口罩人人戴？科学说是的。—

更新：Jeremy 现在已经在The Conversation上写了一篇关于口罩的文章，还有一篇详细的常见问题 (FAQ)。Trisha 和 Jeremy 是世界上一百多位顶尖学者中的两位，他们发表了一封公开信致所有美国州长，要求“官员们强制要求在所有公共场所佩戴布口罩，例如商店、交通系统和公共建筑。”

对戴口罩感到困惑？没错，这很复杂。但没有有些人暗示的那么复杂。我们一直在研究科学依据（请看我们的论文面罩对抗 COVID-19：证据回顾——附有 104 篇参考文献！——以及面向大众的口罩：消除稻草人论证）。这是对各种证据流的总结，以及我们对这一切意味着什么的看法。

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疾病传播的流行病学

你可能看过那些紧密排列的多米诺骨牌和捕鼠器的视频，其中单个物品触发了巨大的连锁反应。多米诺骨牌（或捕鼠器）排列得越紧密，产生的混乱就越大。每种传染病都有一个传播率（R0）。R0 为 1.0 的疾病意味着每个感染者平均传染给一个人。R0 小于 1.0 的疾病将会消亡。导致 1918 年大流行的流感毒株 R0 为 1.8。引起 COVID-19 的病毒的 R0 被帝国理工学院研究人员估计为 2.4，尽管一些研究表明其可能高达 5.7。这意味着如果没有遏制措施，COVID-19 将会广泛而快速地传播。重要的是，COVID-19 患者在疾病早期传染性最强（To 等， 2020；Zou 等， 2020；Bai 等， 2020；Zhang 等， 2020；Doremalen 等， 2020；Wei 2020），此时他们通常症状很少或没有症状。

飞沫和气溶胶的物理学

当你说话时，微小的飞沫会从你嘴里喷出。如果你具有传染性，这些飞沫就含有病毒颗粒。只有非常大的飞沫才能在干燥并在 0.1 秒内变成飞沫核（Wells 1934；Duguid 1946；Morawska 等， 2009）之前存留，飞沫核比原始飞沫本身小 3-5 倍，但仍然含有一些病毒。

这意味着在飞沫刚从你嘴里出来时阻挡它们（此时它们要大得多）比在它们接近接受飞沫的未感染者的脸部时阻挡它们要容易得多。但这并不是大多数研究人员一直在关注的焦点……

口罩的材料科学

关于口罩有效性的争论通常假定口罩的目的是保护佩戴者，因为这是所有医生在医学院里学到的。布口罩在这方面的效果相对较差（尽管并非完全无效）。为了获得 100% 的保护，佩戴者需要佩戴合适的医用呼吸器（例如 N95）。但布口罩，由感染者佩戴时，在保护周围的人方面非常有效。这被称为“源头控制”。在关于公众是否应该戴口罩的争论中，源头控制才是关键所在。

如果你患有 COVID-19 并在 8 英寸外对某人咳嗽，戴棉布口罩会减少你传播给那个人的病毒量，减少90%以上，甚至比外科口罩更有效。进行这项实验的研究人员将这种减少描述为“无效”，部分原因是他们进行了不恰当的分析，删除了棉布口罩完美有效的那些患者数据。我们不同意他们的结论。这意味着你传播的病毒量将少于原来量的 1/10^th，从而降低了病毒载量，这很可能导致感染概率降低，并且如果感染，症状也会减轻。

传播的数学

我们团队进行的数学建模，以及其他研究（Yan 等， 2019）的支持，表明如果在公共场所大多数人戴口罩，传播率（“有效 R”）可以降至 1.0 以下，完全阻止疾病传播。口罩不必阻挡每一个病毒颗粒，但阻挡的颗粒越多，有效 R 就越低。

戴口罩有多有效取决于图中所示的三个因素：口罩阻挡病毒的效果如何（“有效性”：横轴），公众戴口罩的比例（“依从性”：纵轴），以及疾病的传播率（R0：图中的黑线）。图中蓝色区域表示 R0 小于 1.0，这是我们消灭疾病需要达到的目标。如果口罩能阻挡 100% 的颗粒（图的最右边），即使依从率较低，也能遏制疾病。即使口罩阻挡的病毒颗粒比例低得多，疾病仍可能得到遏制——但前提是大多数或所有人都戴口罩。

佩戴口罩的政治学

如何让所有人或大多数人戴口罩？你可以教育他们并试图说服他们，但更有效的方法是要求他们戴口罩，无论是在公共交通或杂货店等特定场所，甚至是在家以外的所有时间。疫苗接种的研究（Bradford 和 Mandich 2015）表明，对疫苗豁免设定更高门槛的司法管辖区疫苗接种率更高。现在正采用同样的方法来提高佩戴口罩的依从性，早期结果（Leffler 等， 2020）表明这些法律在提高依从性、减缓或阻止 COVID-19 传播方面是有效的。

佩戴口罩的实验：人工实验和自然实验

人工实验是指研究人员将人员（通常是随机——因此称为“随机对照试验”或 RCT）分配到戴口罩或不戴口罩（对照组）的两组中。目前还没有针对公众在 COVID-19 中的佩戴口罩的随机对照试验。用于预防其他疾病（如流感或结核病）的佩戴口罩的随机对照试验倾向于显示出一个小效果，该效果在许多研究中并未达到统计学显著性。在大多数这类研究中，被分配到佩戴口罩组的人员并非总是佩戴口罩。

自然实验是指我们研究实际发生的事情——例如一个国家推行佩戴口罩的政策。例如，韩国在最初几周内出现了快速的社区传播，其轨迹与意大利相似。然后，在 2020 年 2 月下旬，政府为每位公民提供了定期口罩供应。从那时起，一切都变了。随着意大利的死亡人数加速攀升至可怕的水平，韩国的死亡人数实际上开始下降。这是韩国报告病例数（红色）和意大利报告病例数（蓝色）；仔细看看 3 月初发生的事情，当时口罩分发的效果开始显现（这项韩国分析感谢Hyokon Zhiang，可视化图表来自Reshama Shaikh）

自然实验在科学上并非完美，因为没有直接的对照组，所以我们无法确定任何变化是否完全归因于口罩。在一些推行佩戴口罩的国家，其他措施，如严格的社交距离、学校停课和取消公共活动，也大约在同一时间发生。即使在这种情况下，我们也能找到相关的比较。例如，欧洲邻国奥地利和捷克在同一天引入了社交距离要求，但捷克还引入了强制佩戴口罩的规定。奥地利的病例率继续呈上升趋势，而捷克的病例率则趋于平缓。直到几周后奥地利也引入口罩法，这两个国家才回到相似的轨迹。

重要的是，在每一个通过法律鼓励佩戴口罩或向公民提供口罩的国家和时期，病例率和死亡率都下降了。

佩戴口罩的行为科学

有人声称，强制（或强烈鼓励）人们佩戴口罩会助长冒险行为（Brosseau 等， 2020）（例如，更多出门，更少洗手），从而导致净负面结果，并且这种效果在一些口罩实验中被观察到。类似的论点先前也用于 HIV 预防策略（Cassell 等， 2006；Rojas Castro, Delabre, and Molina 2019）和摩托车头盔法（Ouellet 2011）。然而，关于这些主题的真实世界研究发现，尽管一些个体表现出冒险行为，但在总体人群层面，安全和福祉得到了全面改善（Peng 等， 2017；Houston 和 Richardson 2007）。

佩戴口罩的经济学

经济分析考虑了提供口罩的成本以及如果提供口罩可能产生的（财务和非财务）价值——以及潜在的损失。这类经济研究（Abaluck 等， 2020）表明，每人佩戴一个口罩（几乎不花钱）可以产生数千美元的经济效益并拯救许多生命。

佩戴口罩的人类学

在许多亚洲国家，公众佩戴口罩已经常态化，部分是出于个人原因（防污染），部分是出于集体原因（近期中东呼吸综合征和 SARS 流行病的结果）。我的口罩保护你；你的保护我。然而，在大多数这些国家，惯例是只在有症状时才戴口罩；只是在最近几周，随着对无症状传播的认识更加深入，无论有无症状都戴口罩才变得普遍。

结论

虽然并非所有科学证据都支持佩戴口罩，但大多数证据指向同一个方向。我们对这些证据的评估得出了一个明确的结论：把你的飞沫留给自己——戴上口罩。

你可以在家自制一个，可以用 T 恤、手帕或纸巾制作，或者甚至只是用围巾或头巾把脸包起来。理想情况下，使用紧密编织但仍能呼吸的织物。研究人员建议加入一层纸巾作为一次性过滤器；你可以简单地把它放在两层布料之间。没有证据表明你的口罩需要任何特定的专业技能或护理才能对源头控制有效。你可以把布口罩放在洗衣机里清洗重复使用，就像你重复使用 T 恤一样。

如果发现你正在潜伏 COVID-19，你关心的人会很高兴你戴了口罩。

尾声：Jeremy 对源头控制的说明

这是 Jeremy 对源头控制的一个小插图！

参考文献

Abaluck, Jason, Judith A. Chevalier, Nicholas A. Christakis, Howard Paul Forman, Edward H. Kaplan, Albert Ko, and Sten H. Vermund. 2020. “推广全民佩戴布口罩及增加医务人员医用口罩供应的论证。” 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, and Meiyun Wang. 2020. “推定无症状感染者传播 Covid-19。” Jama。
Bradford, W David, and Anne Mandich. 2015. “一些州的疫苗接种法律导致美国更高的豁免率和疾病爆发。” Health Affairs 34 (8): 1383–90。
Brosseau, Lisa M., ScD, Margaret Sietsema, PhD Apr 01, and 2020. 2020. “评论：COVID-19 全民口罩论没有坚实的数据基础。” 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, and David Stanton. 2006. “风险补偿：艾滋病预防创新中的阿喀琉斯之踵？” Bmj 332 (7541): 605–7。
Doremalen, Neeltje van, Trenton Bushmaker, Dylan H. Morris, Myndi G. Holbrook, Amandine Gamble, Brandi N. Williamson, Azaibi Tamin, 等， 2020. “SARS-CoV-2 与 SARS-CoV-1 的气溶胶和表面稳定性比较。” New England Journal of Medicine 0 (0): null. https://doi.org/10.1056/NEJMc2004973。
Duguid, JP. 1946. “呼吸道飞沫和飞沫核的尺寸和空气传播持续时间。” Epidemiology & Infection 44 (6): 471–79。
Houston, David J, and Lilliard E Richardson. 2007. “风险补偿还是风险降低？安全带、州法律和交通事故死亡。” Social Science Quarterly 88 (4): 913–36。
Leffler, Christopher, Edsel Ing, Craig A. McKeown, Dennis Pratt, and Andrzej Grzybowski. 2020. “新型冠状病毒（COVID-19）大流行导致全国死亡率以及关于公众佩戴口罩的注意事项。”
Morawska, LJGR, GR Johnson, ZD Ristovski, Megan Hargreaves, K Mengersen, Steve Corbett, Christopher Yu Hang Chao, Yuguo Li, and David Katoshevski. 2009. “人类呼吸道呼气活动排出的飞沫的尺寸分布和来源部位。” Journal of Aerosol Science 40 (3): 256–69。
Ouellet, James V. 2011. “摩托车事故中的头盔使用和风险补偿。” Traffic Injury Prevention 12 (1): 71–81。
Peng, Yinan, Namita Vaidya, Ramona Finnie, Jeffrey Reynolds, Cristian Dumitru, Gibril Njie, Randy Elder, 等， 2017. “减少伤害的通用摩托车头盔法：社区指南系统评价。” American Journal of Preventive Medicine 52 (6): 820–32。
Rojas Castro, Daniela, Rosemary M Delabre, and Jean-Michel Molina. 2019. “给 PrEP 一个机会：走出‘风险补偿’概念。” 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, 等， 2020. “SARS-CoV-2 感染期间后口咽唾液样本中的病毒载量和血清抗体反应的时间分布：一项观察性队列研究。” Lancet Infect. Dis. 0 (0). https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30196-1。
Wei, Wycliffe E. 2020. “SARS-CoV-2 的症状前传播——新加坡，2020 年 1 月 23 日–3 月 16 日。” MMWR. Morbidity and Mortality Weekly Report 69. https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6914e1。
Wells, WF. 1934. “关于空气传播感染：研究二。飞沫和飞沫核。” American Journal of Epidemiology 20 (3): 611–18。
Yan, Jing, Suvajyoti Guha, Prasanna Hariharan, and Matthew Myers. 2019. “呼吸防护装置在减少流感爆发方面的有效性建模。” 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, 等， 2020. “中国湖北省外 2019 冠状病毒病的流行病学演变和传播动态：描述性与建模研究。” 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, 等， 2020. “感染患者上呼吸道样本中的 SARS-CoV-2 病毒载量。” New England Journal of Medicine 382 (12): 1177–9. https://doi.org/10.1056/NEJMc2001737。