Kakšna je povezava med ventilacijo in prenosom patogenov?

Kakšna je povezava med ventilacijo in prenosom patogenov?

V nedavni študiji, objavljeni v medRxiv * Strežnik prednatisa: Raziskovalci so preučili razmerje med patogeni dihal v zaprtih prostorih in naravnim prezračevanjem, ravnmi ogljikovega dioksida (CO2) in filtracijo 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

Ta članek je bil pregled predhodnega znanstvenega poročila, ki v času objave ni bilo strokovno pregledano. Od prve objave je bilo znanstveno poročilo strokovno pregledano in sprejeto za objavo v akademski reviji. Povezave do predhodnih in strokovno pregledanih poročil lahko najdete v razdelku Viri na koncu tega članka. Ogled virov

Trenutno je malo znanega o učinkih notranje klime, človekove dejavnosti, prezračevanja in filtracije zraka na odkrivanje in koncentracijo respiratornih patogenov. Zmožnost kvantificiranja bioaerosolov v zraku v zaprtih prostorih za spremljanje okužb dihal in tveganja prenosa je ogrožena zaradi tega pomanjkanja znanja in zato zahteva obsežne raziskave.

O študiju

V tej študiji raziskovalci identificirajo gostitelja, patogena, vedenjske in okoljske spremenljivke, povezane z večjo izpostavljenostjo bioaerosola respiratornim patogenom v zraku v zaprtih prostorih.

Med oktobrom 2021 in aprilom 2022 je ekipa zbrala 341 vzorcev zunanjega zraka na 21 vzorčevalnih mestih. Z obravnavo rezultatov kvantitativne verižne reakcije s polimerazo (qPCR) vsakega patogena v vzorcu kot enega samega opazovanja je skupina preučila neodvisne učinke različnih spremenljivk na odkrivanje in koncentracijo patogenov v zraku. Ustvarjeni modeli so imeli korelacijske prilagoditve znotraj vzorca in so vključevali vrsto patogena kot sospremenljivko.

Za vsakega patogena je skupina izvedla logistični regresijski model (LRM) z eliminacijo nazaj z uporabo ohranjenih neodvisnih spremenljivk iz teh modelov, pri čemer je uporabila vrednosti qPCR Ct kot numerične rezultate. Vzorce zraka so zbirali sočasno od 7. februarja v treh rejnih skupinah 24 dni. Mesto 2 je imelo nameščene tri filtre Blue PURE 221, medtem ko mesto 1 ni imelo filtracije zraka, kar je povzročilo teoretično skupno količino dovoda zraka 1770 m3/uro in 10,7 menjav zraka na uro (ACH). Na mestu 3 so bili nameščeni trije filtri Philips 3000i, kar je povzročilo teoretično skupno količino dovoda zraka 999 m3/uro in 6,1 menjavo zraka na uro.

Rezultati

Rezultati študije so pokazali, da so bile najpogostejše okužbe, odkrite pri primerjavi stopenj pozitivnosti v vseh vzorcih, Streptococcus pneumoniae, človeški enterovirus, človeški bokavirus, človeški adenovirus in človeški citomegalovirus (v tem vrstnem redu). V starostnem razponu od tri do šest let je bil največji odstotek vzorcev, ki so bili pozitivni na vsaj enega patogena, sledili so od nič do treh let, od 25 do 65 let, od 12 do 18 let, od 18 do 25 let, od šest do 12 let. in več kot 65 let.

V prikazanem okolju vzreje so bili človeški bokavirus, človeški enterovirus, človeški citomegalovirus in Streptococcus pneumoniae skoraj vedno pozitivni. Pozimi je ekipa opazila dolgotrajno povečanje okužb s človeškim adenovirusom in Pneumocystis jirovecii. Drugi virusi, kot so enterovirus D68, virus influence A, virus človeške parainfluence 3, respiratorni sincicijski virus, koronavirus 2 hudega akutnega respiratornega sindroma (SARS-CoV-2), človeški CoV 229E, človeški CoV HKU-1, človeški CoV OC43, enterovirus D68, so pokazali krajše vrhove. Nihanja pozitivnih rezultatov za SARS-CoV-2, enterovirus D68 in virus influence A so bila skladna z rezultati kliničnih vzorcev v univerzitetnih bolnišnicah Leuven, ki so blizu mesta vzorčenja.

Pred razvrščanjem v skupine je imelo 14 patogenov vsaj 10 pozitivnih rezultatov in 12 patogenov vsaj 10 pozitivnih rezultatov. Najprej je bil uporabljen binarni rezultat LRM za kakršno koli pozitivnost respiratornega patogena. Izkazalo se je, da je odkrivanje patogena v obratni korelaciji z vokalizacijo. Vsakih 100 ppm povečanja koncentracije CO2 je povečalo možnost okužbe dihal za 8,8 %. Ko se je naravno prezračevanje postopoma povečevalo, se je verjetnost zmanjšala za 11 %. Splošna ocenjevalna enačba (GEE) in model mešane logistične regresije (MLRM), ki upoštevata korelacijo znotraj vzorca, sta imela enake ravni pomembnosti in velikosti učinka.

Zaradi manjših velikosti vzorcev je bila učinkovitost teh modelov zmanjšana. Vendar so še vedno pokazali pomembno korelacijo med povprečnim CO2 in odkrivanjem humanega enterovirusa, drugih CoV, Pneumocystis jiroveci in Streptococcus pneumoniae. Po drugi strani pa je ekipa odkrila negativno povezavo z odkritjem človeškega bokavirusa. Poleg tega je bila naravna ventilacija negativno povezana s prisotnostjo respiratornega sincicijskega virusa in Pneumocystis jiroveci.

Vrednost qPCR Ct se je zmanjšala za 0,13 na 100 ppm povečanja CO2. V nasprotju s prejšnjimi analizami naravno prezračevanje ni bilo pomembno povezano s koncentracijo. Ko pa je bila prisotna filtracija zraka, je prišlo do povečanja povprečnega Ct za 0,57, kar je bilo v bistvu povezano s koncentracijo patogena. Tudi pri izvedbi MLRM in odstranitvi pripisanih vrednosti so bile ravni pomembnosti in velikosti učinka primerljive.

Višje ravni humanega adenovirusa, humanega citomegalovirusa, humanega bocavirusa in Streptococcus pneumoniae so še naprej pozitivno korelirale s povprečnim CO2. Respiratorni sincicijski virus je bil povezan z nižjimi ravnmi. Človeški bokavirus, človeški citomegalovirus, različni koronavirusi in Streptococcus pneumoniae so bili po filtraciji zraka najdeni v zmanjšanih količinah.

Diploma

Rezultati študije so pokazali, da se število odkritih patogenov in njihove ustrezne koncentracije močno razlikujejo glede na patogen, mesec in starostno skupino. Zlasti nizko naravno prezračevanje in visoke ravni CO2 sta bila neodvisna dejavnika tveganja za odkrivanje. Njihova koncentracija je bila neodvisno povezana s koncentracijo CO2 in filtracijo zraka. Raziskovalci so podprli uporabo filtracije zraka in prezračevanja za zmanjšanje prenosa patogenov.

Ta članek je bil pregled predhodnega znanstvenega poročila, ki v času objave ni bilo strokovno pregledano. Od prve objave je bilo znanstveno poročilo strokovno pregledano in sprejeto za objavo v akademski reviji. Povezave do predhodnih in strokovno pregledanih poročil lahko najdete v razdelku Viri na koncu tega članka. Ogled virov

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.