Boston Portorikánská zdravotní studie

Protokol projektu 4:

I. Cíle a hypotézy

H1: Tato aktivní HEPA filtrace v domácnosti sníží úrovně ultrajemných částic (UFP) > 70 % ve srovnání s falešnou filtrací. Dále tato HEPA filtrace sníží všechny velikostní třídy ultrajemných částic stejně dobře.

H2: Že markery kardiovaskulárního zdraví, včetně C-reaktivního proteinu, fibrinogenu, IL-6 a receptoru pro tumor nekrotizující faktor alfa, budou po životě s aktivní HEPA filtrací nižší ve srovnání s falešnou filtrací.

H3: Domácí HEPA filtrace bude tvůrci politiky považována za účinnou politickou možnost pro snížení expozice UFP v rezidencích blízko dálnic.

Studie byla dvojitě zaslepená, randomizovaná zkřížená studie, ve které každý účastník sloužil jako vlastní kontrola, čímž se výrazně snížila role časově neměnných zmatků. Najednou byly zapsány a náhodně rozděleny až dva domovy, přičemž jednomu bylo přiděleno filtrování HEPA a druhému předstíraná filtrace. Po třech týdnech byly domácnosti převedeny z HEPA filtrace na falešnou nebo naopak. Mezi simulovanou a HEPA filtrací nebyla žádná promývací perioda. Zatímco terénní pracovníci věděli o typu použitého filtru, účastníci a laboratoř, která analyzovala vzorky krve, nikoli. Přístup a metody byly do značné míry podobné dalšímu zásahu HEPA, který jsme provedli ve veřejném bydlení ve městě Somerville, který na začátku této studie stále probíhal.

Účastníci se rekrutovali z kohorty BPRHS. Rodičovská studie byla v procesu sledování přibližně pět let od výchozího stavu a zbývalo téměř 1 000 účastníků. Zaměstnanci kohorty doporučili nekuřáky, o kterých si mysleli, že by mohli být vstřícní k našemu zásahu. Z 25 zapsaných účastníků dokončilo 23 (92 %) studii a byli zahrnuti do analýzy. Jeden dům byl odstraněn kvůli selhání průtokového senzoru, který identifikoval vnitřní a venkovní vzduch, zatímco druhý byl odstraněn, protože se účastník rozhodl předčasně ukončit studii. Všichni účastníci bydleli ve městech Boston nebo Chelsea. Údaje o demografii a zdraví byly získány z průzkumů shromážděných během dlouhodobého sledování kohorty. Pro účastníky, kteří dostávali intervenci, vyšetřovatelé shromáždili další průzkumy s informacemi o nedávné expozici, nedávných onemocněních a vzorcích časových aktivit účastníků (doma, práce/škola, cestování po dálnicích, jiné).

Účastníci podepsali formuláře souhlasu s rodičovskou studií a samostatný souhlas se zásahem do filtrace vzduchu. Studie byly schváleny IRB v Tufts Medical Center, Northeastern University a University of Massachusetts Lowell.

Byly použity intervenční okenní vzduchové filtrační jednotky HEPAirX (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA) vybavené filtry MERV 17 (odstraňující ≥99,97 % částic o průměru ≥0,3 μm). Tyto jednotky mohou pracovat při ~10 výměnách/hodinu v místnosti o velikosti 28,3 m3 (103 stop3) a mají uživatelsky řízené prvky pro ohřev a chlazení vzduchu. Jednotky byly instalovány přednostně v obytných místnostech bytů (N=16), kde účastníci trávili velkou část dne. Osm jednotek bylo instalováno v ložnicích z důvodu prostorových omezení nebo proto, že okna obývacího pokoje neumožňovala umístit jednotku HEPAirX. Aby se maximalizovalo odstranění částic, byly jednotky HEPA provozovány na nejvyšší možnou rychlost ventilátoru a ventilační otvory byly zablokovány, aby přes jednotku do bytu neproudil žádný venkovní vzduch. Účastníci byli také požádáni, aby během období studie měli okna co nejvíce zavřená, aby se minimalizovala infiltrace zvenčí. Filtry byly vyměněny v každém bytě po 21 dnech (HEPA pro simulaci nebo naopak). V každém bytě byl použit nový HEPA filtr (MERV 17). Falešný filtr byla prázdná, děrovaná plechová krabice, která měla stejnou velikost a tvar a měla stejný vzhled jako kovový rám kolem HEPA filtrů. HEPAirX zněl stejně bez ohledu na falešnou nebo HEPA filtraci. Na kryt HEPA jednotky byl umístěn nápis napsaný v angličtině a španělštině, který vyzýval účastníky, aby s filtrem nemanipulovali ani jej nevystavovali.

Monitorování znečištění ovzduší Koncentrace počtu částic (PNC) byly měřeny nepřetržitě během šestitýdenního pokusu v každém bytě pomocí kondenzačních počítačů částic (CPC; TSI Model 3783, d50 7 nm, maximální detekovatelné částice > 3 µm). CPC byly instalovány ve stejné místnosti jako jednotka HEPAirX a zaznamenávaly 30sekundový průměr PNC (průměr PNC jedné minuty v prvních pěti domácnostech). Byly měřeny venkovní i vnitřní PNC; Solenoidový ventil přepínal každých 15 minut mezi dvěma, 1 m dlouhými vodivými silikonovými přívodními trubicemi: jedna vytažená z interiéru a druhá vytažená z venku. In-line průtokový senzor zaznamenával různá napětí v závislosti na tom, zda byl v potrubí detekován průtok (2.49 V s průtokem, ~1,00 V bez průtoku); ty byly použity k identifikaci období odběru vzorků uvnitř a venku. Před zahájením intervence v každém bytě byly měřeny průtoky CPC pomocí průtokoměru (TSI Model 4140) (v průběhu studie nebyly pozorovány žádné nesrovnalosti). Podtlak CPC byl také zkontrolován na netěsnosti umístěním polyethersulfonového membránového filtru (s hodnocením 99,96% účinnosti odstranění pro částice o velikosti 0,45 um) na vstup, aby se zajistilo, že naměřené CPC je <100 částic/cm3. Stránky byly navštěvovány každý týden za účelem pravidelné údržby (kontroly toku, resetování času atd.) a stahování dat. Data označená CPC jako chybná (obvykle <1 % všech dat na domov) byla ze souboru dat odstraněna. V souladu se specifikacemi výrobce byly všechny CPC provedeny v rozmezí 10 % od sebe v laboratorních srovnáních vedle sebe.

Somervilleova studie, kterou výzkumníci spojili se současnou studií v metaanalýze, sledovala stejný design studie a metody s následujícími rozdíly: 1) neproběhlo žádné venkovní monitorování; 2) všichni účastníci studie bydleli do 200 m od dálnice; a 3) účastníci studie se lišili ve svých demografických údajích.

Vnitřní zdroje Vnitřní měření odrážejí jak podíl venkovního UFP, který proniká dovnitř, tak UFP generovaný uvnitř – např. při vaření, pálení svíček a kadidel a čištění. Tyto zdroje vedou k velkým, ale proměnlivým skokům ve vnitřních koncentracích a dále rychlost rozkladu těchto skoků závisí na několika faktorech, jako je síla a trvání zdroje, objem místnosti a rychlost ventilace. Je tedy náročné zcela oddělit příspěvky od venkovních a vnitřních zdrojů UFP na základě vnitřních PNC měření. Nicméně, aby testovali účinky vnitřních špiček na asociace s biomarkery, výzkumníci vytvořili časovou řadu PNC pro každý dům a vypočítali šestihodinový pohyblivý medián pro měření PNC v interiéru. Výzkumníci poté vypočítali standardní odchylku pro třítýdenní období odpovídající HEPA nebo falešné filtraci; vnitřní měření, která byla o dvě standardní odchylky nad tímto šestihodinovým pohyblivým mediánem, byla klasifikována jako špičky a nahrazena posledním vnitřním měřením, které nebylo považováno za špičku. I když metoda vyšetřovatelů zcela neodstranila příspěvek z vnitřních zdrojů, zeslabila příspěvky ze špiček, které zkreslovaly třítýdenní průměrné hodnoty v interiéru použité jako koncentrace expozice.

Biomarkery Vzorek žilní krve byl odebrán na začátku, při změně typů filtrů (konec 3. týdne) a na konci intervence (konec 6. týdne). Vzorky byly transportovány do Human Nutrition Research Center on Aging (Tufts University, Bostonský kampus), kde byly zpracovány na plazmu a skladovány při minus 80 ºC během 1-3 hodin od odběru. Účastníci byli instruováni, aby se přes noc před odběry krve postili (79 % potvrdilo hladovění), ke kterým došlo mezi 8. a 10. hodinou ráno. Vzorky byly testovány v dávkách za použití imunotestovacích souprav pro TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) a IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). Vysoce citlivý CRP (hsCRP) byl měřen dvoumístným chemiluminiscenčním imunometrickým testem na pevné fázi (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Tyto biomarkery jsou měřítkem úrovní systémového zánětu.