulaşmanın mekaniğini ve biyolojisini detaylıca anlamamız gerekiyor.
II – MEKANİK:
Hava kaynaklı hastalıklara sebep olan virüslerin bir insandan diğerine damlacıklar vasıtasıyla nasıl taşındığı karmaşık ve üzerinde az çalışılmış bir konudur. Damlacıklar (bu tartışma için) boyutlarına göre kabaca iki ana kategoriye ayrılabilir (Şekil 2):
Şekil 2: Aerosollerden daha büyük olan damlacıklar, nefesle çıkarıldığında (<1m/s bir hızla) uçar veya 1,5m’den daha kısa bir mesafede yere düşerler. Öksürme ya da hapşırma yoluyla yüksek bir hızda atıldığında ise özellikle daha büyük damlacıklar (>0,1 mikrometre) 2m’den fazla ya da 6m mesafeye taşınabilir.
İşte aerosoller ve sprey damlacıkları arasındaki farklılığın temel biyolojik çıkarımı: Hava kaynaklı parçacıkların solunarak akciğerin derinliklerine, gaz değişiminin gerçekleştiği alveolar hücrelere hava kanalları vasıtasıyla ulaşması için küçük olması gerekir (Şekil 3): sadece 10µm çapından küçük damlacıklar alveole ulaşır. Buna karşın, büyük sprey damlacıkları burunda, boğazda (nazofaringeal boşlukta) ve akciğerin üst hava kanallarında, soluk borusu ve büyük bronşlarda sıkışıp kalır. Tipik bir öksürük damlacıkları, damlacıkların yaklaşık yarısının aerosol kategorisinde olduğu bir ölçü dağılımına sahiptir, ancak çıkan hacmin toplamda sadece 1/100.000’inden azını yansıtır.
Şekil 3: Hava yollarının anatomisi ve boyutlarına ve ne tür maskelerle hangi damlacıkların tutulduğuna bağlı olarak damlacıkların ulaştığı yerler.
Bunlardan dolayı şöyle bir sonuç çıkarılabilir ki en küçük parçacıkları filtrelemeye uygun sofistike N95 maskeleri, damlacıkların virüsü alveole kadar taşımasını önlemeye yardımcı olur. Fakat bu gerçekten eğriyi düzleştirmek ile ilgili midir? Aşağıda göreceğiz. Buna karşın, nazofarenkse giren büyük damlacıkların, basit cerrahi maskeler ya da toz maskeleri gibi herhangi bir fiziksel bariyer ile durdurulabileceği akla yatkındır.
Elbette, solunum ya da öksürük serpintisindeki çoğu aerosol damlacığı virüs içermeyebilir, ancak bazısı içerecektir. SARS-Cov-2 virüsü söz konusu olduğunda, minimal bulaşma yükü (bir klinik hastalığına sebep olan patogenez kaskatı başlatmak için gereken viral parçacıkların sayısı)bilinmiyor. Ancak küçük aerosollerin ya da büyük mermi damlacıklarının daha ilgili olup olmadığını anlamaya başlıyoruz.
CDC’deki, alveollerin damlacıklar için virüs yükünün gönderildiği (alveoller hayati tehlike taşıyan pnömoninin anatomik bölümünün en sonundadır) bir varış yeri olduğuna dair sözlü olmayan tanım, N95 maskelerinin belirgin önemini arttırmıştır ve cerrahi maskelerin reddine yol açmıştır. İkileme mesajlar yüzünden, ince ayrıntılar şu sıralar maskelerin işe yaramaz olduğunu düşünen sıradan insanlara tercüme etmemektedir.
Küçük aerosoller konusunda bile, cerrahi maskelerce sağlanan kısmi filtrelemenin hiçbirşeyden daha iyi olduğunu unutmamalıyız. 2008 yılında yapılan, maskelerin filtreleme kapasitelerinin deneysel bir simülasyonunda, Hollanda’da Van der Sande ve arkadaşları üç maskeyi, 0,2µm - 1µm aralığındaki damlacıkların akciğerin alt kısımlarına ulaşan küçük aerosolleri tutabilmeleri açısından karşılaştırdılar: (i) bezden ev yapımı (DYI), (ii) standart cerrahi maskeler ve (iii) N95’in Avrupa’daki eşdeğeri olan FFP2.
Yazarların iç kısım koruma için buldukları şey, CDC’nin cerrahi maskeler ‘etkili değildir’ mesajını biraz sorgulamasını gerektirmektedir: FFP2 (veya N95) maskeler gerçekten >%99 parçacık filtrelemesi (bu şekilde aerosol yükünü 100 kat azaltarak) yapmışken, cerrahi maskeler arkasındaki aerosol damlacıkları sayısını, maskenin dışına kıyasla önemli ölçüde 4 kat azalttı. Öksürük atımındaki daha büyük sprey damlacıkları için, cerrahi maskeler ve F95 solunum maskeleri arasındaki farkın daha da küçük olacağı barizdir. İlginç bir şekilde dışa doğru korumada etkililiği ve farklar çok daha küçüktür (Bkz. Şekil 5’teki sayılar)
Şekil 5: Çeşitli maskelerle küçük damlacıkların (aerosollerin) filtreleme etkisi: bezden ev yapımı, cerrahi maske (3M-‘Tie-on’) ve bir FFP2 (N95) solunum maskesi. Van Der Sande ve arkadaşlarının 2007 yılında Tablo-2’sindeki PF (protection factor – koruma faktörü) değerlerinden hesaplanan sayılar, tanımlama amacıyla 100 (damlacık sayısı) referans alınarak ölçeklendirilmiştir. Ölçüm, hiçbir fiziksel aktivite olmadan 3 saatlik bir giyme periyodu sonunda havadaki 0,02-1µm aralığındaki ölçülerdeki parçacıkları kaydeden bir Portacount sayıcı ile yapılmıştır. Koruma sayısı, grup başına 7 (ya da 8) yetişkin gönüllünün ortalamasıdır. Testin başındaki korumada Ev yapımı ve cerrahi maske birbirine benzerdi, fakat FFP2 için koruma iki katıydı. Çocuklar oldukça az koruma yaşamıştır.
Bu sonuçlar acil bir soruyu gündeme getiriyor: Eğer tüm istediğimiz pandemiyi azaltmaksa, yani eğriyi düzleştirmekse, akciğerlere ulaşan parçacıkların 4 kat azalması, insandan insana bulaşmayı ne kadar düşürür? Sezgilerimiz, kusurlu bir maskenin bile, sosyal ilişkilerde ya da el yıkarken veya yüzünüze dokunmayarak en azından 2m’den daha fazla olarak önerilen seperasyon aralığında, biraz koruma sağlayabileceğini gösterir – tüm tavsiyeler güçlü epidemiyolojik destekler olmadan mekanik mantığa dayanmaktadır.
Teknik olarak, t zamanındaki hafifletme müdahalesinden sonra baştaki Ro’dan efektif Rt’ye olan ‘üreme oranı’nda bir azalma olmasına katkıda bulunan, geçici ev yapımı maskelerinin sağladığı gibi, cerrahi maskelerden elde edildiği gibi bir kişinin maruz kaldığı damlacıkların 4 kat veya 3 kat azaltılması miktarının ne kadar olduğu belirlenebilir. Belki de %25? Sonrasında da SEIR – epidemiyolojik modeller kullanarak, hangi boyutta bir R kısmi korumanın büyük oranda eğriyi düzleştireceği ve sağlık hizmetleri sisteminin aşırı baskı altında olmasını önlemek için talep edilen miktar hesaplanabilir (Şekil 1).
Fakat R’nin böyle bir ‘aşağı yukarı’ hesaplaması karmaşıktır çünkü ölçülmesi kolay olmayan birçok mekanik faktör hakkında bilgi sahibi olmak gerekecektir. Örneğin COVID-19’un büyük sprey damlacıkları kanalıyla bulaşmasının küçük aerosollere olan oranını bilmiyoruz. Sadece sonraki durumda N95 solunum maskesinin cerrahi maskeye göre avantajı tam olarak gerçekleşecektir. Ayrıca sosyal mesafenin tek başına R’yi azaltmada ne kadar katkı sağladığını da bilmiyoruz.
Buradan hareketle, bu problemin dışında bir yol sunan ve cerrahi maskelerin etkili olmadığını iddia eden resmi yetkililerin dikkate almadığı gerçek bulaşma biyolojisine de göz atalım.
III – BİYOLOJİ:
Herhangi bir virüs gibi SARS-Cov-2 virüsü de insan hücresi üstüne virüsün anahtar rolünde, hücrenin de anahtarı hücreye girmek ve çoğalmak için tamamlayan kilit rolünde olduğu bir anahtar kilidi ilkesi ile yerleşir. SARS-Cov-2 virüsü için, viral yüzey proteini olan Spike ‘S’ proteini anahtardır ve konak hücrelerin yüzeylerinde açığa çıkan (moleküler olarak görünen) ‘kilit’ proteinlerinin içine güvenli bir şekilde girmelidir. SARS-Cov-2 virüsünün kullandığı hücresel kilit proteinleri ACE2 proteinidir (Şekil 6).
Bu hücre yüzeyi enzimi normal olarak kardiyopulmoner bir koruma fonksiyonuna sahiptir. ACE2, kronik kalp rahatsızlığı ya da pulmoner veya sistemik arteriyal hipertansiyonu olan yaşlı insanlarda daha yüksek seviyelerde açığa çıkar. (ACE2 exspresyonu, proteazlar gibi varlıkları için virüslerin hücrelere girmesine ihtiyaç duyan diğer konakçı proteinler daha bol miktarda ve büyük ölçüde açığa çıktığından, ‘hız sınırlayıcı’dır.) Bazı tansiyon ilaçları (hipertansiyon ARDS’ye ve COVID-19’dan ölüme doğru giden bir risk faktörü olduğundan şimdi yoğun şekilde tartışıldığı gibi) ve havalandırmadan gelen mekanik gerilim ironik olarak ACE2 ekspresyonunu yükseltebilir.
Şekil 6: SARS-Cov-2, S proteinleri ile hücre yüzeylerindeki ACE2 (mavi) proteine yerleşerek konak hücreye giriyor.
Şaşırtıcı bir şekilde, akciğerdeki ACE2 ekspresyonu çok düşüktür: akciğerin derinlerindeki alveolar hücrelerde (AT2 hücrelerinde) hücre başına birkaç molekül olacak şekilde sınırlıdır. Ancak, HCA (Human Cell Atlas – İnsan Hücresi Atlası) konsorsiyumu tarafından yayınlanan bir bildiri, burnun iç kısmındaki hücrelerin bazı çeşitlerinde (salgı hücrelerinde) yüksek derecede açığa çıktığını söylemektedir (Şekil 7)
Bu gerçeği yukarıdaki mekanik gerçekle birleştirin: ACE2 proteininin burun ekspresyonu, SARS-Cov-2 virüsünün bu hücreleri enfekte ettiğini öne sürer. SARS-Cov-2 virüsünün bulaşmasının büyük bir ölçüde, öksürükteki ve hapşırıkta püskürtülen sıvının çok büyük bir bölümünü içeren büyük öksürük veya hapşırık damlacıkları vasıtasıyla meydana geleceği ve boyutuna göre, tam olarak virüsler için moleküler kilitlerin var olduğu, viral eklentilere ve konak hücrelerine içine girişe müsaade eden nazofarenkse ineceği sonucu çıkarılabilir. Açıkçası bu bulaşma rotası basit fiziksel bariyer ile etkili bir biçimde bloke edilebilir. (Burun boşluğundaki ACE’nin proksimal ekspresyonu, yüzey damlacıkları ile bulaşmaya da destek olur – dolayısıyla gerçekten ellerinizi yıkayınız.)
Şekil 7: Viral girişin majör rotasının, viral giriş reseptörü ekspresyonunun bulunduğu buruna inen büyük damlacıklar vasıtasıyla olması mümkündür. ACE2 en büyüğüdür. Bu, bir fiziksel bariyer sağlayan basit maskelerle zaten etkili bir şekilde bloke edilen bir bulaşma rotasıdır.
Aslında; orijinal SARS gibi diğer hava kaynaklı viral enfeksiyon durumlarından farklı olarak, viral malzemenin burun çubuklarından rahatlıkla saptanabildiği ve izole edilebildiği şimdi rapor edilebilir. Hücrelere giriş için ACE2 de kullanan SARS ile kıyasla, COVID-19 halinde, viral genomlar (RNA) burun çubuklarında daha erken ve çok daha yüksek bir yoğunlukla ortaya çıkar, öyle ki tespiti oldukça kolaydır. Aslında FDA, nazofarenksin derinlikleri yerine sadece burnun önünden kendi kendine alınan testler için çubukları onayladı. Ayrıca moleküler analiz, SARS-Cov-2 virüsünün aktif olduğunu ve akciğerin daha derin bölgelerinde yaşayan diğer solunum virüslerinden ayrı olarak nazofarenkste zaten ürediğini göstermektedir.
Nazofaringeal mukozadaki viral üreme, ayrıca prodromal dönemdeki pozitif testleri ve sağlıklı taşıyıcılar tarafından bulaşmayı ve belki de COVID-19’un erken dönemlerinde görünen anozmiyi de açıklayabilir. Fakat bu biyoloji şu anlama da gelmektedir: Hiçbir şekilde akciğere giremeyen fakat solunum yolunun üst kısımlarına yerleşen büyük damlacıkları önlemek, enfeksiyondan korunmada en etkili araç olabilir. Bu nedenle cerrahi maskeler, belki de kayak maskeniz, bandananız veya atkınız bile, hükümet yetkilileri tarafından (anlaşılabilir ama talihsizce) genel olarak halkın maske takmasına karşı ilk başlardaki önerisiyle tanımlanandan daha fazla koruma sağlayabilir. N95 solunum maskeleri göreceli olarak düşünülenden biraz daha ek koruma sunabilir. (Açık konuşmak gerekirse, CDC hiç yüz maskesi kalmadığında sağlık hizmetleri çalışanlarına son çare olarak atkı kullanmalarını öneriyor.)
Pratiksel ve toplumsal açıdan bakıldığında cerrahi ya da el yapımı maskeler, layıkıyla kullanılırsa, en kötüsü zarar vermeyecek ve en iyisi yardımcı olabilir. (Kullandıktan sonra dış yüzeyine dokunmadan attığınızdan ya da yıkadığınızdan emin olunuz.) Bu basit ve ucuz maskeler eğriyi düzleştirmeye yardımcı olmada, belki biraz, belki de önemli ölçüde yeterli olabilir. Önemle: Bunları kullanmak sağlık çalışanlarının elinden pahalı N95 solunum maskelerini almayacaktır.
SONUÇ:
Batılı devletlerin, maske takmayı lekelemezlerse, teşvik edilmemesine neden olan yanlış mantık ve mekanik ve biyolojinin COVID-19’un dik artışına katkı sağlaması trajik olurdu. Üst solunum yolunun SARS-Cov-2’nin insan dokularının içine girişi için majör bir yer olduğunu varsayarsak, buruna veya boğaza yerleşen o büyük mermi damlacıklarını engelleyen bir bariyer işlevi gören basit yüz maskelerini takmak R üretim oranını, sosyal mesafe ve el yıkama ile kıyaslanabilir bir miktara, ciddi anlamda azaltabilir. Bu da eğriyi düzleştirmede iki kat hafifletme etkisi yapacaktır.
Geleceğe bakış: ekonomiyi ayakta tutmak için politik baskı nedeniyle yakın zamanda tecriti yumuşatırsak, belki de halka arasında giyilen yüz maskelerini teşvik etmek, genel tecrit ile görünmeyen düşmanın yeniden canlanmasını riske atan genel özgürlük arasında iyi bir uzlaşma olacaktır. Artık, yetkililerin anti-cerrahi maske histerisine son veren ve eğriyi büken Asya ülkelerinde olduğu gibi yaygın bir maske kullanımını öneren ve hatta zorunlu kılan sağlam bir bilimsel temel var.
Yazar: Hui Suang
Çeviri: Orkun Özkurt
