这些是我在准备一篇关于口罩有效性的论文时记录的笔记，时间从2021年11月到2022年1月。最终，我放弃了这篇论文，因为我感觉人们已经不再重视口罩了，所以完成它意义不大。我决定发表这些笔记，希望它们能成为一些人进行自己研究的有用起点，因为最近几周我注意到一些迹象表明人们可能愿意再次采取措施避免感染COVID。我之前关于这个主题的论文，我领导了一个由19位专家组成的团队，写于2020年4月，并在此发表于美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Science）。
更好口罩的兴起
在美国，4亿只N95口罩正在免费分发，这些口罩来自美国国家战略储备的7.5亿只库存。2020年在美国分发6.5亿只口罩的类似计划被取消。
KN95口罩正在分发给美国国会工作人员，并且要求联邦工作人员和在联邦大楼内佩戴口罩。
洛杉矶学区要求学生将布口罩升级为“密合度好的、带鼻梁条的非布口罩”。
口罩有效
一篇综述文章讨论了实验室证据和实证证据，证明了佩戴口罩的重要性，其中八项“开创性研究”表明佩戴口罩可以减少传播，而一项关于外科口罩的丹麦研究存在“几处设计限制”，仅“显示出在限制COVID-19传播方面的微小益处”。作者指出，“实验室研究已经证明外科口罩能够阻挡SARS-COV-2和其他病毒”，并且这些口罩“在保护他人方面有效率为60%-70%，在保护佩戴者方面有效率为50%”。
一项在大流行早期进行的证据综述得出结论，“考虑到目前医用口罩短缺的情况，我们建议公众佩戴布口罩，作为一种有效的源头控制措施”。该综述指出，“到2020年6月底，全球近90%的人口居住在几乎普遍佩戴口罩或法律要求在某些公共场所佩戴口罩的地区。” 该综述还称，“目前只有一项关于普通社区佩戴口罩控制流感的对照试验。该研究针对澳大利亚家庭，并非在大流行期间进行，且未强制遵守”，然而仍然发现“口罩整体对临床流感样疾病的保护有效率超过80%”。
一项针对北京家庭的观察性研究分析了社区佩戴口罩对COVID-19传播的影响，发现如果在出现症状前所有家庭成员都佩戴口罩，则在预防传播方面有效率为79%。
一项研究利用政策干预措施以及国家和人口特征的多重回归来推断口罩使用与SARS-CoV-2传播之间的关系。研究发现，没有口罩强制令或普遍佩戴口罩的国家，传播率约高出7.5倍，这一结果与一项针对较少国家的类似研究结果相似。许多其他论文也发现了类似的结果。
一个口罩使用的数学模型估计，佩戴口罩可以将再生数R减少到(1−mp)^2，其中m是口罩内部捕获病毒颗粒的有效性，p是佩戴口罩的人口百分比。
《自然》杂志的一篇报道解释说，在孟加拉国进行社区口罩使用随机对照试验（RCT）的研究人员“首先制定了推广佩戴口罩的策略，采取了包括医务人员在公共场所提醒等措施。这最终使口罩使用率提高了三倍，从对照村的13%增加到鼓励佩戴口罩村的42%”，然后“比较了对照村和干预社区的COVID-19病例数”。他们发现，佩戴口罩社区的感染人数有所下降，使用外科口罩后COVID症状的发生率是对照社区的0.87倍，使用布口罩后是0.91倍。报道指出，“研究人员认为，真实的风险降低可能要大得多，部分原因是他们没有对无症状或症状不符合世界卫生组织疾病定义的人进行SARS-CoV-2检测。” 研究人员总结说，“推广社区佩戴口罩可以改善公共健康”。
约翰霍普金斯大学公共卫生学院对这项研究进行了评估，并得出结论：“这项研究是迄今为止规模最大、设计最好的关于SARS-CoV-2传播的现实非药物干预的随机对照试验。”
一篇研究人际间暴露于传染性呼吸道颗粒的上限的论文得出结论，“与保持社交距离相比，面罩显著降低了SARS-CoV-2感染的风险。我们发现，当每个人都佩戴面罩时，即使口罩不能完美贴合面部，感染的风险也非常低。” 他们计算得出，“仅靠社交距离，即使两个人说话时相距3.0米，几分钟后感染风险的上限也高达90%”，但当传染源和易感者都佩戴密合度好的FFP2口罩时，接触一小时后感染风险只有0.4%。他们发现，要实现良好的密合度，重要的是根据鼻梁形状调整鼻夹条，而不是将其留在锋利的折叠位置。
一项类似研究“量化了在高换气率的大房间中传播风险降低的程度，该风险在更剧烈的呼吸活动时会增加，而通过使用面罩则可显著降低”。作者将广泛用于确保社交距离的六英尺规则描述为“一项指导方针，对于足够小到可以在室内空间中持续混合的带病原体气溶胶飞沫，提供的保护微乎其微”。取而代之的是，他们基于“累积暴露时间”（即居住者数量与他们在密闭空间中停留时间的乘积）制定了安全指导方针。他们特别指出，最大的风险来自人们说话（非轻声）或唱歌的地方，并且“佩戴面罩的益处立即显而易见”，这是因为当传染源和易感者都佩戴口罩时会产生乘法效应。他们进一步指出，“空气过滤在提高累积暴露时间上限方面的效果不如佩戴面罩显著。尽管如此，它确实提供了一种更舒适（尽管成本更高）的室内传播缓解手段。”
另一项研究分析了通风和口罩有效过滤效率在教室环境中的综合影响，发现“仅靠通风无法将教室中传播COVID的概率降低到<0.01（1%）”。然而，他们发现好的口罩在某些情况下可以将感染概率降低5倍以上，并且“通风和口罩提供的减少效果是协同和叠加的”。但他们也指出，“大多数口罩的密合度不好”，建议努力确保使用高质量的口罩。
在一项关于社区公共卫生干预措施的研究中也发现了类似结果，该研究得出结论：“为了控制疫情，我们的模型表明，严格遵守社交距离对于遏制疾病传播是必要的，即使只有一小部分人遵守社交距离，佩戴面罩也能提供最佳保护。”
独立科学咨询小组 OzSAGE的指导意见指出，“学龄儿童能够佩戴口罩。例如，旧金山所有两岁以上的儿童都被要求在学校佩戴口罩”。
奥密克戎改变局面
一项对细颗粒物排放的分析发现，与原始野生型（WT）病毒相比
“Delta和Omicron都具有更高的传播性：对于给定数量的核糖核酸（RNA）病毒拷贝，被感染的细胞数量分别增加了一倍和四倍。此外，Omicron似乎更善于逃避免疫系统。这意味着潜在感染情况发生所需的临界病毒拷贝剂量需要降低。对于野生型（WT），我们曾建议的临界剂量是500个病毒拷贝。如果上述感染细胞的能力转化为感染风险，那么Delta的临界剂量约为300个病毒拷贝，Omicron约为100个病毒拷贝。”
研究发现，“在大多数公共场所，外科口罩已不再足够，而正确佩戴的FFP2呼吸器仍然提供足够的保护，但在唱歌或大喊等产生高气溶胶的情况下除外。”
来自香港的数据显示，“Omicron SARS-CoV-2在人支气管中的感染和繁殖速度比Delta变种和原始SARS-CoV-2快70倍”。
一项针对丹麦家庭传播情况的研究估计了Omicron相对于Delta的二次感染率（SAR），发现在未接种疫苗的人群中高1.2倍，接种两剂疫苗的人群中高2.6倍，接种加强针的人群中高3.7倍。作者总结说，“Omicron VOC的快速传播主要归因于其免疫逃逸能力”。
根据英国统计数据，未接种疫苗者感染Omicron的住院风险与野生型病毒大致相同，约为Delta变种风险的一半。
《今日感染控制》（Infection Control Today）杂志报道称，许多专家担心“‘奥密克戎是疫情终结者’的观点忽略了长新冠的危害”
“Linda Spaulding，注册护士，CIC, CHEC, CHOP，《今日感染控制》编辑顾问委员会（EAB）成员，表示她“看到20多岁的运动员因长新冠而在双肺移植的等候名单上。这会带来长期的后果。有些人提到‘新冠脑雾’。他们就是无法集中思绪。” 此外，即使是针对长新冠的治疗也可能对患者的身体造成负担。”
“正如《今日感染控制》编辑顾问委员会另一成员、医学博士Kevin Kavanagh指出的那样，社会试图将COVID-19从大流行转向地方病的核心难点在于，COVID不仅仅是一种呼吸道病毒。Kavanagh在10月份写道，SARS-CoV-2类似于HIV，因为它可以在“宿主体内悄悄传播并攻击几乎所有器官。””
更好的口罩效果更好
美国疾病控制与预防中心（CDC）解释说
“疏松编织的布制品防护效果最差，多层密织制品提供更多防护，密合度好的即弃式外科口罩和KN95提供更多防护，而密合度好的经NIOSH批准的呼吸器（包括N95）提供最高水平的防护。”
不幸的是，“密合度好的即弃式外科口罩”开箱即用是不存在的，因为口罩两侧有很大的缝隙。外科口罩需要改造才能达到良好密合度。这是因为它们是为了在手术中阻挡液体飞溅而制造的，而不是为了阻挡空气传播。以下是美国疾病控制与预防中心（CDC）展示的两种改善密合度的方法
研究表明，这两种方法都能显著减少呼吸期间排放的气溶胶暴露
“...在源头假人佩戴的医用外科口罩外面再加一个布口罩，或对医用外科口罩进行打结收边，分别将未佩戴口罩的接收者的累积暴露量减少了82.2%（标准差=0.16）和62.9%（标准差=0.08）（图2）。当源头未佩戴口罩而接收者佩戴了双层口罩或进行打结收边的医用外科口罩时，接收者的累积暴露量分别减少了83.0%（标准差=0.15）和64.5%（标准差=0.03）。当源头和接收者都佩戴双层口罩或打结收边口罩时，接收者的累积暴露量分别减少了96.4%（标准差=0.02）和95.9%（标准差=0.02）。”
使用空气传播模拟器来评估各种类型面罩阻挡COVID-19传播的能力。在这个实验中，“与不戴口罩相比，棉口罩导致病毒摄入减少约20%至40%。N95口罩具有最高的防护效果（减少约80%至90%）”。所有口罩在源头控制方面都比保护佩戴者更有效，其中N95口罩阻止了所有可检测到的传播。
美国政府工业卫生师会议（ACGIH）表示，“工人需要呼吸器”，并指出佩戴“N95过滤式面罩呼吸器...具有1-10%的向内和向外泄漏率”，而佩戴外科口罩“具有50%的向内和向外泄漏率”，佩戴布面罩“具有75%的向内和向外泄漏率”。他们解释说，“N95 FFR的指定防护系数为10（10%的向内泄漏），但对于单个工人必须达到100的密合系数（1%的向内泄漏）。” ACGIH制作了一个表格，显示了如何计算平均感染时间：如果假设在没有人佩戴口罩的情况下平均需要15分钟感染（基于CDC接触者追踪的前提），那么如果传染源和接收者中有一方或双方佩戴不同类型的口罩，平均感染时间是多少。计算方法是将基础时间15分钟除以传染源口罩（如果佩戴）的泄漏系数，然后再除以接收者口罩（如果佩戴）的泄漏系数。
然而，这种方法过于简化了。基于单次命中感染模型的研究表明，感染概率对吸入的病毒数量“表现出高度非线性的敏感性”。因此，“在病毒含量高的环境中……佩戴口罩可能不足以预防感染。”
国家个人防护技术实验室（NPPTL）进行的研究发现，带有呼气阀的呼吸器“将颗粒物排放量降低到与外科口罩、医用口罩或布面罩提供的水平相似或更优的水平”。此外，“从FFR内部用外科胶带固定在阀门上，可以提供与无呼气阀的FFR相似的源头控制效果”。
抵制口罩
澳大利亚联邦首席护理和助产官 Alison McMillan 教授声称，“没有证据表明我们应该在社区环境中转向……N95呼吸器。” 她补充说：“我知道有一些出版物建议转向N95（口罩）。但这没有实证证据支持。”
据ABC Coronacast节目主持人 Norman Swan 称，“如果你佩戴的N95没有经过密合度测试——而且在家自己进行测试并非易事——那么就无法保证它会比佩戴外科口罩有效得多。迪肯大学流行病学系主任 Catherine Bennett 教授声称，“从技术上讲，说明书说你不应该重复使用”呼吸器，并且“如果你不是特别检查它的密合度，你可能是在浪费时间”。职业环境医生 Malcolm Sim 同意这一观点：“如果你摘下（N95口罩）又戴上，它们并非用于此目的……它们很容易在某人的手提包中损坏，”并补充说，口罩的完整性可能会受到损害。他说：“如果你经常处理它们，反复摘戴，病毒很可能会沾到你的手、脸和身体的其他部位，风险会大得多。”
新南威尔士大学流行病学家 Mary-Louise McLaws 声称，“目前还没有证据表明N95口罩对Omicron的保护效果比外科口罩更好。”
《新闻周刊》的一篇评论文章声称，“呼吸器的有效性被大大高估了，而且几乎没有证据表明它们可以阻止社区传播。此外，经NIOSH批准的呼吸器很紧、不舒服，并且会妨碍呼吸。” 文章进一步声称，“呼吸器要起作用，必须密合良好，必须经过OSHA测试，并且只能在短时间内使用，因为它们会因呼吸变湿而有效性降低。”
最近尤其有人反对儿童佩戴口罩，《新闻周刊》的文章声称，“呼吸器并非保护儿童免受COVID-19感染的必要手段，因为COVID-19对他们构成的风险惊人地低”，而且实际上佩戴口罩涉及“已有的、有充分记录的危害”。然而，没有任何记录显示佩戴口罩对儿童造成危害，
呼吸器可以重复使用
据口罩制造商3M称，呼吸器（他们称之为“过滤式面罩呼吸器 (FFRs)”）“可以多次使用”。他们说，“佩戴FFR没有时间限制。呼吸器可以一直佩戴，直到脏污、损坏或呼吸困难。”
在CNN的报道中，弗吉尼亚理工大学土木与环境工程教授 Linsey Marr 解释说，N95口罩的材料和过滤能力“除非你物理摩擦或弄破，否则不会降解”。你需要长时间处于非常污染的空气中……佩戴几天后，它的过滤能力才会下降。所以，你可以佩戴很长时间。人们提到40小时——我认为没问题。实际上，它可能会先因为面部污垢变脏，或者系带松弛甚至断裂，然后才会丧失过滤能力……如果口罩看起来干净，判断是否需要更换的首要迹象是呼吸变得有点费力。每次呼吸时阻力似乎都增加了。” 她还指出，重复使用N95口罩的污染风险“远低于不佩戴N95而吸入颗粒物的风险”。
CDC制定了优化呼吸器供应的指南，建议呼吸器最多重复使用五次。这些指南是为“在医疗环境中执行病原体传播预防政策和程序”的人员制定的。记者们曾广泛（且错误地）将其作为社区使用的建议来分享。
N95口罩材料的发明者 Peter Tsai 表示，“N95口罩可以轮换使用，每3-4天换一只”，并且这样做“口罩的性能不会改变”。
根据NIOSH颗粒物呼吸器选择和使用指南，N95呼吸器在总质量负载达到200毫克后必须保持至少95%的过滤效率。这是为了确保它们在高颗粒物场所（例如某些建筑环境）中仍然有效。然而，在正常使用情况下，即使是在人口密度高的城市户外，每天24小时佩戴也需要超过200天才能达到这个水平。指南称，“通常，N系列过滤器的使用和重复使用也只受卫生、损坏和呼吸阻力增加的考虑限制”。NIOSH的指南得到了研究的充分支持。
呼吸器有效并非必须进行密合度测试
在一项研究中，非专业人士被要求阅读呼吸器随附的说明书，然后在没有帮助的情况下佩戴呼吸器并完成密合度测试。获得的平均密合系数为88，受试者的最低密合系数为15，将近一半的人达到了大于100的密合系数。
实践中发现，外科口罩的密合度差得多。一项研究表明，外科口罩的“定量密合系数范围在2.5到9.6之间”，另一项研究发现平均密合系数为3.0。
美国食品药品监督管理局（FDA）的指导意见解释说
“密合系数（Fit Factor）是表示佩戴口罩时，口罩内部和外部颗粒物浓度差异的一种方法。例如，密合系数为2意味着口罩内部的颗粒物浓度是外部浓度的1/2，即50%；密合系数为5意味着口罩内部的颗粒物浓度是外部浓度的1/5，即20%。”
该指导意见表示，未能达到密合系数2可能“表明呼吸器的密合度不足以确保该设备能够帮助减少佩戴者暴露于病原性生物气载颗粒物。”
一项对外科口罩密合过滤效率（FFE）的分析发现，未经改造的外科口罩FFE仅为38.5%。“打结收边”技术将其提高到60.3%，而一个由三根橡皮筋组成的DIY口罩固定器则将其提高到78.2%。一个3层棉口罩的FFE只有26.5%。另一方面，N95口罩的FFE达到了98.4%。此外，N95的FFE标准差只有0.5%——也就是说，在进行“一系列重复的躯干、头部和面部肌肉运动”的多项测试中，它都保持了有效性。有趣的是，一个2层尼龙口罩的FFE为79.0%（标准差4.3%），表明一些布口罩也可能相当有效。这些发现在一项针对多种布口罩的研究中得到了验证，该研究发现600 TPI棉与丝绸、雪纺或聚丙烯的混合物达到了72-96%的过滤效率。
研究人员计算得出，“佩戴口罩时最有可能沉积在呼吸道中的颗粒物尺寸约为2μm”。不幸的是，N95或类似标准并未考虑这一颗粒物尺寸。相反，使用的是0.3 μm的颗粒物。
一项2010年针对公共卫生医疗紧急情况下的呼吸器密合度测试研究发现，未经培训佩戴口罩的非专业人士中，98%达到了超过5的密合系数（20%泄漏），75%达到了超过10的密合系数（10%泄漏）。
佩戴和摘下口罩并不复杂或有风险
CDC的分析得出结论，通过表面（污染物）感染的风险“通常被认为是低的”，这一观点早在2020年7月就得到了证据支持。一项在COVID疫情高峰期间对“来自口罩正面、手机、纸币、刷卡机、污水、空气和床上用品的418份样本”进行的分析“在所有检测的样本中均未检测到SARS-CoV-2的任何痕迹”。
我们不应将呼吸器仅留给医护人员
据Project N95执行董事 Anne Miller 称，美国有许多N95口罩制造商，且供应充足。
《经济学人》报道称，在欧洲，“大流行初期，FFP2口罩稀缺且昂贵。甚至政府也成为价格欺诈的受害者，每个口罩支付超过4欧元（4.50美元）。此前需求一直很低，因此库存和产能无法满足突然激增的需求。各国政府希望将供应留给感染病毒风险最高的人群，例如医护人员。” 然而，他们报道称，到2021年底，“FFP2口罩供应充足，随着高传染性的Omicron变种在全球传播，更新指导意见以推荐更广泛地使用它们可能是帮助减少传播的一种方法。”
2020年前六个月，中国新增注册口罩公司超过7万家，其中许多由没有经验、没有注册或执照的人经营。中国政府介入加强许可管理，关闭了许多公司，国际需求因质量担忧而下降。
由于“N95需求急剧下降”，美国口罩工厂正在关闭。2021年6月，美国口罩制造商协会表示，“我们在未来60到90天内将有28个成员企业倒闭。” 到2021年7月，他们估计“其成员企业共有5000名工人被解雇”。然而，随着学校口罩强制令和Omicron激增期间的需求，美国的需求在2022年初飙升。
CDC发现60%的KN95是假冒的。
据澳大利亚报道，“随着COVID-19病例急剧增加后消费者抢购囤货，全科医生们缺乏高防护性的N95口罩。”
2021年5月，CDC表示，“过去几个月，经NIOSH批准的呼吸器供应量和可及性显著增加。医疗机构此时不应再使用危机应对策略，而应迅速恢复常规做法。”
随着我们在供应链上溯，需求扭曲可能会增加，从而给上游企业造成低效。这被称为牛鞭效应。
呼吸器不必不舒服
在一项针对N95过滤式面罩呼吸器（FFR）的生理影响的分析中发现，“对于健康的医护人员，在现实的临床工作强度下，佩戴FFR一小时内不会造成任何重要的生理负担”。
一项针对KF80、KF94、KF99、N95和N99口罩的研究发现，自我报告的舒适度与吸气轻松程度几乎完全相关。