ما هي العلاقة بين التهوية وانتقال مسببات الأمراض؟

ما هي العلاقة بين التهوية وانتقال مسببات الأمراض؟

وفي دراسة حديثة نشرت في medRxiv * خادم ما قبل الطباعة: قام الباحثون بفحص العلاقة بين مسببات أمراض الجهاز التنفسي الداخلية والتهوية الطبيعية ومستويات ثاني أكسيد الكربون (CO2) وتنقية الهواء.

Studie: Natürliche Belüftung, geringer CO2-Ausstoß und Luftfilterung sind mit einer Reduzierung von Krankheitserregern der Atemwege in der Raumluft verbunden. Bildnachweis: ART-ur/Shutterstock

كانت هذه المقالة الإخبارية عبارة عن مراجعة لتقرير علمي أولي لم تتم مراجعته من قبل النظراء في وقت النشر. منذ نشره الأولي، تم الآن مراجعة التقرير العلمي من قبل النظراء وتم قبوله للنشر في مجلة أكاديمية. يمكن العثور على روابط للتقارير الأولية والمراجعة من قبل النظراء في قسم المصادر في نهاية هذه المقالة. عرض المصادر

في الوقت الحالي، لا يُعرف سوى القليل عن تأثيرات المناخ الداخلي والنشاط البشري والتهوية وتنقية الهواء على اكتشاف مسببات الأمراض التنفسية وتركيزها. إن القدرة على قياس الهباء الجوي الحيوي في الهواء الداخلي لرصد التهابات الجهاز التنفسي ومخاطر انتقال العدوى معرضة للخطر بسبب هذا النقص في المعرفة، وبالتالي تتطلب بحثًا مكثفًا.

حول الدراسة

في هذه الدراسة، حدد الباحثون المضيف، ومسببات الأمراض، والمتغيرات السلوكية والبيئية المرتبطة بارتفاع التعرض للهباء الحيوي لمسببات الأمراض التنفسية في الهواء الداخلي.

بين أكتوبر 2021 وأبريل 2022، جمع الفريق 341 عينة من الهواء المحيط في 21 موقعًا لأخذ العينات. من خلال معالجة نتائج تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) لكل عامل ممرض في عينة كملاحظة واحدة، قام الفريق بفحص التأثيرات المستقلة لمجموعة متنوعة من المتغيرات على اكتشاف وتركيز مسببات الأمراض المحمولة جواً. تحتوي النماذج التي تم إنشاؤها على تعديلات الارتباط داخل العينة وتضمنت نوع العامل الممرض كمتغير مشترك.

بالنسبة لكل عامل ممرض، قام الفريق بتشغيل نموذج الانحدار اللوجستي (LRM) مع الإزالة الخلفية باستخدام المتغيرات المستقلة المحتجزة من هذه النماذج، باستخدام قيم qPCR Ct كنتائج رقمية. تم جمع عينات الهواء في وقت واحد اعتبارًا من 7 فبراير في مجموعات التربية الثلاث لمدة 24 يومًا. تم تركيب ثلاثة مرشحات Blue PURE 221 في الموقع 2، في حين لم يكن الموقع 1 مزودًا بفلتر للهواء، مما أدى إلى إجمالي معدل إمداد الهواء نظريًا يبلغ 1770 مترًا مكعبًا في الساعة و10.7 تغييرًا للهواء في الساعة (ACH). تم وضع ثلاثة مرشحات Philips 3000i في الموقع 3، مما أدى إلى إجمالي معدل إمداد الهواء نظريًا يبلغ 999 مترًا مكعبًا في الساعة و6.1 تغييرًا للهواء في الساعة.

نتائج

أظهرت نتائج الدراسة أن العدوى الأكثر شيوعًا التي تم اكتشافها عند مقارنة معدلات الإصابة الإيجابية في جميع العينات كانت المكورات العقدية الرئوية، والفيروس المعوي البشري، والفيروس البوكافيروس البشري، والفيروس الغدي البشري، والفيروس المضخم للخلايا البشرية (بهذا الترتيب). كان للفئة العمرية من ثلاث إلى ست سنوات أكبر نسبة من العينات التي ثبتت إصابتها بمسبب مرض واحد على الأقل، تليها صفر إلى ثلاث سنوات، ومن 25 إلى 65 عامًا، ومن 12 إلى 18 عامًا، ومن 18 إلى 25 عامًا، ومن ستة إلى 12 عامًا. وأكثر من 65 سنة.

في بيئة التربية الموضحة، كانت فيروسات البوكافيروس البشرية، والفيروسات المعوية البشرية، والفيروس المضخم للخلايا البشرية، والمكورات العقدية الرئوية إيجابية دائمًا تقريبًا. خلال فصل الشتاء، لاحظ الفريق ارتفاعًا طويلًا في حالات الإصابة بالفيروس الغدي البشري والمتكيسة الرئوية الجيروفيسية. الفيروسات الأخرى، مثل الفيروس المعوي D68، فيروس الأنفلونزا A، فيروس نظير الأنفلونزا البشري 3، الفيروس المخلوي التنفسي، فيروس المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة التاجية 2 (SARS-CoV-2)، CoV البشري 229E، CoV البشري HKU-1، CoV البشري OC43، الفيروس المعوي D68 أظهرت قمم أقصر. وكانت التقلبات في النتائج الإيجابية لفيروس SARS-CoV-2 والفيروس المعوي D68 وفيروس الأنفلونزا A متوافقة مع نتائج العينات السريرية في مستشفيات جامعة لوفين القريبة من موقع أخذ العينات.

قبل التجميع، كان لدى 14 مسببًا للأمراض 10 نتائج إيجابية على الأقل وكان لـ 12 مسببًا للأمراض 10 نتائج إيجابية على الأقل. أولاً، تم استخدام نتيجة LRM الثنائية لأي إيجابية مسببات الأمراض التنفسية. لقد ثبت أن اكتشاف مسببات الأمراض يرتبط عكسيا بالنطق. كل 100 جزء في المليون زيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون تزيد من فرصة الإصابة بعدوى الجهاز التنفسي بنسبة 8.8%. ومع زيادة التهوية الطبيعية تدريجياً، انخفض الاحتمال بنسبة 11%. كان لنماذج معادلة التقدير المعممة (GEE) ونموذج الانحدار اللوجستي المختلط (MLRM)، والتي تمثل الارتباط داخل العينة، مستويات أهمية وأحجام تأثير متساوية.

نظرًا لصغر حجم العينات، انخفض أداء هذه النماذج. ومع ذلك، فقد أظهروا ارتباطًا كبيرًا بين متوسط ​​ثاني أكسيد الكربون واكتشاف الفيروسات المعوية البشرية، وفيروسات كورونا الأخرى، والمتكيسة الرئوية، والمكورات العقدية الرئوية. ومن ناحية أخرى، اكتشف الفريق وجود علاقة سلبية مع اكتشاف فيروس البوكافيروس البشري. علاوة على ذلك، ارتبطت التهوية الطبيعية بشكل سلبي بوجود الفيروس المخلوي التنفسي والمتكيسة الرئوية.

انخفضت قيمة qPCR Ct بمقدار 0.13 لكل 100 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون. وعلى النقيض من التحليلات السابقة، لم تكن التهوية الطبيعية مرتبطة بشكل كبير بالتركيز. ومع ذلك، عند وجود تنقية الهواء، كانت هناك زيادة في متوسط ​​Ct قدره 0.57، والذي كان مرتبطًا بشكل أساسي بتركيز مسببات الأمراض. حتى عند إجراء MLRM وإزالة القيم المحسوبة، كانت مستويات الأهمية وأحجام التأثير قابلة للمقارنة.

استمرت المستويات الأعلى من الفيروسات الغدية البشرية، والفيروس المضخم للخلايا البشرية، وفيروس البوكافيروس البشري، والمكورات العقدية الرئوية في الارتباط بشكل إيجابي مع متوسط ​​ثاني أكسيد الكربون. وارتبط الفيروس المخلوي التنفسي بمستويات أقل. تم العثور على فيروس البوكا البشري، والفيروس المضخم للخلايا البشرية، ومختلف الفيروسات التاجية، والمكورات العقدية الرئوية بكميات منخفضة في الهواء بعد تنقية الهواء.

دبلوم

أظهرت نتائج الدراسة أن عدد مسببات الأمراض المكتشفة وتركيزاتها المقابلة تباينت بشكل كبير حسب العامل الممرض والشهر والفئة العمرية. على وجه الخصوص، كان انخفاض التهوية الطبيعية وارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون من عوامل الخطر المستقلة للكشف. ويرتبط تركيزها بشكل مستقل مع تركيز ثاني أكسيد الكربون وتنقية الهواء. وأيد الباحثون استخدام تنقية الهواء والتهوية للحد من انتقال مسببات الأمراض.

كانت هذه المقالة الإخبارية عبارة عن مراجعة لتقرير علمي أولي لم تتم مراجعته من قبل النظراء في وقت النشر. منذ نشره الأولي، تم الآن مراجعة التقرير العلمي من قبل النظراء وتم قبوله للنشر في مجلة أكاديمية. يمكن العثور على روابط للتقارير الأولية والمراجعة من قبل النظراء في قسم المصادر في نهاية هذه المقالة. عرض المصادر

مراجع:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Joren Raymenants, Caspar Geenen, Lore Budts, Jonathan Thibaut, Marijn Thijssen, Hannelore De Mulder, Sarah Gorissen, Bastiaan Craessaerts, Lies Laenen, Kurt Beuselinck, Sien Ombelet, Els Keyaerts, Emmanuel Andre. (2022). Natürliche Belüftung, geringer CO2-Ausstoß und Luftfilterung sind mit einer Reduzierung von Krankheitserregern der Atemwege in der Raumluft verbunden. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.23.22280263 https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.09.23.22280263v1
• Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
  Raymenants, Joren, Caspar Geenen, Lore Budts, Jonathan Thibaut, Marijn Thijssen, Hannelore De Mulder, Sarah Gorissen, et al. 2023. „Raumluftüberwachung und Faktoren im Zusammenhang mit der Erkennung respiratorischer Krankheitserreger in kommunalen Einrichtungen in Belgien.“ Naturkommunikation 14 (1): 1332. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36986-z. https://www.nature.com/articles/s41467-023-36986-z.