预防流感的新武器

袁越

冬季是流感等呼吸系统传染病的高发期，去年冬天的疫情尤其严重。据报道，2017年12月18日至24日这周内，仅是北京一地就报告了5298例流感病例，较前一周上升了81.44%。

像流感这类呼吸道传染疾病主要通过空气、飞沫和身体接触传播，所以人群密集的公共场所是最容易传染的重灾区。对于个人来讲，最好的预防措施是出门前事先戴好专业的防流感口罩，以及回家后先洗手再干别的。但是并不是所有人都有条件做到上述两点，有没有可能由政府的卫生部门出面，对公共场所进行消毒呢？

喷药是目前广泛采用的方式，但效率显然太低了，于是纽约哥伦比亚大学医学中心的大卫·布伦纳（David Brenner）博士决定试试紫外灯。他原来是放射科的一名研究人员，和传染病没什么关系，但4年前他的一个好朋友死于传染病，这让他下决心把研究方向转到预防传染病上来。经过一番考量，他决定利用自己的专业知识改进现有的紫外灯，使其兼具灭菌和安全的功能。

紫外灯很早就被用于卫生消毒，因为紫外波段的光子具有很高的能量，能够破坏化学键，会给DNA、RNA和蛋白质等长链有机分子带来致命损伤。再加上光线消毒的覆盖面广，作用持久，特别适合对密闭空间的空气进行消毒。但是，目前最常用的紫外灯发出的光线波长为254纳米，能够轻松穿透人体皮肤，诱发皮下组织癌变。这个波段的紫外线还能穿透人眼的晶状体，导致白内障，所以目前的紫外灯只能用于无人空间的消毒，比如夜晚的医院或者生物实验室的超净台等，不适合在白天的公共场所使用。

根据物理学原理，光波的波长越短，穿透力也就越差。于是布伦纳决定试试波长为222纳米的紫外灯。初步实验证明这个波长的紫外线可以杀死物体表面的病菌，但却无法穿透人体表皮和晶状体，因此对人类来说是很安全的。

接下来，布伦纳又试验了这种波长的紫外线对藏身于空气飞沫中的病菌的杀伤力。研究人员首先模仿人类打喷嚏的过程，将流感病毒制成飞沫，使之充满了整个密闭空间，再用这种波长的紫外线照射这个空间，然后收集空间内的液体，喷洒在狗的肾脏细胞上，结果证明这种波长的紫外灯对空气的消毒作用是明显的。

布伦纳将实验结果写成论文，于2017年12月28日登在了生物学论文的预印网站（bioRxiv）上。虽然该文尚需经过同行评议的检验才能正式发表，但因为这项成果在公共卫生领域潜力巨大，《科学》（Science）杂志率先做了专题报道。报道指出，这项实验之所以能够进行，关键一点就是灯具制造技术的进步。波长为254纳米的普通紫外灯技术成熟，造价低廉，很容易普及，但波长为222纳米的紫外灯就比较复杂了。好在治疗近视眼的LASIK手术需要用到波长在207至222纳米的准分子灯，技术已经很成熟了，布伦纳只需在这种灯的外面蒙上一层濾膜，就能获得波长为222纳米的短波紫外线。

目前一盏这样的短波紫外灯造价已经降到了1000美元以下，如果大规模普及的话，其造价有可能进一步下降。如果最终被证明可行的话，像地铁和办事大厅这样的公共场所就可以通过紫外灯来对空气进行即时消毒，这将大大降低流感病毒的传染率。

这个案例说明，物理学新技术很有可能在生物学领域大放异彩。比如具有悠久历史的癌症放疗技术已经随着放射性技术水平的提升而变得越来越精准。众所周知，放疗最大的好处就是无需手术就能做到对恶性肿瘤的定点杀灭，但此前科学家对放射性的控制不够精准，影响了这一技术的普及。目前的放疗技术已经可以把照射精度提高到毫米级，这就为实体肿瘤的治疗提供了新的可能性。