Maskit kaikille? Tiede sanoo kyllä

Yhteenveto tieteellisistä tutkimuksista

Trish Greenhalg ja Jeremy Howard

Lääkäri Trish Greenhalgh ja datatieteilijä Jeremy Howard ovat kirjoittaneet yhteenvedon maskien käytön tieteellisistä todisteista. Yhteenvedon viesti on varsin yksiselitteinen: maskien suurkäyttö auttaa hallitsemaan viruksen leviämistä.

Lyhyt yhteenveto (TL;DR): Lääketieteellisiä laatuvaatimuksia ei välttämättä ole saatavilla, mutta tästä huolimatta kaikkien tulisi käyttää jopa itse valmistettuja puuvillamaskeja. Tilanne on se, että käytännössä kuka tahansa voi olla sairastunut koronavirustautiin, joten mahdollisimman laajalla maskien käytöllä voidaan merkittävästi vähentää sen todennäköisyyttä, että sinä — tai minä — levitämme tautia toisillemme, perheillemme tai yhteisöömme. Tässä artikkelissa kerrotaan, miksi maskien laajamittainen käyttö on hyvin kannatettava ajatus.

Saving The Mask

Oletko hämilläsi maskien käytöstä? Kyse on monimutkaisesta kysymyksestä, mutta ei kuitenkaan niin monimutkaisesta kuin jotkut antavat ymmärtää. Olemme tutustuneet tieteelliseen tutkimukseen (ks. artikkelit “Face Masks Against COVID-19: An Evidence Review” ja “Face masks for the public during the covid-19 crisis”). Tässä on yhteenveto erilaisista (tieteellisistä) todisteista ja näkemyksemme siitä, mitä kaikesta maskeja koskevasta keskustelusta voidaan päätellä.

Tautien leviämisen epidemiologia

Olet luultavasti nähnyt domino- ja hiirenloukkuvideoita, jossa yksi esine aiheuttaa valtavan ryöpyn. Mitä läheisemmin dominot (tai hiirenloukut) ovat, sitä enemmän kaaosta syntyy. Jokaisella tartuntataudilla on tarttuvuusluku (R0-luku). [*] Tauti, jonka R0 on 1 tarkoittaa, että jokainen tartunnan saanut henkilö tartuttaa keskimäärin yhden henkilön neitseellisessä populaatiossa. Tauti, jonka R0 on alle yhden, epidemia hiipuu ja näivettyy jonkin ajan kuluessa. Vuoden 1918 espanjantautina tunnetun pandemian aiheuttaneen H1N1-influenssaviruskannan R0 oli 1,8. Lontoon Imperial Collegen tutkijat ovat arvioineet COVID-19-taudin aiheuttavan SARS-CoV-2:n R0-luvuksi 2,4, vaikka joidenkin tutkimusten mukaan viruksen R0 voi olla jopa 5,7. Tämä tarkoittaa, että ilman torjuntatoimia COVID-19 leviää laajasti ja nopeasti. Tärkeää on, että COVID-19-potilaat voivat tartuttaa muita jo taudin varhaisessa vaiheessa (To ym. 2020; Zou ym. 2020; Bai ym. 2020; Zhang ym. 2020; Doremalen ym. 2020; Wei 2020). Alkuvaiheessa potilaalla on yleensä vain vähän tai ei lainkaan oireita.

Pisaroiden ja aerosolien fysiikka

Puhuessasi suustasi lentää pieniä mikropisaroita. Koronavirustautiin sairastuneiden tapauksessa pisarat sisältävät virushiukkasia. Vain erittäin suuret pisarat selviävät yli 0,1 sekuntia ennen kuin ne kuivuvat ja muuttuvat pisaraytimiksi (Wells 1934; Duguid 1946; Morowska ym. 2019), jotka ovat 3–5 kertaa pienempiä kuin itse alkuperäiset pisarat, mutta sisältävät silti joitakin virushiukkasia.

Tämä tarkoittaa sitä, että on paljon helpompaa estää suurempien pisaroiden leviäminen suustasi ympäristöön verrattuna siihen kuin, että ne lähestyvät terveen ihmisen kasvoja. Mutta useimmat tutkijat eivät ole tarkastelleet tätä asiaa…

Maskien materiaalitiede

Maskien tehokkuutta koskevissa keskusteluissa oletetaan usein, että maskin tarkoituksena on suojata käyttäjää. Näin lääkäreille opetetaan lääketieteellisissä opinnoissaan. Kangasmaskit ovat tässä suhteessa varsin huonoja (vaikkakaan eivät täysin tehottomia). Täydellistä suojaa varten on käytettävä asianmukaisesti paikalleen asetettua lääketieteellistä hengityssuojainta (kuten N95-maskia) [1]. Tartunnan saaneiden tulisi kuitenkin käyttää kangasmaskeja, koska ne suojaavat erittäin hyvin heidän ympärillään olevia muita ihmisiä. Tätä kutsutaan “lähteenhallinnaksi”. Lähteenhallinnalla on merkitystä keskustelussa siitä, pitäisikö kansalaisten käyttää maskeja.

Puuvillamaskin käyttäminen vähentää COVID-19-tartunnan saaneen viruspitoisten yskösten leviämistä 20 senttimetrin päässä olevaa ihmistä kohti jopa 36-kertaisesti ja se on jopa kirurginen suu-nenäsuojusta tehokkaampi. Kummallisesti tutkijat, jotka havaitsivat tämän asian, pitivät 36-kertaista viruseritteen vähentymistä “tehottomana”. Olemme eri mieltä. Se tarkoittaa, että sairas levittää vain 1/36 osan virusmäärästä, jonka hän olisi muuten tehnyt, vähentäen viruskuormaa, mikä todennäköisesti johtaa tartunnan pienempään todennäköisyyteen ja vähäisempiin oireisiin tartunnan sattuessa.

Taudin leviämisen matematiikka

Tiimimme suorittama matemaattinen mallinnus, jota muu tutkimus tukee (Yan ym. 2019), viittaa siihen, että jos suurin osa ihmisistä käyttää maskia julkisissa tiloissa, leviämisluku (“efektiivinen R”) voi painua alle yhden, jonka seurauksena taudin leviäminen hiipuu ja lopulta loppuu täysin. Maskin ei tarvitse estää kaikkia virushiukkasia, mutta mitä enemmän virushiukkasia maskien käyttö estää, sitä alemmaksi efektiivinen R-luku painuu.

Maskin käytön mallinnettu vaikutus uusiutumislukuun (ks. alkuperäinen kuvio)

Miksi maski?

Maskin tehokkuus riippuu kolmesta kuviossa esitetystä seikasta: kuinka hyvin maski estää virusta leviämästä (“tehokkuus”: vaaka-akseli), kuinka suuri osa ihmisistä käyttää maskeja (“käyttöaste” eli noudattaminen: pystyakseli) ja taudin leviämisestä (“R0”: siniset viivat kaaviossa). Kuvion oikean ylälaidan alue osoittaa tilanteen, jossa R0 on alle yhden. Tätä kohti on pyrittävä taudin tuhoamiseksi. Jos maski estää kaikki hiukkaset (maskin tehokkuuden oikeanpuolimmainen reuna), niin jopa alhainen maskien keskimääräinen käyttöaste johtaa taudin leviämisen hillitsemiseen. Vaikka maskit estävät paljon pienemmän osan virushiukkasista eli ne eivät ole niin tehokkaita, taudin leviämistä voitaisiin tästä huolimatta hillitä, mutta vain jos suurin osa tai kaikki ihmiset käyttävät maskeja (vrt. tehokkuus esim. 40 prosenttia, käyttöaste 80 prosenttia).

Maskien käytön poliittiset näkökohdat

Miten saamme kaikki tai ainakin useimmat ihmiset käyttämään maskeja? Voit opastaa heitä ja yrittää suostutella heitä käyttämään maskeja, mutta parempi tapa on vaatia ihmisiä käyttämään maskia joko erityisissä olosuhteissa, kuten julkisessa liikenteessä, ruokakaupoissa tai jopa aina kodin ulkopuolella liikkuessaan. Rokotetutkimus (Bradford & Mandich 2015) osoittaa, että niissä maissa, joissa rokotuksista kieltäytymiselle asetetaan korkeat vaatimukset, rokotusaste on korkeampi. Samaa lähestymistapaa sovelletaan nyt myös lisäämään maskien käytön lisäämiseen, ja varhaiset tulokset (Leffler ym. 2020) viittaavat siihen, että nämä lait ovat tehokkaita, lisäävät maskien käyttöä ja hidastavat tai pysäyttävät koronavirustaudin leviämisen.

Maskien käyttökokeilut: keinotekoiset ja luonnolliset koeasetelmat

Keinotekoiset koeasetelmat ovat sellaisia, joissa tutkija jakaa ihmiset (yleensä satunnaisesti — tästä siis satunnaistettu vertailukoe tai satunnaistettu kontrolloitu tutkimus) kahteen ryhmään: toiset käyttävät maskia ja toiset puolestaan eivät (vertailu-/kontrolliryhmä). Maskien yleisestä käytöstä ei ole olemassa satunnaistettua kontrolloitua tutkimusta. Satunnaistetut kontrolloidut tutkimukset maskien käytöstä muiden sairauksien (kuten influenssan tai tuberkuloosin) leviämisen estämiseksi ovat yleensä osoittaneet pienen vaikutuksen, joka monissa tutkimuksissa ei ole osoittautunut tilastollisesti merkitseväksi. Useimmissa näissä tutkimuksissa maskia käyttäneiden ryhmään valikoidut ihmiset eivät aina käyttäneet maskia.

Luonnollinen koeasetelma on sellainen, kun tutkitaan jotain, joka todella tapahtuu — esimerkiksi silloin, kun maa ottaa käyttöön maskien käyttöä koskevia politiikkatoimia. Esimerkiksi Etelä-Koreassa koronavirussairaus eteni nopeasti; Etelä-Korean tilanne vaikutti muutaman viikon ajan seuraavan Italian tilannetta. Helmikuun lopussa 2020 Etelä-Korean hallitus kuitenkin päätti ryhtyä jakamaan maskeja kaikille kansalaisille. Siitä lähtien Etelä-Korea ja Italia ovat kulkeneet eri teitä. Samaan aikaan, kun kuolemantapaukset Italiassa kasvoivat kiihtyvällä tahdilla kauhistuttavalle tasolle, Etelä-Korean tautiluvut alkoivat laskea. Tässä on Etelä-Korean aktiivisten tartuntatapauksien (punainen) ja Italian (sininen) määrät; katso tarkkaan, mitä maaliskuun alussa tapahtui, kun Etelä-Koreassa ryhdyttiin jakamaan maskeja (Etelä-Korean analyysi on Hyokon Zhiangin ja visualisaatio Reshama Shaikin käsialaa):

Koronavirustautitapaukset Etelä-Koreassa ja Italiassa (Kuvio: Aarne Seppel; Data: Johns Hopkinsin yliopisto)

Luonnolliset koeasetelmat ovat tieteellisesti epätäydellisiä, koska suoraa vertailuryhmää ei ole olemassa, joten emme voi olla varmoja siitä, että muutokset johtuivat maskeista. Joissakin maissa, joissa maskien käyttöön kannustettiin, muut toimenpiteet, kuten tiukka fyysinen etäisyys, koulujen sulkemiset ja julkisten tapahtumien peruuttaminen, tapahtuivat suunnilleen samaan aikaan. Jopa näissä tapauksissa voimme tehdä asiaankuuluvia vertailuja. Esimerkiksi eurooppalaiset naapurimaat Itävalta ja Tšekki ryhtyivät soveltamaan fyysisiä etäisyyssääntöjä samana päivänä, mutta samalla Tšekki asetti maskien käyttöpakon. Itävallassa tartuntatapauksia ilmeni lisää, kun taas Tšekissä tapausten lukumäärä tasaantui. Tšekin ja Itävallan luvut asettuivat samalle kehityskaarelle vasta, kun Itävallassa otettiin käyttöön maskien käyttöä koskeva lainsäädäntö muutamaa viikkoa myöhemmin.

Koronavirustautitapaukset Tšekissä ja Itävallassa (Kuvio: Aarne Seppel; Data: Johns Hopkinsin yliopisto)

On tärkeää huomata, että tartuntatapauksien ja kuolemantapauksien määrät ovat laskeneet kaikissa maissa ja kaikilla ajanjaksoilla, kun maskien käyttöön on kannustettu lainsäädännön avulla tai kansalaisille on annettu maskeja.

Maskien käytön käyttäytymistiede

Jotkut ovat esittäminen, että ihmisten pakottaminen (tai voimakas kannustaminen) käyttämään naamareita kannustaa riskialttiiseen käyttäytymiseen (Brousseau ym. 2020), kuten esimerkiksi liikkumaan enemmän ulkona tai pesemään harvemmin käsiään, ja sanoneet lopputuloksen olevan tällöin negatiivinen. Tämä vaikutus on näiden väitteiden mukaan havaittu joissakin maskeja koskevissa koeasetelmissa. Samanlaisia argumentteja on esitetty aiemmin muun muassa HIV-tartuntojen ennaltaehkäisystrategioista (Cassell ym. 2006; Rojas Castro, Delabre & Molina 2019) ja moottoripyöräkypärien käyttöpakosta (Ouellet 2011) käydyissä keskusteluissa. Näitä asioista koskevissa reaalimaailman tutkimuksissa on kuitenkin havaittu, että vaikka joidenkin ihmisten käyttäytyminen olikin riskialttiimpaa, väestötasolla turvallisuus ja hyvinvointi kasvoivat (Peng ym. 2017; Houston & Richardson 2007).

Maskien käytön taloustiede

Taloudellisissa analyyseissä tarkastellaan, kuinka paljon maskien tarjoaminen maksaa, kuinka paljon arvoa (sekä taloudellista että muuta arvoa) voidaan luoda — ja mahdollisesti menettää — jos maskeja tarjotaan. Tällaiset taloudelliset tutkimukset (Abaluck ym. 2020) osoittavat, että yksittäisen ihmisen käyttämä maski (maski ei maksa lähes mitään) voisi tuottaa tuhansien dollarien arvosta taloudellisia hyötyjä ja pelastaa monia ihmishenkiä.

Maskien käytön antropologia

Maskien käyttö on varsin tavanomaista monissa Aasian maissa osittain henkilökohtaisista (suojautuminen saasteilta) ja osittain yhteisöllisistä syistä (aiempien MERS- ja SARS-epidemioiden seurauksena). Maskini suojaa sinua; sinun maskisi suojaa minua. Useimmissa näissä maissa on kuitenkin ollut tapana käyttää maskia vain, jos sinulla on oireita; vasta viime aikoina, kun tietoisuus oireettomasta koronavirussairauden leviämisestä on paremmin ymmärretty, maskien käytöstä on tullut yleisempää kaikkien kansalaisten keskuudesta oireista riippumatta.

Johtopäätökset

Vaikka kaikki tieteelliset todisteet eivät tue maskien käyttöä, suurin osa niistä osoittaa samaan suuntaan. Arviomme saatavilla olevista todisteista johtaa selkeään johtopäätökseen: pidä pisarat itselläsi — käytä maskia.

Voit valmistaa maskin kotona t-paidasta, nenäliinasta tai käsipyyhkeestä. Voit halutessasi jopa suojata kasvosi huivilla tai kaulakiinalla. Käytä mielellään tiiviisti kudottua kangasta, jonka läpi voit silti hengittää. Tutkijat suosittelevat myös paperipyyhkeen asettamista itse tehdyn maskin sisälle kertakäyttöiseksi suodattimeksi; voit liu’uttaa sen kahden kangaskerroksen väliin. Ei ole näyttöä siitä, että maskin on oltava juuri tietyllä tavalla valmistettu, jotta se olisi tehokas keino lähdehallinnan näkökulmasta. Voit laittaa kangasmaskin pyykkiin ja käyttää uudelleen aivan niin kuin käytät t-paitaa uudelleen.

Jos käy ilmi, että sinulla on koronavirustauti, läheisesi ovat iloisia siitä, että käytit maskia.

Loppusanat: Jeremyn esimerkki lähteenhallinnasta

—

Viitteet

• Abaluck, Jason, Judith A. Chevalier, Nicholas A. Christakis, Howard Paul Forman, Edward H. Kaplan, Albert Ko & Sten H. Vermund. 2020. “The Case for Universal Cloth Mask Adoption and Policies to Increase Supply of Medical Masks for Health Workers.” SSRN Scholarly Paper ID 3567438. Rochester, NY: Social Science Research Network. https://papers.ssrn.com/abstract=3567438.
• Bai, Yan, Lingsheng Yao, Tao Wei, Fei Tian, Dong-Yan Jin, Lijuan Chen &Meiyun Wang. 2020. “Presumed Asymptomatic Carrier Transmission of Covid-19.” Jama.
• Bradford, W David & Anne Mandich. 2015. “Some State Vaccination Laws Contribute to Greater Exemption Rates and Disease Outbreaks in the United States.” Health Affairs 34 (8): 1383–90.
• Brosseau, Lisa M., ScD, Margaret Sietsema, PhD 1.4.2020. 2020. “COMMENTARY: Masks-for-All for COVID-19 Not Based on Sound Data.” CIDRAP. https://www.cidrap.umn.edu/news-perspective/2020/04/commentary-masks-all-covid-19-not-based-sound-data.
• Cassell, Michael M, Daniel T Halperin, James D Shelton & David Stanton. 2006. “Risk Compensation: The Achilles’ Heel of Innovations in Hiv Prevention?” Bmj 332 (7541): 605–7.
• Doremalen, Neeltje van, Trenton Bushmaker, Dylan H. Morris, Myndi G. Holbrook, Amandine Gamble, Brandi N. Williamson, Azaibi Tamin, ym. 2020. “Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1.” New England Journal of Medicine 0 (0): null. https://doi.org/10.1056/NEJMc2004973.
• Duguid, JP. 1946. “The Size and the Duration of Air-Carriage of Respiratory Droplets and Droplet-Nuclei.” Epidemiology & Infection 44 (6): 471–79.
• Houston, David J & Lilliard E Richardson. 2007. “Risk Compensation or Risk Reduction? Seatbelts, State Laws, and Traffic Fatalities.” Social Science Quarterly 88 (4): 913–36.
• Leffler, Christopher, Edsel Ing, Craig A. McKeown, Dennis Pratt & Andrzej Grzybowski. 2020. “Country-Wide Mortality from the Novel Coronavirus (COVID-19) Pandemic and Notes Regarding Mask Usage by the Public.”
• Morawska, LJGR, GR Johnson, ZD Ristovski, Megan Hargreaves, K Mengersen, Steve Corbett, Christopher Yu Hang Chao, Yuguo Li & David Katoshevski. 2009. “Size Distribution and Sites of Origin of Droplets Expelled from the Human Respiratory Tract During Expiratory Activities.” Journal of Aerosol Science 40 (3): 256–69.
• Ouellet, James V. 2011. “Helmet Use and Risk Compensation in Motorcycle Accidents.” Traffic Injury Prevention 12 (1): 71–81.
• Peng, Yinan, Namita Vaidya, Ramona Finnie, Jeffrey Reynolds, Cristian Dumitru, Gibril Njie, Randy Elder, ym. 2017. “Universal Motorcycle Helmet Laws to Reduce Injuries: A Community Guide Systematic Review.” American Journal of Preventive Medicine 52 (6): 820–32.
• Rojas Castro, Daniela, Rosemary M Delabre & Jean-Michel Molina. 2019. “Give Prep a Chance: Moving on from the ‘Risk Compensation’ Concept.” Journal of the International AIDS Society 22: e25351.
• To, Kelvin Kai-Wang, Owen Tak-Yin Tsang, Wai-Shing Leung, Anthony Raymond Tam, Tak-Chiu Wu, David Christopher Lung, Cyril Chik-Yan Yip, ym. 2020. “Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study.” Lancet Infect. Dis. 0 (0). https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30196-1.
• Wei, Wycliffe E. 2020. “Presymptomatic Transmission of SARS-CoV-2 — Singapore, January 23–March 16, 2020.” MMWR. Morbidity and Mortality Weekly Report 69. https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6914e1.
• Wells, WF. 1934. “On Air-Borne Infection: Study Ii. Droplets and Droplet Nuclei.” American Journal of Epidemiology 20 (3): 611–18.
• Yan, Jing, Suvajyoti Guha, Prasanna Hariharan & Matthew Myers. 2019. “Modeling the Effectiveness of Respiratory Protective Devices in Reducing Influenza Outbreak.” Risk Analysis 39 (3): 647–61. https://doi.org/10.1111/risa.13181.
• Zhang, Juanjuan, Maria Litvinova, Wei Wang, Yan Wang, Xiaowei Deng, Xinghui Chen, Mei Li, ym. 2020. “Evolving Epidemiology and Transmission Dynamics of Coronavirus Disease 2019 Outside Hubei Province, China: A Descriptive and Modelling Study.” The Lancet Infectious Diseases 0 (0). https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30230-9.
• Zou, Lirong, Feng Ruan, Mingxing Huang, Lijun Liang, Huitao Huang, Zhongsi Hong, Jianxiang Yu, ym. 2020. “SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients.” New England Journal of Medicine 382 (12): 1177–9. https://doi.org/10.1056/NEJMc2001737.

—

Suomentajan huomautukset

[1] N95-maski on amerikkalainen maskistandardi, jota vastaava eurooppaalaiset standardit ovat FFP2 ja FFP3.

—

Tiivis yhteenveto tartuntatautiepidemiologian perusteista löytyy tämän Palkansaajien tutkimuslaitoksen tutkijoiden kirjoittaman artikkelin lopusta.

Palkansaajien tutkimuslaitos

Suomennos Trish Greenhalghin (Twitter) ja Jeremy Howardin (Twitter) artikkelista “Masks for all? The science says yes.”. Artikkeli ilmestyi fast.ai:n verkkosivuilla 13.4.2020. Suomennoksessa on hyödynnetty Postimees-lehdessä ilmestynyttä vironkielistä käännöstä.

Trish Greenhalgh on Oxfordin yliopiston yleislääketieteen professori ja yleislääkäri. Hän on julkaissut uransa aikana satoja tieteellisiä artikkeleita ja monia tieteellisiä oppikirjoja. Greenhalgh on tunnettu terveydenhuollon johtamista ja terveydenhuollon innovaatioita koskevasta tutkimuksestaan. Hänet on muun muassa palkittu vuonna 2001 Brittiläisen imperiumin ritarikunnan upseerin (OBE) arvonimellä työstään näyttöön perustuvan lääketieteen edistämiseksi ja vuonna 2014 hänet kutsuttiin Iso-Britannian Academy of Medical Sciencesin Fellow-jäseneksi.

Jeremy Howard on datatieteilijä, sarjayrittäjä ja sijoittaja. Hän on yksi fast.ai-tutkimusjärjestön perustajista. Hän työskentelee nykyään doc.ai:n ja platform.ai:n tieteellisenä johtajana. Aiemmin Howard perusti Enlitic-nimisen lääketieteelliseen tutkimukseen erikoistuneen koneoppimisyrityksen, jonka lisäksi hän työskenteli uransa alussa useita vuosia McKinseyn kuin myös AT Kearneyn palveluksessa.

Kirjoituksen on suomentanut Thomas Brand (Twitter).