Estudio de Salud Puertorriqueña de Boston

Proyecto 4 Protocolo:

I. Objetivos e hipótesis

H1: Que la filtración HEPA activa en el hogar reducirá los niveles de partículas ultrafinas (UFP) >70 % en comparación con la filtración simulada. Además, la filtración HEPA reducirá igualmente todas las clases de tamaño de partículas ultrafinas.

H2: Que los marcadores de la salud cardiovascular, incluida la proteína C reactiva, el fibrinógeno, la IL-6 y el receptor alfa del factor de necrosis tumoral, serán más bajos después de vivir con la filtración HEPA activa en comparación con la filtración simulada.

H3: Los legisladores considerarán la filtración HEPA en el hogar como una opción de política eficaz para reducir la exposición a las UFP en las residencias cercanas a la carretera.

El estudio fue un ensayo cruzado aleatorio doble ciego en el que cada participante sirvió como su propio control, lo que redujo en gran medida el papel de los factores de confusión invariables en el tiempo. Se inscribieron y asignaron al azar hasta dos hogares a la vez, uno asignado para recibir filtración HEPA y el otro filtración simulada primero. A las tres semanas, las casas se cambiaron de filtración HEPA a filtración falsa o viceversa. No hubo período de lavado entre la filtración simulada y HEPA. Si bien el personal de campo conocía el tipo de filtro en uso, los participantes y el laboratorio que analizó las muestras de sangre no lo sabían. El enfoque y los métodos fueron en gran medida similares a otra intervención de HEPA que realizamos en viviendas públicas en la ciudad de Somerville, que todavía estaba en progreso al comienzo de este estudio.

Los participantes fueron reclutados de la cohorte BPRHS. El estudio original estaba en proceso de seguimiento aproximadamente cinco años desde el inicio con cerca de 1000 participantes restantes. El personal de la cohorte recomendó participantes no fumadores que pensaron que podrían ser receptivos a nuestra intervención. De los 25 participantes inscritos, 23 (92%) completaron el estudio y se incluyeron en el análisis. Se eliminó una casa debido a la falla del sensor de flujo, que identificaba el aire interior versus el exterior, mientras que la otra se eliminó porque el participante optó por finalizar el estudio antes de tiempo. Todos los participantes vivían en las ciudades de Boston o Chelsea. Los datos sobre demografía y salud se obtuvieron de encuestas recopiladas durante el seguimiento longitudinal de la cohorte. Para los participantes que recibieron la intervención, los investigadores recopilaron encuestas adicionales con información sobre exposiciones recientes, enfermedades recientes y patrones de tiempo-actividad de los participantes (en casa, trabajo/escuela, viajes por carretera, otros).

Los participantes firmaron formularios de consentimiento para el estudio principal y un consentimiento por separado para la intervención de filtración de aire. Los estudios fueron aprobados por los IRB en Tufts Medical Center, Northeastern University y University of Massachusetts Lowell.

Se utilizaron las unidades de filtración de aire HEPAirX montadas en ventanas de intervención (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, EE. UU.) equipadas con filtros MERV 17 (clasificados para eliminar ≥99,97 % de partículas de ≥0,3 μm de diámetro). Estas unidades pueden funcionar a ~10 intercambios/hora en una habitación de 28,3 m3 (103 ft3) y tienen elementos de calefacción y refrigeración de aire controlados por el usuario. Las unidades se instalaron preferentemente en las salas de estar de los apartamentos (N=16), donde los participantes pasaban gran parte del día. Se instalaron ocho unidades en dormitorios debido a restricciones de espacio o porque las ventanas de la sala de estar no acomodaban la unidad HEPAirX. Para maximizar la eliminación de partículas, las unidades HEPA se operaron a la mayor velocidad posible del ventilador y se bloquearon las ventilaciones para que no hubiera flujo de aire exterior a través de la unidad hacia el apartamento. Además, se pidió a los participantes que mantuvieran las ventanas cerradas tanto como fuera posible durante el período de estudio para minimizar la infiltración desde el exterior. Los filtros se cambiaron en cada apartamento después de 21 días (HEPA para simulacro o viceversa). Se utilizó un nuevo filtro HEPA (MERV 17) en cada apartamento. El filtro simulado era una caja de chapa perforada vacía que tenía el mismo tamaño y forma y tenía la misma apariencia que el marco de metal alrededor de los filtros HEPA. El HEPAirX sonaba igual independientemente de la filtración falsa o HEPA. Se colocó un cartel escrito en inglés y español en la tapa de la unidad HEPA pidiendo a los participantes que no manipularan ni expusieran el filtro.

Monitoreo de la contaminación del aire Las concentraciones del número de partículas (PNC) se midieron continuamente durante la prueba de seis semanas en cada apartamento utilizando contadores de partículas de condensación a base de agua (CPC; TSI Modelo 3783, d50 7 nm, partícula máxima detectable > 3 µm). Los CPC se instalaron en la misma habitación que la unidad HEPAirX y registraron el PNC medio de 30 segundos (PNC medio de un minuto en los primeros cinco hogares). Se midió el PNC tanto en exteriores como en interiores; una válvula solenoide conmutada cada 15 minutos entre dos tubos de entrada de silicio conductor de 1 m de largo: uno extraído del interior y el otro extraído del exterior. Un sensor de flujo en línea registró diferentes voltajes dependiendo de si se detectó un flujo en la línea (2.49 V con caudal, ~1,00 V sin caudal); estos se utilizaron para identificar los períodos de muestreo en interiores y exteriores. Antes del inicio de la intervención en cada apartamento, se midieron los caudales de CPC mediante un caudalímetro (TSI Modelo 4140) (no se observaron discrepancias a lo largo del estudio). También se comprobó el vacío de CPC en busca de fugas colocando un filtro de membrana de polietersulfona (clasificado con una eficiencia de eliminación del 99,96 % para partículas de 0,45 µm) en la entrada para asegurar que el CPC midiera <100 partículas/cm3. Los sitios se visitaron semanalmente para el mantenimiento regular (controles de flujo, reinicios de tiempo, etc.) y para descargar datos. Los datos marcados por el CPC como erróneos (normalmente <1 % de todos los datos por hogar) se eliminaron del conjunto de datos. De acuerdo con las especificaciones del fabricante, todos los CPC se desempeñaron con una diferencia del 10 % entre sí en las comparaciones de laboratorio lado a lado.

El estudio de Somerville, que los investigadores combinaron con el estudio actual en un metanálisis, siguió el mismo diseño y métodos de estudio con las siguientes diferencias: 1) no hubo monitoreo al aire libre; 2) todos los participantes del estudio residían a menos de 200 m de una carretera; y 3) los participantes del estudio diferían en su demografía.

Fuentes de interior Las mediciones de interior reflejan tanto la fracción de PUF exterior que se infiltra en el interior como la PUF generada en el interior, por ejemplo, al cocinar, quemar velas e incienso y limpiar. Estas fuentes dan como resultado picos grandes pero de magnitud variable en las concentraciones en interiores y, además, la tasa de descomposición de estos picos depende de varios factores, como la intensidad y la duración de la fuente, el volumen de la habitación y la tasa de ventilación. Por lo tanto, es un desafío separar completamente las contribuciones de las fuentes UFP exteriores e interiores en función de las mediciones PNC interiores. No obstante, para probar los efectos de los picos en interiores sobre las asociaciones con biomarcadores, los investigadores generaron una serie temporal de PNC para cada hogar y calcularon la mediana móvil de seis horas para las mediciones de PNC en interiores. Luego, los investigadores calcularon la desviación estándar para el período de tres semanas correspondiente a la filtración HEPA o simulada; las mediciones en interiores que tenían dos desviaciones estándar por encima de esta mediana móvil de seis horas se clasificaron como picos y se reemplazaron con la última medición en interiores que no se consideró un valor con picos. Aunque el método de los investigadores no eliminó por completo la contribución de las fuentes interiores, atenuó las contribuciones de los picos que distorsionaron los valores promedio de tres semanas en interiores utilizados como concentraciones de exposición.

Biomarcadores Se recogió una muestra de sangre venosa al inicio, al cambio de tipo de filtro (final de la semana 3) y al final de la intervención (final de la semana 6). Las muestras se transportaron al Centro de Investigación de Nutrición Humana sobre el Envejecimiento (Universidad de Tufts, campus de Boston), donde se procesaron en plasma y se almacenaron a menos 80 ºC dentro de las 1-3 h posteriores a la recolección. Se indicó a los participantes que ayunaran durante la noche antes de las extracciones de sangre (79 % confirmaron el ayuno), que se llevó a cabo entre las 8 y las 10 de la mañana. Las muestras se analizaron en lotes utilizando kits de inmunoensayo para TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, EE. UU.) e IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). La CRP de alta sensibilidad (hsCRP) se midió mediante un ensayo inmunométrico quimioluminiscente de dos sitios en fase sólida (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Ángeles, CA 90045). Estos biomarcadores son una medida de los niveles de inflamación sistémica.