Milline on seos ventilatsiooni ja patogeeni leviku vahel?

Milline on seos ventilatsiooni ja patogeeni leviku vahel?

Hiljutises uuringus, mis avaldati aastal medRxiv * Eelprintserver: teadlased uurisid seost siseruumides esinevate hingamisteede patogeenide ja loomuliku ventilatsiooni, süsinikdioksiidi (CO2) taseme ja õhufiltratsiooni vahel.

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

See uudisartikkel oli ülevaade esialgsest teaduslikust aruandest, mida avaldamise ajal ei olnud eelretsenseeritud. Alates selle esialgsest avaldamisest on teaduslikku aruannet nüüdseks eelretsenseeritud ja aktsepteeritud akadeemilises ajakirjas avaldamiseks. Lingid esialgsetele ja eelretsenseeritud aruannetele leiate selle artikli lõpus olevast jaotisest Allikad. Vaata allikaid

Praegu on vähe teada sisekliima, inimtegevuse, ventilatsiooni ja õhufiltratsiooni mõjust hingamisteede haigustekitajate tuvastamisele ja kontsentratsioonile. See teadmiste puudumine seab ohtu siseõhus leiduvate bioaerosoolide koguse mõõtmise, et jälgida hingamisteede infektsioone ja levimisriske, mistõttu on vaja põhjalikku uurimistööd.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus tuvastavad teadlased peremeesorganismi, patogeeni, käitumuslikud ja keskkonnamuutujad, mis on seotud suurema bioaerosooli kokkupuutega siseõhus olevate hingamisteede patogeenidega.

Ajavahemikus 2021. aasta oktoobrist 2022. aasta aprillini kogus töörühm 341 välisõhu proovi 21 proovivõtukohast. Käsitledes proovi iga patogeeni kvantitatiivseid polümeraasi ahelreaktsiooni (qPCR) tulemusi ühe vaatlusena, uuris meeskond mitmesuguste muutujate sõltumatut mõju õhus levivate patogeenide tuvastamisele ja kontsentratsioonile. Loodud mudelitel oli proovisisese korrelatsiooni korrigeerimine ja need hõlmasid patogeeni tüüpi ühismuutujana.

Iga patogeeni jaoks kasutas meeskond logistilise regressiooni mudeli (LRM) tagasiulatuva elimineerimisega, kasutades nende mudelite säilitatud sõltumatuid muutujaid, kasutades numbriliste tulemustena qPCR Ct väärtusi. Õhuproove koguti alates 7. veebruarist kolmest kasvatusrühmast üheaegselt 24 päeva jooksul. Kohale 2 oli paigaldatud kolm Blue PURE 221 filtrit, samas kohas 1 ei olnud õhufiltrit, mille tulemuseks oli teoreetiline õhuvarustuse kogukiirus 1770 m3/h ja 10,7 õhuvahetust tunnis (ACH). Kolm Philipsi 3000i filtrit paigutati asukohta 3, mille tulemuseks oli teoreetiline õhuvarustuse kogukiirus 999 m3/h ja 6,1 õhuvahetust tunnis.

Tulemused

Uuringutulemused näitasid, et kõigi proovide positiivsuse määrade võrdlemisel tuvastati kõige levinumad infektsioonid Streptococcus pneumoniae, inimese enteroviirus, inimese bokaviirus, inimese adenoviirus ja inimese tsütomegaloviirus (selles järjekorras). Vanusevahemikus kolm kuni kuus aastat oli suurim protsent proovidest, mis andsid positiivse tulemuse vähemalt ühe patogeeni suhtes, millele järgnesid null kuni kolm aastat, 25 kuni 65 aastat, 12 kuni 18 aastat, 18 kuni 25 aastat, kuus kuni 12 aastat. ja rohkem kui 65 aastat.

Näidatud kasvatuskeskkonnas olid inimese bocaviirus, inimese enteroviirus, inimese tsütomegaloviirus ja Streptococcus pneumoniae peaaegu alati positiivsed. Talve jooksul märkas meeskond pikka kasvu inimese adenoviiruse ja Pneumocystis jirovecii nakkuste hulgas. Muud viirused, nagu enteroviirus D68, A-gripiviirus, inimese paragripiviirus 3, respiratoorse süntsütiaalviirus, raske ägeda respiratoorse sündroomi koroonaviirus 2 (SARS-CoV-2), inimese CoV 229E, inimese CoV HKU-1, inimese CoV OC43, enteroviirus D68, näitasid lühemaid piike. SARS-CoV-2, enteroviiruse D68 ja A-gripiviiruse positiivsete tulemuste kõikumised olid kooskõlas Leuveni ülikoolihaiglate kliiniliste proovide tulemustega, mis on proovivõtukoha lähedal.

Enne rühmitamist oli 14 patogeenil vähemalt 10 positiivset tulemust ja 12 patogeenil vähemalt 10 positiivset tulemust. Esiteks kasutati hingamisteede patogeeni positiivsuse jaoks binaarset LRM-i tulemust. On näidatud, et patogeeni tuvastamine on pöördvõrdelises korrelatsioonis häälitsusega. Iga 100 ppm CO2 kontsentratsiooni tõus suurendas hingamisteede infektsiooni leidmise võimalust 8,8%. Kuna loomulik ventilatsioon järk-järgult suurenes, vähenes tõenäosus 11%. Üldise hinnangulise võrrandi (GEE) ja segatud logistilise regressioonimudeli (MLRM) mudelitel, mis arvestavad valimisisese korrelatsiooniga, olid mõlemad võrdsed olulisuse tasemed ja mõju suurused.

Väiksema valimi suuruse tõttu vähenes nende mudelite jõudlus. Siiski näitasid nad siiski olulist korrelatsiooni keskmise CO2 ja inimese enteroviiruse, teiste CoV-de, Pneumocystis jiroveci ja Streptococcus pneumoniae tuvastamise vahel. Teisest küljest avastas meeskond negatiivse seose inimese bocaviiruse avastamisega. Lisaks oli loomulik ventilatsioon negatiivses korrelatsioonis respiratoorse süntsütiaalviiruse ja Pneumocystis jiroveci esinemisega.

qPCR Ct väärtus vähenes 0,13 võrra 100 ppm CO2 suurenemise kohta. Erinevalt varasematest analüüsidest ei olnud loomulik ventilatsioon kontsentratsiooniga oluliselt seotud. Kuid õhufiltratsiooni olemasolul suurenes keskmine Ct 0,57, mis oli sisuliselt seotud patogeeni kontsentratsiooniga. Isegi MLRM-i teostamisel ja kaudsete väärtuste eemaldamisel olid olulisuse tasemed ja efekti suurused võrreldavad.

Inimese adenoviiruse, inimese tsütomegaloviiruse, inimese bocaviiruse ja Streptococcus pneumoniae kõrgem tase korreleerus jätkuvalt positiivselt keskmise CO2-ga. Hingamisteede süntsütiaalviirus oli seotud madalama tasemega. Inimese bokaviirust, inimese tsütomegaloviirust, erinevaid koronaviiruseid ja Streptococcus pneumoniae leiti õhust pärast õhu filtreerimist vähendatud kogustes.

Diplom

Uuringutulemused näitasid, et tuvastatud patogeenide arv ja nende vastav kontsentratsioon varieerus olenevalt patogeenist, kuust ja vanuserühmast dramaatiliselt. Eelkõige olid tuvastamisel sõltumatud riskitegurid madal loomulik ventilatsioon ja kõrge CO2 tase. Nende kontsentratsioon korreleerus sõltumatult CO2 kontsentratsiooni ja õhufiltratsiooniga. Teadlased toetasid õhufiltreerimise ja ventilatsiooni kasutamist patogeenide leviku vähendamiseks.

See uudisartikkel oli ülevaade esialgsest teaduslikust aruandest, mida avaldamise ajal ei olnud eelretsenseeritud. Alates selle esialgsest avaldamisest on teaduslikku aruannet nüüdseks eelretsenseeritud ja aktsepteeritud akadeemilises ajakirjas avaldamiseks. Lingid esialgsetele ja eelretsenseeritud aruannetele leiate selle artikli lõpus olevast jaotisest Allikad. Vaata allikaid

Viited:

• 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.