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无病毒空气的幻想

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大流行已过去 XNUMX 多个月,很明显,许多强制性缓解策略并不能显着阻止病毒传播,或者 以高昂的价格这样做. 封锁 没有 停止 病毒在世界范围内传播,并且是不可持续的,因为 巨大的附带损害。 有 尽管前所未有的政治化,但没有一致的证据表明普遍戴口罩的好处 和 科学研究中存在偏见的可能性.

学校停课和远程学习是有害且无效的,因为 儿童仍然处于低风险 严重疾病和学校不是社区爆发的主要驱动因素。 疫苗可能会限制严重的疾病,这对弱势个体很重要,但在预防感染和传播方面不如疫苗有效 感染获得的免疫力. 尽管缺乏令人信服的证据,但许多领导人 继续 强制 未经证实 和 不必要 对 COVID 疲劳人群的限制。

然而,在这些失败中,一种有效的 COVID-19 缓解策略脱颖而出——改善室内通风. 在大流行的早期就知道 SARS-CoV-2 的户外传播很少见,并且室内传播经常与拥挤和 通风不良 空格(尽管这并没有阻止领导者 取消户外活动 和 强制户外限制)。 增加通风的策略在 20 个月的失败努力中幸存下来,因为强有力的证据支持它们的持续发展和实用性。

通风:适用于空气传播病毒的 NPI

在商用飞机中——高度通风的室内空间的一个例子——尽管环境拥挤,但病毒的传播率一直很低。 这归因于对乘客的强制蒙面 (不幸的是,包括 残疾儿童)。 然而,加压飞机客舱体验 每小时换气 20-30 次 (ACH),这意味着机舱内的所有空气将每 2-3 分钟进行一次过滤和更换。 在这种通风水平下,即使在下一个座位上,一个人将个人暴露于感染剂量的能力也非常有限。 商用飞机爆发的一个典型例子是 1977 年, 一名感染流感的乘客感染了航班上 72% 的其他乘客. 这一非同寻常的事件需要通风系统完全失效并在停机坪上延误三个小时。 如果通风系统正常工作,就不会爆发疫情。

为了了解与布(典型)掩蔽相比,通风如何增加感染剂量的时间,下表是使用创建的模型计算创建的表格 丽莎·布罗索博士,在 PPE 和颗粒过滤方面拥有 30 多年经验的专家:

尽管创建此表是为了说明高质量呼吸器减少感染剂量时间的潜力(对于处于高风险情况下的工人),但您也可以看到增加通风的优势。 随着 ACH 的增加,感染剂量的时间比使用面罩的情况显着增加,其差异可以以通风的小时数与掩蔽的分钟数来衡量。

增加室内通风是一种有效的策略,因为 空气传播是 SARS-CoV-2 传播的重要途径而表面传输不是. 空气传播的病毒可能会在小气溶胶颗粒中悬浮数小时,使典型的面罩失效(并延长使用 N95型口罩根本不实用)。 社交距离的 6 英尺规则,基于对大液滴表面的早期估计, 也变得越来越随意 在空中传输场景中。 这些事实使室内通风的调整和 有吸引力的策略 适用于寻求降低空气传播病毒传播风险的建筑工程师。

有许多建筑物,这种策略可以产生很大的不同, 例如辅助生活设施医院已经采用了这些策略 起到显着的作用。 任何易感人群聚集的地方都可以考虑采用旨在最大程度减少呼吸道病毒传播的通风策略。

无菌空气管梦想

但是,与任何缓解策略一样,可以做的事情也可能做得过火(这可能是美国应对大流行病的非官方座右铭)。 XNUMX 月,大西洋月刊发表了一篇题为《立即阻止所有呼吸道病毒的计划设立的区域办事处外,我们在美国也开设了办事处,以便我们为当地客户提供更多的支持。“

文章首先概述了卫生和饮用水净化在结束霍乱爆发方面的历史进展,以及针对蚊子和蚊子繁殖栖息地的措施,以最大限度地减少黄热病和疟疾的威胁。 然后,作者将这些努力与缺乏对建筑通风的关注进行了比较,这一问题在 COVID-19 大流行以及在拥挤和通风不良的空间中的高水平传播突出显示,并应用了相同的逻辑:“我们不喝受污染的水. 为什么我们要忍受呼吸受污染的空气?”

“这不仅仅是关于 COVID-19。 早期认识到空气传播冠状病毒威胁的科学家之所以这样做,是因为他们花了数年时间研究证据——与传统观念相反——流感和感冒等常见呼吸道疾病也可以通过空气传播。 我们早就接受感冒和流感是生活中不可避免的事实,但它们是吗? 为什么不重新设计我们建筑物中的气流来防止它们呢?”

建筑工程师认为,在当前大流行期间采取的措施是不够的:“大流行已经促使在一些学校和工作场所对室内空气进行临时修复:便携式 HEPA 过滤器、消毒紫外线灯,甚至只是打开窗户。” 但在他们看来,这些都不是长久之计。 “现代建筑拥有先进的通风系统,以保持舒适的温度和宜人的气味——为什么不使用这些系统来防止室内空气中的病毒呢?”

值得称赞的是,作者提出了这样的警告:“与我交谈的人中没有人认为普通学校或办公楼必须像生物防护设施那样受到严格控制,但如果不是,那么我们需要一套新的不同的最低标准。 ” 她还正确地比较了肠道病原体的相对威胁水平(她之前曾将其用作类似物)和 COVID-19:“COVID-19 杀死的受害者比例不如 19 世纪的霍乱。 但它已经在美国夺走了超过 600,000 人的生命 即使是典型的流感季节也会导致死亡 每年 12,000 至 61,000 人。 它 这些 紧急情况? 如果是这样,我们将采取什么措施集体对待他们?”

为每栋建筑配备净化病毒的通风系统都存在一些明显的障碍:“大流行已经清楚地表明,美国人在他们愿意在多大程度上抑制冠状病毒方面意见不一。 如果我们不能让人们在大流行中接受疫苗并戴上口罩,我们如何获得资金和意愿来改造我们所有的通风系统?”

因此,真正的问题是通常的嫌疑人——金钱和其他人不愿认真对待这个问题。 但是,在过去两年中,许多战略已经合理化,如果它可以挽救生命,为什么不去做呢? “对于当前的大流行来说,这些变化可能需要很长时间才能产生影响,但还有其他病毒通过空气传播,而且  更多的流行病。”

我相信——与建筑工程师和室内环境科学家一致——可以设计出能够清除空气中所有空气传播呼吸道病毒的通风系统。 我也同意这可能对人类健康的一个方面产生可衡量的好处,因为呼吸道病毒的疾病负担很重。

然而,正如 马丁·库尔多夫 和其他人试图提醒世界,公共卫生不仅仅是不惜一切代价预防一种传染病,而且没有考虑到无病毒空气的潜在成本:如果需要定期感染呼吸道病毒怎么办?维持人类整体健康? 清洁水和改善卫生设施的奇迹是否只有明显的好处,没有成本?

小儿麻痹症的例子

除了流感和天花, 脊髓灰质炎 也被认为是20世纪的主要病毒病原体。 然而,在那之前, 它不被认为是一个主要威胁. 没有严重的爆发。 这并不是说病毒不存在。 几千年来,人们一直感染脊髓灰质炎。 但随着工业革命的到来, 我们与病毒的关系发生了变化,它引起的疾病也发生了变化.

脊髓灰质炎是一种高度传染性的病毒,它会在 90% 的人中导致无症状(但仍可传播)或症状非常轻微的感染。 该病毒会感染人类的​​胃肠道,但在某些情况下,该病毒会传播到神经系统,并可能导致瘫痪或死亡。 由于很多人没有症状,病毒可以在发现瘫痪病例之前感染许多其他人,因此难以控制。 病毒通过粪口途径、水和其他粪便污染材料传播。

在人类历史的大部分时间里,人们都无法避免感染脊髓灰质炎病毒。 大多数在婴儿期被感染。 而且由于几乎每个人都被感染了,她们都有抗体,包括新妈妈,她们在出生前通过胎盘和之后的母乳喂养将这些抗体传给她们的孩子。 婴儿麻痹虽然仍有可能发生,但相对罕见。

但后来卫生状况有所改善。 室内管道、水和污水处理得到更广泛的采用。 家庭开始生活在更清洁、不那么拥挤的环境中。 人们不再在婴儿时期接触脊髓灰质炎。 当年龄较大的儿童和年轻人患上小儿麻痹症时,神经破坏和瘫痪变得更加频繁。 有些病例非常严重,以致于膈肌和肋间肌麻痹,这对呼吸至关重要。 他们必须使用 Drinker 呼吸器进行人工呼吸,也称为 铁肺,直到他们康复。 如果他们康复了。 其他人则在余生中部分瘫痪。

脊髓灰质炎病毒不再是一种地方性病毒,并且不再像它数千年来的进化方式那样与人类共存。 在它失去流行状态的地方,它获得了流行的潜力。 而这些流行病恰好袭击了富人,因为清洁的环境是财富的标志,因此富人不太可能从婴儿期就对小儿麻痹症免疫。 

因为无法预测小儿麻痹症会在哪里和谁会发作,所以严格 已采取措施避免接触脊髓灰质炎. 游泳池和海滩在 1950 年代初的夏季关闭,当时美国脊髓灰质炎疫情最严重。 儿童不得不远离人群,并且经常被禁止进入公共场所。 有疯狂的谣言说软饮料或温度或天气的变化正在传播这种疾病。 人们拒绝握手。 然而,人们不需要听恐怖故事来操纵他们的行为,他们是目击者,看到他们的邻居因小儿麻痹症而失去一个孩子是鼓励谨慎行为所需的全部证据。

与天花一样,结束脊髓灰质炎暴发的唯一方法是恢复人群免疫力——缓解措施的效果要差得多,只能推迟不可避免的暴发。 与天花一样, 通过大规模接种疫苗提高了人群免疫力. 由于脊髓灰质炎疫苗具有长期免疫力,因此脊髓灰质炎在发达国家不再是一个问题,尽管与天花不同,它尚未被根除。

净化室内空气的后果:增加免疫无知

随着卫生条件的改善,随后脊髓灰质炎流行病的增加表明,仅仅因为公共卫生的进步具有直接和明显的好处,并不意味着不会有不直接或不明显的成本。

室内环境也是如此——儿童接触的室内环境越“干净”, 他们越有可能在以后的生活中患上慢性炎症性疾病. 这已在多项比较研究中得到证实 地理上和遗传上 相似的人群 不同的家庭环境.

在使他们暴露于各种细菌的环境中长大的儿童似乎具有被“教育”以耐受这些细菌和其他生物微粒的免疫系统,而在“清洁”环境中的儿童具有可以被描述为“无知”和因此更有可能反应过度。

呼吸道病毒感染可能也有一些发展益处,但该领域还处于起步阶段。 每个生物都与病毒共同进化(人类经常在不知不觉中感染病毒),因此相信预防所有呼吸道病毒感染也可能有潜在成本并不是一件容易的事。 

一个潜在的成本是对呼吸道病毒的免疫记忆丧失。 生活在无病毒空气中不仅会导致特异性抗病毒免疫降低,还会消除异源或交叉免疫。 异源免疫 被定义为在暴露于不同病原体/抗原时诱导对不相关病原体/抗原的免疫反应。

许多在职父母都有过异源免疫的经验,有时甚至缺乏这种免疫,而且往往没有意识到这一点。 当第一个出生的孩子在几周到几个月大的时候进入日托中心时,所有的微生物地狱都会破裂(或者至少看起来像这样)。 宝宝一直生病,父母也一样。 这种情况可能会持续数月,在感冒和流感季节尤其严重。

然而,明年,情况会好转。 有了第二个孩子,每个人都不会生病,这不仅仅是父母的想象。 这是因为父母和年长的兄弟姐妹已经获得了免疫记忆,可以防止相同的感冒和流感病毒,并且还提供一定程度的交叉保护,以防止具有相似特性的其他病毒。 第二个婴儿也没有那么病,因为他/她得到了母亲抗体的一些保护,并且他们自己的免疫增强家庭的感染更少。

大流行向许多非免疫学家引入了异源免疫的概念。 在大流行之前从个体中分离的淋巴细胞是 仍然发现与部分 SARS-CoV-2 蛋白有交叉反应. 尽管尚未确定最初激活这些交叉反应细胞的微生物,但它们可能是其他循环中的冠状病毒。 异源免疫也可能保护一些人 在 1918年西班牙流感大流行——那些从较早的、较不致命的毒株中恢复后受到保护的人,以及可能受到以前流感流行病的长期免疫力保护的老年人。

这引发了一些重要问题,即彻底改革当前建筑设计以消除常见的呼吸道病毒感染的不利影响。 即使广泛采用这些计划是可行的,健康个体潜在的交叉免疫损失是否值得? 就像非药物干预措施仅在当前大流行中延缓了病毒传播(如果它们有任何影响),这些措施难道不会延缓不可避免的事情吗?

即使许多建筑物拥有干净、无病毒的空气,也总会有一些地方没有,主要是集中在贫困率较高的老区的老建筑中。 与脊髓灰质炎一样,一旦某些呼吸道病毒进化出克服现代建筑工程的方法,这实际上可能会增加富人的流行病。

与脊髓灰质炎一样,新型疫苗可能有助于免疫和交叉免疫,但这些疫苗对呼吸道病毒的效果较差。 并且作为作者 大西洋 文章提到,即使在大流行期间,我们也无法就口罩和疫苗达成一致。 如果身体健康且风险低,许多人不太可能愿意为每一种感冒和流感病毒接种疫苗以进行正常的季节性传播。 他们为什么要这样做? 对于建筑设计师来说,将所有新建筑设计成无病毒和节能也是如此。 在这种情况下,即使不考虑潜在的不利因素,也可能不需要采取行动的意愿。

在我们当前以安全文化驱动的大流行应对措施中,任何感染风险都被认为是不可接受的,那些强调缓解措施潜在成本的人被贴上不负责任和危险的标签。 然而,安全崇拜和建筑工程师可能会超越老式的常识,但他们不能超越我们自己的生物学。 尽管我们尽了最大的努力,但那句古老的格言仍然存在; 在季节性感冒和流感病毒的情况下,没有杀死你的东西仍然会让你变得更强壮。

转载自作者 新闻



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如需转载,请将规范链接设置回原始链接 褐石研究所 文章和作者。

作者

  • 史蒂夫邓普顿

    Steve Templeton,布朗斯通研究所高级学者,印第安纳大学医学院微生物学和免疫学副教授 - 特雷霍特。 他的研究重点是对机会性真菌病原体的免疫反应。 他还曾在州长罗恩·德桑蒂斯 (Ron DeSantis) 的公共卫生诚信委员会任职,并且是“关于 COVID-19 委员会的问题”一书的合著者,该文件提供给以大流行病应对为重点的国会委员会成员。

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