Boston Puerto Rican Health Study

Projekt 4-protokoll:

I. Mål och hypoteser

H1: Att aktiv HEPA-filtrering i hemmet kommer att minska nivåerna av ultrafina partiklar (UFP) >70 % jämfört med skenfiltrering. Vidare kommer den HEPA-filtreringen att reducera alla storleksklasser av ultrafina partiklar lika bra.

H2: Att markörer för kardiovaskulär hälsa, inklusive C-reaktivt protein, fibrinogen, IL-6 och tumörnekrosfaktor alfareceptor, kommer att vara lägre efter att ha levt med aktiv HEPA-filtrering jämfört med skenfiltrering.

H3: HEPA-filtrering i hemmet kommer att ses av beslutsfattare som ett effektivt policyalternativ för att minska UFP-exponering i bostäder nära motorvägar.

Studien var en dubbelblind, randomiserad crossover-studie där varje deltagare fungerade som sin egen kontroll, och därigenom avsevärt reducerade rollen som tidsvariabela confounders. Upp till två hem registrerades och randomiserades åt gången, där det ena tilldelades HEPA-filtrering och det andra skenfiltrering först. Efter tre veckor byttes bostäderna från HEPA-filtrering till skenbart eller vice versa. Det fanns ingen tvättperiod mellan sken- och HEPA-filtrering. Medan fältpersonalen var medveten om vilken typ av filter som användes, var inte deltagarna och labbet som analyserade blodprover. Tillvägagångssättet och metoderna liknade till stor del en annan HEPA-intervention vi genomförde i allmännyttiga bostäder i staden Somerville, som fortfarande pågick i början av denna studie.

Deltagare rekryterades från BPRHS-kohorten. Föräldrastudien var under uppföljning ungefär fem år sedan baslinjen med nära 1 000 deltagare kvar. Kohortpersonalen rekommenderade icke-rökare deltagare som de trodde kunde vara mottagliga för vår intervention. Av de 25 inskrivna deltagarna fullföljde 23 (92%) studien och ingick i analysen. Ett hem togs bort på grund av fel på flödessensorn, som identifierade inomhus- kontra utomhusluft, medan det andra togs bort eftersom deltagaren valde att avsluta studien tidigt. Alla deltagare bodde i städerna Boston eller Chelsea. Data om demografi och hälsa erhölls från undersökningar som samlats in under longitudinell uppföljning av kohorten. För deltagarna som fick interventionen samlade utredarna in ytterligare undersökningar med information om senaste exponeringar, senaste sjukdomar och deltagares tidsaktivitetsmönster (hemma, arbete/skola, resor på motorvägar, annat).

Deltagarna undertecknade samtyckesformulär för föräldrastudien och ett separat samtycke för luftfiltreringsinterventionen. Studierna godkändes av IRBs vid Tufts Medical Center, Northeastern University och University of Massachusetts Lowell.

Interventionen Fönstermonterade HEPAirX luftfiltreringsenheter (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA) utrustade med MERV 17-filter (klassade för att ta bort ≥99,97 % av partiklar ≥0,3 μm i diameter) användes. Dessa enheter kan arbeta med ~10 byten/timme i ett 28,3 m3 (103 ft3) rum och har användarkontrollerade luftvärme- och kylelement. Enheterna installerades företrädesvis i vardagsrum i lägenheter (N=16), där deltagarna tillbringade en stor del av sin dag. Åtta enheter installerades i sovrummen på grund av utrymmesbegränsningar eller för att vardagsrumsfönster inte rymde HEPAirX-enheten. För att maximera partikelavlägsnandet kördes HEPA-enheterna med högsta möjliga fläkthastighet och ventilerna blockerades så att det inte strömmade utomhusluft genom enheten in i lägenheten. Deltagarna ombads också att hålla fönster stängda så mycket som möjligt under studieperioden för att minimera infiltration utifrån. Filter byttes i varje lägenhet efter 21 dagar (HEPA för bluff eller vice versa). Ett nytt HEPA-filter (MERV 17) användes i varje lägenhet. Shamfiltret var en tom, perforerad plåtlåda som hade samma storlek och form och hade samma utseende som metallramen runt HEPA-filtren. HEPAirX lät likadant oavsett sken eller HEPA-filtrering. En skylt skriven på engelska och spanska placerades på HEPA-enhetens lock som bad deltagarna att inte manipulera eller exponera filtret.

Övervakning av luftföroreningar Partikelantalkoncentrationer (PNC) mättes kontinuerligt under det sex veckor långa försöket i varje lägenhet med hjälp av vattenbaserade kondensationspartikelräknare (CPC; TSI modell 3783, d50 7 nm, maximal detekterbar partikel >3 µm). CPC:erna installerades i samma rum som HEPAirX-enheten och registrerade 30-sekunders medel-PNC (en minuts medel-PNC i de första fem hemmen). Både utomhus och inomhus PNC mättes; en magnetventil växlade var 15:e minut mellan två, 1 m långa ledande kiselinloppsrör: det ena drogs från inomhus och det andra drogs från utomhus. En in-line flödessensor loggade olika spänningar beroende på om ett flöde upptäcktes i ledningen (2.49 V med flöde, ~1,00 V utan flöde); dessa användes för att identifiera provtagningsperioder inomhus och utomhus. Innan interventionen påbörjades i varje lägenhet mättes CPC-flöden med hjälp av en flödesmätare (TSI modell 4140) (inga avvikelser observerades under hela studien). CPC-vakuumet kontrollerades också för läckor genom att placera ett polyetersulfonmembranfilter (klassat till 99,96 % avlägsningseffektivitet för 0,45 µm partiklar) på inloppet för att säkerställa att CPC mätte <100 partiklar/cm3. Webbplatserna besöktes varje vecka för regelbundet underhåll (flödeskontroller, tidsåterställningar, etc.) och för att ladda ner data. Data som flaggats av CPC som felaktiga (vanligtvis <1 % av all data per hem) togs bort från datamängden. I enlighet med tillverkarens specifikationer utfördes alla CPC:er inom 10 % av varandra i laboratoriejämförelser sida vid sida.

Somerville-studien, som utredarna kombinerade med den aktuella studien i en metaanalys, följde samma studiedesign och metoder med följande skillnader: 1) det fanns ingen utomhusövervakning; 2) alla studiedeltagare bodde inom 200 m från en motorväg; och 3) studiedeltagarna skilde sig åt i sin demografi.

Inomhuskällor Inomhusmätningar återspeglar både andelen UFP utomhus som infiltrerar inomhus och inomhusgenererad UFP - t.ex. från matlagning, bränning av ljus och rökelse samt rengöring. Dessa källor resulterar i stora men varierande toppar i inomhuskoncentrationer och vidare beror sönderfallshastigheten för dessa toppar på flera faktorer, såsom källans styrka och varaktighet, rumsvolym och ventilationshastighet. Det är därför utmanande att helt separera bidragen från UFP-källor utomhus och inomhus baserat på PNC-mätningar inomhus. Icke desto mindre, för att testa effekterna av inomhusspikar på associationer med biomarkörer, genererade utredarna en PNC-tidsserie för varje hem och beräknade sextimmars medianen för PNC-mätningar inomhus. Utredarna beräknade sedan standardavvikelsen för treveckorsperioden motsvarande HEPA eller skenfiltrering; inomhusmätningar som var två standardavvikelser över denna sextimmars rörliga median klassificerades som spikar och ersattes med den senaste inomhusmätningen som inte ansågs vara ett spikvärde. Även om utredarnas metod inte helt tog bort bidraget från inomhuskällor, dämpade det bidragen från spikar som skevde treveckors medelvärden inomhus som användes som exponeringskoncentrationer.

Biomarkörer Ett venöst blodprov togs i början, vid byte av filtertyper (slutet av vecka 3) och i slutet av interventionen (slutet av vecka 6). Prover transporterades till Human Nutrition Research Center on Aging (Tufts University, Boston campus), där de bearbetades till plasma och lagrades vid minus 80 ºC inom 1-3 timmar efter insamling. Deltagarna instruerades att fasta över natten före blodtagningarna (79 % bekräftade fasta), vilket skedde mellan 8 och 10 på morgonen. Prover analyserades i satser med användning av immunanalyssatser för TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) och IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). Högkänslig CRP (hsCRP) mättes med en fastfas, tvåställs kemiluminescent immunometrisk analys (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Dessa biomarkörer är ett mått på nivåerna av systemisk inflammation.