보스턴 푸에르토리코 건강 연구

프로젝트 4 프로토콜:

I. 목적과 가설

H1: 가정용 활성 HEPA 여과는 가짜 여과에 비해 초미세 입자(UFP) 수준을 >70% 감소시킵니다. 또한 HEPA 여과는 모든 크기 등급의 초미립자를 동일하게 잘 줄여줍니다.

H2: C-반응성 단백질, 피브리노겐, IL-6 및 종양 괴사 인자 알파 수용체를 포함한 심혈관 건강 지표는 가짜 여과에 비해 활성 HEPA 여과로 생활한 후에 더 낮을 것입니다.

H3: 가정 내 HEPA 여과는 정책 입안자들이 고속도로 근처 거주지에서 UFP 노출을 줄이기 위한 효과적인 정책 옵션으로 볼 것입니다.

이 연구는 각 참가자가 자신의 통제 역할을 하여 시간 불변 교란자의 역할을 크게 줄이는 이중 맹검, 무작위 교차 시험이었습니다. 한 번에 최대 2개의 가정이 등록되고 무작위 배정되었으며, 한 집은 HEPA 여과를 받고 다른 한 집은 가짜 여과를 먼저 받도록 할당되었습니다. 3주 후에 가정은 HEPA 여과에서 가짜로 또는 그 반대로 전환되었습니다. 가짜 여과와 HEPA 여과 사이에 휴약 기간이 없었습니다. 현장 직원은 사용 중인 필터 유형을 알고 있었지만 혈액 샘플을 분석한 참가자와 실험실은 그렇지 않았습니다. 접근 방식과 방법은 Somerville 시의 공공 주택에서 수행한 또 다른 HEPA 개입과 대체로 유사했으며 이 연구는 아직 진행 중이었습니다.

참가자는 BPRHS 코호트에서 모집되었습니다. 상위 연구는 약 1000명의 참가자가 남아 있는 기준선 이후 약 5년 동안 추적 조사 과정에 있었습니다. 코호트 직원은 우리의 개입을 수용할 수 있다고 생각되는 비흡연 참가자를 추천했습니다. 등록한 25명의 참가자 중 23명(92%)이 연구를 완료하고 분석에 포함되었습니다. 한 집은 실내 공기와 외부 공기를 식별하는 유량 센서의 고장으로 인해 제거되었고, 다른 집은 참가자가 연구를 조기 종료하기로 선택했기 때문에 제거되었습니다. 모든 참가자는 보스턴이나 첼시에 거주했습니다. 인구 통계 및 건강에 대한 데이터는 코호트의 종단 추적 기간 동안 수집된 설문 조사에서 얻었습니다. 중재를 받는 참가자를 위해 조사관은 최근 노출, 최근 질병 및 참가자 시간 활동 패턴(가정, 직장/학교, 고속도로 여행 등)에 대한 정보가 포함된 추가 설문 조사를 수집했습니다.

참가자들은 부모 연구에 대한 동의서와 공기 여과 개입에 대한 별도의 동의서에 서명했습니다. 이 연구는 Tufts Medical Center, Northeastern University 및 University of Massachusetts Lowell의 IRB의 승인을 받았습니다.

MERV 17 필터(직경 0.3μm 이상의 입자를 99.97% 이상 제거하는 등급)가 장착된 창 장착형 HEPAirX 공기 여과 장치(Air Innovations, Inc., 미국 뉴욕주 노스 시러큐스 소재)를 사용했습니다. 이 장치는 28.3m3(103ft3) 공간에서 시간당 ~10회 ​​교환할 수 있으며 사용자 제어 공기 가열 및 냉각 요소가 있습니다. 유닛은 참가자가 하루 중 많은 시간을 보내는 아파트(N=16)의 거실에 우선적으로 설치되었습니다. 공간 제한으로 인해 또는 거실 창문이 HEPAirX 장치를 수용할 수 없기 때문에 8개의 장치가 침실에 설치되었습니다. 입자 제거를 극대화하기 위해 HEPA 장치를 가능한 가장 높은 팬 속도로 작동하고 통풍구를 막아 장치를 통해 외부 공기가 아파트로 유입되지 않도록 했습니다. 또한 참여자들은 외부로부터의 침입을 최소화하기 위해 연구 기간 동안 가능한 한 창문을 닫아두도록 요청받았다. 필터는 21일 후 각 아파트에서 교체되었습니다(HEPA는 가짜 또는 그 반대). 새 HEPA 필터(MERV 17)가 각 아파트에 사용되었습니다. 가짜 필터는 크기와 모양이 같고 모양이 HEPA 필터 주변의 금속 프레임과 같은 구멍이 뚫린 빈 판금 상자였습니다. HEPAirX는 가짜 또는 HEPA 필터링에 관계없이 동일한 소리를 냈습니다. 참가자들에게 필터를 조작하거나 노출시키지 말 것을 요청하는 HEPA 장치 덮개에 영어와 스페인어로 쓰여진 표지판이 부착되었습니다.

공기 오염 모니터링 입자 수 농도(PNC)는 수성 응결 입자 계수기(CPC; TSI 모델 3783, d50 7nm, 최대 검출 가능 입자 >3μm)를 사용하여 각 아파트에서 6주간의 시험 기간 동안 지속적으로 측정되었습니다. CPC는 HEPAirX 장치와 같은 방에 설치되었으며 30초 평균 PNC(처음 5개 가정에서 1분 평균 PNC)를 기록했습니다. 실외 및 실내 PNC가 모두 측정되었습니다. 솔레노이드 밸브는 1m 길이의 전도성 실리콘 주입 튜브 두 개 사이에서 15분마다 전환됩니다. 하나는 실내에서, 다른 하나는 실외에서 가져옵니다. 인라인 유량 센서는 라인에서 유량이 감지되었는지 여부에 따라 다른 전압을 기록했습니다(2.49 흐름이 있는 경우 V, 흐름이 없는 경우 ~1.00V); 이들은 실내 및 실외 샘플링 기간을 식별하는 데 사용되었습니다. 각 아파트에서 개입을 시작하기 전에 유량계(TSI 모델 4140)를 사용하여 CPC 유량을 측정했습니다(연구 전반에 걸쳐 불일치가 관찰되지 않음). CPC 진공은 또한 입구에 폴리에테르설폰 멤브레인 필터(0.45μm 입자에 대해 99.96% 제거 효율 등급)를 배치하여 누출 여부를 확인하여 CPC가 100개 입자/cm3 미만으로 측정되도록 했습니다. 정기적인 유지 관리(흐름 확인, 시간 재설정 등) 및 데이터 다운로드를 위해 사이트를 매주 방문했습니다. CPC에서 잘못된 것으로 표시한 데이터(일반적으로 가정당 모든 데이터의 1% 미만)는 데이터 세트에서 제거되었습니다. 제조업체 사양에 따라 모든 CPC는 실험실 나란히 비교에서 서로 10% 이내에서 수행되었습니다.

연구자들이 메타 분석에서 현재 연구와 결합한 Somerville 연구는 다음과 같은 차이점을 제외하고 동일한 연구 설계 및 방법을 따랐습니다. 1) 실외 모니터링이 없었습니다. 2) 모든 연구 참가자는 고속도로에서 200m 이내에 거주했습니다. 3) 연구 참여자들의 인구통계학적 특성이 달랐습니다.

실내 소스 실내 측정은 실내에 침투하는 실외 UFP와 실내 생성 UFP(예: 요리, 양초 및 향 태우기, 청소)를 모두 반영합니다. 이러한 소스는 실내 농도에서 크지만 가변적인 크기의 스파이크를 발생시키며, 이러한 스파이크의 감소 속도는 소스 강도 및 기간, 실내 부피 및 환기율과 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 따라서 실내 PNC 측정을 기반으로 실외 및 실내 UFP 소스의 기여도를 완전히 분리하는 것은 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 바이오마커와의 연관성에 대한 실내 스파이크의 효과를 테스트하기 위해 조사관은 각 가정에 대한 PNC 시계열을 생성하고 실내 PNC 측정을 위한 6시간 이동 중앙값을 계산했습니다. 그런 다음 조사관은 HEPA 또는 가짜 여과에 해당하는 3주 동안의 표준 편차를 계산했습니다. 이 6시간 이동 중앙값보다 두 표준 편차인 실내 측정값을 스파이크로 분류하고 스파이크 값으로 간주되지 않은 마지막 실내 측정값으로 대체했습니다. 연구자의 방법이 실내 소스의 기여를 완전히 제거하지는 않았지만 노출 농도로 사용된 3주 실내 평균값을 왜곡한 스파이크의 기여를 약화시켰습니다.

바이오마커 시작 시, 필터 유형 변경 시(3주 말) 및 개입 종료 시(6주 말)에 정맥혈 샘플을 수집했습니다. 샘플은 인간영양연구센터(Human Nutrition Research Center on Aging)(Tufts University, Boston 캠퍼스)로 이송되어 혈장으로 가공되어 수집 후 1-3시간 이내에 영하 80ºC에서 보관되었습니다. 참가자들은 오전 8시에서 10시 사이에 혈액 채취(79%가 단식을 확인)하기 전에 밤새 금식하도록 지시받았습니다. TNF-RII(Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) 및 IL-6(Quantitative HS, R&D Systems)에 대한 면역분석 키트를 사용하여 샘플을 배치로 분석했습니다. 고감도 CRP(hsCRP)는 고상, 2개 부위 화학발광 면역측정법(IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045)으로 측정했습니다. 이러한 바이오마커는 전신 염증 수준의 척도입니다.