Kakva je veza između ventilacije i prijenosa patogena?

Kakva je veza između ventilacije i prijenosa patogena?

U nedavnoj studiji objavljenoj u medRxiv * Poslužitelj za pretisak: Istraživači su ispitali odnos između respiratornih patogena u zatvorenim prostorima i prirodne ventilacije, razine ugljičnog dioksida (CO2) i filtracije zraka.

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

Ovaj novinski članak bio je pregled preliminarnog znanstvenog izvješća koje nije bilo recenzirano u vrijeme objavljivanja. Od svoje prve objave, znanstveno izvješće sada je recenzirano i prihvaćeno za objavljivanje u akademskom časopisu. Veze na preliminarna i recenzirana izvješća mogu se pronaći u odjeljku Izvori na kraju ovog članka. Pogledaj izvore

Trenutačno se malo zna o učincima unutarnje klime, ljudske aktivnosti, ventilacije i filtracije zraka na detekciju i koncentraciju respiratornih patogena. Sposobnost kvantificiranja bioaerosola u unutarnjem zraku radi praćenja respiratornih infekcija i rizika prijenosa ugrožena je ovim nedostatkom znanja i stoga zahtijeva opsežna istraživanja.

O studiju

U ovoj studiji istraživači identificiraju varijable domaćina, patogena, ponašanja i okoliša povezane s većom izloženošću bioaerosola respiratornim patogenima u unutarnjem zraku.

Između listopada 2021. i travnja 2022. tim je prikupio 341 uzorak zraka na 21 mjestu uzorkovanja. Tretirajući rezultate kvantitativne lančane reakcije polimeraze (qPCR) za svaki patogen u uzorku kao jedno opažanje, tim je ispitao neovisne učinke različitih varijabli na detekciju i koncentraciju patogena u zraku. Generirani modeli imali su prilagodbe korelacije unutar uzorka i uključivali su tip patogena kao kovarijatu.

Za svaki patogen, tim je proveo model logističke regresije (LRM) s eliminacijom unatrag koristeći zadržane neovisne varijable iz ovih modela, koristeći qPCR Ct vrijednosti kao numeričke rezultate. Uzorci zraka prikupljani su istovremeno od 7. veljače u tri uzgojne skupine tijekom 24 dana. Mjesto 2 imalo je ugrađena tri filtera Blue PURE 221, dok mjesto 1 nije imalo filtraciju zraka, što je rezultiralo teoretskom ukupnom brzinom dovoda zraka od 1770 m3/sat i 10,7 izmjena zraka po satu (ACH). Tri filtera Philips 3000i postavljena su na mjestu 3, što je rezultiralo teoretskom ukupnom brzinom dovoda zraka od 999 m3/sat i 6,1 izmjena zraka po satu.

Rezultati

Rezultati studije pokazali su da su najčešće infekcije otkrivene usporedbom stopa pozitivnosti u svim uzorcima Streptococcus pneumoniae, ljudski enterovirus, ljudski bokavirus, ljudski adenovirus i ljudski citomegalovirus (tim redoslijedom). Dobni raspon od tri do šest godina imao je najveći postotak uzoraka koji su bili pozitivni na barem jedan patogen, zatim nula do tri godine, 25 do 65 godina, 12 do 18 godina, 18 do 25 godina, šest do 12 godina. i više od 65 godina.

U prikazanom okruženju uzgoja ljudski bocavirus, humani enterovirus, humani citomegalovirus i Streptococcus pneumoniae bili su gotovo uvijek pozitivni. Tijekom zime, tim je primijetio dugotrajan porast infekcija ljudskim adenovirusom i Pneumocystis jirovecii. Drugi virusi, kao što su enterovirus D68, virus influence A, humani virus parainfluence 3, respiratorni sincicijski virus, teški akutni respiratorni sindrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), ljudski CoV 229E, ljudski CoV HKU-1, ljudski CoV OC43, enterovirus D68 pokazali su kraće vršne vrijednosti. Fluktuacije u pozitivnim rezultatima za SARS-CoV-2, enterovirus D68 i virus influence A bile su u skladu s rezultatima kliničkih uzoraka u sveučilišnim bolnicama Leuven, koje su blizu mjesta uzorkovanja.

Prije grupiranja, 14 patogena imalo je najmanje 10 pozitivnih rezultata, a 12 patogena imalo je najmanje 10 pozitivnih rezultata. Prvo je korišten binarni LRM rezultat za bilo koju pozitivnost respiratornog patogena. Pokazalo se da je otkrivanje patogena u obrnutoj korelaciji s vokalizacijom. Svakih 100 ppm povećanja koncentracije CO2 povećalo je mogućnost pronalaska respiratorne infekcije za 8,8%. Kako se prirodna ventilacija postupno povećavala, vjerojatnost se smanjila za 11%. Generalizirana jednadžba procjene (GEE) i model miješane logističke regresije (MLRM), koji uzimaju u obzir korelaciju unutar uzorka, imali su jednake razine značajnosti i veličine učinka.

Zbog manjih veličina uzorka, izvedba ovih modela bila je smanjena. Međutim, još uvijek su pokazali značajnu korelaciju između srednje vrijednosti CO2 i otkrivanja humanog enterovirusa, drugih CoV-a, Pneumocystis jiroveci i Streptococcus pneumoniae. S druge strane, tim je otkrio negativnu povezanost s otkrićem ljudskog bocavirusa. Nadalje, prirodna ventilacija bila je u negativnoj korelaciji s prisutnošću respiratornog sincicijskog virusa i Pneumocystis jiroveci.

Vrijednost qPCR Ct smanjila se za 0,13 na 100 ppm povećanja CO2. Za razliku od prethodnih analiza, prirodna ventilacija nije značajno povezana s koncentracijom. Međutim, kada je bila prisutna filtracija zraka, došlo je do povećanja prosječnog Ct od 0,57, što je bitno povezano s koncentracijom patogena. Čak i kada se provodi MLRM i uklanjaju imputirane vrijednosti, razine značajnosti i veličine učinka bile su usporedive.

Više razine humanog adenovirusa, humanog citomegalovirusa, humanog bocavirusa i Streptococcus pneumoniae nastavile su pozitivno korelirati sa srednjom vrijednosti CO2. Respiratorni sincicijski virus bio je povezan s nižim razinama. Ljudski bokavirus, ljudski citomegalovirus, razni koronavirusi i Streptococcus pneumoniae pronađeni su u smanjenim količinama u zraku nakon filtracije zraka.

Diploma

Rezultati istraživanja pokazali su da broj otkrivenih patogena i njihove odgovarajuće koncentracije dramatično variraju ovisno o patogenu, mjesecu i dobnoj skupini. Konkretno, niska prirodna ventilacija i visoke razine CO2 bili su neovisni čimbenici rizika za otkrivanje. Njihova je koncentracija neovisno korelirala s koncentracijom CO2 i filtracijom zraka. Istraživači su podržali korištenje filtracije zraka i ventilacije za smanjenje prijenosa patogena.

Ovaj novinski članak bio je pregled preliminarnog znanstvenog izvješća koje nije bilo recenzirano u vrijeme objavljivanja. Od svoje prve objave, znanstveno izvješće sada je recenzirano i prihvaćeno za objavljivanje u akademskom časopisu. Veze na preliminarna i recenzirana izvješća mogu se pronaći u odjeljku Izvori na kraju ovog članka. Pogledaj izvore

Reference:

• 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.