Бостонское исследование здоровья Пуэрто-Рико

Протокол Проекта 4:

I. Цели и гипотезы

H1: домашняя активная фильтрация HEPA снизит уровень ультрадисперсных частиц (UFP) более чем на 70% по сравнению с фиктивной фильтрацией. Кроме того, эта фильтрация HEPA одинаково хорошо уменьшит все классы размеров ультрамелких частиц.

H2: Маркеры сердечно-сосудистого здоровья, включая С-реактивный белок, фибриноген, IL-6 и альфа-рецептор фактора некроза опухоли, будут ниже после жизни с активной НЕРА-фильтрацией по сравнению с фиктивной фильтрацией.

H3: Домашняя фильтрация HEPA будет рассматриваться политиками как эффективный вариант политики для снижения воздействия UFP в жилых домах, расположенных рядом с шоссе.

Исследование представляло собой двойное слепое рандомизированное перекрестное исследование, в котором каждый участник выступал в качестве своего собственного контроля, тем самым значительно снижая роль неизменных во времени искажающих факторов. До двух домов были зарегистрированы и рандомизированы одновременно, причем один был назначен для получения HEPA-фильтрации, а другой - сначала фиктивной фильтрации. Через три недели дома были переведены с HEPA-фильтрации на фиктивную или наоборот. Периода вымывания между фиктивной и НЕРА-фильтрацией не было. В то время как полевой персонал знал о типе используемого фильтра, участники и лаборатория, которая анализировала образцы крови, этого не знали. Подход и методы были во многом аналогичны другому вмешательству HEPA, которое мы проводили в государственном жилье в городе Сомервилль, которое все еще продолжалось в начале этого исследования.

Участники были набраны из когорты BPRHS. Исходное исследование находилось в процессе последующего наблюдения примерно через пять лет после исходного уровня, и в нем осталось около 1000 участников. Персонал когорты рекомендовал некурящих участников, которые, по их мнению, могли быть восприимчивы к нашему вмешательству. Из 25 зарегистрированных участников 23 (92%) завершили исследование и были включены в анализ. Один дом был удален из-за отказа датчика потока, который определял воздух в помещении и снаружи, а другой был удален, потому что участник решил закончить исследование досрочно. Все участники проживали в городах Бостон или Челси. Данные о демографии и здоровье были получены из опросов, проведенных во время длительного наблюдения за когортой. Для участников, получивших вмешательство, исследователи собрали дополнительные опросы с информацией о недавних контактах, недавних заболеваниях и характере активности участников (дома, на работе/учебе, в поездках по автомагистралям и т. д.).

Участники подписали формы согласия на родительское исследование и отдельное согласие на вмешательство по фильтрации воздуха. Исследования были одобрены IRB Медицинского центра Тафтса, Северо-восточного университета и Массачусетского университета в Лоуэлле.

Были использованы установки для фильтрации воздуха HEPAirX, установленные на окне (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA), оснащенные фильтрами MERV 17 (рассчитанные на удаление ≥99,97% частиц диаметром ≥0,3 мкм). Эти устройства могут работать со скоростью ~10 обменов в час в помещении объемом 28,3 м3 (103 фута3) и оснащены элементами нагрева и охлаждения воздуха, управляемыми пользователем. Блоки устанавливались преимущественно в гостиных квартир (N=16), где участники проводили большую часть дня. Восемь блоков были установлены в спальнях из-за нехватки места или из-за того, что окна гостиной не вмещали блок HEPAirX. Чтобы максимизировать удаление частиц, блоки HEPA работали с максимально возможной скоростью вращения вентилятора, а вентиляционные отверстия были заблокированы, чтобы не было потока наружного воздуха через блок в квартиру. Кроме того, участников просили держать окна закрытыми как можно дольше в течение периода исследования, чтобы свести к минимуму проникновение снаружи. Фильтры меняли в каждой квартире через 21 день (HEPA на муляж или наоборот). В каждой квартире использовался новый НЕРА-фильтр (MERV 17). Имитационный фильтр представлял собой пустую коробку из перфорированного листового металла, которая имела тот же размер и форму, а также внешний вид, что и металлическая рама вокруг фильтров HEPA. HEPAirX звучал одинаково независимо от фиктивной или НЕРА-фильтрации. На крышке HEPA-установки была размещена табличка на английском и испанском языках с просьбой к участникам не вмешиваться и не открывать фильтр.

Мониторинг загрязнения воздуха Концентрации частиц (ЧЧЧ) непрерывно измерялись в течение шестинедельного испытания в каждой квартире с использованием счетчиков частиц конденсата на водной основе (CPC; модель TSI 3783, d50 7 нм, максимальное количество обнаруживаемых частиц >3 мкм). CPC были установлены в той же комнате, что и устройство HEPAirX, и регистрировали среднее значение PNC за 30 секунд (среднее значение PNC за одну минуту в первых пяти домах). Были измерены PNC как на открытом воздухе, так и в помещении; электромагнитный клапан переключается каждые 15 минут между двумя входными трубками из проводящего силикона длиной 1 м: одна вытягивается из помещения, а другая вытягивается снаружи. Встроенный датчик потока регистрирует различные напряжения в зависимости от того, был ли обнаружен поток в линии (2.49). В с потоком, ~1,00 В без потока); они использовались для определения периодов отбора проб внутри и снаружи помещений. Перед началом вмешательства в каждой квартире были измерены расходы ЦПК с помощью расходомера (TSI Model 4140) (расхождений на протяжении всего исследования не наблюдалось). Вакуум CPC также проверяли на наличие утечек путем размещения мембранного фильтра из полиэфирсульфона (с эффективностью удаления 99,96% для частиц размером 0,45 мкм) на входе, чтобы обеспечить измеренное значение CPC <100 частиц/см3. Сайты посещались еженедельно для регулярного обслуживания (проверка потока, сброс времени и т. д.) и для загрузки данных. Данные, помеченные CPC как ошибочные (обычно <1% всех данных на дом), были удалены из набора данных. В соответствии со спецификациями производителя, все CPC показали результаты в пределах 10% друг от друга в параллельных лабораторных сравнениях.

Исследование Somerville, которое исследователи объединили с текущим исследованием в рамках метаанализа, имело тот же дизайн и методы исследования со следующими отличиями: 1) наружный мониторинг не проводился; 2) все участники исследования проживали в пределах 200 м от трассы; и 3) участники исследования различались по своим демографическим характеристикам.

Внутренние источники Внутренние измерения отражают как долю наружного НПП, проникающего в помещение, так и НПП, генерируемого в помещении, например, в результате приготовления пищи, сжигания свечей и благовоний, а также уборки. Эти источники приводят к большим, но различной величины всплескам концентрации в помещении, и, кроме того, скорость затухания этих всплесков зависит от нескольких факторов, таких как сила и продолжительность источника, объем помещения и скорость вентиляции. Таким образом, сложно полностью разделить вклады от наружных и внутренних источников UFP на основе измерений PNC внутри помещений. Тем не менее, чтобы проверить влияние всплесков в помещении на ассоциации с биомаркерами, исследователи создали временные ряды PNC для каждого дома и рассчитали шестичасовую скользящую медиану для измерений PNC в помещении. Затем исследователи рассчитали стандартное отклонение для трехнедельного периода, соответствующего HEPA или фиктивной фильтрации; измерения в помещении, которые на два стандартных отклонения превышали эту шестичасовую скользящую медиану, классифицировались как выбросы и заменялись последними измерениями в помещении, которые не считались пиковым значением. Несмотря на то, что метод исследователей не полностью устранил вклад от внутренних источников, он ослабил вклад от всплесков, которые исказили трехнедельные средние значения внутри помещений, используемые в качестве концентраций воздействия.

Биомаркеры Образец венозной крови собирали в начале, при смене типа фильтра (конец 3-й недели) и в конце вмешательства (конец 6-й недели). Образцы были доставлены в Исследовательский центр питания человека по изучению старения (Университет Тафтса, кампус Бостона), где они были преобразованы в плазму и хранились при температуре минус 80 ºC в течение 1-3 часов после сбора. Участников проинструктировали голодать в течение ночи перед взятием крови (79% подтвердили голодание), которое происходило между 8 и 10 часами утра. Образцы анализировали партиями с использованием наборов для иммунологического анализа TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Миннеаполис, Миннесота, США) и IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). Высокочувствительный СРБ (вчСРБ) измеряли с помощью твердофазного двухцентрового хемилюминесцентного иммунометрического анализа (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Лос-Анджелес, Калифорния 90045). Эти биомаркеры являются мерой уровня системного воспаления.