Hvad er sammenhængen mellem ventilation og patogentransmission?

Hvad er sammenhængen mellem ventilation og patogentransmission?

I en nylig undersøgelse offentliggjort i medRxiv * Preprint-server: Forskere undersøgte forholdet mellem indendørs luftvejspatogener og naturlig ventilation, kuldioxidniveauer (CO2) og luftfiltrering.

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

Denne nyhedsartikel var en gennemgang af en foreløbig videnskabelig rapport, der ikke var blevet peer-reviewed på tidspunktet for offentliggørelsen. Siden den første udgivelse er den videnskabelige rapport nu blevet peer-reviewet og accepteret til offentliggørelse i et akademisk tidsskrift. Links til de foreløbige og peer-reviewede rapporter kan findes i afsnittet Kilder i slutningen af ​​denne artikel. Se kilder

I øjeblikket ved man kun lidt om virkningerne af indeklima, menneskelig aktivitet, ventilation og luftfiltrering på påvisning og koncentration af respiratoriske patogener. Evnen til at kvantificere bioaerosoler i indeluften for at overvåge luftvejsinfektioner og overførselsrisici er kompromitteret af denne mangel på viden og kræver derfor omfattende forskning.

Om studiet

I denne undersøgelse identificerer forskere værts-, patogen-, adfærds- og miljøvariabler forbundet med højere bioaerosol-eksponering for respiratoriske patogener i indeluften.

Mellem oktober 2021 og april 2022 indsamlede holdet 341 omgivende luftprøver på 21 prøveudtagningssteder. Ved at behandle de kvantitative polymerasekædereaktions (qPCR) resultater af hvert patogen i en prøve som en enkelt observation, undersøgte holdet de uafhængige virkninger af en række variabler på påvisning og koncentration af luftbårne patogener. De genererede modeller havde korrelationsjusteringer inden for prøven og inkluderede patogentype som en kovariat.

For hvert patogen kørte holdet en logistisk regressionsmodel (LRM) med baglæns eliminering ved hjælp af de bevarede uafhængige variabler fra disse modeller ved at bruge qPCR Ct-værdier som numeriske resultater. Luftprøver blev indsamlet samtidigt fra den 7. februar i de tre opdrætsgrupper i 24 dage. Sted 2 havde tre Blue PURE 221-filtre installeret, mens Site 1 ikke havde nogen luftfiltrering, hvilket resulterede i en teoretisk samlet lufttilførselshastighed på 1770 m3/time og 10,7 luftskift i timen (ACH). Tre Philips 3000i-filtre blev placeret på sted 3, hvilket resulterede i en teoretisk samlet lufttilførselshastighed på 999 m3/time og 6,1 luftskift i timen.

Resultater

Undersøgelsesresultater viste, at de mest almindelige infektioner påvist ved sammenligning af positivitetsrater på tværs af alle prøver var Streptococcus pneumoniae, human enterovirus, human bocavirus, human adenovirus og human cytomegalovirus (i nævnte rækkefølge). Aldersintervallet på tre til seks år havde den største procentdel af prøver, der testede positive for mindst ét ​​patogen, efterfulgt af nul til tre år, 25 til 65 år, 12 til 18 år, 18 til 25 år, seks til 12 år. og mere end 65 år.

I det viste opdrætsmiljø var human bocavirus, human enterovirus, human cytomegalovirus og Streptococcus pneumoniae næsten altid positive. I løbet af vinteren bemærkede holdet en lang stigning i humant adenovirus og Pneumocystis jirovecii-infektioner. Andre vira, såsom enterovirus D68, influenza A-virus, human parainfluenzavirus 3, respiratorisk syncytialvirus, alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), human CoV 229E, human CoV HKU-1, human CoV OC43, enterovirus D68 viste kortere spidser. Udsving i positive resultater for SARS-CoV-2, enterovirus D68 og influenza A-virus var i overensstemmelse med resultater fra kliniske prøver på Leuven Universitetshospitaler, som er tæt på prøvetagningsstedet.

Før gruppering havde 14 patogener mindst 10 positive resultater, og 12 patogener havde mindst 10 positive resultater. Først blev et binært LRM-resultat brugt til enhver respiratorisk patogenpositivitet. Patogendetektion har vist sig at være omvendt korreleret med vokalisering. Hver 100 ppm stigning i CO2-koncentration øgede chancen for at finde en luftvejsinfektion med 8,8 %. Efterhånden som naturlig ventilation steg gradvist, faldt sandsynligheden med 11 %. Den generaliserede estimeringsligning (GEE) og den blandede logistiske regressionsmodel (MLRM), som tager højde for korrelation inden for stikprøven, havde begge samme signifikansniveauer og effektstørrelser.

På grund af de mindre stikprøvestørrelser blev disse modellers ydeevne reduceret. De viste dog stadig en signifikant sammenhæng mellem gennemsnitlig CO2 og påvisning af human enterovirus, andre CoV'er, Pneumocystis jiroveci og Streptococcus pneumoniae. På den anden side opdagede holdet en negativ forbindelse med opdagelsen af ​​human bocavirus. Desuden var naturlig ventilation negativt korreleret med tilstedeværelsen af ​​respiratorisk syncytialvirus og Pneumocystis jiroveci.

qPCR Ct-værdien faldt med 0,13 pr. 100 ppm CO2-stigning. I modsætning til tidligere analyser var naturlig ventilation ikke signifikant forbundet med koncentration. Men når luftfiltrering var til stede, var der en stigning i den gennemsnitlige Ct på ​​0,57, hvilket i det væsentlige var relateret til patogenkoncentrationen. Selv når man udfører en MLRM og fjerner imputerede værdier, var signifikansniveauerne og effektstørrelserne sammenlignelige.

Højere niveauer af human adenovirus, human cytomegalovirus, human bocavirus og Streptococcus pneumoniae fortsatte med at korrelere positivt med gennemsnitlig CO2. Respiratorisk syncytialvirus var forbundet med lavere niveauer. Human bocavirus, human cytomegalovirus, forskellige coronavirus og Streptococcus pneumoniae blev alle fundet i reducerede mængder i luften efter luftfiltrering.

Eksamensbevis

Undersøgelsesresultaterne viste, at antallet af påviste patogener og deres tilsvarende koncentrationer varierede dramatisk afhængigt af patogen, måned og aldersgruppe. Især lav naturlig ventilation og høje CO2-niveauer var uafhængige risikofaktorer for påvisning. Deres koncentration korrelerede uafhængigt med CO2-koncentration og luftfiltrering. Forskere støttede brugen af ​​luftfiltrering og ventilation for at reducere patogentransmission.

Denne nyhedsartikel var en gennemgang af en foreløbig videnskabelig rapport, der ikke var blevet peer-reviewed på tidspunktet for offentliggørelsen. Siden den første udgivelse er den videnskabelige rapport nu blevet peer-reviewet og accepteret til offentliggørelse i et akademisk tidsskrift. Links til de foreløbige og peer-reviewede rapporter kan findes i afsnittet Kilder i slutningen af ​​denne artikel. Se kilder

Referencer:

• 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.