当她的丹麦同事首次建议向几内亚比绍的人们分发防护布口罩以阻止冠状病毒传播时，克里斯汀·本恩不太确定。
“我说，'是的，可能很好，但是关于面罩是否真的有效的数据有限，”哥本哈根南丹麦大学全球健康研究员贝恩说，他几十年来一直领导世界上最贫穷的国家之一的西非国家开展了公共卫生运动。
那是三月。但是到了7月，Benn和她的团队已经研究出如何在口罩上提供一些必要的数据，并希望能帮助几内亚比绍的人们。作为随机对照试验的一部分，他们向人们分发了数以千计的本地生产的布面罩，这可能是世界上对口罩对COVID-19传播的有效性进行的最大测试。
口罩是大流行的普遍符号，大流行已经使3500万人病死，超过100万人丧生。在医院和其他医疗机构中，使用医用级口罩显然可以减少SARS-CoV-2病毒的传播。但是对于公众使用的各种口罩，数据是混乱的，分散的并且常常是匆忙组装的。除此之外，还有一场分歧的政治言论，其中包括美国总统在被诊断出自己患有COVID-19的几天前就贬低了其使用权。宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学的心理学家Baruch Fischhoff说：“人们在看证据时会有所不同。” “这确实令人困惑。”
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明确地说，该科学支持使用口罩，最近的研究表明它们可以以不同的方式挽救生命：研究表明，它们减少了传播和捕获冠状病毒的机会，并且一些研究表明，口罩可能会降低口罩的严重程度。如果人们染上了这种疾病，便会感染。
但是，要更加明确地确定它们的工作效果或使用时间会变得很复杂。口罩有多种类型，可在各种环境中佩戴。关于人们是否愿意穿上或正确穿用它们存在疑问。哪怕是什么样的研究都将提供确定的证据证明它们是有效的，这一问题也很难回答。
“证据需要多好？” 问菲施霍夫。“这是一个至关重要的问题。”
超越黄金标准
在大流行开始时，医学专家缺乏关于SARS-CoV-2如何传播的充分证据，他们还不足以对口罩提出强烈的公共卫生建议。
N95呼吸器是用于医疗保健场所的标准口罩，它旨在过滤掉直径在0.3微米（m）以上的95％空气中颗粒，从而保护佩戴者。随着大流行的加剧，这些呼吸器很快供不应求。这就提出了一个现在引起争议的问题：公众应该打扰要戴基本的口罩还是布口罩？如果可以，在什么条件下？马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯医学院的传染病流行病学家凯特·格拉博夫斯基（Kate Grabowski）说：“这些都是我们通常在临床试验中所要解决的事情。” “但是我们只是没有时间这样做。”
因此，科学家依靠观察和实验室研究。也有其他传染病的间接证据。“如果您看任何一张纸，那不是灌篮。但是，总的来说，我坚信他们正在努力，”格拉博夫斯基说。
越来越多的证据表明冠状病毒是空气传播的-但健康建议尚未赶上
6月，关于密苏里州两名发型师对COVID-19 1测试呈阳性的消息使人们对口罩的信心增强。双方在工作时都戴着双层棉质脸罩或手术口罩。尽管他们将感染传染给了家庭成员，但他们的客户似乎已幸免（据报道，超过一半的人拒绝了免费测试）。群众集会还显示出其他效力的暗示。在美国城市的“黑人生活问题”抗议活动中，大多数与会者戴着口罩。这些事件似乎并未引发感染激增2，但该病毒于6月下旬在佐治亚州的一个夏令营蔓延开来，在那里参加活动的儿童无需戴口罩3。注意事项很多：抗议活动是在户外进行的，这降低了COVID-19传播的风险，而露营者则在夜间共享小木屋。而且由于在聚会期间许多非抗议者都留在家中，这可能减少了社区中的病毒传播。西雅图华盛顿大学的健康政策研究人员西奥·沃斯（Theo Vos）表示，尽管如此，轶事证据“构筑了画面”。
更严格的分析增加了直接的证据。8月初发布的预印本研究报告4（尚未经过同行评审）发现，与其他地区相比，在以口罩为标准或政府建议的地方，每周人均死亡率的增长要低四倍。研究人员研究了包括蒙古在内的200个国家，这些国家于1月份采用了口罩，截至5月，没有记录到与COVID-19相关的死亡。另一项研究5在4月和5月研究了美国州政府强制要求使用口罩的影响。研究人员估计，这些措施每天最多可将COVID-19病例的增长率降低2个百分点。他们谨慎地建议，在控制其他缓解措施（例如物理距离）之后，授权可能已经避免了45万起案件。
加州旧金山大学的研究科学家杰里米·霍华德（Jeremy Howard）说：“您不必做很多数学就可以说这显然是个好主意，”该团队的成员审查了戴口罩的证据在广泛流传的预印本文章中6。
但是，此类研究确实基于这样的假设：掩盖命令正在得到执行，并且人们正确佩戴了它们。此外，使用口罩通常会与其他变化（例如聚会限制）同时发生。随着限制的解除，Grabowski建议，进一步的观察研究可能会开始将口罩的影响与其他干预措施的影响分开。她说：“查看正在做的事情将变得更加容易。”
尽管科学家无法控制人口中的许多混杂变量，但在动物研究中却可以。由香港大学微生物学家袁国荣领导的研究人员将感染和健康的仓鼠关在相邻的笼子中，并用手术口罩分隔一些动物。根据五月份发表的论文7，没有障碍，大约三分之二的未感染动物捕获了SARS-CoV-2 。但是，只有约25％的受口罩材料保护的动物被感染，而且感染的动物比无口罩的邻居患病少（根据临床评分和组织变化来衡量）。
这些发现为新出现的共识提供了理由，即使用口罩可以保护佩戴者和其他人。这项工作还指出了另一个潜在的改变游戏规则的想法：“掩盖不仅可以保护您免受感染，还可以保护您免受严重疾病的侵扰，”加州大学旧金山分校的传染病医师莫妮卡·甘地说。
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甘地（Gandhi）与他人合着了7月下旬发表的论文8，该论文暗示，遮盖会减少佩戴者可能接受的病毒剂量，从而导致感染更为轻微甚至无症状。她认为，病毒剂量越大，炎症反应越积极。
她和她的同事目前正在分析在美国1,000个县实施口罩要求之前和之后COVID-19的住院率，以确定引入公共口罩指南后疾病的严重性是否降低。
英国爱丁堡大学（University of Edinburgh）的病毒学家保罗·迪加德（Paul Digard）认为，暴露于更多病毒会导致更严重的感染是一种“绝对的道理”。“这是口罩的另一种说法。”
甘地建议另一个可能的好处：如果更多的人患有轻度病例，这可能有助于在不增加严重疾病和死亡负担的情况下提高人群的免疫力。“当我们在等待疫苗时，提高无症状感染率是否对人群免疫有好处？” 她问。
回到弹道
口罩辩论与另一个分歧性问题密切相关：病毒如何通过空气传播并传播感染？
当一个人呼吸，说话，打喷嚏或咳嗽时，就会喷出细小的液体颗粒。一些是大的-可见的，甚至均匀的-称为液滴；其他是微观的，归类为气溶胶。包括SARS-CoV-2在内的病毒会在这些颗粒上飞驰；它们的大小决定了它们的行为。
水滴会飞过空中并降落在附近人的眼睛，鼻子或嘴上，从而引起感染。但是重力很快将它们拉低。相比之下，气溶胶可以在空气中漂浮数分钟至数小时，并像香烟烟雾一样在不通风的房间中扩散。
延时图像显示了戴着N95口罩的人如何散播咳嗽飞沫，该口罩具有可排出呼出空气的阀门。图片来源：S。Verma等。/物理 液体
这对口罩阻止COVID-19传输的能力意味着什么？病毒本身的直径仅为约0.1 m。但是由于病毒不会自行离开人体，因此口罩无需阻挡小到有效的微粒。更相关的是病原体传播的液滴和气溶胶，范围从约0.2 m到数百微米。（平均人类头发的直径约为80 m。）科罗拉多大学博尔德分校的环境化学家Jose-Luis Jimenez说，大多数直径为1–10 m，并且可以在空气中长时间停留。“那就是行动所在。”
科学家仍不确定在COVID-19传播中哪种颗粒最重要。有些人甚至无法确定气溶胶的临界值。由于同样的原因，科学家们仍然不知道流行性感冒的主要传播形式，这种形式已经研究了很长时间。
许多人认为，无症状传播是导致COVID-19大流行的主要原因，这表明病毒通常不会在咳嗽或打喷嚏时发作。通过这种推理，可以证明气雾剂是最重要的传输工具。因此，值得研究哪些口罩可以阻止气溶胶。
全部在面料中
在实际使用中，即使是非常适合的N95防毒口罩也略低于其95％的额定值，实际上过滤掉了大约90％的低至0.3 m的气溶胶。而且，根据未发表的研究，没有呼气阀的N95口罩（可以排出未过滤的呼出空气）会阻挡相似比例的烟雾。马里兰州贝塞斯达市美国国家心脏，肺和血液研究所的肺科医师凯文·芬内利说，对外科手术口罩和布口罩的了解还很少。
在一项观察性研究的评论9中，一个国际研究小组估计，外科用和类似的布口罩在保护佩戴者方面有效率为67％。
在未发表的工作中，布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学的环境工程师Linsey Marr和她的同事发现，即使是一件棉T恤衫也可以阻挡一半的吸入气雾剂和几乎80％的呼出气雾剂，其直径为2 m。她说，一旦获得4-5 m的气雾剂，几乎任何织物都可以在两个方向上阻塞80％以上。
她补充说，多层织物更有效，并且编织越紧密越好。另一项研究10发现，与由单一材料制成的口罩相比，具有不同材料层（例如棉和丝绸）的口罩可以更有效地捕获气溶胶。
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Benn与她所在大学的丹麦工程师一起使用与医用呼吸机相同的标准测试了两层布面罩设计。他们发现，他们的口罩仅阻挡了11％至19％的气溶胶，直至0.3 m标记。但是，根据Marr和Jimenez的说法，由于大多数透射可能是通过至少1 m的粒子发生的，因此N95与其他面罩之间的实际效果差异可能并不大。
位于北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学医学院的临床研究员埃里克·韦斯特曼（Eric Westman）与人合着了8月的一项研究11，该研究证明了一种测试面罩有效性的方法。他的团队使用激光和智能手机摄像头比较了一个人讲话时14种不同的布料和手术用面部覆盖物阻止飞沫的情况。他说：“我确信我们使用的许多口罩都有效，”他指的是布和手术口罩的性能。但是，纤细的聚酯和氨纶脖子绑腿（可以在嘴和鼻子上拉起来的可伸展围巾）似乎实际上减小了释放的液滴的大小。韦斯特曼说：“这可能比根本不穿衣服还要糟糕。”
一些科学家建议不要对这个发现进行太多的研究，这只是基于一个人的讲话。马尔和她的团队属于科学家，他们对自己的实验做出了回应，发现脖子的绑腿阻滞了大部分大液滴。马尔说她正在写结果发表。
“那里有很多信息，但是将所有证据整合在一起是令人困惑的，”纽约市哥伦比亚大学梅曼公共卫生学院的病毒学家安吉拉·拉斯穆森说。“归根结底，我们仍然不了解很多。”
介意人类的思想
关于口罩的问题超出了生物学，流行病学和物理学的范围。人的行为是面具在现实世界中如何运作的核心。明尼阿波利斯大学明尼苏达州大学传染病研究与政策中心主任迈克尔·奥斯特霍尔姆说：“我不希望在拥挤的地区被感染的人穿着其中一种布覆盖物时充满信心。”
美国棒球选手在1918年流感大流行期间戴口罩。信用：安德伍德和安德伍德/ LIFE Images Collection /盖蒂
也许幸运的是，一些证据12显示，戴上口罩可能会驱使佩戴者及其周围的人更好地遵守其他措施，例如远离社会。面具也许使他们想起共同的责任。但这要求人们佩戴它们。
自7月下旬以来，在美国各地，口罩的使用率一直稳定在50％左右。根据西雅图华盛顿大学健康指标与评估研究所的数据，这比3月和4月的20％的使用量有了实质性的增长（请参阅go.nature.com/30n6kxv）。该研究所的模型还预测，截至9月23日，在2021年1月1日之前，将美国口罩的使用率提高到95％（新加坡和其他一些国家的水平）可以挽救近100,000条生命。
沃斯说：“还有很多我们想知道的事情。” “但是，鉴于这是一种简单，低成本的干预措施，其影响可能很大，因此谁愿意使用它呢？”
有争议的研究和混杂的信息使公众更加困惑。4月的一项研究13发现口罩无效，但7月撤回。另一本发表于6月14日的文章支持使用口罩，然后数十位科学家写了一封信抨击其方法（请参阅go.nature.com/3jpvxpt）。作者正在反驳要求收回的呼吁。同时，世界卫生组织（WHO）和美国疾病控制与预防中心（CDC）最初不建议广泛使用口罩，部分原因是对于为卫生保健工作者减少耗材有些犹豫。4月份，疾病预防控制中心（CDC）建议在无法进行物理疏散的情况下戴口罩。世卫组织于6月跟进。
政治领导人之间也缺乏一致性。美国总统唐纳德·特朗普表示支持口罩，但很少戴口罩。他甚至嘲笑政治竞争对手乔·拜登（Joe Biden）始终使用口罩，就在10月2日特朗普本人对冠状病毒测试呈阳性之前几天。其他世界领导人，包括斯洛伐克总统兼总理，祖扎纳·切普托瓦（Zuzanaaputová）和伊戈尔·马托维奇（IgorMatovi），在大流行初期戴着口罩，据说为他们的国家树立了榜样。
丹麦是最后一个强制使用口罩的国家之一-从8月22日起要求在公共交通工具上使用口罩。它通过早期的在家下单，测试和联系追踪，对病毒保持了良好的控制。它以两项大型，随机对照试验的形式，也处于COVID-19口罩研究的前沿。丹麦的一个研究小组招募了大约6,000名参与者，要求一半的人去工作场所时要使用外科口罩。尽管研究已经完成，但哥本哈根大学的临床研究员，该试验的主要研究人员之一托马斯·本菲尔德说，他的团队还没有准备好分享任何结果。
冠状病毒长期感染者的持久苦难
Benn的团队独立于Benfield的团队工作，目前正在几内亚比绍招募约40,000人，随机选择一半的家庭来接受双层双层布口罩-每个十岁或以上的家庭成员两个。然后，研究小组将在几个月后跟进所有人，以比较口罩的使用率和COVID样疾病的发生率。她指出，每个家庭将收到有关如何保护自己免受COVID-19侵害的建议-除非对照组中的那些家庭不会获得有关使用口罩的信息。该小组预计将在11月完成注册。
几位科学家说，他们很高兴看到结果。但是其他人担心这样的实验是浪费的，并且可能剥削脆弱的人群。“如果这是一种温和的病原体，那就太好了，”位于加州拉荷亚的斯克里普斯研究转化研究所所长埃里克·托波尔说。“您不能对所有事物都进行随机试验，也不应如此。” 正如临床研究人员有时喜欢说的那样，降落伞也从未在随机对照试验中进行过测试。
但是Benn为她的工作辩护，并解释说对照组中的人们仍然会受益于有关COVID-19的信息，并且在研究结束时会得到口罩。她说，面对制造和分发口罩的挑战，“在任何情况下”她的团队能否在研究开始时就为每个人都派发足够的钱。实际上，他们不得不缩减原始计划以招募7万人。她希望审判能为每个参与人员带来好处。她说：“但是，如果没有我们进行过这项试验，社区中没有人会比现在更糟。” 她补充说，由此产生的数据将为全球科学辩论提供参考。
目前，明尼苏达州的奥斯特霍尔姆戴着口罩。然而，他对迄今为止引起人们关注的“缺乏科学严谨性”感到遗憾。他说：“我们一直批评科学界的人们发表没有任何数据的陈述。” “我们在这里做很多事情。”
但是，大多数科学家相信他们可以说出关于戴口罩的规定性规定。甘地说，这不是唯一的解决方案，“但我认为这是大流行控制的极为重要的支柱”。正如Digard所说：“面膜有效，但并非万无一失。因此，请保持距离。”