暴露于流感病毒气溶胶在常规病人护理

文摘

背景。定义通过气溶胶传播的流感病毒预防措施的发展至关重要。

方法。在2010 - 2011年流感季节,流感样疾病的受试者参加紧急部门和三级保健医院,鼻咽拭子标本,症状严重程度,治疗,和医疗历史记录。量化嵌入空气采集标本不是≤0.305米(1英尺),0.914米(3英尺),1.829米(6英尺)从病人的头部在常规护理。流感病毒被快速测试和聚合酶链反应检测。

结果。六十一年的94例(65%)流感病毒阳性。26例(43%)流感病毒释放到室内空气,5(19%)发射的32倍比其他病毒。排放超过了航空50%的人类感染剂量的流感病毒样本的位置。医疗保健专业人士(学校)暴露于流感病毒主要是小颗粒(直径、< 4.7µm),浓度随距离增加病人的头部(P< . 05)。流感病毒释放与高病毒载量在鼻咽样本(脱落),咳嗽和打喷嚏(P< . 05)。患者报告的严重疾病和主要干扰日常生活也发出更多的流感病毒(P< . 05)。

结论。学校在1.829米的流感患者可能暴露于感染剂量的流感病毒,主要在小颗粒气溶胶。这一发现问题的当前范式在non-aerosol-generating程序本地化的飞沫传播。

这篇社论(见大厅1027 - 9页的评论看看大厅注意赫希在1030页。)

数百万人失去了生命在大流行流感,和流行的不同程度发生全世界每年1]。策略来预防和控制炸药爆发往往是有限的疫苗和治疗,如果可用,或者隔离和防护措施(2,3]。接种疫苗被认为是最重要的预防措施,但有一个公认的需要额外的控制措施(4]。确保最有效的控制策略实现,必须有一个广泛的理解和人流感病毒是如何传播的5 - 9]。

流感病毒可以通过空气传播6 - 9]。呼吸、说话、咳嗽和打喷嚏流感病毒释放到空气中,大小从亚微米粒子(呼吸期间)大水滴(在咳嗽或打喷嚏)6,9 - 11]。疾病控制和预防中心(CDC),医学研究所、欧洲疾病控制中心控制和世界卫生组织(世卫组织)表示缺乏知识和迫切需要研究流感病毒传播途径。疾病控制和预防中心以及世卫组织的国家,流感病毒主要由中大颗粒发生呼吸道飞沫传播源和短的距离内的旅行期间阻止这样的粒子之间的接触病人和医护人员(学校)口罩戴的学校(2 - 4,12,13]。只有在aerosol-generating支气管镜检查等程序合身测试所需的呼吸器。流感病毒进入肺部的沉积(小颗粒)或上呼吸道感染(大水滴)可能改变风险和疾病严重程度8,14,15]。

虽然流感病毒RNA已经检测到空气中儿科部门和一般应急部门(EDs),没有直接与患者或医疗活动已经确定(16,17]。流感病毒在鼻咽运输(脱落)与年龄和急性/慢性健康状况。然而,目前尚不清楚是否脱落或其他病人因素促进流感病毒的释放到空气中(18 - 20]。superspreaders-patients感染许多关系的存在也建议(21,22]。

大流行性流感的威胁和不确定性关于障碍的预防措施的效果,CDC国家职业安全与健康研究所和医学研究所为主的开发方法来确定人类流感病毒传播途径(2,4]。本研究考察了流感病毒气溶胶的空间分布产生的症状患者在医疗设置和确定临床特征与高水平的流感病毒释放。

方法

参与者和招聘

流感,2010 - 2011年流感季节期间,便利样本的94例> 2岁承认艾德(52例)或一个住院病人护理单元(42例)的维克森林浸信会医疗中心(WFBMC)流感样疾病筛查(伊犁)。伊犁被定义为记录热(温度、≥37.8°C)或patient-reported发烧在过去的12个小时,咳嗽和喉咙痛,疑似流感(2]。人口学特征、医疗及疫苗接种史和治疗记录。从参与者获得知情同意或同意。这项研究是WFBMC的机构审查委员会批准。

设置

WFBMC是一个拥有885个床位的三级护理教学医院。大约有36 000住院率和> 89 000 ED每年访问涉及儿童和成人患者。在研究季节,247年流感病毒呈阳性的患者身上发现(115年住院患者、67名门诊患者和65名ED患者)。一个强制性的疫苗接种政策对所有的学校。在病房空气取样进行湍流气流总指定每小时换气次数(6)的室温大约20°C和40%的相对湿度。空气过滤的过滤器符合标准52.2 -2007年底美国国家标准协会和美国社会的供暖、制冷和空调工程师,,最低效率报告的价值15 (23]。

鼻咽拭子标本和空气采样

鼻咽拭子标本来自每一个主题。样本用于床边快速检测(BinaxNOW流感方式,因弗内斯专业医师诊断,普林斯顿,新泽西州),接种到普遍的病毒正运输系统(双相障碍诊断,富兰克林湖,新泽西)实时逆转录聚合酶链反应(rrt - pcr)分析。空气样本没有获得参与者消极的流感病毒的快速检测。

机载评估了流感病毒的传播模式在20分钟由三个6阶段安徒生空气取样器(AS)放置距离水平主管的参与者面临≤0.305米,0.914米,1.829米(24]。收集粒子携带流感病毒在汉克斯平衡盐溶液rrt - pcr检测如前所述[25]。空气取样期间参与者躺在床上,但自由移动。他们被要求删除任何设备(例如,脸或氧气面罩),与事先批准的学校。没有以下aerosol-generating过程期间进行空气取样:支气管镜检查、痰诱导、插管和拔管,尸检,心肺复苏术,打开吸航空公司(2]。

疾病的措施

自行测试问卷收集疾病症状出现在承认,使用李克特量表和疾病的持续时间(表1)。疾病的严重程度和干扰日常生活而参与者伊犁,使用视觉模拟量表(100毫米26]。在空气取样,病人的咳嗽和打喷嚏是计算和评估严重性(轻度、中度或严重)研究人员和被定义为产品的频率和严重程度的总和。

rrt - pcr分析

140整除µL每个鼻咽拭子标本和阶段的投入裂解缓冲(AVL缓冲区,试剂盒,瓦伦西亚,CA) RNA提取和归档−80°C。从每个整除与试剂盒提取病毒RNA病毒RNA QIAamp迷你旋转设备,执行和rrt - pcr检测甲型和乙型流感病毒(积极的交叉阈值< 40周期)。rrt - pcr分析协议和探针和引物序列是由疾病预防控制中心病毒(流感部门监视和诊断分支)。Fluorogenic探针和引物合成中心规范Biosearch技术(诺瓦托,CA)。人类基因RNA核糖核酸酶P为每个并行检测标本作为人类主体的内部控制程序标本充足。

定量rrt - pcr分析确定流感病毒拷贝数在空气和鼻咽拭子标本,如前所述[25]。简单地说,流感病毒M基因扩增的引物序列的目标。合成DNA向量(GeneArt、表达载体、大岛,纽约)包含目标甲型和乙型流感病毒M基因编码的质粒载体的区域被用于创建标准曲线量化患者样本中的病毒RNA。rrt - pcr反应是所有设置和运行使用96 -格式和一个埃普多夫epMotion 5070机器人MasterCycler ep Realplex 2仪器(埃普多夫,Hauppauge,纽约)。PCR检测到产品使用QuantiTech SYBR绿色rrt - PCR工具包(产品目录号204 243,试剂盒)。流感病毒RNA复制的平均数量每rrt - pcr测定鼻咽拭子标本进行了计算。

表达的病毒载量是副本每人类呼吸道分钟通气量(10 L / min),以反映由一个活跃的成人HCP吸入暴露。允许比较rrt - pcr结果机载50%人类感染剂量(藏₅₀),比范围的150年到650年RNA复制1半数组织培养感染量(TCID₅₀)使用8,27]。与藏₅₀从0.6到3.0 TCID值₅₀,流感病毒RNA复制跨度从90年到1950册14]。

统计分析

主题特征,流感病毒类型、病毒载量和症状被流感病毒测试结果描述(积极的和消极的)和发射器状态(superemitter发射器,和nonemitter)。我们定义对象被流感病毒气溶胶排放,包括superemitters,谁超过普通流感病毒气溶胶浓度,多次和nonemitters没有流感病毒气溶胶探测。频率和百分比计算的分类变量,并使用χ评估统计学意义²和费舍尔准确测试。连续变量、计算手段和SDs和统计意义是评估使用t测试和Wilcoxon等级和测试,根据数据分布。评估流感病毒气溶胶的空间分布的基础上rRT-PCR-based计数,泊松分布的广义估计方程模型与所使用的日志链接功能。意义被设定为一个α. 05。所有分析使用SAS 9.2(卡里,NC)。

结果

流感病毒积极性、病人特点和症状

九十四年为伊犁患者症状。六十一(65%)流感病毒阳性,与30载有31甲型流感病毒和乙型流感病毒。35科目进行空气取样为住院患者,26日进行空气采样。雾化流感病毒检测在26个科目(43%;13个住院病人和13 ED患者)。结果的快速匹配rrt - pcr检测鼻咽和空气样本的结果。24例< 18岁(11发射器和13 nonemitters),和37≥18岁(15发射器和22 nonemitters)。更具体的年龄分组如下:2 - 6年,4发射器和3 nonemitters;7 - 12年,5和7,分别;13 - 17年,2和3,分别;18 - 24年,1和3,分别; 25–30 years, 2 and 3, respectively; 21–36 years, 0 and 1, respectively; 37–42 years, 4 and 3, respectively; 43–48 years, 3 and 1, respectively; 49–54 years, 2 and 4, respectively; 55–60 years, 2 and 3, respectively; and ≥61 years, 1 and 4, respectively.

病人特点总结在表1。流感virus-negative患者年轻,不太可能接受抗病毒治疗,并且更容易进入,而流感病毒呈阳性的病人身上。比较的发射器nonemitters显示无显著差异。

表2在空气取样比较流感病毒特异性变量和症状。比nonemitters发射器进行鼻咽癌高病毒载量。咳嗽和打喷嚏时空气取样与增加流感病毒释放到室内空气只有在增加鼻咽癌患者病毒载量。发射器(ED患者和住院病人)的人更不容易有发冷和报告疾病的严重程度和干扰日常生活高于nonemitters (ED患者唯一的)。五释放的26个发射器(19%),平均来说,流感病毒进入室内空气(图32倍1);所有其他特征或在统计学上类似的症状。三个ED患者住院镰状细胞综合症(1例),镰状细胞综合征和哮喘(1例),或脚损伤(1例);没有一个发射器。

气溶胶传播模式

图2显示含有病毒颗粒流感气溶胶粒子的空间分布在病房,由颗粒大小(即< 4.7µm和≥4.7µm)。与病人的头部距离增加(从0.305米到1.829米),病毒载量显著降低和小颗粒的数量显著增加,相对于大颗粒的数量。流感病毒类型之间没有差异,发射器和superemitters,病人位置检测。

讨论

保护学校对流感病毒需要清楚地了解这种病毒是如何雾化和由谁发出(4]。我们的研究集中在存在流感病毒气溶胶附近的有症状的患者在常规护理。26 61年流感病毒感染患者的流感病毒释放到室内空气。我们发现传染性的病毒从患者在6英尺non-aerosol-generating病人护理活动,主要在小颗粒(直径、µm p < 4.7)。鼻咽癌高病毒载量、疾病的严重程度和对日常生活的影响与传播。五26发射器释放流感病毒的异常高的浓度。

流感病毒的空间分布模式病房发现流感病毒浓度在0.914米高的病人的头部,由1.829下降明显。先前的研究发现流感病毒RNA在空中ED设置(16,17]。曾等检测甲型流感病毒在儿科ED (16),而Lindsley等发现大多是小颗粒含有甲型流感病毒一般ED (17]。然而,这两项研究评估患者的一般病毒空气负载独立或保健活动。我们建立的学校可能会暴露于空气中的流感病毒的距离1.829米(6英尺)的患者有症状感染流感病毒。

空气粒子的大小决定了流感病毒是如何传播的。大颗粒(直径≥20µm)旅行距离有限,而小颗粒(直径,< 5µm)在空气中停留更久和广泛传播6,11,28]。我们发现89%的流感病毒,这种病毒携带粒子直径< 4.7µm。值得注意的是,没有aerosol-generating过程期间进行空气取样(2]。小颗粒的优势已经被报道之前,与流感病毒中发现4的呼出一口气12个科目(33%)正常呼吸(27]。虽然大部分的粒子(> 87%)< 1µm直径,包含病毒的大小没有确定。咳嗽的影响,研究了在47个流感病毒呈阳性的病人身上29日]。38(81%)发布的流感病毒,65%的粒子直径< 4µm中包含的RNA。公布的数据和我们的研究结果表明,微粒携带大多数流感病毒以外的其他病毒释放在aerosol-generating过程(17,27,29日]。我们认为它不太可能,在日常保健,流感病毒传播完全由droplet-sized粒子。

迄今为止所有流感病毒气溶胶的研究,包括我们,用rt - pcr检测流感病毒,因为困难处理低浓度的颗粒和细胞培养的不敏感8]。机载病毒难以评估的传染性rrt - pcr,当测量的目标片段的病毒基因编码,而功能病毒(8]。然而,流感病毒气溶胶的衰减估计可以用来建立中包含的感染剂量病毒RNA。先前的研究已经计算150 - 650比RNA 1 TCID副本₅₀(8]。阿尔弗德等报道一个流感病毒藏₅₀0.6 3 TCID₅₀90 - 1950份、翻译成RNA负载(14]。在我们的研究中,较低的藏₅₀90年通过发射器,而5例超过1950册的高剂量。病毒载量的空气作为总超过20分钟。然而,主题可能发布流感病毒爆发的打喷嚏或咳嗽,创造高峰浓度的流感病毒在几分钟内如果不秒。因此,用一个6英寸(1.829米)区,学校可以暴露于流感病毒的浓度足以引起感染。

识别发射器可以提高了解流感病毒的传播。病人可以携带流感病毒在呼吸道从几天到几个月,这种现象通常称为脱落(18 - 20]。在我们的研究中,与病毒发射。患者有38%的大趋势发布流感病毒每增加10倍的呼吸道病毒载量。脱落与特定的有关病人特点和症状:年轻的年龄,天病,免疫系统受损,严重的疾病,和发烧18 - 20]。传播,然而,年龄、病假天数、免疫缺陷、或其他慢性病并不相关。发烧是伊犁的筛选标准之一,不能用于分析。年龄效应的差异可以解释为年轻患者脱落比成人更病毒但发出类似,由于体积下呼吸道。而传播慢性病没有影响,急性症状:更高的疾病的严重程度和对日常生活的影响是增加流感病毒释放。后者为其它ED患者症状但不是住院病人,指向不同的健康组之间的感知在招生,敏度主要症状患者埃德。需要注意的是,视觉模拟量表用于严重的措施已被证明,允许更精确的文档的病人的健康状况比李克特量表用来记录症状入院时(26]。这两个指标,疾病的严重程度和对日常生活的影响,可能被认为在ED识别发射器。

咳嗽和打喷嚏代表机械组件发射(6,10,11,27,29日]。我们发现病人携带高浓度的流感病毒也更频繁地发布病毒空气而咳嗽或打喷嚏。这种交互点多因子的过程包括生理参数,如脱落,和机械方面,如打喷嚏和咳嗽,释放出流感病毒。

不是所有的病人发出流感病毒以类似的方式。虽然大多数症状主题发布< 1300 RNA复制,5科目产生更高水平的流感病毒RNA(20 400份)。有趣的是,superemitters的百分比(19%)适合拟议的20/80规则,表明大约20%的大多数传染性个人负责80%的感染(21]。虽然这个规则没有被证明为流感病毒传播,传染性的异质性的概念应该被考虑,因为它已经证明在严重急性呼吸系统综合症(21,22]。针对superemitters控制传输可能也是一个广泛的方法更有效和高效的替代目标所有流感患者(22]。然而,我们有限的样本不允许我们确定superemitters特定症状或特征。更多的数据关于人与人之间的病毒传播是必要的角色之前superemitters可以建立。

这项研究有一定的局限性。我们用PCR方法检测流感病毒的遗传证据气溶胶粒子,而不是细胞培养分析病毒粒子的增长,从而无法区分可行的和不能存活的病毒。此外,我们的研究地址暴露于流感病毒气溶胶而不是容易感染流感病毒传染给人。横断面设计只提供了一个快照发射动力学的流感病毒,使概括的传播路线在疾病进展困难。受试者招募的便利样本ED和住院病人,使用CDC伊犁标准和快速流感病毒测试作为筛查工具。这个排除无症状的发射器和可能倾向于更多的严重病人携带大量的流感病毒在呼吸道(30.]。已经成功地用于收集病毒气溶胶但无法区分大粒子尺寸(直径、> 7µm) (31日]。抽样进行了在真实的环境中,不允许控制的空气变化,流动模式和其他可能影响病毒检测的特点。流感病毒感染者所产生的气溶胶可能是参与者。然而,流感病毒类型隔绝拭子标本个体,周围的空气中还发现接种疫苗强制要求所有的学校,和脱落与流感病毒有关排放,使外部污染的可能性。确定一个流感病毒感染剂量为受到人类暴露研究的匮乏,这种估算的不确定性揭示了一系列潜在的感染剂量的宽度识别在文献中。

当前的范式是流感病毒传播主要由大型粒子发生旅行只有1米(3.3英尺)(根据世界卫生组织)或1.829米(6英尺)(根据美国疾病控制与预防中心)从源(2,3,13]。而通过小颗粒气溶胶传播(即机载传输)或间接接触传播的可能性不能排除,建议关注液滴和标准预防措施,有特殊说明aerosol-generating程序。液滴的预防措施需要面罩(如口罩),而安装呼吸器(N95)推荐aerosol-generating程序(2,13]。我们发现病人产生主要是小型流感病毒,这种病毒携带粒子在常规,non-aerosol-generating保健活动。学校可以暴露于感染剂量的流感病毒的距离1.829米(6英尺)的患者,与小颗粒可能超过建议的曝光区域(2,3]。这引发了担忧关于保护提供充足的学校当前的建议在日常保健(2,3,13]。

总之,频繁的发布的小颗粒的距离1.829米从病人的头部在常规non-aerosol-generating活动可能保证重新评估目前的建议(2,3,13]。排放的特点,包括疾病的严重程度和疾病对日常生活的影响,应进一步评估作为筛查工具。superemitters的检测表明,传染性流感患者中可能会有所不同。我们的研究提供了新的证据自然排放的流感病毒,可能提供一个更好地了解如何最好地保护学校在日常保健活动。

笔记

致谢。我们感谢Drs大卫Kuhar和迈克尔•贝尔疾控中心医疗质量提升,这个项目的支持;琥珀Gilyard,招募研究对象和执行空气取样;和谭雅里德运行rt - pcr分析样本。

财政支持。这项工作是由美国疾病控制和预防中心(200-2010-35705)合同。

潜在的利益冲突。所有作者:没有报道冲突。

作者所提交的国际形式披露潜在的利益冲突。编辑认为冲突相关手稿的内容已经披露。

引用

作者指出