Vad är sambandet mellan ventilation och patogenöverföring?

Vad är sambandet mellan ventilation och patogenöverföring?

I en nyligen publicerad studie publicerad i medRxiv * Preprint-server: Forskare undersökte sambandet mellan luftvägspatogener inomhus och naturlig ventilation, koldioxidnivåer (CO2) och 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

Den här nyhetsartikeln var en recension av en preliminär vetenskaplig rapport som inte hade granskats av experter vid tidpunkten för publiceringen. Sedan den första publiceringen har den vetenskapliga rapporten nu granskats och godkänts för publicering i en akademisk tidskrift. Länkar till de preliminära och expertgranskade rapporterna finns i avsnittet Källor i slutet av den här artikeln. Visa källor

För närvarande är lite känt om effekterna av inomhusklimat, mänsklig aktivitet, ventilation och luftfiltrering på upptäckt och koncentration av luftvägspatogener. Förmågan att kvantifiera bioaerosoler i inomhusluften för att övervaka luftvägsinfektioner och överföringsrisker äventyras av denna brist på kunskap och kräver därför omfattande forskning.

Om studien

I den aktuella studien identifierar forskare värd-, patogen-, beteende- och miljövariabler som är associerade med högre bioaerosolexponering för luftvägspatogener i inomhusluften.

Mellan oktober 2021 och april 2022 samlade teamet in 341 omgivande luftprover på 21 provtagningsplatser. Genom att behandla resultaten av kvantitativ polymeraskedjereaktion (qPCR) för varje patogen i ett prov som en enda observation, undersökte teamet de oberoende effekterna av en mängd olika variabler på upptäckten och koncentrationen av luftburna patogener. De genererade modellerna hade korrelationsjusteringar inom provet och inkluderade patogentyp som en kovariat.

För varje patogen körde teamet en logistisk regressionsmodell (LRM) med bakåteliminering med hjälp av de bibehållna oberoende variablerna från dessa modeller, med qPCR Ct-värden som numeriska resultat. Luftprover samlades samtidigt från den 7 februari i de tre uppfödningsgrupperna under 24 dagar. Plats 2 hade tre Blue PURE 221-filter installerade, medan plats 1 inte hade någon luftfiltrering, vilket resulterade i en teoretisk total lufttillförselhastighet på 1770 m3/timme och 10,7 luftbyten per timme (ACH). Tre Philips 3000i-filter placerades på plats 3, vilket resulterade i en teoretisk total lufttillförselhastighet på 999 m3/timme och 6,1 luftbyten per timme.

Resultat

Studieresultat visade att de vanligaste infektionerna som upptäcktes när positivitetsfrekvenser jämfördes i alla prover var Streptococcus pneumoniae, humant enterovirus, humant bocavirus, humant adenovirus och humant cytomegalovirus (i den ordningen). Åldersintervallet tre till sex år hade den största andelen prover som testade positivt för minst en patogen, följt av noll till tre år, 25 till 65 år, 12 till 18 år, 18 till 25 år, sex till 12 år. och mer än 65 år.

I den visade uppfödningsmiljön var humant bocavirus, humant enterovirus, humant cytomegalovirus och Streptococcus pneumoniae nästan alltid positiva. Under vintern märkte teamet en lång ökning av humant adenovirus och Pneumocystis jirovecii-infektioner. Andra virus, såsom enterovirus D68, influensa A-virus, humant parainfluensavirus 3, respiratoriskt syncytialvirus, allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), human CoV 229E, human CoV HKU-1, human CoV OC43, enterovirus D68 visade kortare toppar. Fluktuationer i positiva resultat för SARS-CoV-2, enterovirus D68 och influensa A-virus överensstämde med resultat från kliniska prover på Leuvens universitetssjukhus, som ligger nära provtagningsplatsen.

Före gruppering hade 14 patogener minst 10 positiva resultat och 12 patogener hade minst 10 positiva resultat. Först användes ett binärt LRM-resultat för eventuell respiratorisk patogenpositivitet. Patogendetektion har visat sig vara omvänt korrelerad med vokalisering. Varje 100 ppm ökning av CO2-koncentrationen ökade chansen att hitta en luftvägsinfektion med 8,8 %. När den naturliga ventilationen stegvis ökade minskade sannolikheten med 11 %. Den generaliserade skattningsekvationen (GEE) och den blandade logistiska regressionsmodellen (MLRM), som står för korrelation inom urvalet, hade båda lika signifikansnivåer och effektstorlekar.

På grund av de mindre urvalsstorlekarna reducerades dessa modellers prestanda. De visade dock fortfarande en signifikant korrelation mellan genomsnittlig CO2 och detektion av humant enterovirus, andra CoVs, Pneumocystis jiroveci och Streptococcus pneumoniae. Å andra sidan upptäckte teamet ett negativt samband med upptäckten av humant bocavirus. Dessutom var naturlig ventilation negativt korrelerad med närvaron av respiratoriskt syncytialvirus och Pneumocystis jiroveci.

qPCR Ct-värdet minskade med 0,13 per 100 ppm CO2-ökning. Till skillnad från tidigare analyser var naturlig ventilation inte signifikant förknippad med koncentration. Men när luftfiltrering var närvarande, var det en ökning av den genomsnittliga Ct på ​​0,57, vilket i huvudsak var relaterat till patogenkoncentrationen. Även när man utförde en MLRM och tog bort imputerade värden var signifikansnivåerna och effektstorlekarna jämförbara.

Högre nivåer av humant adenovirus, humant cytomegalovirus, humant bocavirus och Streptococcus pneumoniae fortsatte att korrelera positivt med genomsnittlig CO2. Respiratoriskt syncytialvirus var associerat med lägre nivåer. Humant bocavirus, humant cytomegalovirus, olika coronavirus och Streptococcus pneumoniae hittades alla i minskade mängder i luften efter luftfiltrering.

Diplom

Studieresultaten visade att antalet upptäckta patogener och deras motsvarande koncentrationer varierade dramatiskt beroende på patogen, månad och åldersgrupp. I synnerhet låg naturlig ventilation och höga CO2-nivåer var oberoende riskfaktorer för upptäckt. Deras koncentration korrelerade oberoende med CO2-koncentration och luftfiltrering. Forskare stödde användningen av luftfiltrering och ventilation för att minska patogenöverföringen.

Den här nyhetsartikeln var en recension av en preliminär vetenskaplig rapport som inte hade granskats av experter vid tidpunkten för publiceringen. Sedan den första publiceringen har den vetenskapliga rapporten nu granskats och godkänts för publicering i en akademisk tidskrift. Länkar till de preliminära och expertgranskade rapporterna finns i avsnittet Källor i slutet av den här artikeln. Visa källor

Referenser:

• 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.