ΚΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗ | ΕΚΤΥΠΩΣΗ | ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ
Από την αρχή της πανδημίας, μας διαβεβαίωσαν ότι η συμμόρφωση με την κοινοτική μάσκα θα έλυνε τα προβλήματά μας και θα σταματούσε την εξάπλωση του SARS-CoV-2. Ωστόσο, δεδομένα από εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο έχουν δείξει επανειλημμένα ότι αποτυγχάνουν ως μέτρο μετριασμού για την προσωπική προστασία και, αντί να διορθώσουν την πορεία τους στις τυχαίες οδηγίες που δόθηκαν, μας είπαν να... μάσκα σκληρότερα με ολοένα και πιο περιοριστικούς, αν και ουσιαστικά μη μετριαστικούς μηχανισμούς.
Αλλά γιατί Απέτυχαν και γιατί συνεχίζουν να αποτυγχάνουν; Παρακάτω, εξετάζουμε λεπτομερώς γιατί, ακόμη και αν υποθέσουμε υποθετικά τέλεια ικανότητα σύλληψης, τα N95 αποτυγχάνουν να μετριάσουν την εξάπλωση του SARS-CoV-2.
Θα πρέπει να ξεκινήσουμε εξετάζοντας τη μεταδοτικότητα του ιού και την απελευθέρωση μολυσματικής ύλης ως φάσματα, με βάση τη σοβαρότητα της ασθένειας, την ανοσολογική απόκριση ενός δεδομένου ατόμου και την πρόοδο της ασθένειας. Όλα αυτά έχουν αποδειχθεί ότι έχουν σημαντικές επιπτώσεις στο ιικό φορτίο ενός ατόμου που έχει μολυνθεί με SARS-CoV-2. Θα συζητήσουμε τα στοιχεία εξόδου έναντι των ποσοστών μολυσματικότητας και τις μεθόδους μέτρησης για την ελάχιστη μολυσματική δόση.
Αυτοί είναι σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη στον μετριασμό των παθογόνων παραγόντων ακόμη και ανεξάρτητα, αλλά συνδυασμένα, μπορούν να μας δείξουν συγκεκριμένα εάν μια δεδομένη προσέγγιση θα έχει το επιθυμητό αποτέλεσμα στην εξάλειψη ενός μολυσματικού κινδύνου. Τα στοιχεία εξόδου των αναπνευστικών εκπομπών δείχνουν πόση ύλη αποβάλλεται από ένα άτομο και εάν αυτές μεταδίδονται με ένα αναπνευστικό παθογόνο, αλλά τα στοιχεία εξόδου ποικίλλουν σημαντικά μεταξύ των πιο σοβαρών σταδίων έναρξης της ασθένειας, των περιόδων ανάρρωσης και όταν η PCR είναι αρνητική για ένα δεδομένο παθογόνο.
Συγκρίνοντας την παραγωγή με την αναλογία σωματιδίων προς μονάδες σχηματισμού πλάκας (PFU), μας δίνεται ένας ρυθμός που δείχνει πόσα σωματίδια που εκπέμπονται είναι βιώσιμα ιοσωμάτια ικανά να προκαλέσουν μόλυνση. Κάθε μία από αυτές τις μολυσματικές μονάδες αναφέρεται ως PFU. Ο αριθμός των PFU που απαιτείται να ληφθούν από έναν πιθανό ξενιστή δίνεται ως ελάχιστη μολυσματική δόση (MID), η οποία είναι ένα όριο που, όταν επιτευχθεί, πρέπει να αναμένεται η έναρξη της μόλυνσης.
Εξετάζοντας τα στοιχεία για την αναλογία σωματιδίων προς PFU και υπολογίζοντας το δυναμικό MID, το τελικό προϊόν είναι ο πιθανός αριθμός ατόμων που μπορούν να μολυνθούν σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.
Με αυτό το όριο MID για τη δυνατότητα μολυσματικότητας, μπορούμε στη συνέχεια να εφαρμόσουμε την υποθετική τέλεια ικανότητα σύλληψης μιας δεδομένης συσκευής για να δούμε εάν το βέλτιστο σενάριο έχει ως αποτέλεσμα την πιθανότητα η συσκευή να μετριάσει ή να αποτρέψει την επίτευξη του ορίου MID για τον κίνδυνο.
Εδώ, εξετάζουμε την έξοδο, την αναλογία σωματιδίων προς PFU και την MID για τον SARS-CoV-2, σε σύγκριση με την υποθετική τέλεια ικανότητα σύλληψης για τα N95, για να δείξουμε ότι ακόμη και με έναν τέλειο ρυθμό σύλληψης (και σε αυτήν την περίπτωση, ύλης πολύ μικρότερης από αυτήν που έχει εγκριθεί ή σχεδιαστεί να συλλαμβάνει η συσκευή), το 5% που δεν έχει συλληφθεί ποτέ εξακολουθεί να αποτελεί μια αρκετά άφθονη πιθανή έκθεση σε μολυσματική ύλη για να οδηγήσει σε μόλυνση.
Εύρος σωματιδίων και αντίστοιχη συμπεριφορά της εκπεμπόμενης ύλης
Τα μέτρα μετριασμού της πανδημίας θα έπρεπε να είχαν ξεκινήσει με το ελάχιστο βιώσιμο μέγεθος σωματιδίων, το οποίο για τον SARS-CoV-2 κυμαίνεται στα 0.06-0.14 µm. Ενώ συχνά προωθούνται από τους αξιωματούχους της δημόσιας υγείας, τα N95 έχουν εγκριθεί αποκλειστικά για τη δέσμευση ύλης μεγαλύτερης από 0.3 µm. Έχει αποδειχθεί ότι περισσότερο από το 90% των εκπνεόμενων σωματιδίων πέφτουν. υπό 0.3 µm. Αυτό το μέγεθος ύλης παραμένει στον αέρα για μεγάλα χρονικά διαστήματα — ώρες, ακόμη και ημέρες, ανάλογα με τις τιμές ανταλλαγής αέρα εντός του δεδομένου χώρου. Έχει αποδειχθεί ότι ο SARS-CoV-2 παραμένει βιώσιμος μετά από ώρες ως αερόλυμα εκτός ενός ξενιστή και για ημέρες σε επιφάνειες.
"Ο SARS-CoV-2 παρατηρήθηκε ότι ο ιός ήταν βιώσιμο για 3 ώρεςσε αερολύματα, με μείωση της συγκέντρωσης μολυσματικού ιού από 103.5 να 102.7 TCID50 ανά λίτρο αέρα.»
Αυτή η μελέτη χρησιμοποίησε εργαστηριακά παραγόμενα αερολύματα που περιείχαν μολυσματικό SARS-CoV-2 και παρατήρησε τη βιωσιμότητα της εκπεμπόμενης ύλης σε διαφορετικές επιφάνειες και ως αερολύματα με την πάροδο του χρόνου.
Λαμβάνοντας υπόψη τα ακόλουθα, αναρωτιέται κανείς επίσης εάν οι πορώδεις μεμβράνες μάσκας και αναπνευστικής συσκευής έπαιξαν ρόλο στην αύξηση της διάρκειας βιωσιμότητας της ιικής ύλης:
"Οι χρόνοι επιβίωσης αερομεταφερόμενων ιών σε επιφάνειες διαφέρουν με βάση είτε οι επιφάνειες είναι μη πορώδεις (π.χ. πλαστικό, ανοξείδωτο ατσάλι, γυαλί) είτε πορώδεις (π.χ. χαρτιά και ρούχα). Οι μη πορώδεις επιφάνειες συμβάλλουν σημαντικά στη μετάδοση ασθενειών, καθώς ο χρόνος επιβίωσης των αερομεταφερόμενων ιών σε αυτές έχει παρατηρηθεί ότι είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν των πορωδών επιφανειών.
Οι μάσκες και οι αναπνευστήρες σίγουρα θεωρούνται πορώδεις επιφάνειες. Πολλές αναπνευστήρες κατασκευάζονται επίσης από τήγμα πλαστικού. Έχει μελετηθεί σε αρκετά μεγάλο βαθμό η βιωσιμότητα του ιού στις μεμβράνες της μάσκας;
Τα ποσοστά βιωσιμότητας των αερολυμάτων είναι σημαντικά επειδή καταδεικνύουν την ικανότητα μετάδοσης σε κλειστούς χώρους χωρίς την παρουσία μεταδοτικού ατόμου. Με Ένα μεταδοτικό άτομο που είναι παρόν και εκπέμπει στον δεδομένο χώρο, η παραγωγή του θα είναι σταθερή και η βιώσιμη ιική ύλη θα αυξάνει τον ατμοσφαιρικό κορεσμό του παθογόνου ανά αναπνοή.
Ένα παραβλεπόμενο αλλά κρίσιμο ζήτημα με τις μάσκες και τους αναπνευστήρες είναι η στεγανοποίηση - τα μικρά κενά καθιστούν αυτές τις συσκευές αναποτελεσματικές για τον χρήστη. Σπάνια, αν όχι ποτέ, κάποιος φοράει αυτές τις συσκευές σωστά, σύμφωνα με τους απαραίτητους όρους χρήσης, επομένως συναντάμε συσκευές που δεν είναι ήδη μετριαστικές και φοριούνται λανθασμένα.
Σύμφωνα με αυτά τα στοιχεία για την προσαρμογή έναντι της διαρροής, ένα ποσοστό διαρροής 3.2% ισοδυναμεί με 100% αναποτελεσματικότητα.
Αυτοί είναι όλοι παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την αντιμετώπιση της αιτίας μιας συσκευής που δεν καταφέρνει να μετριάσει έναν δεδομένο κίνδυνο. Στη συνέχεια, εξετάζοντας την παραγωγή εκπομπών, την ελάχιστη μολυσματική δόση, τις μονάδες σχηματισμού πλάκας και τον τρόπο με τον οποίο σχετίζονται, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα γιατί οι μηχανικοί έλεγχοι ήταν πάντα η σωστή απάντηση και όχι η μαζική εφαρμογή συσκευών αναπνευστικής προστασίας.
Αναπνευστικές εκπομπές από «άρρωστους» ασθενείς – Αποτελέσματα PCR-Θετικά έναντι Αρνητικών Εξετάσεων:
Σε έρευνα σχετικά με την παραγωγή αερολυμάτων σε υγιή άτομα έναντι ατόμων που ήταν θετικά στην PCR για SARS-CoV-2, το 90%+ των εκπεμπόμενων σωματιδίων από άτομα που ήταν θετικά στην PCR ήταν κάτω από 0.3 µm και διεξήχθησαν μετρήσεις της εκπεμπόμενης ύλης συγκρίνοντας άτομα με διαφορετική σοβαρότητα ασθένειας με άτομα που ήταν αρνητικά στην PCR.
"Ο διάμεσος εξέπνευσε Ο αριθμός των σωματιδίων ήταν σημαντικά αυξημένος σε ασθενείς θετικούς στην PCR για SARS-CoV-2 (1490.5/L [46.0–34,772.0/L]) σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες (252.0/L [0.0–882.0/L]· p < 0.0001.
Αν χρησιμοποιήσουμε ρυθμό αναπνευστικής εκπομπής 4.3-29 λίτρα ανά λεπτό (από το Εγχειρίδιο Παράγοντων Έκθεσης της EPA), το εύρος θετικών αποτελεσμάτων PCR με την υψηλότερη απόδοση, 34,772 σωματίδια ανά λίτρο, πολλαπλασιασμένο επί 29 λίτρα ανά λεπτό, φτάνει τα 1,008,388 σωματίδια που εκπέμπονται ανά λεπτό.
Ενώ δεν ισχυρίζομαι ότι όλα αυτά τα σωματίδια ήταν μεμονωμένα σωματίδια ιού ή βιώσιμα σωματίδια ιού, υπάρχει ωστόσο μια πολύ σημαντική διαφορά στην ύλη που εκπέμπεται από τα θετικά στην PCR και τα αρνητικά άτομα (μέσες τιμές 1,490.5 έναντι 252). Μια αναλογία για τη μετατροπή των σωματιδίων σε PFU θα εισαχθεί αφού συζητηθεί ο ρόλος των PFU.
Μεγέθη σωματιδίων και ρυθμοί εκπομπής:
Η μελέτη συζήτησε προηγουμένως μετρήσεις - εύρη μεγέθους εκπεμπόμενων σωματιδίων σε άτομα θετικά και αρνητικά στον SARS-CoV-2.
"Σχετικά με το σωματίδιο Κατανομή μεγέθους, τα διαθέσιμα κανάλια μεγέθους (συνολικά, 14 κανάλια μεγέθους από 0.15 έως 5.0 μm) αναλύθηκαν σε τρεις ζώνες μεγέθους: <0.3 μm, 0.3–0.5 μm και >0.5–5.0 μm. Και για τις δύο ομάδες, η πλειονότητα των αερολυμάτων (>90% στην ομάδα θετική για PCR SARS-CoV-2 και >78% στην ομάδα αρνητική) βρέθηκαν στο μικρότερο εύρος (<0.3 μm). Ειδικά για την ομάδα θετική για COVID, οι αυξήσεις στη συνολική συγκέντρωση αερολυμάτων κυριαρχήθηκαν από αυξήσεις στα σωματίδια ≤0.3 μm.
Δέκα άτομα από τους 64 νοσηλευόμενους ασθενείς που συμμετείχαν στο δείγμα, οι οποίοι ήταν μεταξύ των πιο σοβαρών περιστατικών που παρουσίασαν, ήταν υπεύθυνα για περίπου το 64.8% του αριθμού των εκπνεόμενων σωματιδίων, επομένως είναι σημαντικό σε αυτήν την περίπτωση να εξεταστεί ελάχιστα το συντηρητικό εύρος απόδοσης και η πιθανότητα μολυσματικότητας κατά την εκτέλεση υπολογισμών δόσης και ελάχιστης μολυσματικής δόσης. Συγκεκριμένα, η εργασία ανέφερε:
"Στον ιό SARS-CoV-2 Η ομάδα που ήταν θετική στην PCR, 15.6% (n = 10/64), εμφάνισε υψηλό αριθμό σωματιδίων και ήταν υπεύθυνη για το 64.8% όλων των εκπνεόμενων σωματιδίων στην ομάδα. Επιπλέον, το 15.6%, που αντιστοιχεί στο 3.5% όλων των ασθενών (n = 10/288), ήταν υπεύθυνη για το 51.2% όλων των εκπνεόμενων σωματιδίων.
Αν συγκρίνουμε όσους βιώνουν τη μεγαλύτερη σοβαρότητα της ασθένειας με τα ποσοστά μολυσματικότητας, μπορούμε να κατανοήσουμε περισσότερα για την παραγωγή βιώσιμων σωματιδίων από μεταδοτικά άτομα. Λαμβάνοντας υπόψη τη χαμηλή παραγωγή τόσο εκπεμπόμενης ύλης όσο και ιοσωμάτιων από τα αρνητικά στην PCR και τα αναρρώντα από PCR θετικά άτομα, μπορεί να είναι ασφαλές να υποθέσουμε ότι αυτό υποδηλώνει τη χαμηλή πιθανότητα η ασυμπτωματική μετάδοση να αποτελεί κύριο παράγοντα στην εξάπλωση του ιού.
Η παρουσία αντιγράφων RNA έναντι των συγκεντρώσεων βιώσιμων ιοσωματιδίων
Δεν είναι όλα τα αντίγραφα RNA ή τα σωματίδια του ιού ικανά να σχηματίσουν PFUs με αποτέλεσμα την αντιγραφή του ιού. Ενώ έχουν παρασχεθεί δεδομένα για το πόσες μολυσματικές μονάδες παράγονται, αυτό είναι... δεν ο ρυθμός παραγωγής εκπομπών. Αυτές είναι εκτιμήσεις για τη συνολική παραγωγή ιών κατά τη διάρκεια μιας λοίμωξης.
"Διαίρεση με εκτιμήσεις για το αντίστροφο του ρυθμού κάθαρσης του ιού, η εκτιμώμενη συνολική παραγωγή είναι 3 × 109 έως 3 × 1012 ιοσωμάτια, ή 3 × 105 έως 3 × 108 μολυσματικές μονάδες κατά τη διάρκεια της πλήρους πορείας μιας χαρακτηριστικής λοίμωξης.
Με απλά λόγια, πρόκειται για μια συνολική παραγωγή 3 δισεκατομμυρίων έως 3 τρισεκατομμυρίων σωματιδίων ιού ή 300,000 έως 300 εκατομμυρίων μολυσματικών μονάδων που παράγονται κατά τη διάρκεια μιας ασθένειας.
Έξοδος ιοσωματιδίων
Υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της παραγωγής ιοσωματίων, οι οποίες προσφέρουν ελαφρώς διαφορετικά εύρη όταν εξετάζονται παράλληλα. Ορισμένες μελέτες δείχνουν τα συνολικά εκπεμπόμενα ιοσώματα, όπως οι ακόλουθες:
"Μερικοί ασθενείς έχουν ιικοί τίτλοι που υπερβαίνουν τον μέσο τίτλο των Wölfel et al κατά περισσότερο από δύο τάξεις μεγέθους, αυξάνοντας έτσι τον αριθμό των ιικών σωματιδίων στα εκπεμπόμενα σταγονίδια σε πάνω από 100,000 ανά λεπτό ομιλίας.
Άλλες μελέτες δίνουν τον συνολικό αριθμό σωματιδίων και βασίζονται στη χρήση συντελεστών μετατροπής από τη συνολική παραγωγή σε βιώσιμα ιοσωμάτια. Αυτό που είναι σημαντικό να διαπιστωθεί είναι ότι η συνολική παραγωγή σωματιδίων του ιού δεν ισούται με το σύνολο των βιώσιμων ιοσωμάτιων, δηλαδή με ιοσωμάτια ικανά να δημιουργήσουν Μονάδες Σχηματισμού Πλάκας (PFU).
Μονάδες Σχηματισμού Πλάκας (PFUs) – Κατανόηση των σωματιδίων του ιού που απαιτούνται για τον σχηματισμό μεμονωμένων Μονάδων Σχηματισμού Πλάκας (PFU):
Ενώ όλα τα εκπεμπόμενα ιικά RNA και σωματίδια ιού δεν είναι ικανά για ιική αντιγραφή και δημιουργία PFUs, είναι κατανοητό ότι κάθε PFU δημιουργείται από ένα βιώσιμο ιικό σωματίδιο. Τα ακόλουθα αποσπάσματα συζητούν την επίδραση των PFUs στις ιογενείς λοιμώξεις και την έναρξη.
"Η δοκιμασία έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε κάθε πλάκα να προκύπτει από μόλυνση πολλαπλασιάζοντας ένα μόνο μολυσματικό σωματίδιο ιού. Ως εκ τούτου, η PFU/ml θεωρείται μέτρο του αριθμού των μολυσματικών μονάδων ανά χιλιοστόλιτρο (IU/ml), με την επιφύλαξη ότι δεν μπορεί κανείς να είναι βέβαιος για την αναλογία ένα προς ένα πλακών προς μολυσματικά σωματίδια στο εφαρμοζόμενο δείγμα.
"Για τους περισσότερους ζωικούς ιούς, ένα μολυσματικό σωματίδιο είναι αρκετό για να ξεκινήσει τη μόλυνση.
"Η γραμμική φύση της καμπύλης δόσης-απόκρισης υποδεικνύει ότι ένα μόνο ιικό σωματίδιο είναι ικανό να προκαλέσει μια μόλυνση. Ωστόσο, η υψηλή αναλογία σωματιδίων προς pfu πολλών ιών δείχνει ότι δεν είναι όλα τα ιικά σωματίδια επιτυχημένα. Μια υψηλή αναλογία σωματιδίων προς pfu προκαλείται μερικές φορές από την παρουσία μη μολυσματικών σωματιδίων με γονιδιώματα που φέρουν θανατηφόρες μεταλλάξεις ή που έχουν υποστεί βλάβη κατά την ανάπτυξη ή τον καθαρισμό.
"Γενικά θεωρείται ότι μια πλάκα είναι το αποτέλεσμα της μόλυνσης του κυττάρου από ένα μόνο ιό. Εάν συμβαίνει αυτό, τότε όλοι οι ιοί που παράγονται από τον ιό στην πλάκα θα πρέπει να είναι κλώνοι, με άλλα λόγια θα πρέπει να είναι γενετικά πανομοιότυποι.
Συνοψίζοντας, ένα βιώσιμο ιικό σωματίδιο, ή ιικό σωματίδιο, είναι ικανό να δημιουργήσει μία PFU, στην οποία αυτό το ιικό σωματίδιο αναπαράγεται. Ένα μέρος της ύλης που δημιουργείται είναι αποκλειστικά ιικό RNA ανίκανο να προκαλέσει ανεξάρτητα μόλυνση, και ένα μέρος της ύλης που δημιουργείται είναι ικανό για αναπαραγωγή και μόλυνση.
Η σχέση μεταξύ Η συνολική παραγωγή σωματιδίων και η δημιουργία PFU ονομάζεται αναλογία σωματιδίων προς PFU. Για τον SARS-CoV-2, η αναλογία των εκπεμπόμενων σωματιδίων προς τις PFU είναι 1000 έως 1,000,000.
Μελέτες PFU και ελάχιστης μολυσματικής δόσης
Ο ρυθμός αναπνοής μας ποικίλλει ανάλογα με την ηλικία και το επίπεδο δραστηριότητάς μας. Ο μέσος ανθρώπινος αναπνευστικός ρυθμός είναι 16-20 αναπνοές ανά λεπτό. Για τους σκοπούς αυτής της συζήτησης, θα χρησιμοποιηθεί ρυθμός αναπνοής 4.3-29 λίτρα ανά λεπτό (από το Εγχειρίδιο Παράγοντων Έκθεσης της EPA). Αυτή η αναφορά δίνει ένα εύρος έως και 53 λίτρα ανά λεπτό. Θα εξετάσουμε την παραγωγή ως ιοσωμάτια ανά λεπτό και την ελάχιστη μολυσματική δόση ως PFU και ιοσωμάτια για μετάδοση, καθώς και τα δύο διερευνώνται στην διαθέσιμη έρευνα.
Δεδομένα Ελάχιστης Μολυσματικής Δόσης (MID) από τη Βιβλιογραφία:
Συγκριτικές μελέτες διαφορετικών αναπνευστικών ιών και μελετών σε ζώα για τον SARS-CoV-2 έχουν χρησιμοποιηθεί για να συμβάλουν σε πολλές εκτιμήσεις MID, αλλά η παρούσα εργασία επικεντρώνεται αποκλειστικά σε μελέτες σε ανθρώπους όσο το δυνατόν περισσότερο.
"Αν και το MID του SARS-CoV-2 σε ανθρώπους χρειάζεται περισσότερη έρευνα, αναμένεται να είναι περίπου 100 σωματίδια ιού. Η μόνη ανθρώπινη μελέτη σχετικά με κορωνοϊό έχει αναφερθεί για τον HCoV-229E και η μέση τιμή ανά λεπτό (MID) του είναι 9 PFU. Επιπλέον, εάν η μετάδοση μέσω αερολύματος είναι ο κυρίαρχος τρόπος, τότε η μέση τιμή ανά λεπτό (MID) θα ήταν χαμηλότερη.
"Όντως, λοιμώξεις που προέρχονται από αερολύματα απαιτούν λιγότερες δόσεις, π.χ., ~100 φορές λιγότερο από τις λοιμώξεις που βασίζονται σε σταγονίδια.
"Η ελάχιστη μολυσματική δόση του SARS-CoV-2 που προκαλεί COVID-19 σε ανθρώπους σε αξιολογημένες διατομεακές μελέτες και μελέτες περιπτώσεων ήταν χαμηλό. Σε μια μελέτη περιπτώσεων που διερεύνησε τη μολυσματική δόση σε 273 δείγματα από 15 ασθενείς θετικούς στον SARS-CoV-2, η ανιχνευμένη ελάχιστη μολυσματική δόση ήταν 1.26 PFU in vitro στη δοκιμασία COVID-19-RdRp/Hel.1 Σε μια άλλη μελέτη, αξιολογήθηκαν 248 στοματο-ρινοφαρυγγικά δείγματα ατόμων με COVID-19 και η μολυσματική δόση αναφέρθηκε ότι ήταν 364 PFU.
"Σε μια μελέτη σειράς περιπτώσεων η οποία αξιολόγησε 97 παιδιά ηλικίας 10 ετών και κάτω, 78 παιδιά ηλικίας 11-17 ετών και 130 ενήλικες, η μολυσματική δόση σε παιδιά ηλικίας 11-17 ετών ήταν χαμηλότερη από ό,τι σε δύο άλλες ομάδες (125 PFU). Τα παιδιά είχαν χαμηλότερη ανάπτυξη ζωντανού ιού, υψηλότερα όρια κύκλου και χαμηλότερη συγκέντρωση ιού σε σύγκριση με τους ενήλικες, επομένως τα παιδιά δεν είναι οι κύριοι φορείς της λοίμωξης. Τα παιδιά ηλικίας ≥10 ετών ήταν πιο πιθανό να είναι ασυμπτωματικά από άλλα.
"Ενα από τα πολλά Μία από τις μελέτες που έχουν συζητηθεί εκτενώς είναι η μελέτη που διεξήχθη από τους Basu et al., ο κύριος στόχος της οποίας ήταν να αξιολογηθεί το μέγεθος των σταγονιδίων που έχουν υψηλή πιθανότητα να προκαλέσουν μόλυνση. Αλλά εκτός από αυτό το εύρημα, είχαν επίσης ορισμένα σημεία που σχετίζονται με το ιικό φορτίο που μπορεί να προκαλέσει τη μόλυνση. Διαπίστωσαν ότι ο αριθμός των ιικών σωματιδίων που τοποθετούνται στον ρινοφάρυγγα ενός ατόμου που βρίσκεται σε κοντινή απόσταση σε διάστημα 2.5 ωρών προσεγγίζει τα (11/5) ιικά σωματίδια ανά λεπτό × 60 λεπτά × 2.5 ώρες = 330.
Συγκριτικές μελέτες που περιλαμβάνουν άλλους κορωνοϊούς έχουν δείξει ότι τα PFUs μπορεί να είναι αρκετά χαμηλά για τους αναπνευστικούς ιούς.
"Εκτιμώμενη μολυσματικότητα Ο SARS-CoV-1 ήταν συγκρίσιμος με άλλους κορωνοϊούς, συμπεριλαμβανομένου του HCoV-229E, ενός αιτιολογικού παράγοντα για ήπιο κρυολόγημα στους ανθρώπους. Τα ID10 και ID50 του SARS-CoV-1 αναφέρθηκαν ως 43 και 280 PFU (400 TCID50) σε μια πειραματική μελέτη.
"Η ανθρώπινη ταυτότητα50 για τον εποχικό υποτύπο 229Ε του κορονοϊού που προκαλεί ήπιο κοινό κρυολόγημα στους ανθρώπους αναφέρθηκε ότι ήταν 13 TCID50. "
Τα στοιχεία που συζητήθηκαν στις παρεχόμενες μελέτες για τον SARS-CoV-2 ήταν 1.26, 100, 125, 330 και 363 PFU για μετάδοση, μιλώντας για άλλη μια φορά για ένα ευρύ φάσμα ευαισθησίας.
Παραγωγή βιώσιμων ιοσωμάτιων έναντι του δυναμικού κατωφλίου ελάχιστης μολυσματικής δόσης
Χρησιμοποιώντας αυτά τα διαθέσιμα στοιχεία, μπορούμε να αντιμετωπίσουμε τον ισχυρισμό ότι τα N95 παρέχουν σημαντική προστατευτική αξία από μολυσματικά αερολύματα εξετάζοντας τις συνεισφορές στην έξοδο, το δυναμικό μολυσματικότητας της εκπεμπόμενης ιικής ύλης, τα εύρη PFU, και στη συνέχεια μπορούμε να ζυγίσουμε αυτά τα εύρη με μια υποθετική τέλεια ικανότητα δέσμευσης των N95 που δεσμεύουν το 95% της ύλης, έναντι του υπόλοιπου μη δεσμευμένου 5%. Και πάλι, σημειώστε ότι τα N95 δεν έχουν σχεδιαστεί ούτε έχουν εγκριθεί για να δεσμεύουν <0.3 µm, και συζητάμε για ένα παθογόνο που έχει ελάχιστο βιώσιμο μέγεθος σωματιδίων 0.06-0.14 µm.
Αναπνευστικές εκπομπές Έχει αποδειχθεί ότι η ποσότητα των ιών από ένα μεταδοτικό άτομο φτάνει πάνω από 100,000 ιούς σε ένα λεπτό, αν και δεν μπορούν να θεωρηθούν όλα τα εκπεμπόμενα ιούς ως μολυσματικά. Πρόσθετες ερευνητικές εργασίες έχουν ισχυριστεί ότι η παραγωγή φτάνει τα 750,000 ιούς/λεπτό (αλλά δεν υπάρχουν δεδομένα που να υποστηρίζουν τέτοιους ισχυρισμούς). Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι φυσικά δεν εισπνέουμε όλη την εκπνεόμενη ύλη ενός ατόμου, αλλά η εγγύτητά μας με ένα μεταδοτικό άτομο, ο ρυθμός παραγωγής του, η διάρκεια παραμονής του στον χώρο και ο αερισμός εντός αυτού του δεδομένου χώρου είναι όλοι παράγοντες που θα έχουν αντίκτυπο στην πιθανότητα μετάδοσης που δεν μπορούν να εκφραστούν με γραμμικό ή προβλέψιμο τρόπο.
Στην μελέτη Όπως διερευνήσαμε παραπάνω, το υψηλότερο εύρος θετικών για PCR σωματιδίων ήταν 34,772 σωματίδια ανά λίτρο, με αυτά που εκπέμπουν τα υψηλότερα εύρη εξόδου να αποτελούν το 64% της συνολικής εκπεμπόμενης ύλης.
Αρχικά, θα δημιουργήσουμε μια ωριαία έξοδος για κάθε ένα από αυτά τα εύρη και, στη συνέχεια, εφαρμόστε την αναλογία σωματιδίων προς PFU για κάθε εύρος από 1,000 έως 1,000,000.
Εύρος εξόδου A
Μία ώρα μεταδοτικού ατόμου σε κλειστό χώρο που εκπέμπει 100,000 ιοσωμάτια ανά λεπτό θα ισοδυναμούσε με 6 εκατομμύρια ιοσωμάτια (100,000×60 λεπτά). Μια περίοδος 8 ωρών σε κλειστό χώρο ισοδυναμεί με 48 εκατομμύρια εκπεμπόμενα ιοσωμάτια (100,000×480 λεπτά). Με αναλογία σωματιδίων προς PFU 1,000 προς 1,000,000, αυτό μας δίνει 6,000 βιώσιμα ιοσωμάτια σε μία ώρα και 48,000 σε 8 ώρες.
Τα στοιχεία PFU από τις συζητημένες μελέτες που δόθηκαν ήταν 1.26, 100, 125, 330 και 363 PFU που απαιτούνται ως ελάχιστη μολυσματική δόση. Διαίρεσα κάθε ποσότητα βιώσιμων ιικών σωματιδίων με κάθε στοιχείο PFU για να βρω κάθε πιθανό όριο για το MID που αναφέρεται.
Εύρος εξόδου Β
Στη μελέτη συλλογής σωματιδίων θετικών στην PCR, τα 34,772 σωματίδια ανά λίτρο ήταν το υψηλότερο εύρος που συλλέχθηκε, με ~64% του συνόλου των σωματιδίων που εκπέμπονται και καταμετρώνται να προέρχονται από 10 πηγές που επηρεάστηκαν περισσότερο από τη μόλυνση με SARS-CoV-2. Αν εξετάσουμε τα 34,772 σωματίδια πολλαπλασιασμένα με όγκο εκπομπής 29 λίτρων ανά λεπτό, το εύρος εξόδου φτάνει τα 1,008,388 σωματίδια που εκπέμπονται ανά λεπτό.
Το Εγχειρίδιο Έκθεσης της EPA αναφέρει ένα εύρος ανά λεπτό έως και 53 λίτρα ανά λεπτό, επομένως η χρήση ενός αριθμού 29 λίτρων ανά λεπτό δεν είναι το υψηλότερο δυνατό εύρος απόδοσης. Θα χρησιμοποιηθούν τα εύρη απόδοσης των 7 και 29 λίτρων ανά λεπτό, επειδή είναι εύρη απόδοσης που εμπίπτουν σε εύρη καθιστικής έως μέτριας δραστηριότητας.
Με ρυθμό εκπομπής 29 λίτρα ανά λεπτό, πολλαπλασιασμένο επί 34,772 σωματίδια ανά λίτρο (1,008,388 σωματίδια), για διάρκεια εξόδου 60 λεπτών, το προϊόν είναι 60,503,280 (1,008,388×60) σωματίδια ανά ώρα και 484,026,240 ανά 8ωρο (1,008,388×480 λεπτά).
Με αναλογία σωματιδίων προς PFU 1,000 έως 1,000,000 για την COVID, αυτό μας δίνει 60,503 βιώσιμα ιοσωμάτια που εκπέμπονται ανά ώρα και 484,026 βιώσιμα ιοσωμάτια ανά 8ωρο.
Αυτοί οι υπολογισμοί μας δίνουν το δυναμικό εξόδου ενός μεταδοτικού ατόμου όχι μόνο όσον αφορά τον αριθμό των σωματιδίων του ιού που εκπέμπονται, αλλά και την πιθανότητα να φτάσει το όριο MID για να μολύνει έναν δεδομένο αριθμό ατόμων, με βάση το ποιος αριθμός PFU χρησιμοποιείται.
Ενώ το εύρος των PFU που αποδεικνύεται για τον SARS-CoV-2 είναι αρκετά ευρύ, θα πρέπει να αναμένουμε ένα φάσμα μεταδοτικότητας με βάση την ατομική κατάσταση υγείας και την ανοσολογική απόκριση. Ενώ τα 1.26 PFU φαίνονται αρκετά χαμηλά, τα PFU για τον SARS-Cov-1 έχουν αποδειχθεί ότι είναι μόλις 13 PFU για να πληρούν το όριο MID για την έναρξη της λοίμωξης.
Ακόμα και αν χρησιμοποιηθεί χαμηλότερη εκπομπή 7 λίτρων ανά λεπτό, αυτό δίνει ρυθμό 243,404 σωματιδίων ανά λεπτό (34,772 x 7)), 14,694,240 σωματιδίων ανά ώρα (234,404 x 60) και 116,833,920 (243,404 x 480) σωματιδίων ανά 8ωρο. Με αναλογία σωματιδίων προς PFU 1,000 έως 1,000,000, μια περίοδος μίας ώρας ισοδυναμεί με παραγωγή 1 βιώσιμων ιοσωματιδίων και 14,604 σε μια 116,833ωρη περίοδο.
Με αυτά τα εύρη απόδοσης από καθιστική έως μέτρια ένταση, πολλές φορές το όριο MID ικανοποιείται για όλα τα καθιερωμένα στοιχεία PFU.
Γιατί τα N95 απέτυχαν/αποτυγχάνουν/θα αποτύχουν
Οι αναπνευστήρες με βαθμολογία N95 έχουν σχεδιαστεί και εγκριθεί για να συλλαμβάνουν το 95% της ύλης που δεν προέρχεται από πετρέλαιο και είναι μεγαλύτερη από 0.3µm. Ο SARS-CoV-2 έχει ελάχιστο βιώσιμο μέγεθος σωματιδίων 0.06-0.14 µm, πολύ κάτω από το όριο των 0.3µm, ακόμη και αν είναι συνδεδεμένος με μεγαλύτερη ύλη, επομένως πρόκειται για μια υποθετική τέλεια ικανότητα σύλληψης για ένα εύρος σωματιδίων για το οποίο αυτές οι συσκευές δεν έχουν σχεδιαστεί ή εγκριθεί να συλλαμβάνουν, ούτε τα δεδομένα εφαρμογής τους έχουν δείξει ότι αποδίδουν στο ή κοντά στο 95%.
Για τους σκοπούς μιας άσκησης σε υποθετική τέλεια ικανότητα σύλληψης, θα τους κάνουμε μια υπόθεση τέλειου ποσοστού σύλληψης 95%. Εάν εφαρμόσουμε το 5% των αριθμών MID που παρουσιάζονται στο που παρουσιάζονται στα εύρη εξόδου Α και Β, θα αποδειχθεί η μολυσματικότητα των βιώσιμων ιικών σωματιδίων έναντι του 5% που δεν συλλαμβάνονται ποτέ (π.χ., καμία διαρροή) εάν επιτευχθεί ένα υποθετικό τέλειο ποσοστό σύλληψης 95%.
Εύρος εξόδου A
Εύρος εξόδου Β
29 λίτρα ανά λεπτό
7 λίτρα ανά λεπτό
Αν υποθέσουμε μια υποθετική τέλεια ικανότητα σύλληψης για N95 εύρους μεγέθους σωματιδίων ύλης που αυτές οι συσκευές δεν έχουν σχεδιαστεί ή εγκριθεί να συλλαμβάνουν, και εφαρμόσουμε το υπόλοιπο 5% που δεν συλλέγεται ποτέ, η συντριπτική πλειοψηφία των εύρων εξόδου έναντι των PFU που απαιτούνται για την επίτευξη του ορίου MID εξακολουθεί να επιτρέπει έκθεση πολλαπλάσια του ορίου MID για πιθανή μόλυνση πολλών ατόμων σε περιόδους 1 ώρας και 8 ωρών για κάθε καθορισμένο εύρος εξόδου.
Περίληψη
Γίναμε χαλαροί με τα πρότυπα μετριασμού μας κατά τη διάρκεια της επιδημίας SARS-CoV-2, επειδή αυτός ο παθογόνος παράγοντας δεν είναι θανατηφόρος για τη συντριπτική πλειοψηφία των ανθρώπων, με ποσοστό επιβίωσης περίπου 99.8%. Αυτή η επιπολαιότητα προς μια αντίδραση ειδικά για τον κίνδυνο είναι εξαιρετικά επικίνδυνη όταν εφαρμόζεται σε πιο θανατηφόρα παθογόνα και παράγοντες έκθεσης.
Εξετάζοντας το υποθετικό βέλτιστο σενάριο, μπορούμε να προβλέψουμε καλύτερα εάν ένα δεδομένο μέτρο θα έχει μετριαστικό αντίκτυπο στον εντοπισμένο κίνδυνο. Για τα N95 έναντι της εξόδου, τους λόγους σωματιδίων προς PFU και την MID για τον SARS-CoV-2, το βέλτιστο σενάριο υποθετικής τέλειας σύλληψης ύλης για την οποία αυτές οι συσκευές δεν έχουν ούτε σχεδιαστεί ούτε έχουν εγκριθεί να συλλαμβάνουν δείχνει ότι εξακολουθούν να μην μετριάζουν αυτόν τον κίνδυνο και οι συστάσεις για τη χρήση τους θα πρέπει να επανεξεταστούν αμέσως.
Επιπρόσθετοι πόροι:
Συζητά το μέσο ιικό φορτίο από δείγματα: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x.
Ελάχιστη μολυσματική δόση
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7090536/ (για MID γενικά, όχι ειδικά για τον SARS-CoV-2).
Γλωσσάριο
αεροζόλ – σωματίδια διασπαρμένα στον αέρα ή το αέριο, που ορίζονται ως σωματίδια μεγέθους μικρότερου από 5 μικρά.
ασυμπτωματικό (εξάπλωση) – η θεωρητική έννοια της μετάδοσης ενός παθογόνου σε άλλους χωρίς να εμφανίζονται κανένα καθιερωμένο σύμπτωμα του εν λόγω παθογόνου.
ατμοσφαιρικός κορεσμός – η ποσότητα βιώσιμης ύλης που παραμένει στον αέρα μέσα σε έναν κλειστό χώρο.
εκπομπές – εκπνεόμενη αναπνευστική ύλη.
καθεστώς στρωτής ροής – σωματίδια ρευστού ακολουθώντας ομαλές διαδρομές σε στρώσεις.
ελάχιστη μολυσματική δόση – η ελάχιστη ποσότητα κινδύνου στην οποία πρέπει να εκτεθεί κάποιος για να προβλεφθεί η εμφάνιση ασθένειας.
Ν95 - ένας αναπνευστήρας φιλτραρίσματος σωματιδίων που δεν συλλέγει λάδι, ικανός να μπλοκάρει έως και 95% ύλης άνω των 0.3 µm.
έναρξη – η έναρξη μιας ασθένειας που αρχίζει να εμφανίζεται μόλις επιτευχθεί το ελάχιστο όριο μολυσματικής δόσης.
έξοδος – οι εκπομπές που απελευθερώνονται σε ένα δεδομένο περιβάλλον από ένα μεταδοτικό άτομο.
έξοδος ως σταθερά – ένα άτομο μέσα σε κλειστό χώρο που εκπέμπει αναπνευστικά αερολύματα φορτωμένα με μολυσματικά σωματίδια στην δεδομένη ατμόσφαιρα, κορεσμένα περισσότερο με μολυσματική ύλη με κάθε αναπνοή.
αναλογία σωματιδίων προς PFU – μια αναλογία για τους υπολογισμούς της παθογόνου εξόδου που σταθμίζει τον συνολικό αριθμό των σωματιδίων που εκπέμπονται έναντι των σωματιδίων που είναι βιώσιμα μολυσματικά.
PCR-αρνητικό – Ένα δεδομένο άτομο που υποβάλλεται σε εξέταση δεν λαμβάνει θετικό αποτέλεσμα όταν εξετάζεται με τη μεθοδολογία PCR για ένα δεδομένο παθογόνο. Η PCR σημαίνει χρήση της τεχνικής της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης.
PCR-θετικό – ένα δεδομένο εξεταζόμενο άτομο λαμβάνει θετικό αποτέλεσμα όταν εξετάζεται χρησιμοποιώντας την τεχνική αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης για ένα δεδομένο παθογόνο.
τέλεια ικανότητα σύλληψης – δέσμευση επικίνδυνης ύλης σε ένα αντίστοιχο ποσοστό αποτελεσματικότητας που δίνεται από ένα προϊόν ως ο υποθετικά καλύτερος δυνατός ρυθμός του.
Μονάδες Σχηματισμού Πλάκας (PFUs) – Η δημιουργία PFUs απαιτεί ένα ιικό σωματίδιο που μολύνει ένα κύτταρο ξενιστή, όπου ξεκινά η αντιγραφή του ιού. Απαιτείται ένα όριο δεδομένου αριθμού PFUs για την έναρξη της ασθένειας, γνωστό ως ελάχιστη μολυσματική δόση.
Αντίγραφα RNA – γενετικό υλικό που απαιτείται για την παραγωγή αντιγράφων πρωτεϊνών μέσα σε ένα κύτταρο. Τα αντίγραφα RNA δεν ισοδυναμούν με βιώσιμα ιοσωμάτια ικανά για αντιγραφή.
TCID50 – μια συντομογραφία για τη μολυσματική δόση καλλιέργειας ιστών, η οποία είναι η αραίωση ενός ιού που απαιτείται για να μολύνει το 50% των κυττάρων σε μια δοκιμασία καλλιέργειας.
ιικό φορτίο – η ποσότητα σωματιδίων του ιού σε μια δεδομένη ουσία, εκπομπή ή μέσα στο σώμα ενός μεταδοτικού ατόμου.
βιωσιμότητα του ιού – ιοσωμάτια ικανά να μολύνουν ένα κύτταρο και να δημιουργήσουν μονάδες σχηματισμού πλάκας (PFUs).
ιικό σωματίδιο ή βιώσιμο ιικό σωματίδιο- ένα πλήρες μολυσματικό σωματίδιο ιού.
-
Η Megan Mansell είναι πρώην διευθύντρια εκπαίδευσης της περιφέρειας για την ένταξη ειδικών πληθυσμών, εξυπηρετώντας μαθητές με σοβαρές αναπηρίες, ανοσοκατεσταλμένους, χωρίς έγγραφα, αυτιστικούς και προβλήματα συμπεριφοράς. Έχει επίσης εμπειρία σε εφαρμογές ΜΑΠ σε επικίνδυνα περιβάλλοντα. Έχει εμπειρία στη συγγραφή και την παρακολούθηση της εφαρμογής πρωτοκόλλων για την πρόσβαση ανοσοκατεσταλμένων στον δημόσιο τομέα, στο πλαίσιο πλήρους συμμόρφωσης με τους κανονισμούς ADA/OSHA/IDEA. Μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί της στη διεύθυνση MeganKristenMansell@Gmail.com.
Προβολή όλων των μηνυμάτων
