Badanie zdrowia Portorykańczyków w Bostonie

Protokół projektu 4:

I. Cele i hipotezy

H1: Ta aktywna filtracja HEPA w domu zmniejszy poziom ultradrobnych cząstek (UFP) o > 70% w porównaniu z filtracją pozorowaną. Co więcej, ta filtracja HEPA równie dobrze zmniejszy wszystkie klasy wielkości najdrobniejszych cząstek.

H2: Że markery zdrowia sercowo-naczyniowego, w tym białko C-reaktywne, fibrynogen, IL-6 i receptor alfa czynnika martwicy nowotworów, będą niższe po życiu z aktywną filtracją HEPA w porównaniu z filtracją pozorowaną.

H3: Domowa filtracja HEPA będzie postrzegana przez decydentów jako skuteczna opcja polityki zmniejszania narażenia na UFP w domach położonych w pobliżu autostrady.

Badanie było podwójnie ślepą, randomizowaną próbą krzyżową, w której każdy uczestnik służył jako własna kontrola, znacznie zmniejszając w ten sposób rolę niezmiennych w czasie czynników zakłócających. Jednorazowo zarejestrowano i przydzielono losowo do dwóch domów, z których jeden został przydzielony do filtracji HEPA, a drugi do filtracji pozornej. Po trzech tygodniach domy zostały przestawione z filtracji HEPA na fikcyjne lub odwrotnie. Nie było okresu wymywania między pozorowaną a filtracją HEPA. Podczas gdy personel terenowy był świadomy rodzaju używanego filtra, uczestnicy i laboratorium, które analizowało próbki krwi, nie byli. Podejście i metody były w dużej mierze podobne do innej interwencji HEPA, którą przeprowadziliśmy w mieszkaniach komunalnych w mieście Somerville, która była nadal w toku na początku tego badania.

Uczestnicy byli rekrutowani z kohorty BPRHS. Badanie nadrzędne było w trakcie obserwacji po około pięciu latach od punktu początkowego, przy czym pozostało blisko 1000 uczestników. Personel kohorty zarekomendował niepalących uczestników, którzy według nich mogliby być otwarci na naszą interwencję. Spośród 25 zapisanych uczestników 23 (92%) ukończyło badanie i zostało włączonych do analizy. Jeden dom został usunięty z powodu awarii czujnika przepływu, który identyfikował powietrze w pomieszczeniu i na zewnątrz, podczas gdy drugi został usunięty, ponieważ uczestnik zdecydował się wcześniej zakończyć badanie. Wszyscy uczestnicy mieszkali w miastach Boston lub Chelsea. Dane dotyczące demografii i zdrowia uzyskano z ankiet zebranych podczas podłużnej obserwacji kohorty. W przypadku uczestników otrzymujących interwencję badacze zebrali dodatkowe ankiety z informacjami na temat niedawnych ekspozycji, ostatnich chorób i wzorców aktywności czasowej uczestników (w domu, pracy / szkole, podróżach po autostradach, innych).

Uczestnicy podpisali formularze zgody na badanie rodziców oraz osobną zgodę na interwencję filtracji powietrza. Badania zostały zatwierdzone przez IRB w Tufts Medical Center, Northeastern University i University of Massachusetts Lowell.

Zastosowano interwencyjne montowane w oknie jednostki filtrujące powietrze HEPAirX (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA) wyposażone w filtry MERV 17 (o znamionowej zdolności usuwania ≥99,97% cząstek o średnicy ≥0,3 μm). Jednostki te mogą pracować z szybkością ~10 wymian na godzinę w pomieszczeniu o kubaturze 28,3 m3 (103 ft3) i są wyposażone w elementy ogrzewania i chłodzenia powietrza sterowane przez użytkownika. Jednostki były instalowane preferencyjnie w salonach mieszkań (N=16), w których uczestnicy spędzali większość dnia. Osiem jednostek zainstalowano w sypialniach ze względu na ograniczenia przestrzenne lub ponieważ okna w salonie nie mieściły jednostki HEPAirX. Aby zmaksymalizować usuwanie cząstek, jednostki HEPA pracowały z najwyższą możliwą prędkością wentylatora, a otwory wentylacyjne zostały zablokowane, tak aby nie było przepływu powietrza z zewnątrz przez jednostkę do mieszkania. Uczestnicy zostali również poproszeni o zamykanie okien tak często, jak to możliwe w okresie badania, aby zminimalizować infiltrację z zewnątrz. Filtry zostały wymienione w każdym mieszkaniu po 21 dniach (HEPA na fikcyjne lub odwrotnie). W każdym mieszkaniu zastosowano nowy filtr HEPA (MERV 17). Fałszywy filtr był pustym, perforowanym blaszanym pudełkiem, które miało ten sam rozmiar i kształt oraz miało taki sam wygląd jak metalowa rama wokół filtrów HEPA. HEPAirX brzmiał tak samo niezależnie od filtracji pozorowanej lub HEPA. Na pokrywie jednostki HEPA umieszczono napis w języku angielskim i hiszpańskim, prosząc uczestników, aby nie manipulowali ani nie wystawiali filtra.

Monitorowanie zanieczyszczenia powietrza Stężenia liczbowe cząstek stałych (PNC) mierzono w sposób ciągły podczas sześciotygodniowej próby w każdym mieszkaniu za pomocą wodnego licznika cząstek kondensacji (CPC; TSI Model 3783, d50 7 nm, maksymalna wykrywalna cząstka >3 µm). CPC zostały zainstalowane w tym samym pomieszczeniu co jednostka HEPAirX i zarejestrowały 30-sekundowy średni PNC (jednominutowy średni PNC w pierwszych pięciu domach). Zmierzono PNC zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz; elektrozawór przełączał się co 15 minut między dwiema przewodzącymi silikonowymi rurkami wlotowymi o długości 1 m: jedną wyciąganą z wnętrza, a drugą z zewnątrz. Wbudowany czujnik przepływu zarejestrował różne napięcia w zależności od tego, czy w linii wykryto przepływ (2.49 V z przepływem, ~1,00 V bez przepływu); wykorzystano je do określenia okresów pobierania próbek w pomieszczeniach i na zewnątrz. Przed rozpoczęciem interwencji w każdym mieszkaniu mierzono przepływy CPC za pomocą przepływomierza (TSI Model 4140) (w całym badaniu nie zaobserwowano rozbieżności). Próżnię CPC sprawdzono również pod kątem wycieków, umieszczając polieterosulfonowy filtr membranowy (oceniona na skuteczność usuwania 99,96% dla cząstek 0,45 µm) na wlocie, aby upewnić się, że zmierzona CPC wynosi <100 cząstek/cm3. Witryny były odwiedzane co tydzień w celu regularnej konserwacji (kontrole przepływu, resetowanie czasu itp.) oraz w celu pobrania danych. Dane oznaczone przez CPC jako błędne (zwykle <1% wszystkich danych na gospodarstwo domowe) zostały usunięte ze zbioru danych. Zgodnie ze specyfikacjami producenta, wszystkie CPC wypadły w 10% względem siebie w laboratoryjnych porównaniach side-by-side.

Badanie Somerville, które badacze połączyli z obecnym badaniem w metaanalizie, opierało się na tym samym projekcie i metodach z następującymi różnicami: 1) nie było monitoringu na zewnątrz; 2) wszyscy uczestnicy badania mieszkali w promieniu 200 m od autostrady; oraz 3) uczestnicy badania różnili się pod względem danych demograficznych.

Źródła wewnętrzne Pomiary wewnętrzne odzwierciedlają zarówno frakcję UFP z zewnątrz, która przenika do wnętrz, jak i UFP generowaną w pomieszczeniach – np. z gotowania, palenia świec i kadzideł oraz sprzątania. Źródła te powodują duże, ale o zmiennej wielkości skoki stężeń w pomieszczeniach, a ponadto tempo zaniku tych skoków zależy od kilku czynników, takich jak siła i czas trwania źródła, objętość pomieszczenia i szybkość wentylacji. Całkowite oddzielenie składek od zewnętrznych i wewnętrznych źródeł UFP w oparciu o wewnętrzne pomiary PNC jest zatem wyzwaniem. Niemniej jednak, aby przetestować wpływ skoków temperatury w pomieszczeniach na powiązania z biomarkerami, badacze wygenerowali szeregi czasowe PNC dla każdego domu i obliczyli sześciogodzinną medianę ruchu dla pomiarów PNC w pomieszczeniach. Następnie badacze obliczyli odchylenie standardowe dla trzytygodniowego okresu odpowiadającego filtracji HEPA lub pozorowanej; pomiary w pomieszczeniach, które były o dwa odchylenia standardowe powyżej tej sześciogodzinnej ruchomej mediany, zostały sklasyfikowane jako skoki i zastąpione ostatnim pomiarem w pomieszczeniu, który nie został uznany za wartość skokową. Mimo że metoda badaczy nie wyeliminowała całkowicie wkładu ze źródeł wewnętrznych, osłabiła wkład ze skoków, które wypaczyły trzytygodniowe średnie wartości wewnętrzne wykorzystywane jako stężenia ekspozycji.

Biomarkery Próbkę krwi żylnej pobierano na początku, przy zmianie typu filtra (koniec 3. tygodnia) i na końcu interwencji (koniec 6. tygodnia). Próbki przetransportowano do Human Nutrition Research Center on Aging (Tufts University, kampus w Bostonie), gdzie przetworzono je na osocze i przechowywano w temperaturze minus 80°C w ciągu 1-3 godzin od pobrania. Uczestników poinstruowano, aby pościli przez noc przed pobraniem krwi (79% potwierdziło post), które miało miejsce między 8 a 10 rano. Próbki oznaczano partiami przy użyciu zestawów do testów immunologicznych dla TNF-RII (ilościowe, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) i IL-6 (ilościowe HS, R&D Systems). CRP o wysokiej czułości (hsCRP) mierzono za pomocą dwumiejscowego chemiluminescencyjnego testu immunometrycznego w fazie stałej (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Te biomarkery są miarą poziomu ogólnoustrojowego stanu zapalnego.