Boston Puerto Rico-i egészségügyi tanulmány

4. projekt protokoll:

I. Célok és hipotézisek

H1: Az otthoni aktív HEPA-szűrés több mint 70%-kal csökkenti az ultrafinom részecske (UFP) szintjét az álszűréshez képest. Ezenkívül a HEPA-szűrés egyformán csökkenti az ultrafinom részecskék minden méretosztályát.

H2: A szív- és érrendszer egészségének markerei, beleértve a C-reaktív fehérjét, a fibrinogént, az IL-6-ot és a tumor nekrózis faktor alfa receptort, alacsonyabbak lesznek aktív HEPA-szűréssel való együttélés után, mint a színlelt szűrés.

H3: Az otthoni HEPA-szűrést a döntéshozók hatékony szakpolitikai lehetőségnek fogják tekinteni az UFP-expozíció csökkentésére az autópálya közelében lévő lakóházakban.

A vizsgálat egy kettős vak, randomizált keresztezett vizsgálat volt, amelyben minden résztvevő a saját kontrolljaként szolgált, ezzel nagymértékben csökkentve az időben változatlan zavaró tényezők szerepét. Egyszerre legfeljebb két otthont regisztráltak és randomizáltak, az egyiket először HEPA-szűrésre, a másikat pedig színlelt szűrésre osztották ki. Három hét múlva az otthonokat átállították a HEPA-szűrésről színleltre, vagy fordítva. Az ál- és a HEPA-szűrés között nem volt kimosási időszak. Míg a helyszíni személyzet tisztában volt a használt szűrő típusával, a résztvevők és a vérmintákat elemző laboratórium nem. A megközelítés és a módszerek nagymértékben hasonlóak voltak egy másik HEPA-beavatkozáshoz, amelyet Somerville városában az állami lakások területén végeztünk, és amely a tanulmány kezdetén még folyamatban volt.

A résztvevőket a BPRHS kohorszból toborozták. A szülővizsgálatot körülbelül öt évvel a kiindulási állapot óta követték nyomon, közel 1000 résztvevővel. A kohorsz munkatársai nemdohányzó résztvevőket ajánlottak, akikről úgy gondolták, hogy fogékonyak lehetnek a beavatkozásunkra. A 25 beiratkozott résztvevő közül 23-an (92%) fejezték be a vizsgálatot, és bekerültek az elemzésbe. Az egyik otthont eltávolították az áramlásérzékelő meghibásodása miatt, amely a beltéri és a kültéri levegőt azonosította, a másikat pedig azért, mert a résztvevő a vizsgálat korai befejezése mellett döntött. Minden résztvevő Boston vagy Chelsea városában élt. A demográfiai és egészségügyi adatok a kohorsz longitudinális nyomon követése során gyűjtött felmérésekből származnak. A beavatkozásban részesülő résztvevők számára a vizsgálók további felméréseket gyűjtöttek össze a közelmúltbeli expozíciókról, a közelmúltbeli betegségekről és a résztvevők idő-aktivitási mintáiról (otthon, munkahely/iskola, utazás autópályán stb.).

A résztvevők aláírták a szülői vizsgálathoz hozzájáruló nyilatkozatokat, valamint a levegőszűrési beavatkozáshoz külön hozzájárulást. A tanulmányokat a Tufts Medical Center, a Northeastern University és a Massachusetts Lowell Egyetem IRB-ei hagyták jóvá.

Az ablakra szerelhető HEPAirX levegőszűrő egységeket (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA) MERV 17 szűrőkkel (amelyek a 0,3 μm-nél nagyobb átmérőjű részecskék ≥99,97%-át eltávolítják) használtuk. Ezek az egységek ~10 csere/óra sebességgel működhetnek egy 28,3 m3-es (103 ft3) helyiségben, és felhasználó által vezérelhető légfűtő- és hűtőelemekkel rendelkeznek. Az egységeket előnyben részesítették az apartmanok nappalijában (N=16), ahol a résztvevők napjuk nagy részét töltötték. Nyolc egység került beépítésre a hálószobákba a helyszűke miatt vagy azért, mert a nappali ablakai nem fértek be a HEPAirX egységbe. A részecskék eltávolításának maximalizálása érdekében a HEPA egységeket a lehető legnagyobb ventilátorsebességen üzemeltették, a szellőzőnyílásokat pedig elzárták, hogy a kültéri levegő ne áramoljon be az egységen keresztül a lakásba. Ezenkívül a résztvevőket arra kérték, hogy az ablakokat a lehető legnagyobb mértékben zárva tartsák a vizsgálati időszak alatt, hogy minimalizálják a kívülről való beszivárgást. A szűrőket minden lakásban 21 nap után cserélték (HEPA színlelt vagy fordítva). Minden lakásban új HEPA szűrőt (MERV 17) használtak. A színlelt szűrő egy üres, perforált fémlemez doboz volt, amely ugyanolyan méretű és alakú volt, mint a HEPA szűrők körüli fémkeret. A HEPAirX ugyanúgy szólt, függetlenül a színlelt vagy a HEPA szűréstől. A HEPA egység fedelére angol és spanyol nyelven írt táblát helyeztek, amely arra kérte a résztvevőket, hogy ne manipulálják és ne tegyék ki a szűrőt.

Légszennyezettség-monitoring A részecskeszám-koncentrációkat (PNC) a hathetes kísérlet során folyamatosan mértük minden lakásban vízbázisú kondenzációs részecskeszámlálóval (CPC; TSI Model 3783, d50 7 nm, maximálisan kimutatható részecske >3 µm). A CPC-ket ugyanabba a helyiségbe telepítették, mint a HEPAirX egységet, és 30 másodperces átlagos PNC-t rögzítettek (az első öt otthonban egyperces átlagos PNC-t). Kültéri és beltéri PNC-t is mértek; egy mágnesszelep 15 percenként váltott két, 1 m hosszú vezetőképes szilícium bemeneti cső között: az egyiket belülről, a másikat pedig a szabadból. Egy beépített áramlásérzékelő különböző feszültségeket naplózott attól függően, hogy észlelt-e áramlást a vezetékben (2.49 V átfolyással, ~1,00 V áramlás nélkül); ezek segítségével azonosították a beltéri és kültéri mintavételi időszakokat. A beavatkozás megkezdése előtt minden lakásban a CPC áramlási sebességeket áramlásmérővel (TSI Model 4140) mértük (a vizsgálat során nem figyeltek meg eltérést). A CPC vákuumot is ellenőriztük szivárgás szempontjából úgy, hogy egy poliéterszulfon membránszűrőt helyeztünk a bemenetre (99,96%-os eltávolítási hatékonysággal 0,45 µm-es részecskék esetén), hogy biztosítsuk a mért CPC 100 részecske/cm3 alatti értékét. Az oldalakat hetente keresték fel rendszeres karbantartás (folyamatellenőrzés, időbeállítás stb.) és adatok letöltése céljából. A CPC által hibásként megjelölt adatokat (jellemzően otthononként az összes adat <1%-a) eltávolítottuk az adatkészletből. A gyártó specifikációival összhangban az összes CPC 10%-on belül teljesített a laboratóriumi egymás melletti összehasonlítások során.

A Somerville-tanulmány, amelyet a vizsgálók egy metaanalízisben kombináltak a jelenlegi vizsgálattal, ugyanazt a vizsgálati tervet és módszereket követte, a következő eltérésekkel: 1) nem volt kültéri monitorozás; 2) a vizsgálat összes résztvevője az autópálya 200 méteres körzetében lakott; és 3) a vizsgálatban résztvevők demográfiai összetételükben különböztek.

Beltéri források A beltéri mérések tükrözik a kültéri UFP beltérbe beszivárgó hányadát és a beltéri UFP-t is – például főzés, gyertya- és füstölő égetés, valamint tisztítás során. Ezek a források nagy, de változó nagyságú kiugrásokat eredményeznek a beltéri koncentrációkban, és ezen túlmenően ezeknek a tüskéknek a bomlási sebessége számos tényezőtől függ, például a forrás erősségétől és időtartamától, a helyiség térfogatától és a szellőzés sebességétől. Ezért kihívást jelent a kültéri és beltéri UFP-források hozzájárulásának teljes elkülönítése beltéri PNC-mérések alapján. Mindazonáltal, hogy teszteljék a beltéri tüskék biomarkerekkel való asszociációra gyakorolt ​​hatását, a kutatók minden otthonra létrehoztak egy PNC-idősort, és kiszámították a hatórás mozgó mediánt a beltéri PNC-mérésekhez. A vizsgálók ezután kiszámították a HEPA-nak vagy színlelt szűrésnek megfelelő háromhetes időszak szórását; Azokat a beltéri méréseket, amelyek két szórással meghaladták ezt a hatórás mozgó mediánt, tüskésnek minősítették, és az utolsó beltéri méréssel helyettesítették, amelyet nem tekintettek tüskés értéknek. Annak ellenére, hogy a vizsgálók módszere nem távolította el teljesen a beltéri forrásokból származó hozzájárulást, csökkentette a tüskék hozzájárulását, amelyek torzították az expozíciós koncentrációként használt háromhetes beltéri átlagértékeket.

Biomarkerek Vénás vérmintát vettünk az elején, a szűrőtípusok cseréjénél (3. hét végén) és a beavatkozás végén (6. hét végén). A mintákat a Humán Táplálkozási Kutatóközpontba (Tufts University, Boston campus) szállították, ahol plazmává dolgozták fel és mínusz 80 ºC-on tárolták a begyűjtést követő 1-3 órán belül. A résztvevőket arra utasították, hogy a vérvétel előtt egy éjszakán át böjtöljenek (79% igazolja a böjtöt), amely reggel 8 és 10 óra között történt. TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) és IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems) immunoassay kitekkel tételesen vizsgáltuk a mintákat. A nagy érzékenységű CRP-t (hsCRP) szilárd fázisú, kéthelyes kemilumineszcens immunometriás vizsgálattal mértük (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Ezek a biomarkerek a szisztémás gyulladás szintjét mérik.