Aká je súvislosť medzi ventiláciou a prenosom patogénov?

Aká je súvislosť medzi ventiláciou a prenosom patogénov?

V nedávnej štúdii publikovanej v medRxiv * Predtlačový server: Výskumníci skúmali vzťah medzi patogénmi dýchacích ciest v interiéri a prirodzeným vetraním, hladinami oxidu uhličitého (CO2) a filtráciou vzduchu.

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

Tento spravodajský článok bol recenziou predbežnej vedeckej správy, ktorá nebola v čase uverejnenia recenzovaná. Od svojho počiatočného zverejnenia bola vedecká správa teraz recenzovaná a prijatá na publikovanie v akademickom časopise. Odkazy na predbežné a recenzované správy nájdete v časti Zdroje na konci tohto článku. Zobraziť zdroje

V súčasnosti sa málo vie o vplyve vnútornej klímy, ľudskej činnosti, vetrania a filtrácie vzduchu na detekciu a koncentráciu respiračných patogénov. Schopnosť kvantifikovať bioaerosóly vo vnútornom vzduchu na monitorovanie respiračných infekcií a rizík prenosu je ohrozená týmto nedostatkom vedomostí, a preto si vyžaduje rozsiahly výskum.

O štúdiu

V tejto štúdii výskumníci identifikujú hostiteľa, patogén, behaviorálne a environmentálne premenné spojené s vyššou expozíciou bioaerosólu respiračným patogénom vo vnútornom vzduchu.

Medzi októbrom 2021 a aprílom 2022 tím zhromaždil 341 vzoriek okolitého ovzdušia na 21 odberných miestach. Spracovaním výsledkov kvantitatívnej polymerázovej reťazovej reakcie (qPCR) každého patogénu vo vzorke ako jediného pozorovania tím skúmal nezávislé účinky rôznych premenných na detekciu a koncentráciu patogénov vo vzduchu. Generované modely mali korelačné úpravy v rámci vzorky a zahŕňali typ patogénu ako kovariát.

Pre každý patogén spustil tím logistický regresný model (LRM) so spätnou elimináciou pomocou zachovaných nezávislých premenných z týchto modelov s použitím hodnôt qPCR Ct ako číselných výsledkov. Vzorky vzduchu sa odoberali súčasne od 7. februára v troch chovných skupinách počas 24 dní. Miesto 2 malo nainštalované tri filtre Blue PURE 221, zatiaľ čo miesto 1 nemalo žiadnu filtráciu vzduchu, výsledkom čoho bola teoretická celková rýchlosť prívodu vzduchu 1770 m3/h a výmena vzduchu 10,7 za hodinu (ACH). Tri filtre Philips 3000i boli umiestnené na mieste 3, výsledkom čoho bola teoretická celková rýchlosť prívodu vzduchu 999 m3/hod a výmena vzduchu 6,1 za hodinu.

Výsledky

Výsledky štúdie ukázali, že najčastejšie infekcie zistené pri porovnaní mier pozitivity vo všetkých vzorkách boli Streptococcus pneumoniae, ľudský enterovírus, ľudský bocavírus, ľudský adenovírus a ľudský cytomegalovírus (v tomto poradí). Vo vekovom rozmedzí od troch do šiestich rokov bolo najväčšie percento vzoriek pozitívnych na aspoň jeden patogén, nasledovali nula až tri roky, 25 až 65 rokov, 12 až 18 rokov, 18 až 25 rokov, šesť až 12 rokov. a viac ako 65 rokov.

V zobrazenom chovnom prostredí boli ľudský bocavírus, ľudský enterovírus, ľudský cytomegalovírus a Streptococcus pneumoniae takmer vždy pozitívne. Počas zimy tím zaznamenal dlhý nárast infekcií ľudským adenovírusom a Pneumocystis jirovecii. Iné vírusy, ako napríklad enterovírus D68, vírus chrípky A, vírus ľudskej parainfluenzy 3, respiračný syncyciálny vírus, koronavírus ťažkého akútneho respiračného syndrómu 2 (SARS-CoV-2), ľudský CoV 229E, ľudský CoV HKU-1, ľudský CoV OC43, enterovírus D68 vykazovali kratšie vrcholy. Výkyvy v pozitívnych výsledkoch pre SARS-CoV-2, enterovírus D68 a vírus chrípky A boli v súlade s výsledkami z klinických vzoriek v Leuvenskej univerzitnej nemocnici, ktoré sú blízko miesta odberu vzoriek.

Pred zoskupením malo 14 patogénov aspoň 10 pozitívnych výsledkov a 12 patogénov malo aspoň 10 pozitívnych výsledkov. Najprv sa použil binárny výsledok LRM pre akúkoľvek pozitivitu respiračného patogénu. Ukázalo sa, že detekcia patogénu nepriamo koreluje s vokalizáciou. Každé zvýšenie koncentrácie CO2 o 100 ppm zvýšilo šancu na zistenie infekcie dýchacích ciest o 8,8 %. Ako sa prirodzené vetranie postupne zvyšovalo, pravdepodobnosť sa znížila o 11 %. Modely zovšeobecnenej odhadovacej rovnice (GEE) a modelu zmiešanej logistickej regresie (MLRM), ktoré zodpovedajú za koreláciu v rámci vzorky, mali rovnaké úrovne významnosti a veľkosti účinku.

Vzhľadom na menšie veľkosti vzoriek bol výkon týchto modelov znížený. Stále však vykazovali významnú koreláciu medzi priemerným CO2 a detekciou ľudského enterovírusu, iných CoV, Pneumocystis jiroveci a Streptococcus pneumoniae. Na druhej strane tím objavil negatívnu súvislosť s objavom ľudského bocavírusu. Okrem toho prirodzená ventilácia negatívne korelovala s prítomnosťou respiračného syncyciálneho vírusu a Pneumocystis jiroveci.

Hodnota qPCR Ct sa znížila o 0,13 na 100 ppm nárastu CO2. Na rozdiel od predchádzajúcich analýz nebola prirodzená ventilácia významne spojená s koncentráciou. Keď však bola prítomná filtrácia vzduchu, došlo k zvýšeniu priemerného Ct o 0,57, čo v podstate súviselo s koncentráciou patogénu. Dokonca aj pri vykonávaní MLRM a odstránení imputovaných hodnôt boli úrovne významnosti a veľkosti účinkov porovnateľné.

Vyššie hladiny ľudského adenovírusu, ľudského cytomegalovírusu, ľudského bocavírusu a Streptococcus pneumoniae naďalej pozitívne korelovali s priemerným CO2. Respiračný syncyciálny vírus bol spojený s nižšími hladinami. Ľudský bocavírus, ľudský cytomegalovírus, rôzne koronavírusy a Streptococcus pneumoniae boli všetky nájdené v zníženom množstve vo vzduchu po filtrácii vzduchu.

Diplom

Výsledky štúdie ukázali, že počet detekovaných patogénov a ich zodpovedajúce koncentrácie sa dramaticky líšili v závislosti od patogénu, mesiaca a vekovej skupiny. Nezávislými rizikovými faktormi detekcie boli najmä nízka prirodzená ventilácia a vysoké hladiny CO2. Ich koncentrácia nezávisle korelovala s koncentráciou CO2 a filtráciou vzduchu. Výskumníci podporili používanie vzduchovej filtrácie a ventilácie na zníženie prenosu patogénov.

Tento spravodajský článok bol recenziou predbežnej vedeckej správy, ktorá nebola v čase uverejnenia recenzovaná. Od svojho počiatočného zverejnenia bola vedecká správa teraz recenzovaná a prijatá na publikovanie v akademickom časopise. Odkazy na predbežné a recenzované správy nájdete v časti Zdroje na konci tohto článku. Zobraziť zdroje

Referencie:

• 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.