Boston Puerto Rican Health Study

Prosjekt 4-protokoll:

I. Mål og hypoteser

H1: At aktiv HEPA-filtrering i hjemmet vil redusere nivåene av ultrafine partikler (UFP) >70 % sammenlignet med falsk filtrering. Videre at HEPA-filtrering vil redusere alle størrelsesklasser av ultrafine partikler like godt.

H2: At markører for kardiovaskulær helse, inkludert C-reaktivt protein, fibrinogen, IL-6 og tumornekrosefaktor alfa-reseptor, vil være lavere etter å ha levd med aktiv HEPA-filtrering sammenlignet med sham-filtrering.

H3: HEPA-filtrering i hjemmet vil bli sett på av beslutningstakere som et effektivt politisk alternativ for å redusere UFP-eksponering i boliger nær motorveier.

Studien var en dobbeltblind, randomisert crossover-forsøk der hver deltaker fungerte som sin egen kontroll, og dermed i stor grad reduserte rollen som tidsuvariable konfoundere. Opptil to hjem ble registrert og randomisert om gangen, med ett tildelt til å motta HEPA-filtrering og det andre falske filtrering først. Etter tre uker ble hjemmene byttet fra HEPA-filtrering til falsk eller omvendt. Det var ingen utvaskingsperiode mellom sham- og HEPA-filtrering. Mens feltpersonalet var klar over hvilken type filter som ble brukt, var det ikke deltakerne og laboratoriet som analyserte blodprøver. Tilnærmingen og metodene var i stor grad lik en annen HEPA-intervensjon vi utførte i offentlige boliger i byen Somerville, som fortsatt var i gang ved starten av denne studien.

Deltakerne ble rekruttert fra BPRHS-kohorten. Foreldrestudien var i ferd med å følges opp omtrent fem år siden baseline med nærmere 1000 deltakere igjen. Kohortpersonalet anbefalte røykfrie deltakere som de trodde kunne være mottakelige for vår intervensjon. Av de 25 påmeldte deltakerne fullførte 23 (92%) studien og ble inkludert i analysen. Ett hjem ble fjernet på grunn av feil på strømningssensoren, som identifiserte innendørs kontra uteluft, mens den andre ble fjernet fordi deltakeren valgte å avslutte studien tidlig. Alle deltakerne bodde i byene Boston eller Chelsea. Data om demografi og helse ble hentet fra undersøkelser samlet inn under langsgående oppfølging av kohorten. For deltakerne som mottok intervensjonen, samlet etterforskerne ytterligere undersøkelser med informasjon om nylige eksponeringer, nylige sykdommer og deltakeres tidsaktivitetsmønstre (hjemme, på jobb/skole, reiser på motorveier, annet).

Deltakerne signerte samtykkeskjemaer for foreldrestudien og et eget samtykke for luftfiltreringsinngrepet. Studiene ble godkjent av IRBs ved Tufts Medical Center, Northeastern University og University of Massachusetts Lowell.

Intervensjon Vindusmonterte HEPAirX luftfiltreringsenheter (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA) utstyrt med MERV 17-filtre (vurdert til å fjerne ≥99,97 % av partikler ≥0,3 μm i diameter) ble brukt. Disse enhetene kan operere med ~10 utvekslinger/time i et 28,3 m3 (103 ft3) rom og har brukerstyrte luftvarme- og kjøleelementer. Enhetene ble fortrinnsvis installert i stuer i leiligheter (N=16), hvor deltakerne tilbrakte store deler av dagen. Åtte enheter ble installert i soverom på grunn av plassbegrensninger eller fordi stuevinduer ikke hadde plass til HEPAirX-enheten. For å maksimere partikkelfjerning ble HEPA-enhetene drevet med høyest mulig viftehastighet og ventilene ble blokkert slik at det ikke ble strøm av uteluft gjennom enheten inn i leiligheten. Deltakerne ble også bedt om å holde vinduer lukket så mye som mulig i løpet av studieperioden for å minimere infiltrasjon utenfra. Filtre ble skiftet i hver leilighet etter 21 dager (HEPA for sham eller omvendt). Nytt HEPA-filter (MERV 17) ble brukt i hver leilighet. Sham-filteret var en tom, perforert metallboks som hadde samme størrelse og form og hadde samme utseende som metallrammen rundt HEPA-filtrene. HEPAirX hørtes det samme ut uavhengig av falsk eller HEPA-filtrering. Et skilt skrevet på engelsk og spansk ble plassert på HEPA-enhetens deksel som ba deltakerne om ikke å tukle med eller avsløre filteret.

Overvåking av luftforurensning Partikkeltallkonsentrasjoner (PNC) ble målt kontinuerlig i løpet av seks ukers forsøk i hver leilighet ved bruk av vannbaserte kondensasjonspartikkeltellere (CPC; TSI modell 3783, d50 7 nm, maksimal detekterbar partikkel >3 µm). CPC-ene ble installert i samme rom som HEPAirX-enheten og registrerte 30-sekunders gjennomsnittlig PNC (ett minutts gjennomsnittlig PNC i de første fem hjemmene). Både utendørs og innendørs PNC ble målt; en magnetventil vekslet hvert 15. minutt mellom to, 1 m lange ledende silisiuminnløpsrør: ett trukket innendørs og det andre trukket fra utendørs. En in-line flowsensor logget forskjellige spenninger avhengig av om en flow ble oppdaget i linjen (2.49 V med strømning, ~1,00 V uten strømning); disse ble brukt til å identifisere innendørs og utendørs prøvetakingsperioder. Før oppstart av intervensjonen i hver leilighet ble CPC-strømningshastigheter målt ved hjelp av en strømningsmåler (TSI modell 4140) (ingen avvik ble observert gjennom hele studien). CPC-vakuumet ble også sjekket for lekkasjer ved å plassere et polyetersulfonmembranfilter (vurdert til 99,96 % fjerningseffektivitet for 0,45 µm partikler) på innløpet for å sikre at CPC målte <100 partikler/cm3. Sidene ble besøkt ukentlig for regelmessig vedlikehold (flytsjekker, tilbakestilling av tid osv.) og for å laste ned data. Data flagget av CPC som feil (vanligvis <1 % av alle data per hjem) ble fjernet fra datasettet. I samsvar med produsentens spesifikasjoner utførte alle CPC-er innenfor 10 % av hverandre i laboratoriesammenligninger side om side.

Somerville-studien, som etterforskerne kombinerte med den nåværende studien i en meta-analyse, fulgte samme studiedesign og metode med følgende forskjeller: 1) det var ingen utendørs overvåking; 2) alle studiedeltakere bodde innenfor 200 m fra en motorvei; og 3) studiedeltakerne var forskjellige i deres demografi.

Innendørs kilder Innendørs målinger reflekterer både andelen av utendørs UFP som infiltrerer innendørs og innendørs generert UFP – for eksempel fra matlaging, brenning av stearinlys og røkelse og rengjøring. Disse kildene resulterer i store, men varierende topper i innendørs konsentrasjoner, og videre avhenger nedbrytningshastigheten til disse toppene av flere faktorer, som kildestyrke og varighet, romvolum og ventilasjonshastighet. Det er derfor utfordrende å fullstendig skille bidragene fra utendørs og innendørs UFP-kilder basert på innendørs PNC-målinger. Ikke desto mindre, for å teste effekten av innendørs pigger på assosiasjoner til biomarkører, genererte etterforskerne en PNC-tidsserie for hvert hjem og beregnet den seks-timers bevegelige medianen for innendørs PNC-målinger. Etterforskerne beregnet deretter standardavviket for treukersperioden tilsvarende HEPA eller sham-filtrering; innendørs målinger som var to standardavvik over denne seks timers bevegelige medianen ble klassifisert som pigger og erstattet med den siste innendørsmålingen som ikke ble ansett for å være en spissverdi. Selv om etterforskernes metode ikke helt fjernet bidraget fra innendørs kilder, svekket det bidragene fra pigger som skjev de tre ukers innendørs gjennomsnittsverdier brukt som eksponeringskonsentrasjoner.

Biomarkører En venøs blodprøve ble tatt i starten, ved bytte av filtertyper (slutten av uke 3) og ved slutten av intervensjonen (slutten av uke 6). Prøver ble fraktet til Human Nutrition Research Center on Aging (Tufts University, Boston campus), hvor de ble behandlet til plasma og lagret ved minus 80 ºC innen 1-3 timer etter innsamling. Deltakerne ble bedt om å faste over natten før blodprøvene (79 % bekrefter faste), som skjedde mellom kl. 8 og 10. Prøver ble analysert i batcher ved bruk av immunanalysesett for TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) og IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). Høysensitivitets-CRP (hsCRP) ble målt ved en fastfase, to-steds kjemiluminescerende immunometrisk analyse (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Disse biomarkørene er et mål på nivåene av systemisk betennelse.