Как нехватка масок COVID-19 ставит под угрозу исследования вирусов

Ученые вынуждены нажимать кнопку "пауза" на проектах, связанных с высоким риском.

Отредактировано 2023-07-08
Исследователи работающие с образцами в маскахМаски N95 более безопасны, чем хирургические, и необходимы для работы с инфекционными агентами в исследовательских условиях.

Кэтрин Дж. Ву - научный журналист из Бостона и старший продюсер Story Collider, писавшая для Smithsonian, NOVA Next, Scientific American и других изданий. Она имеет степень доктора философии в области микробиологии и иммунологии Гарвардского университета.

Эта история первоначально была опубликована на сайте Undark.

Для Ким Уэст одежда для работы не заканчивается дома. Придя в свой офис в Медицинской школе Массачусетского университета, Уэст часто надевает вторую одежду поверх рубашки и брюк: халат на все тело, дополненный ботинками, защитными рукавами, двумя парами перчаток, сеткой для волос и респиратором N95. Эта экстравагантная одежда, созданная для защиты от опасных и часто передающихся воздушно-капельным путем патогенов, которые она изучает, стала второй натурой для Уэст, которая давно потеряла счет количеству защитных средств, которые она использует каждый год.

Сейчас она отсчитывает дни до того момента, когда эта закономерность прервется.

Поскольку коронавирус SARS-CoV-2 продолжает распространяться по всему миру, исследовательские лаборатории столкнулись с тем, что запасы средств индивидуальной защиты стремительно сокращаются. В частности, нехватка N95s, которые недавно стали объектом панических покупок со стороны клиентов, надеющихся уберечься от инфекции, грозит затруднить работу таких ученых, как Уэст, зарабатывающих на жизнь исследованием тех самых микробов, которые подвергают население наибольшему риску.

Уэст руководит лабораторией UMass Medical с уровнем биобезопасности 3 (BSL3) - так она называется потому, что работает с потенциально смертельными и вдыхаемыми микробами, - где она и ее коллеги выращивают бактерии, вызывающие туберкулез - главную инфекционную болезнь в мире. "Это безумие", - говорит она. "У нас так много людей, которые ежедневно пользуются N95. Если вдруг мы не сможем попасть туда для выполнения своей работы, мы потеряем возможность проводить исследования".

Названные так за их способность отфильтровывать 95 процентов частиц, находящихся в воздухе, респираторы N95 действительно защищают от болезней, включая COVID-19, болезнь, вызываемую вирусом SARS-CoV-2. Однако эксперты неоднократно призывали население отказаться от покупки респираторов, которыми легко злоупотреблять и которые вряд ли уберегут большинство здоровых людей от болезни. Тем не менее, респираторы N95 исчезли с полок аптек и с сайтов интернет-магазинов, причем цены на некоторые из них достигают 195 долларов.

Больницы и клиники остаются приоритетом для производителей масок, которые защищают медицинских работников во время лечения больных пациентов. Но если дефицит сохранится, исследования в области инфекционных заболеваний могут вскоре стать еще одной жертвой вспышки, поскольку ученые будут вынуждены приостановить проекты, связанные с высоким риском.

"Мы можем проявить изобретательность", - говорит Джоан Николс, заместитель директора Галвестонской национальной лаборатории в Техасе, где находится еще один объект BSL3, также испытывающий нехватку оборудования. "Но в конце концов, мы не можем выполнять эту работу, если мы не защищены должным образом. И это будет проблемой".

В отличие от свободно сидящих хирургических масок, респираторы N95 плотно закрывают нос и рот, защищая от подавляющего большинства микробов и мелких частиц, которые могут инфицировать или раздражать дыхательные пути. Дешевые и простые в производстве в больших количествах, респираторы нашли рынок сбыта в самых разных областях - от строительных работ до животноводства и клинических исследований, обычно продаваясь по цене менее доллара за штуку.

Однако с начала 2020 года цены на них резко выросли в соответствии с глобальным распространением случаев заболевания COVID-19, число которых сейчас значительно превышает 110 000. Медицинские работники сожгли все запасы респираторов, которые часто предписывается использовать в качестве одноразовых в условиях повышенного риска и сильного загрязнения. Серьезность проблемы нехватки масок усугубляется их источником: Многие N95, в том числе поставляемые в США, производятся в китайской провинции Хубэй, где вспышка впервые началась в декабре.

"Правда в том, что сейчас очень трудно достать N95", - говорит Сара Черри, вирусолог из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете. "Если бы вы собирались зависеть только от N95, вы бы, вероятно, были обеспокоены уже сейчас".

Хотя производители N95 обязались увеличить объемы производства, отставание от графика уже стало серьезным. Каждый крупный производитель, который обычно поставляет респираторы BSL3 компании UMass Medical, имеет их в резервном заказе как минимум до июня, говорит Уэст, которая вынуждена собирать все, что может, у менее известных продавцов из бутиков (которых она старается не называть, чтобы не нарушить свои собственные поставки).

В Галвестоне, между тем, "нам не называют дату, когда мы сможем получить респираторы", - говорит Николс. "Просто говорится, что заказ не может быть выполнен". Их лаборатория все еще ждет посылку, которая должна была прибыть в январе. "Я не вижу шансов, что мы получим заказ в ближайшее время", - говорит она.

Это особенно большая проблема, добавляет она, учитывая, что BSL3 в Галвестоне - один из многих в стране, где сейчас изучают SARS-CoV-2. "Если ситуация ухудшится и у нас закончатся эти материалы, исследования придется замедлить", - говорит она. "Вам нужно разрабатывать новые наборы, новые методы диагностики - вам нужно посмотреть, что происходит с естественной биологией этого нового вируса, который появился. Очень многое нужно сделать сейчас, потому что это поможет нам справиться с ситуацией".

В некоторых лабораториях также начали исчезать уже имеющиеся в наличии N95. С тех пор, как о COVID-19 впервые сообщили на территории США, сотрудники UMass "брали горстями и просто выходили за дверь", - сказала она. (Большинство исследователей с тех пор стали прятать свое оборудование в более укромных местах). Уэст даже получала запросы от знакомых, надеющихся получить маску для личных вылазок, включая недавнюю поездку в Миртл-Бич. Очевидно, сказала она, что ответ всегда отрицательный.

На объекте с уровнем биобезопасности 3, где простое падение пробирки может привести к эвакуации и многочасовой тщательной дезинфекции, респираторы N95 не используются повторно. Поскольку около трех десятков исследователей регулярно заходят и выходят из лаборатории, через BSL3 в UMass проходит несколько сотен респираторов в месяц. По последним подсчетам Уэста, в ее запасах осталось всего около шести недель N95. Некоторые изменения в поведении - например, более осмотрительное отношение к входу и выходу из помещения, что всегда требует смены маски - могут помочь отсрочить неизбежное. Но, по словам Уэста, вопрос о том, когда они закончатся, уже не стоит.

Чтобы подготовиться к этому, другие учреждения BSL3, например, то, которым пользуется Черри в Пенсильвании, решили перейти в основном на респираторы с питанием, или PAPR (произносится как "пэпперс"). Это многоразовые аппараты, работающие от батарей, которые нагнетают фильтрованный воздух в капюшон, полностью закрывающий голову пользователя. Но эти устройства намного дороже своих одноразовых аналогов, и руководители лабораторий должны регулярно заменять колпаки, которые ржавеют после многократной стерилизации жесткими химикатами, убивающими микробы. Не у всех лабораторий есть средства на приобретение и обслуживание PAPR для постоянного использования, и, как и в случае с N95, во время нынешней вспышки поставщики испытывают трудности с обеспечением их наличия на складе.

Черри, которая начала собирать ресурсы в январе, заметив резкое снижение доступности N95, считает, что в BSL3 Пенна будет достаточно PAPR, чтобы пережить по крайней мере следующие пару месяцев. "Я не думаю, что это будет иметь долгосрочные последствия", - говорит она. "Но, думаю, время покажет".

Все эксперты, с которыми беседовал Ундарк, подчеркивали, что потребности в средствах защиты медицинских работников, которые в настоящее время борются с пандемией по всему миру, имеют приоритет. "Я бы отдал все, что у меня есть, больнице, если бы нам это понадобилось", - говорит Николс.

И все же, поскольку вспышка продолжает развиваться, исследовательский мир должен идти в ногу со временем. "Существует национальный императив борьбы с коронавирусом", - говорит Брайан Брайсон, руководитель лаборатории, специализирующейся на туберкулезе, в Институте Рагона Массачусетской больницы общего профиля, Массачусетского технологического института и Гарвардского университета. В этой лаборатории BSL3 не видно никаких N95: Весь персонал носит респираторы PAPR, и хорошо финансируемое учреждение хранит большой запас этих и других средств защиты. "Если мы испытываем дефицит в лабораторных исследованиях, которые мы теоретически можем отложить на некоторое время, - говорит Брайсон, - то мы их просто откладываем".

Нынешняя ситуация, добавляет он, напоминает о "быстроте, необходимой для научных исследований".

Заминки и препятствия, в конце концов, являются нормальной частью научного процесса. И дефицит оборудования, конечно, не нов: Николс вспоминает, как в 2009 году после пандемии вируса гриппа H1N1, которым заразилось около 1 миллиарда человек по всему миру, возникла подобная нехватка масок. С тех пор она тщательно следит за запасами защитного оборудования.

Но любые объекты, которые могут быть закрыты, могут потребовать месяцы для восстановления. Проекты Уэста, особенно те, которые связаны с инфекциями животных, обычно требуют много месяцев для завершения. Кроме того, деньги на гранты выделяются в годовом цикле, поэтому может возникнуть задержка, прежде чем учреждения смогут возместить финансовую поддержку для экспериментов, поставленных на паузу. "Если вы не сможете провести эту начальную работу, чтобы получить предварительные данные, вы не сможете получить грант", - говорит Николс. По ее словам, если у исследователей есть гранты, находящиеся в процессе реализации, или контракт с Национальным институтом здравоохранения, они могут не иметь права на выплаты.

Уэст решила держать под рукой больше масок N95, когда поставки восстановятся. "Я припрячу в тайнике по паре упаковок каждой из моих масок N95, которые можно будет достать в такие моменты", - говорит она. Но эта стратегия не является надежной: Срок годности респираторов истекает, а средства ограничены. Работая в небольшом учреждении, она говорит: "У меня очень ограниченный бюджет. У меня нет возможности сказать: "Мне нужно 10 000 долларов, чтобы купить все эти маски"".

Николс говорит, что особенно обидно видеть, как респираторы скупают, накручивают цены и используют не по назначению. В начале этого месяца она столкнулась с мужчиной на парковке Walmart, который по забывчивости пристегнул респиратор N95 вверх ногами, так что носовая часть нависала над его подбородком.

Исследовательский персонал проходит интенсивное обучение, чтобы научиться правильно использовать маски, которые сначала должны быть индивидуально подогнаны по размеру, чтобы обеспечить плотное защитное уплотнение. По словам Черри, даже снятие респираторов не является тривиальной задачей. Люди, которые возились с внешней стороной N95, прежде чем прикоснуться к лицу, могут перенести микробы с маски на кожу, что делает бессмысленным ношение респиратора, а также потенциально повышает риск заражения.

Что касается населения, то единственное средство защиты, которое должны использовать здоровые люди, "называется здравым смыслом", - говорит Брайсон. Самое лучшее для людей, добавляет он, это "быть в курсе состояния своего здоровья и знать, больны они или нет. И знать, нужна ли самоизоляция".