新科诺贝尔生理学或医学奖得主、美国病毒学家哈维·阿尔特（Harvey J. Alter）前不久接受世界顶尖科学家论坛（WLF）独家专访时，直言不讳地说：口罩是预防新冠病毒的准疫苗（semi vaccine）。同时，阿尔特也对美国人不肯好好戴口罩的行为表示迷惑。
10月6日，《自然》（Nature）网站刊登美国科学记者琳妮·皮普斯（Lynne Peeples）撰写的长篇通讯，历数各国，尤其是美国对口罩的相关研究，以及目前仍待厘清的问题，可以从侧面反映美国科学界和公众对口罩的态度。
口罩：数据告诉了我们什么
Face masks: what the data say
口罩已经成为新冠疫情的标志。目前，新冠已使全球3500万人患病，100多万人死亡。在医院，使用医疗口罩明显减少了新冠病毒的传播。但对于公众使用的各种面具来说，相关数据杂乱无章，而且往往是匆忙拼凑起来的。
2020年4月4日，在新冠疫情大肆虐时期，美国新泽西州的顾客戴着顶级防护面具在商场准备购物。图｜© Duncan Williams/CSM via ZUMA Wire) (Cal Sport Media via AP Images)
口罩也引发了政治分歧。就在特朗普确诊前几天，他还在贬低口罩的作用。卡内基梅隆大学专研公共政策的心理学家巴鲁赫·菲施霍夫（Baruch Fischhoff）说：“人们对同一证据的理解是截然不同的，这很令人困惑。”
美国总统唐纳德·特朗普和他的夫人新冠检测呈阳性。图｜© Julio Cortez/AP
口罩的作用已经得到了科学界的认可。研究表明：口罩可以减少传播和感染冠状病毒的机会；也可能降低感染的严重程度。
但是，确切了解口罩的作用，以及如何使用是一个复杂的问题。口罩有很多种，戴口罩的人所处的环境也各不相同；人们戴口罩的意愿，或者是否正确地戴口罩，这些都是问题。甚至怎样设计研究方法才能提供口罩作用的确凿证据，也是一个难题。
“证据需要多好？”菲施霍夫问道，“这是一个至关重要的问题。”
01
超越高标准
在新冠疫情初期，医学专家缺乏新冠病毒如何传播的证据，因而无法对如何使用口罩提出有力的公共卫生建议。
插图｜Bex Glendining
在医疗环境中使用的是N95口罩，它可以过滤空气中95%的0.3微米（µm）或更大的颗粒物，从而保护佩戴者。
随着疫情的加剧，N95口罩很快就供不应求。这引发了一个问题：公众是否应该戴上外科口罩或布面口罩？在什么情况佩戴？
约翰霍普金斯医学院的流行病学家凯特·格拉博夫斯基（Kate Grabowski）说：“这些是我们应该在临床试验中解决的问题，但我们没时间这么做。”
因此，科学家们只能依赖于观察和实验室研究，以及其它传染病的间接证据。“如果你只看单篇论文，口罩的作用并没有实锤。但是，综合起来看，我确信口罩有用。”格拉博夫斯基说。
六月，密苏里州两名发型师新冠检测呈阳性，从反面加强了人们对口罩的信心——两人在工作时都戴着双层棉质面罩或外科口罩，他们传染了家庭成员，但客户似乎没有受到影响（据报道，超过一半的人拒绝免费检测）。
更严谨的分析增加了直接证据。8月初发布的一项预印本研究（未经同行评议）发现，与其他地区相比，常态化使用口罩的地区，人均死亡率的周增长率仅为其它地区的1/4。
另一项研究考察了美国各州政府在4月和5月强制使用口罩的效果。研究人员估算，这使新冠病例的日增长量减少了2个百分点。他们谨慎地表示，和保持社交距离等其它措施一起，这可能使病例数减少了45万。
但这类研究基于这样这样的假设：强制以及正确地佩戴口罩。此外，口罩的使用往往是一系列政策的组成部分。格拉博夫斯基认为，随着限制令的解除，后续的观察研究可以将口罩的影响与其他干预措施分开：“我们将更容易看到是什么措施带来了什么结果。”
虽然科学家无法控制人类群体中的许多混杂变量，但在动物研究中可以。香港大学的微生物学家袁国勇（Kwok-Yung Yuen）团队，将感染和健康的仓鼠安置在相邻的笼子里，其中一部分戴了外科口罩。
根据他们5月份发表的论文，在没戴口罩的健康仓鼠中，大约2/3感染了新冠病毒；戴了口罩的仓鼠，感染率则仅有大约1/4。即使感染了病毒，戴了口罩的也比没戴口罩的病得轻（根据临床评分和组织变化来衡量）。
这一发现佐证了逐渐形成的共识：使用口罩不仅可以保护佩戴者，也可以保护其他人。而且，口罩还可以防止重症。
加州大学旧金山分校的传染病医学家莫妮卡·甘地（Monica Gandhi）在一篇7月底发表的合著论文中指出，口罩可以减少佩戴者可能受到的病毒剂量，从而导致更温和甚至无症状的感染。她认为，病毒剂量越大，炎症反应越严重。
甘地和同事们正在分析美国1000个县实施公共口罩指引前后，新冠肺炎的住院率，以确定政策出台后新冠肺炎的严重程度是否降低。
02
病毒如何传播？
口罩的争论与另一个有分歧的问题密切相关：病毒如何通过空气传播？
科学家都在研究新冠病毒如何通过空气传播病毒的？图｜NPR
当一个人呼吸、说话、打喷嚏或咳嗽时，一股细小的液体微粒就会飞走。大的被称为飞沫；另一些是微观的，被称为气溶胶。包括新冠病毒在内的病毒会附着在这些液体微粒上，它们的大小决定了它们的特性。
飞沫会落在附近人的眼睛、鼻子或嘴上，引起感染，但是重力很快就会让它们掉下来。相比之下，气溶胶可以在空气中漂浮几分钟甚至几个小时，像烟雾一样在不通风的房间里扩散开来。
为什么口罩能阻止新冠病毒传播？病毒本身的直径只有0.1微米左右，但它不会自行离开人体，所以口罩不需要阻挡那么小的颗粒。更为相关的是传播病原体的飞沫和气溶胶，它们的直径从0.2微米到数百微米不等。
“大多数的直径在1到10微米之间，可以在空气中停留很长时间。”科罗拉多大学博尔德分校的环境化学家何塞·路易斯·希门尼斯（Jose Luis Jimenez）说，“这就是口罩的作用所在。”
科学家们仍不确定在新冠病毒的传播过程中，哪种大小的粒子最重要；甚至无法就气溶胶的尺寸界限达成一致——就像科学家们仍然不知道流感的主要传播形式，虽然流感的研究已经持续了很久。
许多人认为，无症状的传播是导致新冠疫情的主要原因，这表明病毒通常不是靠咳嗽或打喷嚏传播的。根据这个推论，气溶胶是最重要的传输媒介。因此，值得研究的是，哪些口罩可以阻止气溶胶。
03
奥秘是面料
即使佩戴合理的N95口罩，在实际使用中也略低于其95%的额定值，实际上过滤掉大约90%0.3微米以上吸入的气溶胶。而且，根据未发表的研究，没有呼气阀的N95口罩阻挡了相似比例的呼出气溶胶。但外科口罩和布面口罩的相关数据很少。
延时图像显示了咳嗽飞沫如何从一个戴着N95口罩的人身上传播，该口罩有一个阀门，可以排出呼出的空气。图:｜S. Verma et al./Phys. Fluids
在一项观察性研究中，一个国际研究小组估计外科口罩和类似的布面口罩的有效率为67%。
在未发表的研究中，弗吉尼亚理工大学环境工程师林西·马尔（Linsey Marr）和同事们发现，即使是一件棉质T恤衫，也能阻挡一半的吸入气溶胶和近80%的呼出气溶胶（直径2微米以上）。她说，如果是4-5微米的气溶胶，几乎任何一种织物都可以在两个方向阻挡80%以上。
她补充说，多层织物、编织紧密的口罩效果越好。另一项研究则发现，用不同材料（如棉花和丝绸）制成的口罩，比用单一材料制成的口罩能更有效地捕捉气溶胶。
南丹麦大学的克莉丝汀·本恩（Christine Benn）和工程师合作，用与医用呼吸机相同的标准测试他们的双层布口罩设计。据她介绍，他们的口罩只能阻挡11-19%的0.3微米以上气溶胶。
但是，根据马尔和希门尼斯的研究，由于大多数传播是通过至少1微米的颗粒进行的，因此N95和其他口罩之间的实际效果差别可能不大。
杜克大学医学院的临床研究人员埃里克·韦斯特曼（Eric Westman），是一份8月发表的论文的合著者，该研究展示了一种测试面罩有效性的方法。他的团队使用激光和智能手机摄像头，比较了14种不同的布面和外科口罩在说话时的阻断能力。
马尔等科学家建议，不要过分重视这个仅仅基于个人谈话情况下的发现。他们通过自己的实验做出了回应，发现围脖套可以阻挡大部分的飞沫。马尔说，她正在把研究结果写出来发表。
哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的病毒学家安吉拉·拉斯穆森（Angela Rasmussen）说：“有很多信息，但把所有的证据放在一起反而会令人困惑。说到底，我们还很无知。”
03
心理作用
口罩的问题不仅是生物学、流行病学和物理学问题，人类行为是口罩发挥作用的关键。明尼苏达大学传染病研究与政策中心主任迈克尔•奥斯特霍姆（Michael Osterholm）说：“戴了口罩就敢于到人群密集场所是不科学的。”
新冠大流行时期，尽量减少去人群密集的地方。图｜Jphn Hopkins University
幸运的是，一些证据表明，戴口罩会促使佩戴者和周围的人更好地遵守其他措施，例如社交距离。口罩也许让人们想起共同责任，但首先人们得戴上它。
根据华盛顿大学健康指标和评估研究所的数据，从7月下旬开始，美国的口罩使用率一直稳定在50%左右。相比3月和4月20%的使用率，有了大幅增长。
该研究所的模型还预测，如果到9月23日，美国口罩的使用量提高到95%（新加坡等国家水平），可能在2020年剩余的时间挽救近10万人的生命。
参与分析的沃斯说：“还有很多问题有待研究，但鉴于口罩是一种简单、低成本的干预措施，却如此有效，为什么有人不愿意使用它呢？”
04
争议何在
让公众困惑的是有争议的研究和混杂的信息。4月份的一项研究认为口罩无效，但在7月份被撤回。另一篇发表在6月14日的文章支持使用面具，但其研究方法受到了几十位科学家的联名抵制。论文作者们对要求撤回的呼吁提出了反击。
与此同时，世界卫生组织（WHO）和美国疾病控制与预防中心（CDC）最初没有建议广泛使用口罩，部分原因在于担心影响医护人员的口罩供给。今年4月，美国CDC建议在无法保持社交距离的情况下戴口罩；世卫组织在6月也采取了这一措施。
政治领导人之间也缺乏一致性。美国总统特朗普曾经表示支持口罩，但他自己很少戴。就在特朗普本人10月2日检测出新冠病毒呈阳性的前几天，他还嘲笑对手拜登一直使用口罩。
特朗普在确诊阳性前2天，嘲笑拜登戴口罩。图｜Business Insider
关于口罩的研究还引起了科学伦理方面的争议。
本恩的研究团队目前正在几内亚比绍招募大约4万人，随机挑选一半的家庭发放双层布面口罩——10岁以上的家庭成员每人两个。研究小组将进行为期数月的跟踪，比较口罩的使用率和新冠类疾病的发病率。
她指出，那些在对照组的人不会得到使用口罩的相关信息，但每个家庭都会收到保护自己免受新冠感染的建议。该研究预计11月完成报名。
多位科学家表示期待研究的结果；但也有人担心这样的实验是对弱势群体的剥削。
“如果是针对温和的病原体，研究将是伟大的”，（但新冠可不好惹——编者注）。主任斯克里普斯转换研究所主任埃里克·托波尔（Eric Topol）说，“你不可能对所有事情都进行随机对照试验，你也不应该这样做。”正如临床研究人员喜欢说的那样，降落伞也从未进行过随机对照试验。
但是本恩为她的工作辩护，解释说对照组的人仍然会从新冠的预防信息中受益，并且他们在研究结束时也会得到口罩。她希望这次试验能为所有人带来好处。“如果我们没有做这项试验，这些社区的情况可能更糟糕。”她说。另外，试验产生的数据将为全球科学辩论提供信息。
尽管如此，大多数科学家相信，戴口罩是有益的。甘地说，口罩不是唯一的解决办法，“但我认为这是控制新冠疫情的极其重要的基础。”
