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研究文章

气溶胶产生程序和向医护人员传播急性呼吸道感染的风险:一项系统综述

  • 潘文凯Tran，

    khait@cadth.ca

    联系加拿大卫生药物和技术署，加拿大安大略省渥太华

    ⨯
  • 凯伦·西门

    联系加拿大卫生药物和技术署，加拿大安大略省渥太华

    ⨯
  • 梅丽莎·塞汶河,

    联系加拿大卫生药物和技术署，加拿大安大略省渥太华

    ⨯
  • Carmem L. Pessoa-Silva，

    联系世界卫生组织(卫生组织)，日内瓦，瑞士

    ⨯
  • 约翰锥

    从属关系世界卫生组织(世卫组织)，瑞士日内瓦，医学系、微生物学、免疫学和传染病系、病理学和检验医学系，以及加拿大卡尔加里大学医学院卡尔文、菲比和琼·辛德感染、免疫和炎症研究所

    ⨯

摘要

气溶胶产生程序(agp)可能使卫生保健工作者(HCWs)暴露于引起急性呼吸道感染(ARIs)的病原体，但agp传播急性呼吸道感染的风险尚不完全清楚。我们试图确定ARIs传播给护理接受agp患者的卫生工作者的风险与传播给护理未接受agp患者的卫生工作者的风险的临床证据。我们搜索PubMed, EMBASE, MEDLINE, CINAHL, Cochrane图书馆，约克大学CRD数据库，EuroScan, LILACS, Indian Medlars, Index Medicus for SE Asia，国际卫生技术机构和互联网上所有语言的文章，从01/01/1990到22/10/2010。独立审稿人使用预先定义的标准筛选摘要，获得全文文章，选择相关研究和摘要数据。分歧以协商一致方式解决。感兴趣的结果是ARI传播的风险。证据质量采用GRADE系统评定。我们确定了5个病例对照和5个回顾性队列研究，评估SARS向卫生工作者的传播。据报道会增加传播风险的程序包括[n;合并OR(95%CI)]气管插管[n = 4组; 6.6 (2.3, 18.9), and n = 4 case-control; 6.6 (4.1, 10.6)], non-invasive ventilation [n = 2 cohort; OR 3.1(1.4, 6.8)], tracheotomy [n = 1 case-control; 4.2 (1.5, 11.5)] and manual ventilation before intubation [n = 1 cohort; OR 2.8 (1.3, 6.4)]. Other intubation associated procedures, endotracheal aspiration, suction of body fluids, bronchoscopy, nebulizer treatment, administration of O2, high flow O2, manipulation of O2 mask or BiPAP mask, defibrillation, chest compressions, insertion of nasogastric tube, and collection of sputum were not significant. Our findings suggest that some procedures potentially capable of generating aerosols have been associated with increased risk of SARS transmission to HCWs or were a risk factor for transmission, with the most consistent association across multiple studies identified with tracheal intubation.

引用:Tran K, Cimon K, Severn M, Pessoa-Silva CL, Conly J(2012)气溶胶产生过程与医护人员急性呼吸道感染传播风险的系统综述。PLoS ONE 7(4): e35797。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797

编辑器:Malcolm Gracie Semple，英国利物浦大学

收到:2012年1月4日;接受:2012年3月22日;发表:2012年4月26日

版权:©2012 Tran et al.。这是一篇开放获取的文章，根据创作共用署名许可的条款发布，允许在任何媒介上不受限制地使用、分发和复制，前提是要注明原作者和来源。

资助:这项研究得到了加拿大联邦、省和地区政府向加拿大药物和卫生技术署(CADTH)的财政捐助。资助者在研究设计、数据收集和分析、发表决定或手稿准备中没有任何作用。

利益冲突:作者有以下利益:约翰·康利(John Conly)分别以专家评审员和临床专家的身份从加拿大药物和技术卫生机构获得了报酬，他的项目涉及住院患者MRSA快速PCR检测的作用以及使用万古霉素或甲硝唑治疗艰难梭菌性结肠炎。在过去的五年中，他还获得了来自Janssen-Ortho，辉瑞和Astellas Pharma的新型抗菌药物的演讲者荣誉。这并不会改变作者对PLoS ONE关于共享数据和材料的所有政策的遵守。

简介

尽管有现有的安全协议，但卫生保健工作者始终面临着由病人传播的许多传染病的职业风险[1]．在严重急性呼吸系统综合征(SARS)暴发期间，许多一线卫生工作者感染SARS冠状病毒(SARS- cov)的风险显著增加，导致严重疾病和死亡[２]．虽然存在急性呼吸道疾病患者管理的临床指南和保护措施，但通过某些患者护理程序获得传染病的风险的大小尚不清楚[3]，[4]．

被认为产生气溶胶和液滴作为呼吸道病原体来源的程序包括正压通气(BiPAP和CPAP)、气管插管、气道吸入、高频振荡通气、气管切开术、胸腔物理治疗、雾化器治疗、痰诱导和支气管镜检查［5］- - - - - -[7]．虽然已知这些步骤会刺激咳嗽和促进气溶胶的产生，但它们传播感染的风险尚不确定。值得强调的是，与这些过程有关的气溶胶产生的科学证据、产生的气溶胶中潜在活菌的负担以及传播给宿主的机制尚未得到很好的研究。目前尚不清楚这些程序是否会造成更高的传播风险，以及与护理未接受这些程序的患者的卫生工作者相比，护理接受气溶胶产生程序的患者的卫生工作者感染疾病的风险是否更高。

长时间接触和不遵守感染控制，如不勤洗手，可能与职业获得性感染风险增加有关[8]，[9]．间隔不足和个人防护装备无效也可能导致医院传播[4]．有证据表明，培训项目和个人防护装备的使用与SARS传播风险的降低有关[10]．例如，在三个关键领域采取了适当的控制措施(包括工作人员的个人保护、对患者进行分类以分层SARS传播风险和重组手术室)，对SARS患者进行的高风险气溶胶产生程序(外科气管造口术)似乎与在手术室与患者直接接触的卫生工作者的风险较低有关[11]．

虽然似乎缺乏高质量的证据证明气溶胶产生过程引起急性呼吸道感染的传播风险，但目前的循证指南［5］- - - - - -[7]，[12]- - - - - -[17]建议对疑似呼吸道感染患者实施特定的气溶胶产生程序时采取额外的感染控制措施。这些额外的感染控制措施包括:在一个人员最少的单间内执行气溶胶生成程序;使用最合格的人员执行气溶胶生成程序;并要求使用个人防护装备，特别是口罩、全防水服、面罩或护目镜和手套。这些指南中有许多是基于专家意见而提出的建议，对与气溶胶产生程序相关的实际传播风险了解甚少。

因此，我们试图系统地回顾有关急性呼吸道感染传播给接受气溶胶产生程序的患者的卫生工作者的风险的文献，并将其与现有文献中指定的护理未接受气溶胶产生程序的患者的卫生工作者的传播风险进行比较［5］- - - - - -[7]．审查没有涉及具体程序产生的气溶胶、特定程序产生的气溶胶中可能存在可导致急性呼吸道疾病的活微生物以及传播疾病的风险结核分枝杆菌．

方法

系统评价的方案是预先编写的。

文献检索

通过同行评议的文献检索，获取已发表的文献。所有的搜索策略和搜索词都是由信息专家根据作者的意见开发的。通过Ovid接口检索了以下书目数据库:MEDLINE、MEDLINE In-Process & Other Non-Indexed citation、EMBASE、CINAHL。并行检索PubMed、Cochrane图书馆(2010年第10期)、LILACS、Indian Medlars和Index Medicus for southeast Asia。搜索策略包括受控词汇，如国家医学图书馆的MeSH(医学主题标题)和关键字。应用方法学过滤器将检索限制在卫生技术评估、系统综述、荟萃分析、随机对照试验、非随机研究和指南。详细的查册策略，可浏览本处网页(http://www.cadth.ca/media/pdf/M0023__Aerosol_Generating_Procedures_e.pdf)．访问2012年3月30日。

该搜索涵盖了所有语言，并仅限于1990年1月1日至2010年10月22日期间发表的文章。会议摘要被排除在搜索结果之外。EMBASE、MEDLINE、CINAHL和PubMed建立了定期警报，通过警报检索的信息是当前的2011年1月15日。

灰色文献(非商业出版的文献)通过搜索卫生技术评估和相关机构的网站、专业协会和其他专业数据库来确定。谷歌和其他互联网搜索引擎被用来搜索其他信息。此外，还通过手工检索关键论文的书目和摘要，并通过与有关专家和机构的联系加以补充。

选择标准

符合条件的研究包括卫生技术评估(hta)、系统评价、荟萃分析、随机对照试验和非随机研究。研究人群包括护理急性呼吸道感染患者的卫生工作者。干预措施是为接受气溶胶产生程序(暴露于该程序)的患者提供护理。比较对象是为未接受产生气溶胶程序(未接触该程序)的患者提供的护理。我们感兴趣的结果是急性呼吸道感染从患者传播到卫生工作者的风险。可能促进液滴或气溶胶产生的程序(非详尽列表)包括无创通气(CPAP和BiPAP)、气管插管、气道吸入、高频振荡通气、袋阀面罩通气、胸部物理治疗、雾化治疗、气溶胶加湿、支气管镜或其他上气道内窥镜、气管切开术和开胸手术。

文章选择

两位审稿人(KT和KC)独立应用了选择标准，并筛选了从文献检索中检索到的所有引文标题和摘要。获得了两位审稿人所选文章的全文。然后，审稿人独立地审查全文文章和选择纳入的研究。将纳入和排除的研究进行比较，审稿人之间的任何差异都通过共识解决。在无法达成共识的情况下，有一个独立的第三审稿人来确定最终的研究选择。然而，没有研究需要咨询第三个审稿人来确定它们是否符合纳入标准。

数据提取与分析

每项单独研究的相关数据由一名审稿人(KT)提取，由第二名审稿人(KC)使用预先设计的数据提取表单进行验证，以捕获研究特征和感兴趣的结果。这项研究的特点包括关于研究的起源、评估期间、人口、确认疾病的实验室检测类型以及培训和防护设备使用评估的信息。我们感兴趣的结果是急性呼吸道感染从患者传播到卫生工作者的风险。审稿人之间的任何分歧都通过协商一致解决。在无法达成一致意见的情况下，有一个独立的第三方审查员可以确定最后的数据提取。然而，没有提取的数据元素需要与第三审稿人协商以确定准确性。在适当的情况下，研究结果汇集在荟萃分析中。数据汇总的适当性是根据试验之间的临床和统计学异质性的程度来确定的。如发现有统计学异质性，则对治疗效果进行敏感性分析。在一项研究中评估了大多数产生气溶胶的程序，排除了池化的需要。 Data analysis was performed using Review Manager Software using a random effects model[18]．效应量报告为优势比(OR)及其95%置信区间(CI)。对证据质量进行GRADE评估[19]．

结果

文献检索共确定了1862种出版物。在这些引用中，经过标题和摘要筛选后，1776篇被排除在外，86篇被检索用于全文筛选。本报告收录了10篇文章，其余76篇文章被排除在外(图S1)．排除的原因是不合适的研究设计、干预、比较或结果，以及不合适的患者群体。

确定了10项非随机研究，包括5项相关病例对照研究[20]- - - - - -[24]以及五项回顾性队列研究[25]- - - - - -[29]．一项研究[22]由中国科学技术研究院研究员翻译出版。未发现相关的系统综述、荟萃分析或随机对照试验。

研究特点

研究特征(急性呼吸道感染传播的风险)和根据GRADE进行的质量评估显示在表1．所有10项研究都调查了2002-2003年SARS爆发期间，在医院或重症监护病房环境中，SARS- cov从患者传播到卫生工作者的保护措施或风险因素。在加拿大进行了四项研究，[25]- - - - - -[27]，[29]一个在新加坡，[23]中国有5个[20]- - - - - -[22]，[24]，[28]．六项研究[20]- - - - - -[22]，[24]- - - - - -[26]包括100多名HCWs(从122到758)，以及4项研究[23]，[27]- - - - - -[29]包括少于100名卫生工作者(43至86名不等)。在八项研究中，医生、护士、住院医生、治疗师、技术专家、管家等都属于HCWs，[20]- - - - - -[26]，[29]而一项研究只包括护士[27]另一组只包括医科学生[28]．大多数研究评估了卫生工作者在照顾SARS患者时是否接受了适当的感染控制培训或是否佩戴了个人防护装备。SARS病例经各种实验室检测确认存在SARS- cov抗体。

缩略图
下载:
表1。纳入研究的特征

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797.t001

质量评估

GRADE (GRADE of Recommendations Assessment, Development and Evaluation)的结果对所有10项研究进行了分类[20]- - - - - -[29]因为提供的证据质量很低(http://www.cadth.ca/media/pdf/M0023__Aerosol_Generating_Procedures_e.pdf)．访问2012年3月30日。

结果

表2显示暴露于与未暴露于agp的卫生工作者传播SARS的风险，以及agp是传播SARS的危险因素。

缩略图
下载:
表2。暴露于或未暴露于产生气溶胶程序的卫生工作者传播SARS的风险，以及气溶胶产生程序是传播SARS的危险因素

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797.t002

四项队列研究[25]- - - - - -[27]，[29]显示正在进行或接触气管插管手术的社工与未接触的社工相比，有较高的疾病传播风险(表2)．队列研究的总结估计(使用随机效应模型)得出OR为6.6 (95% CI 2.3, 18.9)，具有中度统计学异质性(I2= 39.6%) (图1)．四项病例对照研究[20]，[21]，[23]，[24]发现气管插管是导致严重急性呼吸系统综合症传染给卫生工作者的重要危险因素(表2)．病例对照研究的汇总估计(使用随机效应模型)得出OR为6.6 (95% CI 4.1, 10.6)，具有较高的统计学异质性(I2= 61.4%) (图2)．排除一个异常值研究(Teleman[23])得出OR为8.8 (95% CI 5.3, 14.4)，无统计学异质性(I2= 0%)。在三个病例对照研究中，[20]，[21]，[24]基于多变量分析的结果，作者报告了气管插管是获得SARS的独立危险因素。

缩略图
下载:
图1所示。暴露于气管插管的健康工作者传播SARS的风险。

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797.g001

缩略图
下载:
图2。气管插管是SARS传播的危险因素。

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797.g002

一项病例对照研究[22]根据多因素分析，联合四种手术(插管、气管切开、气道护理和心脏复苏)是危险因素，OR为6.2 (95% CI 2.2, 18.1)。该组合分析与Liu et al.， 2009的数据集相同，[24]而是基于SARS的临床诊断。其他产生气溶胶的程序被报告为一个危险因素或在卫生工作者中传播SARS的风险增加，包括来自两个队列研究的无创通气(or 3.1;95% ci 1.4, 6.8)，[25]，[26]气管切开术在一项病例对照研究中(OR 4.2;95% ci 1.5, 11.5)，[20]一项队列研究(OR 2.8;95% ci 1.3, 6.4)[25]．在进行多变量分析的两项研究中，未发现后两种方法与SARS传播风险增加独立相关。

两个队列研究[25]，[27]报告了一些与雾化治疗暴露相关的风险，而另一个队列研究[28]否则显示。后一项研究由Wong等人(2004)进行。[28]显示，即使在使用雾化治疗之前，进行床边临床评估的医科学生感染SARS的风险也增加了。本研究没有评估医学生感染控制措施的培训情况，这可能是偏差的来源，因此与Loeb等人的队列研究相比，本研究可能得出不同的结果(2004)。[27]和Raboud等人(2010)[25]．这三项研究的汇总估计得出OR为0.9 (95% CI 0.1, 13.6)，具有较高的统计学异质性(I2= 73.1%)。在敏感性分析中，排除Wong et al.(2004)的数据[28]荟萃分析的OR为3.7 (95% CI 0.7, 19.5)，无统计学异质性(I2= 0%)。

综合估计表明，胸外按压(心肺复苏)、[25]，[27]插管前抽吸，[25]，[27]插管后抽吸，[25]，[27]氧气面罩的操作，[25]，[27]支气管镜检查,[25]，[27]插入鼻胃管，[25]，[27]和去纤颤状态[25]，[27]可能与传播风险增加有关，但优势比无统计学意义。来自一个病例对照研究的胸外按压[24]是传播的危险因素，但这一发现与两项队列研究的汇总估计结果相反，两项队列研究没有发现传播风险显著增加[25]，[27]．对于BiPAP口罩操作等程序，[27]气管内的愿望,[27]吸体液[23]机械通风,[25]人工通风,[27]插管后手动通气，[25]高频振荡通风，[26]给氧，[23]高速流氧,[25]胸部物理治疗,[25]，[27]采集痰液样本，[25]点位估计值无显著差异。

讨论

我们的研究结果表明，一些可能产生气溶胶的程序与SARS传播给卫生工作者的风险增加有关，在多项研究中，与气管插管确定的相关性最为一致。气管插管可能需要卫生工作者长时间近距离接触患者气道，在这种情况下，SARS-CoV传播的关联在生物学上是合理的。8项研究中有7项研究显示，与未接触的卫生工作者相比，进行或暴露于气管插管的卫生工作者具有更高的SARS-CoV传播风险，这一观察结果支持了这种相关性。此外，该观察结果不一致的一项研究被认为是异常值，当从传播的随机效应模型中移除时，用研究间方差衡量的异质性程度从49.1%下降到15.9%。在随机效应模型中，研究间方差或I2，反映了真实的总体效应大小与荟萃分析的单个研究有多大不同[30]．考虑到研究结果的一致性，去除一个异常值研究后的异质性相对较低的发现为观察提供了一定程度的信心。

系统综述中观察到的其他相关性包括无创通气(两项研究)和插管和气管切开术前手动通气，均来自单一研究。这些发现来自数量非常有限的研究，这些研究的数据被认为不足以确定传播风险，与气管插管相关的多项研究的一致结果相反。在确定的其他20种可能产生气溶胶的程序中，没有一种被发现与SARS传播风险显著相关。

我们承认这项研究存在一些局限性。虽然纳入研究的方法和结果不同，但总体而言，根据GRADE, 10项纳入研究的证据质量非常低。总的来说，在所有的研究中，设计上的限制和不精确都是导致评分很低的问题。此外，所有纳入的研究都评估了SARS-CoV的传播风险，可能无法推广到其他急性呼吸道病原体，包括流感病毒。此外，除气管插管外，每种手术的研究数量有限，这限制了单个观察的可信度。此外，很难确定某一特定程序的具体部分，因为这可能很复杂，涉及若干具有最大传播风险的操作。与各种程序相关的传染性气溶胶产生程度和实际传播风险可能存在差异。我们还承认，所提出的调查结果可能受到直接和间接接触传播的影响，尽管这种传播途径应通过使用个人防护设备尽量减少。我们不能排除在手术过程中不遵守使用口罩、手套和长袍的情况，但认为医护人员不太可能不采取任何预防措施。

10项研究中有7项仅在一家医院进行了调查，这可能会增加选择偏倚的风险，并限制结果的泛化性。四项研究纳入了不到100名患者。研究中纳入的暴露于气溶胶产生程序的HCWs数量很少，从2到120不等。这些研究的样本量可能会对效果的估计产生偏差，并限制统计能力。与此相关的是，在一些研究中，事件的数量很少。正如结果所指出的，对于一些可能产生气溶胶的程序(支气管镜检查，[27]无创正压通气[26]BiPAP口罩操作，[27]然后插入鼻胃管[27])点估计表明风险增加，但置信区间很宽，没有统计学意义。并非所有照顾SARS病人的卫生工作者都被纳入研究，因为个别研究中列出的一些卫生工作者拒绝参与访谈过程。hcw的回忆可能是不完美的，因此，如果一些人比另一些人更完整或更准确，就会产生回忆偏差。由于传播源(即原发性、继发性或第三性病例)有时不清楚，很难准确确定HCWs是直接或间接从指标患者感染的。

在纳入的研究中，通过产生气溶胶的程序传播感染的估计风险可能被患者的医疗特征、感染控制培训水平以及卫生工作者对使用有效个人防护方法的依从性所混淆。在纳入的研究中，有5项[20]- - - - - -[22]，[24]，[25]感染控制培训和个人防护措施有效地防止了SARS的医院传播。除了产生气溶胶的程序本身外，这些因素也可能促进病毒病原体的传播。

考虑到已确定的研究的数量和质量，从这一系统综述中得出的任何结论都必须谨慎解释。然而，本综述中包括的证据(根据GRADE被认为质量非常低)确实表明，一些可能产生气溶胶的程序与SARS冠状病毒感染患者向卫生工作者传播的风险增加有关。在评估的程序中，实施或暴露于气管插管似乎与SARS Co-V的传播最为一致。尽管气管切开术、无创通气和插管前手动通气等其他手术与SARS感染风险增加有关，但由于缺乏相关研究和缺乏稳健性，这些发现被认为难以解释，难以得出坚定的结论。没有发现其他程序与SARS传播风险显著相关。

尽管这项研究具有全面性，但所纳入研究的局限性强调了缺乏高质量的研究，这些研究检查了导致急性呼吸道感染的微生物传播给护理接受气溶胶产生程序的患者的卫生工作者的风险。此外，研究结果还强调了气溶胶产生过程的定义缺乏精确性。此外，本报告的结果不应推广到所有急性呼吸道感染，因为现有证据严格限于SARS。在接受气溶胶产生程序的患者向卫生工作者传播急性呼吸道感染风险的流行病学方面存在重大研究空白，应仔细规划临床研究，以解决在这些环境中传播风险的具体问题。鉴于指导方针和屏障预防措施对政策制定者的重要性，为正在接受产生气溶胶程序的患者提供护理的卫生工作者提供保护，供资机构、卫生保健组织和政府应优先考虑促进这一领域的高质量研究。

支持信息

图S1。

入选研究的选择。

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797.s001

(TIF)

致谢

作者非常感谢Krystle Griffin对项目管理的支持;感谢Sheri Pohar、Vijay Shukla和Brian Hutton的批判性阅读和反馈。我们要感谢美国国际开发署为编写和出版这份文件提供的财政支持。CL Pessoa-Silva是世界卫生组织工作人员;她独自对本出版物中表达的观点负责，这些观点不一定代表世界卫生组织的决定、政策或观点。

作者的贡献

构思设计实验:KT KC MS CP-S JC。进行实验:KT KC MS CP-S JC。分析数据:KT KC MS CP-S JC。贡献试剂/材料/分析工具:KT KC MS CP-S JC。论文撰写:KT KC MS CP-S JC。

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