Vliegverkeer en covid-19

Vliegverkeer heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de wereldwijde verspreiding van SARS-CoV-2. Volgens luchtvaartmaatschappijen is het risico op overdracht van SARS-CoV-2 tijdens de vlucht echter laag. Zij wijzen op de goede ventilatie door de ‘high-efficiency particulate air’(HEPA)-filters in het vliegtuig. Het besmettingsrisico zou ook laag zijn doordat passagiers zich tijdens een (korte) vlucht maar weinig verplaatsen en het face-to-facecontact vanuit vliegtuigstoelen beperkt is. De veronderstelling dat het risico op besmetting bij vliegen gering is, kan worden onderbouwd met enkele aanwijzingen uit de literatuur.1

Vanaf medio 2021 is het vliegverkeer naar vakantiebestemmingen hervat. Dat versterkt de noodzaak om te blijven nadenken over risico’s en preventie. Afgelopen zomer bleken 6 Olympische sporters van het Nederlandse team besmet met SARS-CoV-2, waarschijnlijk opgelopen tijdens de lijnvlucht van Amsterdam naar Tokyo, ondanks het feit dat iedereen vóór vertrek 3 keer was getest en mondkapjes alleen werden afgedaan om te eten. Er zijn meerdere publicaties die melden dat besmettingen met SARS-CoV-2 hebben plaatsgevonden tijdens een vlucht. In dit artikel gaan wij in op de praktische achtergronden daarvan. Ontstaan deze besmettingen vooral op lange intercontinentale vluchten? Via aerosolen of via oppervlaktecontact?2 Kan de besmettingsbron ook asymptomatisch zijn? In hoeverre biedt een mondkapje bescherming? Loopt vliegtuigpersoneel risico? En hoe kan deze kennis gebruikt worden voor adviezen om het besmettingsrisico te verlagen?

Methode

We zochten in PubMed, ScienceDirect en de covid-19-database van de WHO naar artikelen uit de periode 1 februari 2020-1 oktober 2021 over besmetting met SARS-CoV-2 tijdens een vlucht, waarin contactonderzoek en PCR-testuitslagen werden gerapporteerd.1,3-19 In 8 studies werden aan-boord-besmettingen aangetoond met ‘whole genome sequencing’; het virusgenoom van de indexpatiënt (besmettingsbron) was identiek aan dat van besmette passagiers.

Wanneer wij in dit artikel spreken van aerogene besmetting, maken we geen onderscheid tussen een ‘aerosol’ of ‘druppel’. De WHO definieert aerosolen bij respiratoire infecties als ‘zeer kleine druppels of druppelkernen (diameter: < 5 μm) afkomstig uit de luchtwegen van een besmette persoon, waarvan de inhoud (virusdeeltjes) een andere persoon kan besmetten’.20

Ontstaan en verspreiding van covid-19

Covid-19, de ziekte die door het coronavirus SARS-CoV-2 wordt veroorzaakt, werd voor het eerst vastgesteld in december 2019 in Wuhan. Op 27 februari 2020 werd een eerste geval van deze infectieziekte in Nederland gemeld en op 11 maart 2020 was covid-19 een pandemie volgens de WHO. In november 2021 meldde het ‘dashboard’ van de WHO 250 miljoen aangetoonde besmettingen wereldwijd en meer dan 5 miljoen doden.

Het virus kan worden verspreid via aerosolen in de lucht. Het aantal virusdeeltjes in een aerosol varieert sterk. Bij sommige geïnfecteerden, zogenoemde ‘superspreaders’, kan dit oplopen tot een concentratie van 1010 RNA-kopieën/ml. Verder is het risico op besmetting afhankelijk van druppelgrootte en -aantal en de draagwijdte van deze druppels (figuur 1). Bij hoesten of niezen is de virusdosis groter dan bij praten of rustig ademen. Bij hoesten kan de snelheid van uitstoot van druppeltjes oplopen tot 10 m/sec met sterke turbulentie. De grote druppels (diameter: tot 500 μm) die daarbij vrijkomen slaan veelal neer binnen een afstand van 1,5 meter. Bij rustig ademen en praten komen aerosolen vrij – fijne druppels met een diameter van 0,1-0,4 μm en een lagere virusconcentratie – die zich tot wel 8 meter kunnen verspreiden en gedurende langere tijd in de lucht aanwezig blijven.21 Aerosolen hebben een relatief groot verdampingsoppervlak. De lage relatieve luchtvochtigheid in vliegtuigen draagt bovendien bij aan snellere verdamping, waardoor de verspreiding van het virus wordt bevorderd.21

Figuur 1

Mogelijke besmettingsroutes tijdens de vlucht

Geïnfecteerden zijn besmettelijk vanaf 1-2 dagen vóór de eerste symptomen tot het moment dat zij > 24 uur koortsvrij zijn. De incubatietijd bedraagt gemiddeld 5-6 dagen. Virusmutaties, zoals de Britse en de deltavariant, baren zorgen vanwege een hoger infectierisico, mede door een 1000 keer hogere concentratie van virusdeeltjes in de aerosolen. Het risico op een ernstig beloop wordt mede bepaald door de leeftijd, het gewicht en de comorbiditeit van de patiënt.

Besmetting tijdens de vlucht

Sinds de uitbraak van covid-19 zijn er veel vluchten geweest waarbij personen met een mogelijke SARS-CoV-2-infectie aan boord waren. Aanvankelijk betrof dit repatriëringvluchten voor passagiers van cruiseschepen en evacuatie van mensen uit (vakantie)landen met hoge besmettingscijfers.3,4,21 Met onze vermelde zoekstrategie identificeerden we 18 studies over besmetting tijdens de vlucht, met als grootste een studie van 94 vluchten (zie supplement).1,3-19 Bij 150 vluchten werden besmettingen geanalyseerd. Het aantal indexpatiënten op deze 150 vluchten was 306, van wie er 204 symptomatisch waren en 102 presymptomatisch. Gedurende deze vluchten werden 79 passagiers en 4 bemanningsleden besmet. In de grootste studie werd bij alle 94 vluchten een mondkapje gebruikt, met slechts 2 besmettingen als gevolg.

In de beschreven studies is sprake van besmetting van passagiers in de directe omgeving van een indexpatiënt, meestal in dezelfde stoelrij.5,8,11,16,19 Verspreiding kan plaatsvinden tot 4-5 stoelrijen naar voren en 1 stoelrij naar achteren. Een mondkapje belemmert weliswaar de verspreiding enigszins, maar bij hoesten kan verspreiding nog altijd plaatsvinden tot 2 rijen naar voren en 1 stoelrij naar achteren.22 Verder hangt het risico op besmetting af van de bezettingsgraad van het vliegtuig en de duur van de vlucht.21 Bij langdurige (veelal intercontinentale) vluchten, zeker in toestellen met 2 gangpaden, zijn er meer passagiersbewegingen waardoor het besmettingsrisico stijgt.12,22

Een recente studie van het Koninklijke Nederlandse Lucht- en Ruimtevaartcentrum en het RIVM laat zien dat besmetting door een infectieuze passagier in een vliegtuigcabine afhankelijk is van de afstand tot de indexpatiënt, de virusconcentratie, de virulentie van het virus, de duur van de vlucht, de luchtkwaliteit in de cabine en de immuunstatus van de medepassagier.22

Cabineluchtkwaliteit

De cabine van een vliegtuig is een geventileerde afgesloten ruimte met een lage druk en lage vochtigheidsgraad < 20 %.22 De luchtdruk, temperatuur en ventilatie worden automatisch geregeld. De luchtcirculatie is laminair – dat wil zeggen: lucht stroomt van boven de stoelen naar beneden – met een snelheid van 1 m/s; er is beperkte luchtcirculatie van voor naar achteren. De lucht in de cabine wordt iedere 3-4 minuten met ongeveer 50% steriele buitenlucht gerecirculeerd. Een HEPA-filter verwijdert vrijwel 100% van de aerosolen uit de afgezogen cabinelucht. Deze ventilatie en filtering resulteert in zeer lage concentraties van micro-organismen en virussen in cabinelucht. De International Air Transport Association adviseert om het ventilatiesysteem 10 minuten voordat passagiers aan boord gaan aan te zetten en aan te houden totdat de laatste passagier en de bemanning van boord zijn gegaan.21

Oppervlaktebesmetting en desinfectie

SARS-CoV-2-virusdeeltjes blijken onverwacht lang te kunnen overleven op oppervlakken, tot circa 1 week op bijvoorbeeld een mondkapje en roestvrijstaal.8 Risicovolle contactpunten aan boord zijn: opklaptafeltjes, stoelbedekking, deurknoppen en de doorspoelknop van het toilet.23 Verder speelt het oppervlaktecontact bij het in- en uitstappen. Toch leidt oppervlaktecontact minder vaak tot besmettingen dan de inhalatie van aerosolen.8

Luchtvaartmaatschappijen adviseren om een oplossing van 70% isopropylalcohol te gebruiken voor de desinfectie van contactoppervlakten. Ook zijn op verschillende plaatsen in het toestel dispensers met handdesinfectievloeistof aangebracht. Voordat passagiers aan boord gaan worden sprays gebruikt om cabinelucht en stoelen te desinfecteren. Als alternatief voor desinfectiesprays wordt ook wel uv-straling gebruikt.

Actuele beheersmaatregelen

De huidige blootstellingsbeperkende maatregelen berusten op beïnvloeding van gedrag, zoals screening van de QR-code of testen voorafgaand aan de reis, minimaal 1,5 meter afstand houden, een mondkapje dragen en in- en uitstappen volgens een zorgvuldig gecoördineerde procedure. De recente publicaties laten echter zien dat deze maatregelen onvoldoende zijn om besmettingen in het vliegtuig te voorkomen. Er zijn meer organisatorische maatregelen en persoonlijke beschermingsmiddelen nodig om het besmettingsrisicio gedurende de vliegreis verder terug te dringen (tabel). Verder speelt de overheersende virusvariant op de luchthaven van vertrek en plaats van bestemming een rol, net als het aantal SARS-CoV-2-besmettingen aldaar en het besmettingsrisico op de luchthaven (zie supplement).24,25 Om het risico voor reizigers te beperken moeten de vliegtuigmaatschappijen en luchthavens naast alle genoemde maatregelen, tevens zorgen voor optimale communicatie over de geldende lokale overheidsmaatregelen.

Tabel

Adviezen om besmettingsrisico met SARS-CoV-2 tijdens een vliegreis te verminderen

Stoelkeuze

In het midden van het vliegtuig en voorin zijn er door passagiersbewegingen meer blootstellingmomenten dan achterin het toestel.23 Passagiers met een stoel aan het gangpad hebben meer contact met de passanten dan passagiers met een stoel in het midden van de rij of naast het raam.23 Ook de luchtverplaatsing (‘airflow’) is maximaal in het gangpad.21 Daarentegen zijn er studies die juist besmettingen laten zien bij passagiers met een stoel bij het raam.10,22 In de ruimere businessclass zijn er mogelijk minder blootstellingsmomenten, maar ook daar komen clusters van besmettingen voor.5

Het vliegen van de toekomst vraagt om discipline. Een onderdeel daarvan is dat de reiziger niet meer vrij is om een eigen stoel te kiezen. Voldoende afstand houden als effectiefste blootstellingsbeperkende maatregel, vereist dat minstens 1 stoel wordt vrijgehouden naast, voor en liefst ook achter iedere passagier (figuur 2). Omdat de bezettingsgraad van het toestel daardoor wordt gehalveerd, lijkt dat om financiële redenen niet te verwezenlijken. Een mogelijk compromis is om de middelste stoel vrij te houden.23 Een andere optie is om alternerend stoelrijen vrij te houden; maar ook deze optie leidt tot 50% minder passagiers. De veiligste keuze is een stoel achter in het toestel die niet aan het gangpad grenst of een stoel in de businessclass (zie figuur 2).23 Een uitzondering op bovenstaande stoelkeuzes geldt voor personen uit 1 huishouden; zij kunnen dichter bij elkaar worden geplaatst.

Figuur 2

Stoelindelingen met voldoende afstand

In- en uitstappen

Bij slechts 2 van de 150 onderzochte vluchten werd vermeld dat tijdens het instappen 1,5 meter afstand gehouden werd.15 Tijdens het in- en uitstappen zijn er veel blootstellingsmomenten tussen de passagiers. Bij het aan boord gaan ontstaan lange rijen langs de reeds bezette stoelen wanneer passagiers hun handbagage opbergen. Het van boord gaan verloopt doorgaans gestructureerder: passagiers in de voorste stoelrijen stappen het eerst uit. Ook hier zorgen passagiers die op zoek zijn naar hun handbagage voor opstoppingen in het gangpad, een herkenbaar en eenvoudig op te lossen probleem.

Een strakke regulering van het boarden vermindert blootstellingmomenten. Dat kan bijvoorbeeld door passagiers één voor één toe te laten, te beginnen bij de passagiers met een stoel achter in het toestel of door kleine groepen van maximaal 10 passagiers tegelijk in te laten stappen.26 Dat vraagt een zorgvuldige coördinatie bij het inchecken en discipline van de passagiers, terwijl de ‘boardingtijd’ verdubbelt.21 Bij van boord gaan kunnen deze methoden ook worden gebruikt, door bijvoorbeeld eerst de passagiers in de voorste stoelen te laten uitstappen of eerst de passagiers met een stoel aan het gangpad.

Pre-screening van passagiers

Om met het vliegtuig op reis te kunnen is een vaccinatie of recente negatieve testuitslag vereist.

Om op het vliegveld de temperatuur van alle reizigers te meten heeft veel beperkingen. Bovendien biedt deze meting geen garantie dat indexpatiënten worden geïdentificeerd; circa 80% van de met SARS-CoV-2 besmette personen heeft weinig klachten en geen koorts.

Vaccinatie

Volledig gevaccineerden of personen met een natuurlijke immuniteit na een eerdere infectie kunnen opnieuw geïnfecteerd raken en anderen besmetten. Van de mensen die in oktober 2021 vanwege klachten naar een teststraat gingen had 17,5% een positieve testuitslag. Ongeveer de helft van deze besmette personen was gevaccineerd (51% volledig gevaccineerd; 3% gedeeltelijk). Aangezien 5 op de 6 Nederlanders gevaccineerd was, betekent dit dat het risico op een infectie met SARS-CoV-2 voor niet-gevaccineerden 5 keer hoger is dan voor gevacineerden. Daarbij gaan we ervan uit dat beide groepen even bereidwillig waren om een test te ondergaan. Een eerdere infectie geeft een wisselende mate van bescherming tegen infecties met een volgende virusvariant. De effectiviteit van vaccinatie met een mRNA-vaccin tegen het oorspronkelijke virus is hoog en biedt voor 94% bescherming tegen een symptomatische infectie, voor 95% tegen een ziekenhuisopname en voor 92% tegen een ernstig beloop. De effectiviteit van mRNA-vaccins tegen de bekende virusvarianten is lager dan tegen het oorspronkelijke virus (zie supplement). De bescherming van mRNA-vaccins begint 3 maanden na de tweede dosis af te nemen; na 6 maanden is die ongeveer gehalveerd. Al deze aspecten verklaren de toename van infecties, ook bij gevaccineerden. Daarom wordt er in veel landen, waaronder Nederland, een boostervaccinatie gegeven.

Het vooraf testen van (niet-)gevaccineerden biedt geen absolute garantie voor de vroegtijdige onderkenning van indexpatiënten; het RIVM gaat uit van 5% fout-negatieve resultaten bij het testen van reizigers.22

Mondkapje

Na eerdere discussies is er inmiddels geen twijfel meer over het feit dat het dragen van een mondkapje het besmettingsrisico verlaagt. De WHO heeft de uitgebreide literatuur hierover samengevat.27 Ook de eenvoudige en veel gebruikte stoffen mondkapjes bieden een redelijke bescherming. Mondkapjes beperken vooral de uitstoot van grote druppeltjes en zijn bewezen effectief bij presymptomatische personen met SARS-CoV-2.27 Wanneer alle passagiers een mondkapje dragen verlaagt het risico op besmetting met 70%.22 De mondkapjestrouw verschilt sterk per land, met van oudsher de grootste discipline in Aziatische landen.27 Tijdens de gehele vlucht, inclusief het in- en uitstappen, zijn mondkapjes nu internationaal verplicht (behalve tijdens de maaltijd). Het positieve effect van het dragen van een mondkapje wordt duidelijk wanneer men onderzoeken naar vluchten met en zonder mondkapjesgebruik vergelijkt.1,4,8,10,12,14,15,18 Bij vluchten zonder mondkapjesplicht waren er in totaal 83 indexpatiënten en 21 besmettingen; bij de vluchten met een mondkapjesplicht waren er 174 indexpatiënten en 3 besmettingen.

Relevantie

Sinds het begin van de covid-19-pandemie zijn in de literatuur SARS-CoV-2-besmettingen tijdens een vlucht beschreven bij 79 passagiers en 4 bemanningsleden. Waarschijnlijk speelt publicatiebias een rol en is het werkelijke aantal besmettingen hoger. Vanzelfsprekend blijkt het besmettingsrisico het hoogst in de directe omgeving van een indexpatiënt. Bij langere vluchten is er vanwege passagiersbewegingen een hoger risico op besmetting. De 4 bemanningsleden werden besmet door symptomatische indexpatiënten, terwijl passagiers vaak werden besmet door asymptomatische indexpatiënten. Een deel van de beschreven vluchten zijn repatriëringvluchten, uitgevoerd kort na uitbraak van de pandemie, vóórdat vaccins beschikbaar waren en vóór de invoering van de mondkapjesplicht. Vanaf de tweede helft van 2020 werden geen besmettingen meer beschreven onder bemanningsleden tijdens de vlucht. Dit lijkt behalve een succes van de ingevoerde hygiënemaatregelen ook een logisch gevolg van de tijdelijke daling van het aantal vluchten van circa 90%.

Door massale vaccinatie en de mondkapjesplicht is het aantal besmettingen dat tijdens vliegverkeer wordt opgedaan afgenomen. Nu zowel het vliegverkeer als het aantal patiënten met covid-19 weer toenemen, loopt ook het aantal reizende indexpatiënten op. De indexpatiënt kan volledig gevaccineerd zijn; niet iedereen bouwt door vaccinatie voldoende immuniteit op. Verder wijzen recente berichten erop dat de verworven immuniteit na vaccinatie tegen covid-19 in de loop van maanden weer afneemt.28 Duidelijk is dat het virus na bijna 2 jaar blijft circuleren, ondanks een relatief hoge vaccinatiegraad, ook in Nederland.

Conclusie

De beschreven studies laten zien dat er een risico bestaat op besmetting met SARS-CoV-2 tijdens een vlucht. Dat risico is weliswaar kleiner dan tijdens reizen met een bus, metro, trein of cruiseschip.6 Juist bij vliegreizen zijn beschermende maatregelen relatief eenvoudig te treffen (zie figuur 2 en de tabel). Een vaccinatiebewijs of negatieve testuitslag, 1,5 meter afstand houden bij het in- en uitstappen, vermijden van oppervlaktecontact, handdesinfectie en het dragen van een mondkapje verlagen het risico op besmetting aanzienlijk.

Het wereldwijde vliegverkeer lijkt zich na de zomer van ‘de derde golf’ alweer snel te ‘normaliseren’. Naar verwachting leidt dat in 2030 tot 5,9 miljard passagiers per jaar vanaf 41.000 vliegvelden op 50.000 routes. De zorgen rond een dergelijke onbelemmerde groei worden nu vooral geuit in het kader van milieuproblematiek en klimaatverandering. Daarnaast zullen we onder ogen moeten zien dat structurele maatregelen nodig zijn om pandemieën van via vliegverkeer overdraagbare infectieziekten te voorkomen.