Z chwilą, gdy kilka dekad temu zaczęliśmy masowo latać, wzrosło ryzyko wybuchu epidemii o zasięgu globalnym - ostrzegają epidemiolodzy. Widać to choćby po obecnej błyskawicznej ekspansji świńskiego wirusa grypy A(H1N1), który odbył podróż dookoła świata dużo szybciej niż w 80 dni.
Co zrobić, aby samoloty przestały roznosić zarazy?
Sprawa jest dość pilna. W roku 2007 ponad tysiąc największych lotnisk obsłużyło łącznie blisko 4,8 mld ludzi - podaje organizacja Airport Council International w Genewie zrzeszająca porty lotnicze. Według jej prognoz za ćwierć wieku ruch na lotniskach będzie dwa razy większy. Nad jednym z pomysłów pracują naukowcy z amerykańskiej organizacji badawczej MITRE utrzymującej się głównie z projektów na rzecz Pentagonu. W ich laboratoriach trwają właśnie doświadczenia z detektorem, który będzie wykrywał nawet pojedyncze zarazki unoszące się w kabinie samolotu. Badania nad takimi ultraczułymi wykrywaczami mikrobów potrwają jeszcze lata, ale pieniądze na nie już płyną wartkim strumieniem. Rozpoczęto je, gdy na świecie dogasała epidemia SARS.
Gadżet XXI wieku Była ta pierwsza infekcja rozwleczona po planecie przez komunikację lotniczą.
Nieznana wcześniej choroba pojawiła się pod koniec 2002 roku w południowych Chinach, a w świat wystartowała kilka miesięcy później w Hongkongu - w jednym z najważniejszych miast Azji, z lotniskiem o światowym znaczeniu. Zainfekowane osoby wsiadały do samolotów lecących w różne strony świata, po drodze zarażały wirusami innych pasażerów, którzy po opuszczeniu lotniska przekazywali chorobę dalej. Ostatecznie na zespół ostrej niewydolności oddechowej (czyli właśnie SARS) zachorowało 8096 osób, zmarły zaś 774 osoby, a więc prawie co dziesiąta. Gdyby obecny świński wirus miał taką samą zjadliwość, zgony liczylibyśmy już w tysiącach. Eksperci obawiają się jednak, że wcześniej czy później pojawi się właśnie taki zarazek - rozprzestrzeniający się równie łatwo jak A(H1N1) i równocześnie bardziej od niego zabójczy. W końcu zarazy prześladują ludzkość od tysiącleci.
Samolotowy wykrywacz zarazków z pewnością będzie gadżetem godnym XXI wieku. Jego kluczowym elementem jest biosensor rejestrujący obecność wirusa w powietrzu. Takie biosensory już istnieją, jednak ich cywilne wersje nie nadają się do masowego zastosowania w samolotach - są za wolne, zbyt omylne i mało czułe. Reagują zwykle dopiero po wielu godzinach, a nawet dobach, gdy koncentracja zarazków jest już bardzo duża.
Tymczasem nowe urządzenie ma wykrywać nawet znikome ilości zarazków podczas krótkiego, dwugodzinnego lotu. Ze względu na masowość komunikacji lotniczej wykrywacz nie powinien się też mylić częściej niż raz na milion lotów, a więc setki razy rzadziej aniżeli obecne wersje biosensorów.
Dziurki na złocie W2006 roku uczeni z National Research Council doradzający amerykańskiemu rządowi opublikowali raport, w którym podali blisko dwa tuziny nowoczesnych technologii mogących chronić komunikację lotniczą przed atakiem chemicznym i biologicznym. Pod uwagę brano głównie zamach terrorystyczny, ale rozważany był też wariant, w którym podróżny jest nieświadomym źródłem zarazków. Pomysły badaczy dotyczyły ochrony zarówno lotnisk, jak i samolotów.
Raport wskazywał na dwa rozwiązania szczególnie nadające się do zastosowania w samolotach: specjalne filtry biologiczne stale oczyszczające powietrze w kabinie oraz właśnie wykrywacze zarazków. Pierwsza metoda - podkreślali autorzy raportu - jest łatwiejsza i tańsza, ale nie zawsze w pełni skuteczna. Druga umożliwiałaby szybkie identyfikowanie zagrożenia oraz podjęcie środków zaradczych jeszcze podczas lotu. Ta jednak wciąż wymaga badań. Dlatego najpierw należy wprowadzić filtry, a potem ewentualnie uzbroić samoloty w detektory - zalecali eksperci, zachęcając uczelnie i firmy do przyspieszenia badań nad tymi ostatnimi.
Chory jest najmniej groźny dla otoczenia, gdy siedzi przy oknie - tam mikroby są szybko usuwane z kabiny przez wentylację
Aby zaprojektować coś tak precyzyjnego, trzeba sięgnąć po najnowsze osiągnięcia biologii i optyki. Wykrywacz, nad którym pracują w MITRE, składa się ze szklanej płytki pokrytej złotą folią i podziurkowanej otworkami o średnicy mierzonej w nanometrach. Czułość bioczujnika zwiększono poprzez zastosowanie mikroskopijnego lasera, którego światło pada na złotą płytkę. Pomijając skomplikowane zjawiska fizyczne, istota rzeczy sprowadza się do tego, że długość fali świetlnej lasera powinna być idealnie dopasowana do gęstości dziurek. Pojawienie się nawet niewielkiej ilości zarazków narusza ten idealny układ. Dzięki laserowi wiemy zatem niemal od razu, że detektor wykrył obecność tych mikrobów, na które został uwrażliwiony.
Jak jednak uwrażliwić urządzenie na konkretne zarazki?
Rozpoznanie wroga Tu kończy się rola fizyków (dwaj najważniejsi to profesorowie Lin Pang i Yeshaiahu Fainman z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego), a zaczyna praca biochemików i mikrobiologów z grupy kierowanej przez Grace Hwang z MITRE. Ich pomysł, opisany niedawno przez "Nature", polega na wykorzystaniu glikoprotein, czyli białek wzbogaconych cukrami. Są to związki powszechne w przyrodzie. Należą do nich również wszystkie przeciwciała, które odpowiadają za rozpoznawanie wnikających do organizmu człowieka mikrobów. Podobną rolę pełniłyby glikoproteiny w detektorze. Unoszący się w powietrzu zarazek przywierałby do odpowiedniego receptora ukrytego w nanodziurce i wróg zostałby rozpoznany.
Naukowcy badali nawet wędrówki zarazków w kabinie samolotu, aby określić, jak gęsto należy rozmieszczać czujniki. Chodzi o to, by urządzenia zareagowały natychmiast, gdy w powietrzu pojawi się pierwszy oddział szturmowy zarazków. Symulowana sytuacja zakładała, że w samolocie typu Boeing 767 znajduje się siedem osób kaszlących i kichających z częstotliwością 50 razy na godzinę. O takich ludziach mówi się w żargonie lekarskim super spreader (co można przełożyć jako "superrozsiewacz").
Okazało się, że "superrozsiewacz" był najmniej groźny dla otoczenia, kiedy siedział przy oknie -większość mikrobów była wtedy szybko usuwana z kabiny przez system wentylacyjny. Największe zagrożenie stwarzał, zajmując fotel przy przejściu, gdzie zarazki chętnie się koncentrowały. Ostatecznie badacze uznali, że detektory trzeba instalować co cztery rzędy.
Na przykładzie ekspansji świńskiego wirusa widać, że wciąż duże znaczenie, nawet w dobie masowego podróżowania samolotami, ma odległość od pierwotnego ogniska epidemii. Im dalej od niego, tym lepiej. Wtedy zyskuje się trochę czasu na podjęcie środków zaradczych, w tym - jak podkreślają badacze - na umieszczenie odpowiednich "przeciwciał" w detektorach. Choć i z tym może być różnie, jak pokazuje przykład SARS. Wirus zaatakował w listopadzie 2002 roku, a zidentyfikowano go dopiero w połowie kwietnia 2003 roku, kiedy już dawno podróżował po świecie. W tym przypadku jednak sporą winę ponoszą władze chińskie, które długo ukrywały przed światem zagrożenie.
