Boston Puerto Rican Health Study

Projekt 4 protokol:

I. Mål og hypoteser

H1: At aktiv HEPA-filtrering i hjemmet vil reducere niveauet af ultrafine partikler (UFP) >70 % sammenlignet med sham-filtrering. Yderligere vil denne HEPA-filtrering reducere alle størrelsesklasser af ultrafine partikler lige godt.

H2: At markører for kardiovaskulær sundhed, herunder C-reaktivt protein, fibrinogen, IL-6 og tumornekrosefaktor alfa-receptor, vil være lavere efter at have levet med aktiv HEPA-filtrering sammenlignet med sham-filtrering.

H3: HEPA-filtrering i hjemmet vil blive set af politiske beslutningstagere som en effektiv politisk mulighed for at reducere UFP-eksponering i boliger tæt på motorveje.

Undersøgelsen var et dobbeltblindt, randomiseret crossover-forsøg, hvor hver deltager fungerede som deres egen kontrol, og derved i høj grad reducerede rollen som tidsuvariable konfoundere. Op til to hjem blev tilmeldt og randomiseret ad gangen, hvor det ene blev tildelt til at modtage HEPA-filtrering og det andet sham-filtrering først. Efter tre uger blev hjemmene skiftet fra HEPA-filtrering til sham eller omvendt. Der var ingen udvaskningsperiode mellem sham- og HEPA-filtrering. Mens feltpersonalet var klar over, hvilken type filter der var i brug, var deltagerne og laboratoriet, der analyserede blodprøver, det ikke. Tilgangen og metoderne lignede stort set en anden HEPA-intervention, vi udførte i almene boliger i byen Somerville, som stadig var i gang ved starten af ​​denne undersøgelse.

Deltagerne blev rekrutteret fra BPRHS-kohorten. Forælderundersøgelsen var i gang med opfølgning ca. fem år siden baseline med tæt på 1000 deltagere tilbage. Kohortepersonalet anbefalede ikke-rygere deltagere, som de mente kunne være modtagelige for vores intervention. Af de 25 tilmeldte deltagere gennemførte 23 (92%) undersøgelsen og blev inkluderet i analysen. Det ene hjem blev fjernet på grund af svigt i flowsensoren, som identificerede indendørs kontra udendørs luft, mens det andet blev fjernet, fordi deltageren valgte at afslutte undersøgelsen tidligt. Alle deltagere boede i byerne Boston eller Chelsea. Data om demografi og sundhed blev indhentet fra undersøgelser indsamlet under langsgående opfølgning af kohorten. For deltagerne, der modtog interventionen, indsamlede efterforskerne yderligere undersøgelser med oplysninger om nylige eksponeringer, nylige sygdomme og deltagernes tidsaktivitetsmønstre (hjemme, arbejde/skole, rejser på motorveje, andet).

Deltagerne underskrev samtykkeformularer til forældreundersøgelsen og et separat samtykke til luftfiltreringsindgrebet. Undersøgelserne blev godkendt af IRB'erne ved Tufts Medical Center, Northeastern University og University of Massachusetts Lowell.

De vinduesmonterede HEPAirX-luftfiltreringsenheder (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA) udstyret med MERV 17-filtre (vurderet til at fjerne ≥99,97 % af partikler ≥0,3 μm i diameter) blev brugt. Disse enheder kan fungere ved ~10 udskiftninger/time i et 28,3 m3 (103 ft3) rum og har brugerstyrede luftvarme- og køleelementer. Enhederne blev fortrinsvis installeret i stuer i lejligheder (N=16), hvor deltagerne tilbragte en stor del af deres dag. Otte enheder blev installeret i soveværelser på grund af pladsbegrænsninger, eller fordi stuevinduer ikke kunne rumme HEPAirX-enheden. For at maksimere partikelfjernelsen blev HEPA-enhederne drevet ved den højest mulige blæserhastighed, og ventilationsåbningerne blev blokeret, så der ikke var nogen strøm af udendørsluft gennem enheden ind i lejligheden. Deltagerne blev også bedt om at holde vinduer lukkede så meget som muligt i løbet af undersøgelsesperioden for at minimere infiltration udefra. Filtre blev skiftet i hver lejlighed efter 21 dage (HEPA for sham eller omvendt). Et nyt HEPA-filter (MERV 17) blev brugt i hver lejlighed. Sham-filteret var en tom, perforeret metalplade, der havde samme størrelse og form og havde samme udseende som metalrammen omkring HEPA-filtrene. HEPAirX lød det samme uanset sham eller HEPA-filtrering. Et skilt skrevet på engelsk og spansk blev placeret på HEPA-enhedens dæksel, der bad deltagerne om ikke at pille ved eller blotte filteret.

Overvågning af luftforurening Partikelantalkoncentrationer (PNC) blev målt kontinuerligt under det seks uger lange forsøg i hver lejlighed ved hjælp af vandbaserede kondensationspartikeltællere (CPC; TSI Model 3783, d50 7 nm, maksimal påviselig partikel >3 µm). CPC'erne blev installeret i samme rum som HEPAirX-enheden og registrerede 30-sekunders gennemsnitlig PNC (et minuts gennemsnitlig PNC i de første fem hjem). Både udendørs og indendørs PNC blev målt; en magnetventil skifter hvert 15. minut mellem to, 1 m lange ledende siliciumindløbsrør: det ene trukket indendørs og det andet trukket udefra. En in-line flowsensor loggede forskellige spændinger afhængigt af om der blev detekteret et flow i ledningen (2.49 V med flow, ~1,00 V uden flow); disse blev brugt til at identificere indendørs og udendørs prøveudtagningsperioder. Før påbegyndelsen af ​​interventionen i hver lejlighed blev CPC-flowhastigheder målt ved hjælp af en flowmåler (TSI Model 4140) (der blev ikke observeret nogen uoverensstemmelser i hele undersøgelsen). CPC-vakuumet blev også kontrolleret for lækager ved at placere et polyethersulfonmembranfilter (bedømt til 99,96 % fjernelseseffektivitet for 0,45 µm partikler) på indløbet for at sikre, at CPC målte <100 partikler/cm3. Websteder blev besøgt ugentligt for regelmæssig vedligeholdelse (flowchecks, nulstilling af tid osv.) og for at downloade data. Data markeret af CPC som fejlagtige (typisk <1 % af alle data pr. hjem) blev fjernet fra datasættet. I overensstemmelse med producentens specifikationer udførte alle CPC'er inden for 10 % af hinanden i laboratoriesammenligninger side om side.

Somerville-undersøgelsen, som efterforskerne kombinerede med den aktuelle undersøgelse i en meta-analyse, fulgte samme undersøgelsesdesign og -metoder med følgende forskelle: 1) der var ingen udendørs overvågning; 2) alle undersøgelsesdeltagere opholdt sig inden for 200 m fra en motorvej; og 3) undersøgelsens deltagere var forskellige i deres demografi.

Indendørs kilder Indendørs målinger afspejler både den del af udendørs UFP, der infiltrerer indendørs og indendørs genereret UFP - fx fra madlavning, afbrænding af stearinlys og røgelse og rengøring. Disse kilder resulterer i store, men varierende stigninger i indendørs koncentrationer, og yderligere afhænger hastigheden af ​​disse spidsers henfald af flere faktorer, såsom kildestyrke og varighed, rumvolumen og ventilationshastighed. Det er således udfordrende fuldstændigt at adskille bidragene fra udendørs og indendørs UFP-kilder baseret på indendørs PNC-målinger. Ikke desto mindre genererede efterforskerne en PNC-tidsserie for hvert hjem og beregnede den seks-timers bevægelige median for indendørs PNC-målinger for at teste virkningerne af indendørs pigge på associationer til biomarkører. Efterforskerne beregnede derefter standardafvigelsen for den tre-ugers periode svarende til HEPA eller sham-filtrering; indendørs målinger, der var to standardafvigelser over denne seks-timers bevægelige median, blev klassificeret som spidser og erstattet med den sidste indendørs måling, der ikke blev anset for at være en spidsværdi. Selvom efterforskernes metode ikke fuldstændigt fjernede bidraget fra indendørs kilder, svækkede det bidragene fra spidser, der skævede de tre-ugers indendørs gennemsnitsværdier, der blev brugt som eksponeringskoncentrationer.

Biomarkører En venøs blodprøve blev udtaget i starten, ved skift af filtertyper (slutningen af ​​uge 3) og ved slutningen af ​​interventionen (slutningen af ​​uge 6). Prøver blev transporteret til Human Nutrition Research Center on Aging (Tufts University, Boston campus), hvor de blev behandlet til plasma og opbevaret ved minus 80 ºC inden for 1-3 timer efter indsamling. Deltagerne blev instrueret i at faste natten over før blodprøverne (79 % bekræfter fasten), som fandt sted mellem kl. 8 og 10. Prøver blev analyseret i batches under anvendelse af immunoassay-kits for TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) og IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). Højsensitiv CRP (hsCRP) blev målt ved en fastfase, to-site kemiluminescerende immunometrisk assay, (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Disse biomarkører er et mål for niveauerne af systemisk inflammation.