结核病（TB）每年导致超过一百万死亡，主要通过感染者的咳嗽、打喷嚏或呼气释放的微小气溶胶传播。药物耐药株和无症状传播使防控难度加大。传统研究多聚焦于人群层面的流行学或免疫反应，缺乏对室内气流和混合过程的系统认识。MIT 与德克萨斯西南医学中心的跨学科团队将动物传染实验、定量粒子追踪和流场数值模拟相结合，揭示了实验室环境中气流模式如何放大或抑制呼吸道疾病的传播。
研究发现，决定传播风险的关键不是整体通风量，而是由空间布局决定的局部气流模式，包括进气口、排气口的位置、泄漏通道以及感染者产生的气流扰动。MIT 流体动力学实验室负责人 Lydia Bourouiba 表示：“局部气流模式是决定性因素”。团队重新设计了早期的 TB 传染模型，使其适配现代高生物安全实验室的密封、进排气路径，并在不同通风率、泄漏配置下释放示踪粒子和带菌粒子，随后通过空气采样评估传播效率。计算结果与实验数据高度吻合，显示即使是微小的泄漏也会导致新鲜空气直接被抽走，削弱了对污染空气的冲刷，从而改变传播路径。
该工作首次将流体物理学系统化地引入 TB 传染研究，为室内设计提供了可量化的防控依据。研究人员指出，若在建筑设计或改造时考虑气流不均匀性，可以相对低成本实现空气传播风险的显著降低。团队成员包括 IMES 的 Yash Kulkarni、UT Southwestern 的 Kubra Naqvi、Michael Shiloh 等多位科研人员，合作展示了跨学科协同在破解实验瓶颈中的重要性。
本研究得到美国国立卫生研究院、国家科学基金会等机构资助，标志着将实验室传染模型与真实世界传播机制相连接的关键一步。
博主点评：这篇工作提醒我们，空气传播的防控不应仅靠提升换气率，更要关注空间内部的气流细节。未来的建筑设计和公共卫生政策若能将流体力学纳入标准流程，将为防止结核等呼吸道疾病提供更坚实的技术支撑。