波士顿波多黎各人健康研究

项目 4 协议：

一、目的和假设

H1：与虚假过滤相比，家庭主动式 HEPA 过滤可将超细颗粒物 (UFP) 水平降低 >70%。 此外，HEPA 过滤将同样有效地减少所有大小级别的超细颗粒。

H2：心血管健康标志物，包括 C 反应蛋白、纤维蛋白原、IL-6 和肿瘤坏死因子 α 受体，在接受主动 HEPA 过滤后与假过滤相比会降低。

H3：家庭 HEPA 过滤将被政策制定者视为减少高速公路附近住宅 UFP 暴露的有效政策选择。

该研究是一项双盲、随机交叉试验，其中每个参与者都作为自己的对照，从而大大降低了时间不变混杂因素的作用。 一次最多登记和随机分配两个家庭，分配一个接受 HEPA 过滤，另一个先接受假过滤。 三周后，房屋从 HEPA 过滤切换到假过滤，反之亦然。 假过滤和 HEPA 过滤之间没有清洗期。 虽然现场工作人员知道使用的过滤器类型，但参与者和分析血液样本的实验室却不知道。 该方法和方法与我们在萨默维尔市的公共住房中进行的另一项 HEPA 干预在很大程度上相似，该干预在本研究开始时仍在进行中。

参与者是从 BPRHS 队列中招募的。 自基线后大约五年，父母研究处于随访过程中，剩余近 1000 名参与者。 队列工作人员推荐了他们认为可能会接受我们干预的非吸烟参与者。 在登记的 25 名参与者中，23 名 (92%) 完成了研究并被纳入分析。 一个家庭因识别室内和室外空气的流量传感器故障而被移除，而另一个被移除是因为参与者选择提前结束研究。 所有参与者都居住在波士顿或切尔西等城市。 关于人口统计和健康的数据是从队列纵向随访期间收集的调查中获得的。 对于接受干预的参与者，研究人员收集了额外的调查，其中包含有关近期暴露、近期疾病和参与者时间活动模式（在家、工作/学校、高速公路旅行等）的信息。

参与者签署了父研究的同意书和空气过滤干预的单独同意书。 这些研究得到了塔夫茨医学中心、东北大学和马萨诸塞州洛厄尔大学的 IRB 的批准。

使用配备 MERV 17 过滤器（额定去除≥99.97% 直径≥0.3 μm 的颗粒）的干预窗式 HEPAirX 空气过滤装置（Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, USA）。 这些装置可以在 28.3 立方米（103 平方英尺）的房间内以约 10 次交换/小时的速度运行，并具有用户控制的空气加热和冷却元件。 这些装置优先安装在公寓的起居室 (N=16)，参与者一天中的大部分时间都在这里度过。 由于空间限制或起居室窗户无法安装 HEPAirX 装置，卧室中安装了 8 个装置。 为了最大限度地去除颗粒物，HEPA 装置以尽可能高的风扇速度运行，并且通风口被堵塞，这样室外空气就不会通过装置进入公寓。 此外，要求参与者在研究期间尽可能保持窗户关闭，以尽量减少外部渗透。 21 天后更换每间公寓的过滤器（HEPA 用于假公寓，反之亦然）。 每间公寓都使用了新的 HEPA 过滤器 (MERV 17)。 假过滤器是一个空的穿孔金属板盒，其大小和形状与 HEPA 过滤器周围的金属框架相同，外观也相同。 无论是假过滤还是 HEPA 过滤，HEPAirX 听起来都一样。 用英文和西班牙文写的标志被放置在 HEPA 单元盖上，要求参与者不要篡改或暴露过滤器。

空气污染监测 在为期六周的试验期间，使用水基冷凝粒子计数器（CPC；TSI 型号 3783，d50 7 nm，最大可检测粒子 >3 µm）连续测量每间公寓的粒子数浓度 (PNC)。 CPC 与 HEPAirX 装置安装在同一房间内，并记录了 30 秒的平均 PNC（前五个家庭的一分钟平均 PNC）。 测量室外和室内 PNC；电磁阀每 15 分钟在两个 1 米长的导电硅入口管之间切换一次：一个从室内拉出，另一个从室外拉出。 在线流量传感器记录不同的电压，具体取决于线路中是否检测到流量 (2.49 V 有流量，~1.00 V 无流量）；这些用于确定室内和室外采样周期。 在每间公寓开始干预之前，使用流量计（TSI 型号 4140）测量 CPC 流量（在整个研究过程中未观察到差异）。 还通过在入口处放置聚醚砜膜过滤器（对 0.45 µm 颗粒的额定去除效率为 99.96%）来检查 CPC 真空是否泄漏，以确保 CPC 测量值 <100 个颗粒/cm3。 每周访问站点以进行定期维护（流量检查、时间重置等）和下载数据。 被 CPC 标记为错误的数据（通常 < 每个家庭所有数据的 1%）已从数据集中删除。 与制造商规格一致，在实验室并排比较中，所有 CPC 的性能都在 10% 以内。

研究人员将萨默维尔研究与当前研究结合起来进行荟萃分析，遵循相同的研究设计和方法，但存在以下差异：1）没有室外监测； 2) 所有研究参与者都居住在高速公路 200 米以内；和 3) 研究参与者的人口统计数据不同。

室内源 室内测量反映了渗透到室内的室外 UFP 的比例和室内产生的 UFP - 例如，来自烹饪、蜡烛和熏香以及清洁。 这些来源导致室内浓度出现较大但幅度可变的尖峰，此外，这些尖峰的衰减速度取决于几个因素，例如源强度和持续时间、房间体积和通风率。 因此，基于室内 PNC 测量将来自室外和室内 UFP 源的贡献完全分开是一项挑战。 尽管如此，为了测试室内峰值对与生物标志物关联的影响，研究人员为每个家庭生成了一个 PNC 时间序列，并计算了室内 PNC 测量的六小时移动中位数。 然后，研究人员计算了对应于 HEPA 或假过滤的三周期间的标准偏差；高于此六小时移动中值两个标准差的室内测量值被归类为尖峰值，并替换为最后一个不被视为尖峰值的室内测量值。 尽管研究人员的方法没有完全消除室内来源的贡献，但它削弱了尖峰的贡献，尖峰扭曲了用作暴露浓度的三周室内平均值。

生物标志物 在开始、更换过滤器类型时（第 3 周结束）和干预结束时（第 6 周结束）收集静脉血样。 样品被运送到衰老人类营养研究中心（塔夫茨大学，波士顿校区），在那里它们被加工成血浆，并在采集后 1-3 小时内储存在负 80 ºC 下。 参与者被指示在抽血前禁食过夜（79% 确认禁食），抽血发生在上午 8 点到 10 点之间。 使用 TNF-RII（Quantitative，R＆D Systems，Minneapolis，MN，USA）和 IL-6（Quantitative HS，R＆D Systems）的免疫测定试剂盒分批测定样品。 高灵敏度 CRP (hsCRP) 通过固相、两点化学发光免疫测定法（IMMULITE 2000，Siemens Healthcare Diagnostics，洛杉矶，CA 90045）测量。 这些生物标志物是全身炎症水平的量度。