Fantazja powietrza wolnego od wirusów

Po ponad dwudziestu miesiącach pandemii jasne jest, że wiele obowiązkowych strategii łagodzących nie zapobiega znacząco przenoszeniu wirusa lub zrób to po wysokiej cenie. Blokady nie mam zatrzymany wirus rozprzestrzenił się na całym świecie i nie jest zrównoważony z powodu ogromne szkody uboczne, Jest brak spójnych dowodów na korzyść z uniwersalnego maskowania, pomimo bezprecedensowego upolitycznienia i potencjał stronniczości w badaniach naukowych.

Zamknięcia szkół i zdalne uczenie się są szkodliwe i nieefektywne, ponieważ dzieci pozostają w grupie niskiego ryzyka w przypadku poważnych chorób i szkoły nie są głównymi czynnikami wywołującymi epidemie w społeczności. Szczepionki mogą ograniczać ciężką chorobę, co jest ważne dla osób wrażliwych, ale są mniej skuteczne w zapobieganiu zakażeniom i przenoszeniu niż odporność nabyta przez infekcję. Pomimo braku przekonujących dowodów, wielu przywódców kontynuować mandat niepotwierdzony i niepotrzebny ograniczenia dotyczące populacji cierpiącej na COVID.

Jednak wśród tych niepowodzeń wyróżnia się jedna skuteczna strategia łagodzenia COVID-19 —poprawa wentylacji w pomieszczeniach. Dość wcześnie w czasie pandemii wiedziano, że transmisja zewnętrzna SARS-CoV-2 była rzadkai że transmisja w pomieszczeniach była często kojarzona z zatłoczeniem i słabo wentylowany przestrzenie (chociaż to nie powstrzymało liderów od odwołaćw imprezach plenerowych i narzucanie ograniczeń na zewnątrz). Strategie zwiększenia wentylacji przetrwały 20 miesięcy nieudanych wysiłków, ponieważ mocne dowody potwierdzają ich dalszy rozwój i użyteczność.

Wentylacja: NPI, który działa na wirusy przenoszone drogą powietrzną

W samolotach komercyjnych — jednym z przykładów dobrze wentylowanej przestrzeni wewnętrznej — transmisja wirusów była niska pomimo zatłoczonych warunków. Zostało to przypisane wymuszonemu maskowaniu pasażerów (niestety w tym dzieci z niepełnosprawnością). Jednak kabiny samolotów ciśnieniowych doświadczają 20-30 wymian powietrza na godzinę (ACH), co oznacza, że ​​całe powietrze w kabinie będzie filtrowane i wymieniane co 2-3 minuty. Przy takim poziomie wentylacji zdolność osoby do narażenia osoby na dawkę zakaźną nawet na sąsiednim siedzeniu jest dość ograniczona. Klasycznym przykładem epidemii samolotów komercyjnych był rok 1977, gdzie jeden pasażer zachorował na grypę 72% innych pasażerów podczas lotu. To niezwykłe wydarzenie wymagało całkowitej awarii systemu wentylacyjnego i trzygodzinnego opóźnienia na asfalcie. Gdyby system wentylacyjny działał sprawnie, epidemia nigdy by się nie wydarzyła.

Aby zobrazować, w jaki sposób wentylacja wydłuża czas do dawki zakaźnej w porównaniu z maskowaniem tkaninowym (typowym), poniżej znajduje się tabela stworzona na podstawie obliczeń modelowych utworzonych przez Dr Lisa Brosseau, ekspert z ponad 30-letnim doświadczeniem w dziedzinie ochrony osobistej i filtracji cząstek:

Chociaż ta tabela została stworzona, aby zilustrować potencjał wysokiej jakości respiratorów do skrócenia czasu do dawki zakaźnej (dla pracowników w sytuacjach wysokiego ryzyka), można również zobaczyć zalety zwiększonej wentylacji. Wraz ze wzrostem ACH czas do dawki zakaźnej wydłuża się znacznie bardziej niż w przypadku osłon twarzy, z różnicami, które można zmierzyć w godzinach w przypadku wentylacji w porównaniu z minutami w przypadku maskowania.

Zwiększenie wentylacji w pomieszczeniach jest skuteczną strategią, ponieważ transmisja z powietrza jest istotną drogą rozprzestrzeniania się SARS-CoV-2, podczas gdy transmisja powierzchniowa nie jest. Wirus unoszący się w powietrzu może pozostawać zawieszony w małych cząsteczkach aerozolu przez wiele godzin, czyniąc typowe osłony twarzy nieskutecznymi (i Respiratory typu N95 są po prostu niepraktyczne). Zasada 6 stóp dystansu społecznego, oparta na wczesnych szacunkach powierzchni dużych kropel, również staje się coraz bardziej arbitralny w scenariuszu transmisji z powietrza. Te fakty wprowadzają zmiany w wentylacji wnętrz i atrakcyjna strategia dla inżynierów budowlanych, którzy chcą zmniejszyć ryzyko przenoszenia wirusów w powietrzu.

Istnieje wiele budynków, w których ta strategia może mieć duże znaczenie, takie jak mieszkania wspomagane. Szpitale już stosują te strategie do znaczącego efektu. Wszędzie, gdzie gromadzą się w znacznej liczbie osoby wrażliwe, można rozważyć strategie wentylacji zaprojektowane w celu zminimalizowania przenoszenia wirusów oddechowych.

Sterylne marzenie o rurce powietrznej

Ale, jak w przypadku każdej strategii łagodzenia, to, co można zrobić, może być również przesadzone (może to być nieoficjalne motto reakcji na pandemię USA). We wrześniu Atlantic opublikował artykuł zatytułowany „Plan powstrzymania każdego wirusa oddechowego na raz".

Artykuł rozpoczyna się od nakreślenia historycznych postępów w zakresie sanitacji i oczyszczania wody pitnej w celu zakończenia epidemii cholery oraz środków wymierzonych w komary i siedliska ich rozmnażania, które zminimalizowały zagrożenie żółtą febrą i malarią. Autor porównuje następnie te wysiłki z brakiem troski o wentylację budynków, problem podkreślony przez pandemię COVID-19 i wysoki poziom transmisji w zatłoczonych i słabo wentylowanych pomieszczeniach, i stosuje tę samą logikę: „Nie pijemy skażonej wody . Dlaczego tolerujemy oddychanie zanieczyszczonym powietrzem?”

„Nie chodzi tylko o COVID-19. Naukowcy, którzy wcześnie rozpoznali zagrożenie koronawirusem przenoszonym drogą powietrzną, zrobili to, ponieważ spędzili lata na badaniu dowodów na to, że – wbrew obiegowej opinii – powszechne choroby układu oddechowego, takie jak grypa i przeziębienie, mogą również rozprzestrzeniać się w powietrzu. Od dawna akceptujemy przeziębienia i grypy jako nieuniknione fakty życia, ale czy tak jest? Dlaczego nie przeprojektować przepływu powietrza w naszych budynkach, aby temu zapobiec?”

Inżynierowie budowlani uważają, że środki stosowane podczas obecnej pandemii nie wystarczą: „Pandemia już spowodowała w niektórych szkołach i miejscach pracy wprowadzenie doraźnych poprawek dla powietrza w pomieszczeniach: przenośne filtry HEPA, dezynfekujące lampy UV, a nawet po prostu otwarte okna”. Ale w ich oczach nie są to rozwiązania długoterminowe. „Nowoczesne budynki mają wyrafinowane systemy wentylacyjne, które zapewniają komfortową temperaturę i przyjemne zapachy – dlaczego nie wykorzystać tych systemów, aby powietrze w pomieszczeniach było wolne od wirusów?”

Autorka podaje to zastrzeżenie: „Nikt, z którym rozmawiałem, nie myślał, że przeciętna szkoła lub budynek biurowy musi być tak ściśle kontrolowany, jak obiekt ochrony biologicznej, ale jeśli nie, to potrzebujemy nowego, innego zestawu minimalnych standardów. ” Słusznie porównuje również względne poziomy zagrożenia patogenami jelitowymi – które wcześniej stosowała jako analogiczne – i COVID-19: „COVID-19 nie zabija tak wysokiego odsetka swoich ofiar, jak cholera w XIX wieku. Ale w Stanach Zjednoczonych pochłonęło ponad 19 600,000 istnień ludzkich. Nawet typowy sezon grypowy zabija 12,000 61,000 do XNUMX XNUMX osób rocznie. Ma te nagłe wypadki? Jeśli tak, to co byśmy zbiorowo traktowali jako takie?”

Istnieją pewne oczywiste bariery dla inżynierii każdego budynku z wentylacją usuwającą wirusy: „Pandemia jasno pokazała, że ​​Amerykanie nie zgadzają się, jak daleko są gotowi posunąć się, aby stłumić koronawirusa. Jeśli nie możemy skłonić ludzi do przyjmowania szczepionek i noszenia masek w czasie pandemii, skąd mamy pieniądze i wolę remontu wszystkich naszych systemów wentylacyjnych?

Tak więc prawdziwymi problemami są zwykli podejrzani — pieniądze i niechęć innych do poważnego potraktowania problemu. Ale jak wiele strategii zostało zracjonalizowanych w ciągu ostatnich dwóch lat, jeśli może ratować życie, dlaczego by tego nie zrobić? „Zmiany mogą zająć zbyt dużo czasu, aby mieć znaczenie dla obecnej pandemii, ale istnieją inne wirusy, które rozprzestrzeniają się w powietrzu i tam będzie więcej pandemii”.

Wierzę — w porozumieniu z inżynierami budowlanymi i naukowcami zajmującymi się środowiskiem wewnętrznym — że możliwe jest zaprojektowanie systemów wentylacyjnych z możliwością usuwania z powietrza wszystkich wirusów oddechowych przenoszonych drogą powietrzną. Zgadzam się również, że może to przynieść wymierne korzyści w jednym aspekcie zdrowia ludzkiego, ponieważ obciążenie chorobami wirusami układu oddechowego jest znaczne.

Jednak, jak Martina Kulldorffa i inni próbowali przypomnieć światu, że zdrowie publiczne to nie tylko zapobieganie jednej chorobie zakaźnej za wszelką cenę, a istnieje potencjalny koszt powietrza wolnego od wirusów, który nie został wzięty pod uwagę: A jeśli konieczne są okresowe infekcje wirusami układu oddechowego utrzymać ogólny stan zdrowia człowieka? Czy cuda czystej wody i lepszych warunków sanitarnych przyniosły tylko oczywiste korzyści, bez żadnych kosztów?

Przykład polio

Oprócz grypy i ospy prawdziwej, polio był również uważany za główny patogen wirusowy XX wieku. Jednak przed tym czasem nie uważano, że jest to poważne zagrożenie. Nie było poważnych epidemii. To nie było tak, że wirus nie istniał. Ludzie byli zakażeni polio od tysięcy lat. Ale wraz z nadejściem rewolucji przemysłowej zmieniła się nasza relacja z wirusem, a także choroba, którą wywołał.

Polio jest wysoce zaraźliwym wirusem, który powoduje bezobjawową (choć nadal przenośną) lub bardzo łagodną objawową infekcję u 90% osób. Wirus infekuje przewód pokarmowy człowieka, chociaż w niektórych przypadkach wirus rozprzestrzenia się do układu nerwowego i może spowodować paraliż lub śmierć. Ponieważ tak wiele osób jest bezobjawowych, wirus może zarazić wiele innych, zanim zostanie zidentyfikowany przypadek porażenia, co utrudnia powstrzymanie. Wirus jest przenoszony drogą fekalno-oralną, przez wodę i inne materiały skażone kałem.

Przez większość historii ludzkości ludzie nie mogli uniknąć zarażenia wirusem polio. Większość została zarażona w dzieciństwie. A ponieważ prawie wszyscy byli zakażeni, mieli przeciwciała, w tym nowe matki, które przekazywały te przeciwciała swoim dzieciom przez łożysko przed porodem, a następnie karmienie piersią. Paraliż dziecięcy, choć nadal możliwy, był stosunkowo rzadki.

Ale potem poprawiły się warunki sanitarne. Coraz powszechniej stosowana była wewnętrzna instalacja wodno-kanalizacyjna, wodno-kanalizacyjna. Rodziny zaczęły żyć w czystszych, mniej zatłoczonych warunkach. Ludzie nie byli już narażeni na polio jako niemowlęta. A kiedy starsze dzieci i młodzi dorośli zachorowali na polio, niszczenie nerwów i paraliż stawały się częstsze. Niektóre przypadki były tak ciężkie, że u poszczególnych osób dochodziło do paraliżu przepony i mięśni międzyżebrowych, które są niezbędne do oddychania. Musiały być podawane sztuczne oddychanie za pomocą respiratora Drinker, znanego również jako Żelazne płuco, dopóki nie wyzdrowieją. Jeśli wyzdrowieją. Inni do końca życia żyli z częściowym paraliżem.

Wirus polio nie był już wirusem endemicznym i przestał współistnieć z ludźmi w taki sposób, w jaki ewoluował przez tysiące lat. A tam, gdzie stracił swój endemiczny status, zyskał potencjał epidemii. I tak się złożyło, że te epidemie uderzyły w bogatych ludzi, ponieważ czyste warunki były oznaką bogactwa, a zatem bogaci byli mniej podatni na polio od niemowlęctwa. 

Ponieważ nie można było przewidzieć, gdzie i kogo polio może uderzyć, ścisłe podjęto środki w celu uniknięcia narażenia na polio. Baseny i plaże zostały zamknięte na lato na początku lat pięćdziesiątych, w szczytowym momencie najgorszej epidemii polio w Stanach Zjednoczonych. Dzieci musiały trzymać się z dala od tłumów i często miały zakaz wstępu do miejsc publicznych. Krążyły szalone plotki, że napoje bezalkoholowe lub zmiany temperatury lub pogody rozprzestrzeniają chorobę. Ludzie nie chcieli podawać sobie rąk. Jednak ludzie nie musieli słuchać opowieści grozy, aby manipulować swoim zachowaniem, byli naocznymi świadkami, a obserwowanie, jak ich sąsiad traci dziecko na polio, było jedynym dowodem, który był potrzebny, aby zachęcić do ostrożnego zachowania.

Podobnie jak w przypadku ospy, jedyną rzeczą, która zakończyła epidemie polio, był powrót do odporności populacji – środki łagodzące były znacznie mniej skuteczne i tylko opóźniały nieuniknione wybuchy epidemii. Podobnie jak w przypadku ospy, odporność populacji została zwiększona poprzez masowe szczepienia. Ponieważ szczepionki przeciwko polio zapewniają długotrwałą odporność, polio nie stanowi już problemu w krajach rozwiniętych, chociaż w przeciwieństwie do ospy prawdziwej nie zostało jeszcze wyeliminowane.

Konsekwencja oczyszczonego powietrza w pomieszczeniach: zwiększona niewiedza immunologiczna

Późniejszy wzrost epidemii polio z ulepszonymi warunkami sanitarnymi sugeruje, że tylko dlatego, że postęp w dziedzinie zdrowia publicznego przynosi natychmiastowe i oczywiste korzyści, nie oznacza, że ​​nie będzie kosztów, które nie są natychmiastowe ani oczywiste.

Odnosi się to również do środowisk wewnętrznych – „czystsze” środowisko wewnętrzne, na które narażone są dzieci, tym większe prawdopodobieństwo rozwoju przewlekłych chorób zapalnych w późniejszym życiu. Zostało to wykazane w wielu badaniach porównujących geograficznie i genetycznie podobne populacje z różne środowiska domowe.

Wydaje się, że dzieci wychowywane w środowiskach, które wystawiają je na działanie różnych bakterii, mają układ odpornościowy „wykształcony” w tolerowaniu tych bakterii i innych biologicznych mikrocząstek, podczas gdy te w „czystym” środowisku mają układ odpornościowy, który można określić jako „ignorant” i dlatego jest bardziej prawdopodobne, że zareaguje przesadnie.

Możliwe, że infekcje wirusowe dróg oddechowych również mają pewne korzyści rozwojowe, ale ta dziedzina jest w powijakach. Każda żywa istota ewoluowała wraz z wirusami (ludzie często zarażają się wirusami, nie zdając sobie z nich sprawy). 

Jednym z potencjalnych kosztów jest utrata pamięci immunologicznej na wirusy układu oddechowego. Życie w powietrzu wolnym od wirusów nie tylko skutkowałoby obniżoną swoistą odpornością przeciwwirusową, ale również wyeliminowałoby odporność heterologiczną lub krzyżową. Odporność heterologiczna definiuje się jako indukcję odpowiedzi immunologicznej na niepowiązany patogen/antygen po ekspozycji na inny patogen/antygen.

Wielu pracujących rodziców ma doświadczenie z odpornością heterologiczną, a czasem jej brakiem, często nie zdając sobie z tego sprawy. Kiedy pierworodne dziecko w wieku od tygodni do miesięcy trafia do przedszkola, rozpętuje się całe piekło drobnoustrojów (a przynajmniej tak się wydaje). Dziecko jest cały czas chore, rodzice też. Może to trwać miesiącami i jest szczególnie złe w sezonie przeziębień i grypy.

Jednak w następnym roku jest lepiej. A z drugim dzieckiem nie wszyscy chorują, a to nie jest tylko wytwór wyobraźni rodziców. Dzieje się tak, ponieważ pamięć immunologiczna została nabyta przez rodziców i starsze rodzeństwo, która chroni przed tymi samymi wirusami przeziębienia i grypy, a także zapewnia pewien stopień ochrony krzyżowej przed innymi wirusami o podobnych właściwościach. Drugie dziecko też nie choruje tak bardzo, ponieważ otrzymuje pewną ochronę przed przeciwciałami matki i mniej infekcji ze strony własnej wzmocnionej odpornościowo rodziny.

Pandemia wprowadziła pojęcie odporności heterologicznej do wielu nie-immunologów. Limfocyty izolowane od osób przed pandemią były nadal wykazują reaktywność krzyżową z częściami białek SARS-CoV-2. Chociaż drobnoustroje, które pierwotnie aktywowały te reagujące krzyżowo komórki, nie zostały zidentyfikowane, mogą to być inne krążące koronawirusy. Heterologiczna odporność prawdopodobnie również chroniła niektórych ludzi Podczas 1918 hiszpańska pandemia grypy— osoby, które były chronione po wyzdrowieniu z wcześniejszego, mniej śmiertelnego szczepu oraz osoby starsze, które mogły być chronione przez długotrwałą odporność na poprzednie epidemie grypy.

Rodzi to kilka ważnych pytań o wady całkowitego remontu obecnego projektu budynku w celu wyeliminowania powszechnych infekcji wirusowych dróg oddechowych. Nawet gdyby powszechne przyjęcie tych planów było możliwe, czy potencjalna utrata odporności krzyżowej u zdrowych osób byłaby tego warta? Podobnie jak interwencje niefarmaceutyczne tylko opóźniły rozprzestrzenianie się wirusa w obecnej pandemii (jeśli przyniosły jakiś efekt), czy środki te nie opóźniłyby tego, co nieuniknione?

Nawet jeśli w wielu budynkach powietrze jest czyste i wolne od wirusów, zawsze będą miejsca, w których nie ma go, głównie w starszych budynkach skoncentrowanych na starszych obszarach o wyższym wskaźniku ubóstwa. Podobnie jak w przypadku polio, może to w rzeczywistości zwiększyć epidemie wśród bogatych, gdy pewne wirusy układu oddechowego rozwiną sposoby przezwyciężenia współczesnej inżynierii budowlanej.

Nowe szczepionki mogą przyczynić się do odporności i odporności krzyżowej, podobnie jak w przypadku polio, ale były mniej skuteczne w przypadku wirusów układu oddechowego. I jako autor Atlantycki wspomniany artykuł, nie możemy uzgodnić masek i szczepionek, nawet podczas pandemii. Jest mało prawdopodobne, aby wiele osób było skłonnych zaszczepić się przeciwko każdemu wirusowi przeziębienia i grypy w celu normalnego sezonowego rozprzestrzeniania się, jeśli są zdrowi i mają niskie ryzyko. A dlaczego mieliby? To samo dotyczy projektantów budynków, którzy konstruują wszystkie nowe budynki, aby były wolne od wirusów i energooszczędne. W takim przypadku wola działania może nie być konieczna, nawet bez uwzględnienia potencjalnych wad.

W naszej obecnej, opartej na kulturze bezpieczeństwa reakcji na pandemię wszelkie ryzyko infekcji jest uważane za niedopuszczalne, a ci, którzy zwracają uwagę na potencjalne koszty środków łagodzących, są określani jako nieodpowiedzialni i niebezpieczni. Jednak kult bezpieczeństwa i inżynierowie budowlani mogą przesłonić staromodny zdrowy rozsądek, ale nie mogą przesłonić naszej własnej biologii. Stare powiedzenie przetrwało pomimo naszych najlepszych wysiłków; w przypadku wirusów sezonowego przeziębienia i grypy, to, co Cię nie zabije, nadal Cię wzmacnia.

Przesłano z autora blog