En fantasi om virusfri luft

Mere end tyve måneder inde i pandemien er det klart, at mange påbudte afbødningsstrategier ikke i væsentlig grad forhindrer virusoverførsel, eller gør det til en høj pris. Lockdowns har ikke stoppet virus spredes rundt i verden, og er ikke bæredygtige pga massiv sideskade. Der er ingen konsekvente beviser for en fordel ved universel maskering på trods af en hidtil uset politisering , potentiale for bias i videnskabelige undersøgelser.

Skolelukninger og fjernundervisning er skadelige og ineffektive, som børn forbliver i lav risiko for alvorlig sygdom, og skoler er ikke de vigtigste årsager til udbrud i lokalsamfundet. Vacciner kan begrænse alvorlig sygdom, som er vigtig for sårbare personer, men er mindre effektive til at forhindre infektion og overførsel end immunitet erhvervet ved infektion. På trods af mangel på overbevisende beviser, mange ledere fortsæt mandat uprøvede , unødvendig restriktioner for en COVID-træt befolkning.

Men midt i disse fiaskoer skiller en effektiv COVID-19-afbødningsstrategi sig ud—forbedring af indendørs ventilation. Det vidste man ret tidligt i pandemien udendørs transmission af SARS-CoV-2 var sjælden, og at indendørs transmission ofte var forbundet med overfyldte og dårligt ventileret mellemrum (selvom dette ikke stoppede ledere fra annullereved udendørs arrangementer , påbud om udendørs restriktioner). Strategier til at øge ventilationen har overlevet 20 måneders mislykkede indsats, fordi stærke beviser understøtter deres fortsatte udvikling og nytte.

Ventilation: NPI, der virker for luftbårne vira

I kommercielle fly - et eksempel på et højt ventileret indendørs rum - har virusoverførslen været lav trods overfyldte forhold. Dette er blevet tilskrevet tvungen maskering af passagerer (desværre inklusive børn med handicap). Dog oplever tryksatte flykabiner 20-30 luftskift i timen (ACH), hvilket betyder, at al luften i en kabine vil blive filtreret og udskiftet hvert 2.-3. minut. Med dette ventilationsniveau er en persons evne til at udsætte en person for en smitsom dosis selv i det næste sæde ret begrænset. Et klassisk eksempel på et kommercielt flyudbrud var i 1977, hvor en enkelt passager med influenza inficerede 72 procent af andre passagerer på flyet. Denne ekstraordinære hændelse krævede et fuldstændigt svigt i ventilationssystemet og en tre timers forsinkelse på asfalten. Hvis ventilationssystemet havde været funktionelt, ville udbruddet aldrig være sket.

For at give en idé om, hvordan ventilation øger tiden til infektiøs dosis sammenlignet med (typisk) maskering, er der nedenfor en tabel lavet ved hjælp af modelberegninger lavet af Dr. Lisa Brosseau, en ekspert med over 30 års erfaring i PPE og partikelfiltrering:

Selvom denne tabel blev oprettet for at illustrere potentialet for højkvalitets åndedrætsværn til at reducere tiden til infektiøs dosis (for arbejdere i højrisikosituationer), kan du også se fordelene ved øget ventilation. Efterhånden som ACH stiger, øges tiden til infektiøs dosis meget mere signifikant end med ansigtsbeklædning, med forskelle, der kan måles i timer til ventilation sammenlignet med minutter til maskering.

At øge indendørs ventilation er en effektiv strategi, fordi luftbåren transmission er en vigtig rute for SARS-CoV-2 spredning, mens overfladetransmission ikke er det. Luftbåren virus kan forblive suspenderet i små aerosolpartikler i timevis, hvilket gør typiske ansigtsbeklædninger ineffektive (og langvarig brug af Åndedrætsværn af N95-typen er simpelthen ikke praktisk). 6-fods reglen for social distancering, baseret på tidlige estimater af overfladen af ​​store dråber, bliver også mere og mere vilkårlig i et luftbåren transmissionsscenarie. Disse fakta foretager justeringer af indendørs ventilation attraktiv strategi for bygningsingeniører, der søger at mindske risikoen for luftbåren virusoverførsel.

Der er mange bygninger, hvor denne strategi kan gøre en stor forskel, såsom plejehjem. Hospitaler indarbejder allerede disse strategier til væsentlig effekt. Hvor som helst, hvor sårbare personer samles i et betydeligt antal, kan overveje ventilationsstrategier designet til at minimere overførslen af ​​luftvejsvira.

En steril luftrørsdrøm

Men som med enhver afbødningsstrategi kan det, der kan gøres, også overdrives (dette kan være et uofficielt motto for den amerikanske pandemiske reaktion). I september publicerede Atlantic en artikel med titlen "Planen om at stoppe enhver luftvejsvirus på én gang".

Artiklen begynder med at skitsere de historiske fremskridt inden for sanitet og rensning af drikkevand med hensyn til at stoppe koleraudbrud og foranstaltninger rettet mod myg og myggeavl, der minimerer trusler fra gul feber og malaria. Forfatteren sammenligner derefter disse bestræbelser med en manglende bekymring for bygningsventilation, et problem fremhævet af COVID-19-pandemien og høje niveauer af transmission i overfyldte og dårligt ventilerede rum, og anvender samme logik: "Vi drikker ikke forurenet vand . Hvorfor tolererer vi indånding af forurenet luft?"

"Det handler ikke kun om COVID-19. Forskerne, der tidligt anerkendte truslen fra luftbåren coronavirus, gjorde det, fordi de brugte år på at studere beviser for, at almindelige luftvejssygdomme som influenza og forkølelse - i modsætning til konventionel visdom - også kan spredes gennem luften. Vi har længe accepteret forkølelse og influenza som uundgåelige kendsgerninger i livet, men er de det? Hvorfor ikke redesigne luftstrømmen i vores bygninger for også at forhindre dem?”

Bygningsingeniører mener, at foranstaltninger, der anvendes under den nuværende pandemi, ikke er nok: "Pandemien har allerede foranlediget, på nogle skoler og arbejdspladser, ad hoc rettelser til indendørs luft: bærbare HEPA-filtre, desinficerende UV-lys og endda bare åbne vinduer." Men i deres øjne er det ikke langsigtede løsninger. "Moderne bygninger har sofistikerede ventilationssystemer for at holde deres temperaturer behagelige og deres lugte behagelige - hvorfor ikke også bruge disse systemer til at holde indendørsluften fri for virus?"

Til hendes ære giver forfatteren denne advarsel: "Ingen, jeg talte med, troede, at en gennemsnitlig skole eller kontorbygning skulle være så stramt kontrolleret som en bioindeslutningsfacilitet, men hvis ikke, så har vi brug for et nyt og anderledes sæt minimumsstandarder. ” Hun sammenligner også med rette relative trusselsniveauer for tarmpatogener - som hun tidligere brugte som analoge - og COVID-19: "COVID-19 dræber ikke en så høj andel af sine ofre, som kolera gjorde i det 19. århundrede. Men det har kostet langt over 600,000 liv i USA Selv en typisk influenzasæson dræber 12,000 til 61,000 mennesker hvert år. Det disse nødsituationer? Hvis ja, hvad skal der så til for, at vi i fællesskab behandler dem som sådan?”

Der er nogle åbenlyse barrierer for at konstruere enhver bygning med virus-skrubbeventilation: "Pandemien har gjort det klart, at amerikanerne ikke er enige om, hvor langt de er villige til at gå for at undertrykke coronavirus. Hvis vi ikke kan få folk til at tage imod vacciner og bære masker i en pandemi, hvordan får vi så pengene og viljen til at revidere alle vores ventilationssystemer?”

De virkelige problemer er således de sædvanlige mistænkte – penge og andres manglende vilje til at tage problemet alvorligt. Men da mange strategier er blevet rationaliseret i de sidste to år, hvis det kan redde liv, hvorfor så ikke gøre det? "Ændringerne kan tage for lang tid at have betydning for denne nuværende pandemi, men der er andre vira, der spredes gennem luften, og der vil være flere pandemier."

Jeg tror – i samråd med bygningsingeniører og indendørs miljøforskere – at det er muligt at designe ventilationssystemer med evnen til at skrubbe luften af ​​alle luftbårne luftvejsvira. Jeg er også enig i, at dette kan have en målbar fordel i et aspekt af menneskers sundhed, da sygdomsbyrden fra luftvejsvira er betydelig.

Alligevel som Martin Kuldorff og andre har forsøgt at minde verden om, at folkesundhed ikke kun handler om at forebygge én smitsom sygdom for enhver pris, og der er en potentiel omkostning for virusfri luft, som ikke er blevet overvejet: Hvad nu hvis periodiske infektioner med luftvejsvirus er nødvendige for at bevare den generelle sundhed? Havde miraklerne med rent vand og forbedret sanitet kun åbenlyse fordele uden omkostninger?

Eksempel på Polio

Ud over influenza og kopper, polio blev også betragtet som et vigtigt viralt patogen i det 20. århundrede. Men før den tid, det blev ikke anset for at være en større trussel. Der var ikke alvorlige udbrud. Det var ikke som om virussen ikke eksisterede. Folk havde været smittet med polio i tusinder af år. Men med fremkomsten af ​​den industrielle revolution, vores forhold til virussen ændrede sig, og det samme gjorde sygdommen, den forårsagede.

Polio er en meget smitsom virus, der forårsager en asymptomatisk (men stadig overførbar) eller meget mild symptomatisk infektion hos 90 % af mennesker. Virussen inficerer mave-tarmkanalen hos mennesker, selvom virussen i nogle tilfælde spredes til nervesystemet og kan resultere i lammelse eller død. Fordi så mange mennesker er asymptomatiske, kan virussen inficere mange andre, før et paralytisk tilfælde er identificeret, hvilket gør det svært at begrænse. Virussen overføres ad fækal-oral vej gennem vand og andet fækalt kontamineret materiale.

I det meste af menneskehedens historie kunne folk ikke undgå at blive inficeret med poliovirus. De fleste blev smittet i spædbarnsalderen. Og da næsten alle var smittet, havde de antistoffer, inklusive nybagte mødre, som førte disse antistoffer videre til deres børn gennem moderkagen før fødslen og via amning bagefter. Infantil lammelse, selvom den stadig var mulig, var relativt sjælden.

Men så blev saniteten bedre. Indendørs VVS, vand- og spildevandsbehandling blev mere udbredt. Familier begyndte at leve under renere, mindre overfyldte forhold. Folk var ikke længere udsat for polio som spædbørn. Og når større børn og unge voksne fik polio, blev nerveødelæggelser og lammelser hyppigere. Nogle tilfælde var så alvorlige, at individer fik lammelse af mellemgulvet og interkostale muskler, som er afgørende for vejrtrækningen. De skulle gives kunstigt åndedræt med en drinker-respirator, også kendt som Jern Lunge, indtil de kom sig. Hvis de kom sig. Andre levede med delvis lammelse resten af ​​deres liv.

Poliovirussen var ikke længere en endemisk virus og var holdt op med at eksistere sammen med mennesker, som den havde udviklet sig i tusinder af år. Og hvor den mistede sin endemiske status, fik den epidemisk potentiale. Og disse epidemier ramte tilfældigvis velhavende mennesker, da rene forhold var et tegn på rigdom, og dermed var de rige mindre tilbøjelige til at have immunitet mod polio fra barndommen. 

Fordi det var umuligt at forudsige, hvor og hvem polio kunne ramme, strengt foranstaltninger blev truffet for at undgå polio eksponering. Svømmebassiner og strande blev lukket for sommeren i begyndelsen af ​​1950'erne, på højden af ​​den værste polioepidemi i USA. Børn var nødt til at holde sig væk fra folkemængderne og blev ofte forbudt på offentlige steder. Der var vanvittige rygter om, at læskedrikke eller ændringer i temperatur eller vejr spredte sygdommen. Folk nægtede at give hånd. Alligevel behøvede folk ikke at høre rædselshistorier for at manipulere deres adfærd, de var øjenvidner, og at se deres nabo miste et barn på grund af polio var alt det bevis, der var nødvendigt for at tilskynde til forsigtig adfærd.

Som med kopper var det eneste, der afsluttede polio-udbruddene, en tilbagevenden til befolkningsimmunitet - afværgeforanstaltninger var meget mindre effektive og forsinkede kun uundgåelige udbrud. Som med kopper, befolkningens immunitet blev øget gennem massevaccination. Da poliovacciner giver langvarig immunitet, er polio ikke længere et problem i udviklede lande, selvom den i modsætning til kopper endnu ikke er udryddet.

En konsekvens af renset indendørs luft: Øget immunuvidenhed

Den efterfølgende stigning i polioepidemier med forbedret sanitet tyder på, at bare fordi et fremskridt i folkesundheden har umiddelbare og åbenlyse fordele, betyder det ikke, at der ikke vil være en omkostning, der ikke er øjeblikkelig eller indlysende.

Dette gælder også for indendørs miljøer - jo "renere" er det indendørs miljø, som børn udsættes for, jo større sandsynlighed er der for, at de udvikler kroniske inflammatoriske sygdomme senere i livet. Dette er blevet påvist i en række undersøgelser, der sammenligner geografisk og genetisk lignende populationer med forskellige hjemmemiljøer.

Børn, der er opdraget i miljøer, der udsætter dem for en række bakterier, ser ud til at have immunsystemer, der er "uddannet" til at tolerere disse bakterier og andre biologiske mikropartikler, mens børn i "rene" miljøer har immunsystemer, der kunne beskrives som "uvidende" og dermed mere tilbøjelige til at overreagere.

Det er muligt, at luftvejsvirusinfektioner også har en vis udviklingsmæssig fordel, men dette felt er i sin vorden. Alt levende har udviklet sig sammen med vira (mennesker er ofte inficeret med vira uden at være klar over dem), og derfor er det ikke let at tro, at forebyggelse af alle luftvejsvirusinfektioner også kan have en latent pris. 

En potentiel omkostning er tab af immunhukommelse til luftvejsvira. Ikke alene ville leve i virusfri luft resultere i nedsat specifik antiviral immunitet, det ville også eliminere heterolog eller krydsimmunitet. Heterolog immunitet er defineret som induktion af et immunrespons på et ikke-relateret patogen/antigen ved eksponering for et andet patogen/antigen.

Mange arbejdende forældre har erfaring med heterolog immunitet, og nogle gange mangel på den, ofte uden at være klar over det. Når et førstefødt barn går i dagpleje, uger til måneder gammelt, bryder alt mikrobielt helvede løs (eller i det mindste virker det som det). Babyen er syg hele tiden, og det samme er forældrene. Dette kan vare i flere måneder og er især slemt i forkølelses- og influenzasæsonen.

Men det næste år bliver det bedre. Og med et andet barn bliver alle ikke lige så syge, og det er ikke kun en opdigtet forældres fantasi. Det skyldes, at immunhukommelsen er blevet erhvervet af forældrene og den ældre søskende, der beskytter mod de samme forkølelses- og influenzavirus, og som også tilbyder en grad af krydsbeskyttelse mod andre vira med lignende egenskaber. Den anden baby bliver heller ikke så syg, da han/hun får en vis beskyttelse mod mors antistoffer og færre infektioner fra deres egen immunforstærkede familie.

Pandemien har introduceret begrebet heterolog immunitet til mange ikke-immunologer. Lymfocytter isoleret fra individer før pandemien var stadig fundet at være krydsreaktive over for dele af SARS-CoV-2-proteiner. Selvom de mikrober, der oprindeligt aktiverede disse krydsreaktive celler, ikke er blevet identificeret, kan de være andre cirkulerende coronavirus. Heterolog immunitet beskyttede sandsynligvis også nogle mennesker under 1918 Spanske syge-pandemi- dem, der blev beskyttet efter bedring fra en tidligere, mindre dødelig stamme, og ældre mennesker, der muligvis er blevet beskyttet af langvarig immunitet fra tidligere influenzaepidemier.

Dette rejser nogle vigtige spørgsmål om ulemperne ved en komplet revision af det nuværende bygningsdesign for at eliminere almindelige luftvejsvirusinfektioner. Selv hvis en udbredt vedtagelse af disse planer var mulig, ville det potentielle tab af krydsimmunitet hos raske individer være det værd? Ligesom ikke-farmaceutiske indgreb kun har forsinket viral spredning i den nuværende pandemi (hvis de har haft nogen effekt), ville disse foranstaltninger ikke blot forsinke det uundgåelige?

Selvom mange bygninger har ren, virusfri luft, vil der altid være steder, der ikke har, hovedsageligt i ældre bygninger koncentreret i ældre områder med højere fattigdomsrater. Ligesom med polio kan dette faktisk øge epidemier blandt de velhavende, når visse luftvejsvira udvikler måder at overvinde moderne bygningsteknik.

Nye vacciner kunne bidrage til immunitet og krydsimmunitet, som med polio, men disse har dog været mindre effektive mod luftvejsvira. Og som forfatter til Atlantic nævnte artikel, kan vi ikke blive enige om masker og vacciner, selv under en pandemi. Det er usandsynligt, at mange mennesker ville være villige til at blive vaccineret mod enhver forkølelses- og influenzavirus for normal sæsonbestemt spredning, hvis de er sunde og har lav risiko. Og hvorfor skulle de det? Det samme gælder for bygningskonstruktører, der konstruerer alle nye bygninger til at være virusfrie samt energieffektive. I dette tilfælde er viljen til at handle muligvis ikke nødvendig, selv uden hensyntagen til potentielle ulemper.

I vores nuværende sikkerhedskultur-drevne pandemiske reaktion anses enhver risiko for infektion som uacceptabel, og de, der fremhæver potentielle omkostninger ved afværgeforanstaltninger, bliver stemplet som uansvarlige og farlige. Men sikkerhedstilbedelse og bygningsingeniører kan tilsidesætte gammeldags sund fornuft, men de kan ikke tilsidesætte vores egen biologi. Det gamle ordsprog overlever trods vores bedste indsats; i tilfælde af årstidens forkølelses- og influenzavirus gør det, der ikke dræber dig, dig stadig stærkere.

Genindsendt fra forfatterens blog