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Mask use during COVID-19: A risk adjusted strategy
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7314683/
要旨
世界的にコロナウイルス病（2019）（COVID-19）の症例が発生している状況では、フェイスマスクの着用が病気の感染に対して有効な物理的介入であるかどうかについて、文化間でのコンセンサスが不足している。
本研究では、1）重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の感染経路を例示し、2）マスクの使用が病院環境とコミュニティ環境の両方で感染症の感染を効果的に中断させるというエビデンスとともに、マスクを取り巻く論争をマスク着用の態度、有効性、必要性の観点から取り上げ、3）地域の文脈に応じてCOVID-19パンデミック時に一般市民がマスクを着用すべきであることを示唆している。
この目標を達成するために、政府はマスク使用のリスク調整戦略を確立し、マスクの使用を科学的に普及させ、マスクの十分な供給を保証し、保健資源の不公平を減らすために協力すべきである。
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世界的にコロナウイルス病（2019）（COVID-19）の症例が増加していることから、各国はこのパンデミックに対する予防策を活用している。しかし、フェイスマスクの着用が病気の伝播に対して有効な物理的介入であるかどうかについては、文化間でのコンセンサスが不足している。
本研究の目的は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の感染経路を示し、マスク着用をめぐる論争に対処し、COVID-19パンデミック時のフェイスマスクの使用に関する提案を提供することである。
文献検索は、「COVID-19」、「2019-nCoV」、「novel coronavirus」、「SARS-CoV-2」の3つのデータベース（PubMed、CNKI、Web of Science）を用い、検索語を「COVID-19」、「2019-nCoV」、「novel coronavirus」、「SARS-CoV-2」とし、「マスク」、「フェイシャルマスク」、「フェイスマスク」の3つのデータベースを用いて、3月11日に実施した。
チームメンバーは、各研究の関連性と妥当性を個別に評価した。
プレプリントサーバーからの非査読原稿は考慮しなかった。
また、含まれている研究の参考文献リストも検索した。
含まれた研究からの知見は、叙述的に要約された。
1. SARS-CoV-2の感染経路と特徴
1.1. SARS-CoV-2の感染経路
SARS-CoV-2の主な感染経路は飛沫感染と接触感染であるが、エアロゾル発生手順（AGP）が行われる特定の状況や環境では空気感染が可能である可能性がある（世界保健機関、2020c）。ウイルス核酸は糞便検体から検出される可能性があるが、糞便-口腔感染に関する公的報告はまだない（Xie et al 2020; Zhang et al 2020a）。
飛沫は一定の距離（通常1m未満）内であれば感受性のある粘膜表面に侵入する可能性があるため、日常的な対面での会話、呼吸、咳、くしゃみなどにより、気道からの飛沫感染が発生する可能性がある。飛沫はさらにエアロゾルを形成することができ、このエアロゾルは気流とともにより広い範囲（＞1m）に広がり、環境中でより長い時間生存することができる。
例えば、確認された症例では、バスに2時間乗ったことで7人の感染が確認されたが、その間に直接の接触はなく、エアロゾル感染の可能性を示唆している（Luo et al 2020）。SARS-CoV-2はエアロゾル中で3時間生存可能であり、プラスチック（72時間）、ステンレス（48時間）、銅（4時間）、段ボール（24時間）の表面でより安定であることがわかっている（van Doremalen et al 2020）。
症状のある患者が存在すると、その周囲の表面（例えば、吹出口ファン、便器、流し台、ドアの取っ手など）が汚染される可能性がある（Ong et al 2020）。これは、中国武漢市の華南海鮮市場の環境サンプルからSARS-CoV-2核酸が検出されたことで確認された（新華網、2020）。
同様に、SARS-CoV-2 RNAは、Diamond Princessクルーズ船でキャビンを明け渡してから17日後まで、症候性感染者と無症候性感染者の両方のキャビンの様々な表面上で同定された（Moriarty et al 2020）。
表面へのエアロゾルの沈着とその後の再懸濁もまた、潜在的な感染経路である可能性がある。中国・武漢でのSARS-CoV-2のエアロゾル研究では、魔手病院の患者移動トイレ室（19コピーm-3）および医療スタッフエリア（11～42コピーm-3）内で高いウイルスRNA濃度が観察された；特に、医療スタッフの数が減少するか、またはより厳格な消毒プロセスが実施されるまでは、防護服除去室でのウイルスRNA濃度は高かった（18～42コピーm-3）（Liu et al 2020）。
また、空調システムを介したSARS-CoV-2の感染ももっともらしい。ダイヤモンド・プリンセス客船でのCOVID-19の繁殖数推定に関する研究では、Zhangらは、防疫措置の下ではR0が高いため、中央空調システムを経由したエアロゾルの伝播は無視される可能性があると指摘している（Zhang et al 2020b）。先行研究では、エアコンを介したコロナウイルスの伝播の可能性も明らかにしている。
Duらは、ルーチンの逆転写PCR（RT-PCR）を用いてサンプル中のSARS-CoVを調べたところ、すべての粉塵サンプルとエアコンからの結露水サンプルの半分が陽性であった（Du et al 2005）。
1.2. 軽度の症状または無症状の症例の割合が高い
COVID-19のもう一つの重要な特徴は、無症候性症例の割合が高いことである。感染者の約60%が軽度の症状を伴う症例や無症候性の症例から転換しており、他の人にウイルスを渡している可能性があると推定されている(Qiu, 2020)。
ダイヤモンド・プリンセス号で確認された感染者のうち、約17.9%が症状を示さず、クルーズ船の乗客や乗組員の感染率が高いことがわかった（Mizumoto et al. この割合は、中国寧波でのCOVID-19親密接触者の疫学的特徴を調べたところ、感染者の16.7%が無症状であったという知見と一致している（Chen et al. また、中国の湖北省と他の省では、無症候性症例の割合はそれぞれ16.38%、27.56%と推定された（中国CDCのデータ）。
症状が軽度、限定的、または無症状であるために認識されない未記載の感染症の感染率は、量が多いために文書化された感染症の55%（46%～62%）であり、文書化された感染症の79%の感染源は未記載の感染症であった（Li et al.
1.3. SARS-CoV-2の強い感染力
SARS-CoV-2の基礎繁殖数(R0)は1.4〜3.9と推定されている(van Doremalen et al 2020; Wu et al 2020a)。感染率は季節性インフルエンザ（0.9-2.1）やMERS（0.29-1.44）よりも高く、SARS（∼3）に近い（Coburn et al 2009；世界保健機関（WHO）、2003；Yin and Wunderink、2018）。
しかし、SARS-CoV-2の世界的な広がりはMERSやSARSよりもはるかに大きく、症状の軽い症例や無症状の症例との関連が考えられる。
Wrappらによると、SARS-CoV-2のアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）の義務的受容体への結合は、SARS-CoVよりも高い親和性を有しており（Wrapp et al 2020）、医学的合併症を有する人はより高いリスクを有する可能性があることを示している。
また、マスクがない場合でも感染までの時間が長いことを示している可能性がある（Pung et al 2020）。例えば、野菜市場の露店の前に立っているだけで15秒で感染した事例や、マスクをしていない状態で感染が確認された事例が報告されている（江北ニュース、2020）。
さらに悪いことに、潜伏期間中の症例もある程度の感染力を持っている可能性がある(Rothe et al., 2020)。例えば、ある症例が中国からドイツを訪問し、ビジネス会議に参加したが、その症例が中国に帰国するまで症状が出なかった。その3日後、その症例はCOVID-19検査で陽性となった。2日後には、その同僚にも症状が現れ、その後確認された。
1.4. COVID-19のクラスター伝染病
強い感染性と無症候性症例の割合が高いため、クラスターCOVID-19感染は封じ込めが困難な問題となる。地域によっては、クラスター感染に関連した症例数が全体の50%〜80%に達することもある（Gopinath, 2020）。
現在のところ、COVID-19のクラスター感染例は、ショッピングモール、オフィス、バス、クルーズ、刑務所、病院、老人ホームなどの比較的狭い場所や集合した場所で報告されている。Ongらは、病院の空気出口で採取したサンプルの検出結果が陽性であったことから、SARS-CoV-2が患者の飛沫を介して環境を汚染する可能性を示唆していることを明らかにした（Ong et al 2020）。
Wuらは、百貨店のクラスター伝染状況を調査し、セールスマンと顧客との距離が近いため、会話時に呼吸器感染を起こしやすいことを明らかにした（Wu et al 2020b）。また、一部の国では高官数名がCOVID-19症例と診断されたことが報告されており、マスクを着用せずに国会や懇親会、記念行事などの公共の場に参加したことが関係しているのではないかと考えられる。
仕事や社交を通じて多くの人と接触したケースは、予防策を講じなければ「超蔓延者」になる可能性があるという。
2. マスクに対する認識
2020年6月10日までに、SARS-CoV-2は710万人以上の確定症例と40万人以上の死亡をもたらしている（世界保健機関、2020b）。症状のある個人と医療現場の人はフェイスマスクを使用すべきであるという勧告に一貫性があるにもかかわらず、一般市民とコミュニティの現場では矛盾が観察された（Feng et al 2020）。
これらの不一致は、態度、有効性、必要性の観点から分析することができた。
2.1. 各国のマスクに対する態度
過去20年の間に、東アジアの国々では、重症急性呼吸器症候群（SARS）、鳥インフルエンザ、インフルエンザ、ヘイズなどの感染症のパンデミックや大気汚染のエピソードが発生している。そのため、マスクの着用は被ばくを防ぐ方法として社会に浸透している。
これは、アジア諸国の人口密度が欧米諸国に比べて一般的に高く、狭い場所での人混みは感染リスクや曝露のリスクを高めるからである。そのため、COVID-19パンデミック時には、公共の場でのマスク着用が奨励され、人々は健康を求める行動の一形態としてこれに従うことが多い（Greenhalgh et al 2020）。
しかし、多くの西側の先進国では、マスクを着用している人は公共の場ではしばしば疑念を持たれ、特定の状況ではパニックを引き起こすことさえある。
コミュニティでの普遍的なマスクの使用は、マスクはコロナウイルス感染に対する効果的な保護を提供しないという議論で、一部の保健当局によって奨励されてきた（Feng et al. 1918年のパンデミック（H1N1ウイルス）は、世界中で推定4,000万人から5,000万人の死者を出したが、未だに多くの人は、マスクの着用を含む個人防護具（PPE）や物理的バリアを、自由と個人主義に反するものとみなすかもしれない（世界保健機関、2005）。
また、政治的なデモやテロの増加を背景にマスク禁止法が導入されたことでマスク着用が一部禁止されるなど、マスク着用の文化的背景もある。SARS-CoV-2の感染経路は完全には解明されていないため、マスク着用は予防上の注意点である。
これまでのところ、世界各地の規制機関や医療従事者は、病院や研究室でのマスク使用について合意しているが、現在のマスク着用に関する論争のほとんどは、マスクの有効性とコミュニティでのマスク着用の必要性に焦点が当てられている。
マスクの有効性に関する研究の結論の違いは、主に研究内容、研究デザイン、評価方法、エンドポイントの違いによるものである。当然のことながら、このテーマに関する優れたエビデンスを評価することは困難である。
多くの研究では、マスクの装着状況を数値化するために自己申告式の質問票を用いているが、その記述は参加者の認識に依存するため、主観的なバイアスが導入される可能性がある（Barasheed et al. また、集団内でマスク着用者の割合が低すぎると、マスク着用が疾患伝播に与える影響は限定的になる（Elachola et al.
2.2. マスクの効果について
基本的な非医薬品介入（NPI）対策として、マスクの着用は、呼吸器感染症を予防するための有効な手段であり、感染リスクを低減する可能性がある（世界保健機関執筆グループ、2006）。
本研究では、マスクとは、使い捨て医療用マスク、サージカルマスク、バルブ付きまたはバルブなしの人工呼吸器などの関連規格に従って、感染性物質の直接感染を最小限に抑えるバリアを提供する口と鼻を覆う装置と定義されている（British Standards Institution, 2019; Standardization Administration of China, 2016）。
感染症の蔓延を抑制するための物理的介入の大規模な系統的レビューにおいて、Jeffersonらは67の研究から、マスクの着用は呼吸器ウイルスの感染に対する重要な障壁の1つとして有効であり、N95呼吸器はサージカルマスクよりも非劣っていることを示すエビデンスがあると結論づけている（Jefferson et al 2011）。
他の研究では、マスクの着用がSARSやインフルエンザ関連疾患のリスクを有意に減少させることができるという証拠も発見された（Jefferson et al 2009；Macintyre et al 2009；Zhang et al 2013）。
AldilaらはMERSの決定論的数理モデルを構築し、補助的な看護や政府の広報と比較して、マスクの着用が感染数を減らすための最適な選択であることを明らかにした（Aldila et al 2018）。また、マスク着用のコストも、単純な低コストの介入であるため、社会にとっては最も低いものである（Aldila et al 2018）。
SARSパンデミック時には、米国、シンガポール、中国台湾、香港で実施された調査では、マスク着用の意味が疾病予防における直接的な効果を超え、隔離など他のNPIに対する国民の意識を高める手段となっていることが示されている(Pillemer et al., 2015)。
Barasheedらは、世界50カ国以上の12,710人のサンプルを統合してマスクの活用と効果を体系的に分析し、混雑した場所でマスクを着用することで呼吸器感染症のリスクを20%低減できることを明らかにした（Barasheed et al 2016）。
香港での研究では、公共の場でのマスク着用のオッズ比（OR）値はわずか0.36で、居間の消毒（OR = 0.41）や頻繁な手洗い（OR = 0.58）よりも低く、マスク着用が香港でのSARS-CoVのコミュニティ拡散を効果的に制限していることがわかった（Lau et al 2004）。
2.3. マスク着用の必要性
COVID-19パンデミック時の一般市民によるマスク着用の必要性は、一部の国ではあまり強調されていない。マスクがなくても、手指衛生によって公衆を十分に保護できることが示唆されている（CDC, 2020a）。
インフルエンザなどのウイルス感染および感染伝播に対する手指衛生の有効性は、限られた研究および異質な研究デザインのために、コミュニティの設定で決定することは困難であるが（Moncion et al 2019）。
Wongらは、10のランダム化比較試験をレビューし、手指衛生に沿った手指衛生は、実験室で確認されたインフルエンザに対して統計的に有意な効果を持たないと結論づけた（Wong et al 2014）。
マスクの効果について考えてみると、Aielloらはインフルエンザシーズンに大学の学生寮を対象に無作為化介入試験を実施し、2006～2007年にマスクと手指衛生を併用したグループでは、マスクなしのグループと比較して35～51%のインフルエンザ様疾患（ILI）の減少が観察された（Aiello et al 2010）。したがって、彼らは、季節性インフルエンザの発生時、特にワクチンが利用できない可能性のあるパンデミックの初期には、マスクと手指衛生を奨励すべきであることを強調した。
コミュニティでのマスク使用の有効性は、病原体の吸入を防ぎ、手と手の接触を減らすことで、臨床感染リスクの低減と関連していることがわかった（Macintyre et al 2009）。
さらに、MacintyreとChughtaiは、マスクとマスクに手指衛生をプラスすることで、コミュニティ環境での感染を予防できる可能性があることを発見した（MacIntyre and Chughtai, 2015）。これらの証拠を総合すると、マスクを着用することで感染症の負担を軽減できることが示唆された。
3. COVID-19パンデミック時のマスク着用のためのリスク調整戦略
SARS-CoV-2の感染経路や特徴を考えると、マスクの着用は、飛沫感染やエアロゾル感染を防ぐために不可欠な対策であり、特に漸近感染を前提とした場合や、比較的狭い場所や人が集まる場所での手と手の接触を減らすために必要不可欠な対策であると考えられる。
パンデミックに対応するためのPPE使用のガイドラインはほとんどの国や地域で策定されているが、マスクの観点からはまだまだ意見の食い違いがある。
米国では、米国疾病対策予防センター（CDC）により、2歳以上の人が公共の場に出る場合は布製の顔を着用することが義務付けられており、医療従事者向けのフェイスマスクの使用は推奨されていない（CDC, 2020b）。
シンガポールでは、外出時にはマスクの使用が義務付けられており、12歳未満の子供、長時間マスクを着用している場合は呼吸困難者やその他の医療上の問題がある人、教室や講義形式で集団で話す人にはフェイスシールドの使用が推奨されている（Ministry of Health, 2020）。
WHOは、マスクは、手指衛生と適切な使用と廃棄に関する知識を組み合わせて使用した場合にのみ効果的であると主張している；さらに、マスクの使用は、医療従事者、公共の場での一般住民、交通機関、窮屈な環境で生活する人々、脆弱な人々、およびCOVID-19を示唆する何らかの症状を有する人々に必要である（世界保健機関、2020a）。
SARS-CoV-1やMERS-CoVとは異なり、SARS-CoV-2は潜伏期間中に人に感染する可能性が高く、無症状の患者も感染の可能性がある。仮に症状のある人だけがマスクを着用していたとすると、無症状の人を見逃すことになり、ウイルスを持っていることに気づかないうちにウイルスを拡散させてしまう可能性が高くなる。
しかし、一般市民にマスク着用を義務付けることは、マスクの供給を圧迫することになり、指導が不十分であれば医療用保護具が不足し、医療従事者のPPE不足を招くことにもなる。したがって、科学的戦略と戦略的指導を確立し、国家間または国際協力の枠組みの下で十分なマスク供給を確保すべきである。
3.1. 異なる人口とシナリオに対応したマスク使用戦略を確立する。
WHO事務局長のTedros Adhanom Ghebreyesus氏が2020年3月18日に述べたように、「感染しないと決めつけず、死ぬことを想定して準備しなさい」（Ghebreyesus, 2020）。中国政府は、一般市民、公共の集会所や閉鎖された集会所にいる人、確定/疑われる症例と密接な接触者、職業的に露出した労働者について、様々なシナリオの下でリスクに応じたマスク使用戦略を実施しており、参考になると思われる（表1）。
例えば、COVID-19パンデミック時には、オフィス、ショッピングモール、レストラン、会議室などの人が集まる場所や、エレベーター、輸送車両などの比較的狭い環境でのマスク着用が推奨されている。
マスクは一般の人が使用するのが一般的であるが、空気中の汚染物質への曝露から着用者を保護するために設計された人工呼吸器またはフィルタリングフェースピースは、主に医療従事者、特にAGPの間に使用される（欧州疾病予防管理センター、2020）。呼気弁は、呼吸抵抗を減らすために呼吸器に使用されることがある。
しかし、着用者が呼吸をするとマスクの吸気弁が閉じ、呼気弁が開くため、呼気されたガスはろ過されずに直接周囲の環境に排出されることになる。その結果、疑われる症例、確定症例、無症候性キャリア、および密接な接触者に推奨される呼吸器は、このバルブを含んではならない（CDC, 2020c）。
さらに、マスクの生産量が不足している可能性を考慮すると、中～低リスクの地域では、公衆衛生保護の前提条件の下でマスクを繰り返し使用することが可能である。
表1
原文参照
3.2. マスクの使用を科学的に普及させる。
マスクの使用に関する合理的な指導が行われるべきである。国民へのメッセージの内容には、1)マスク着用の必要性、2)適切なマスクの選択、3)状況に応じたマスクの合理的な使用、4)マスクの使い捨て、5)無視できないその他の予防・管理措置が含まれるべきである。
国民を完全に保護することができる対策は一つではない。したがって、マスクの使用は、手指の衛生、換気の改善、人が集まる場所の減少、社会的・物理的な距離を保つことと組み合わせなければならない。
そのためには、1)テレビ局、放送局、新聞社などの報道機関にマスク教育への参加を呼びかけ、2)ソーシャルメディア（ツイッター、フェイスブック、インスタグラムなど）や公共の場にスクリーンや看板を設置して関連知識を広め、3)マスクの説明資料を配布し、4)病院、学校、幼稚園などで講習会やセミナーを開催するなどの方法が考えられる。
3.3. マスクの十分な供給を確保するために
COVID-19パンデミック時のマスクの使用は、限られた時間の中でのマスクの急速な消費に寄与することから、2つの本質的な対策を考慮しなければならない。
政府はマスク生産をタイムリーに活性化すべきである。多くの国では、医療用マスクをはじめとする医療資源の不足が深刻化している。このような状況下では、マスクの価格が高騰し、一部の地域では国民がマスクを盗んだり、奪い合ったりし、さらには外交上の紛争も発生した。
この問題を解決するためには、政府は、1)異なるルートと手段を使ってグローバルに手術用マスクを調達し、2)リスクレベルに応じてマスクを配布し、3)現地生産の可能性を探ることが考えられる。
マスクの再利用に関する研究も奨励されるべきである。例えば、Songらは、ドライヤーを利用した医療用マスク使用のためのアプローチを提案しており、現在もさらなる改良に取り組んでいる（Song et al 2020）。治療後の医療用マスクは一般の人が使用することも可能であるが、病院での再利用はまだ未開拓である。
3.4. 健康資源の不公平を減らすために協力すること
マスク配布の優先順位は、介護サービスを提供する医療従事者（例：第一線の医療従事者、施設の看護スタッフ、民間診療所の医療従事者）、必要不可欠なサービスを提供し、職場で一般の人々と接触することが必要な職員（例：公共交通機関、救急サービス、入国管理サービスを提供する職員）、社会的弱者グループ（例：同伴者のいない子供、家族のサポートを受けていない高齢者、障害者）に与えられるべきである。
もし、保健システムが脆弱な国がパンデミックの制御に失敗した場合、他の国がCOVID-19の影響を受けることになる。もし保健システムの弱い国がパンデミックの制御に失敗すれば、他の国は長期的にCOVID-19によって嫌がらせを受ける危険にさらされることになるだろう。
国連事務総長が主張するように、「開発途上国が地域社会と経済においてこの危機に対応する機会を平等に得られるよう、条件を整え、必要な資源を動員しなければならない」（国連事務総長、2020）。
2月中旬、フランスは中国を支援するために早期に行動を起こし、17トンの同様の物資を送った。COVID-19の井戸管理の下、中国は欧州諸国の中で最も被害の大きかったイタリアとスペインに物資を送っている（US News, 2020a）。例えば、世界最大の高級品グループであるLVMHは、フランスのパンデミック対策のために、中国のサプライヤーに4000万個の健康マスクを発注している（US News, 2020b）。
製造や物流の国際協力により、マスクの資源配分が最適化される可能性があることがわかる。各国において、マスクを配布する際には、最も脆弱なグループに注意を払う必要がある。彼らは健康レベルが低く、医療費を支払う余裕がなく、感染症の割合が高い。このグループを無視すれば、COVID-19が長期的に社会に存在する可能性が高まり、継続的な経済的損失をもたらすことになる。
したがって、政府は、マスクの配布方法において戦略を確立し、脆弱なグループの利益を保護し、マスク不足による健康格差を解消すべきである。
例えば、老人ホームや児童養護施設などの閉鎖された施設は、COVID-19の集団発生の可能性が高い場所である。さらに、高齢者や子供は呼吸器感染症にかかりやすい。
最後に、政府はこの人口に対する緊急のニーズを満たすために、一定数のマスクを逆に保管しているかもしれない。今のところ、世界中の人々は、SARS-CoV-2の感染拡大を緩和するためにマスクを着用する機会を逃すべきではない。
4. おわりに
COVID-19が世界的に急速に広まっている中で、パンデミック時のNPIとしてのマスク使用に関するコンセンサスが不足している。本研究では、以下のことをまとめた。
1) SARS-CoV-2の主な感染経路は飛沫感染、接触感染、空気感染の可能性があり、軽症または無症状の症例の割合が高く、感染力が強く、クラスター数が多いことが特徴であること、2) COVID-19パンデミック時における一般市民のマスク着用の必要性があまり強調されていないこと、3) リスクベースのマスク使用戦略とコンプライアンスの改善が示唆されていること、をまとめた。