Een fantasie van virusvrije lucht

Meer dan twintig maanden na de pandemie is het duidelijk dat veel verplichte mitigatiestrategieën de overdracht van virussen niet significant voorkomen, of doe dat tegen een scherpe prijs. Vergrendelingen nog niet gestopt virus verspreidde zich over de hele wereld en is niet houdbaar vanwege enorme nevenschade. Er bestaat geen consistent bewijs van een voordeel van universele maskering, ondanks ongekende politisering en potentieel voor vooringenomenheid in wetenschappelijke studies.

Schoolsluitingen en leren op afstand zijn schadelijk en ineffectief, kinderen blijven een laag risico lopen voor ernstige ziekten en scholen zijn geen belangrijke oorzaak van uitbraken in de gemeenschap. Vaccins kunnen ernstige ziekten beperken, wat belangrijk is voor kwetsbare personen, maar zijn minder effectief in het voorkomen van infectie en overdracht dan immuniteit verkregen door infectie. Ondanks een gebrek aan overtuigend bewijs, hebben veel leiders voortzetten verplicht stellen onbewezen en onnodig beperkingen op een COVID-vermoeide bevolking.

Te midden van deze mislukkingen valt echter één effectieve COVID-19-mitigatiestrategie op:verbetering van de binnenventilatie. Het was al vrij vroeg in de pandemie bekend dat overdracht van SARS-CoV-2 buitenshuis was zeldzaam, en dat transmissie binnenshuis vaak werd geassocieerd met overvolle en slecht geventileerd spaties (hoewel dit leiders er niet van weerhield om annulerenbuitenevenementen en buitenbeperkingen verplicht stellen). Strategieën voor het verhogen van de ventilatie hebben 20 maanden van mislukte inspanningen overleefd, omdat sterk bewijs hun voortdurende ontwikkeling en bruikbaarheid ondersteunt.

Ventilatie: de NPI die werkt voor virussen in de lucht

In commerciële vliegtuigen - een voorbeeld van een sterk geventileerde binnenruimte - was de virusoverdracht ondanks drukke omstandigheden laag. Dit wordt toegeschreven aan het gedwongen maskeren van passagiers (helaas inclusief kinderen met een handicap). Ervaring in onder druk staande vliegtuigcabines 20-30 luchtwisselingen per uur (ACH), wat betekent dat alle lucht in een cabine elke 2-3 minuten wordt gefilterd en vervangen. Met dit ventilatieniveau is het vermogen van een persoon om een ​​persoon bloot te stellen aan een besmettelijke dosis, zelfs op de volgende stoel, vrij beperkt. Een klassiek voorbeeld van een uitbraak van commerciële vliegtuigen was in 1977, waar een enkele passagier met griep 72 procent van de andere passagiers op de vlucht heeft besmet. Deze buitengewone gebeurtenis vereiste een volledige storing van het ventilatiesysteem en een vertraging van drie uur op het asfalt. Als het ventilatiesysteem functioneel was geweest, zou de uitbraak nooit hebben plaatsgevonden.

Om een ​​idee te geven van hoe ventilatie de tijd tot infectieuze dosis verlengt in vergelijking met (typische) maskering met een doek, is hieronder een tabel gemaakt met behulp van modelberekeningen gemaakt door Dr Lisa Brosseau, een expert met meer dan 30 jaar ervaring in PBM en deeltjesfiltratie:

Hoewel deze tabel is gemaakt om het potentieel te illustreren van ademhalingstoestellen van hoge kwaliteit om de tijd tot infectieuze dosis te verkorten (voor werknemers in situaties met een hoog risico), kunt u ook de voordelen zien van verhoogde ventilatie. Naarmate ACH toeneemt, neemt de tijd tot infectieuze dosis veel significanter toe dan bij gezichtsbedekkingen, met verschillen die kunnen worden gemeten in uren voor ventilatie vergeleken met minuten voor maskeren.

Het verhogen van de ventilatie binnenshuis is een effectieve strategie omdat: Transmissie via de lucht is een belangrijke route voor de verspreiding van SARS-CoV-2, terwijl oppervlaktetransmissie dat niet is:. Het door de lucht verspreide virus kan urenlang in kleine aerosoldeeltjes gesuspendeerd blijven, waardoor typische gezichtsbedekkingen ondoeltreffend worden (en langdurig gebruik van Ademhalingstoestellen van het type N95 zijn gewoon niet praktisch). De 6 meter regel voor sociale afstand, gebaseerd op vroege schattingen van het oppervlak van grote druppels, wordt ook steeds willekeuriger in een luchttransmissiescenario. Deze feiten maken aanpassingen aan binnenventilatie en aantrekkelijke strategie voor bouwingenieurs die het risico op overdracht van virussen via de lucht willen verminderen.

Er zijn veel gebouwen waar deze strategie een groot verschil kan maken, zoals assistentiewoningen. Ziekenhuizen gebruiken deze strategieën al tot significant effect. Overal waar kwetsbare personen in grote aantallen samenkomen, kunnen ventilatiestrategieën worden overwogen die zijn ontworpen om de overdracht van respiratoire virussen tot een minimum te beperken.

Een steriele luchtpijpdroom

Maar, zoals bij elke mitigatiestrategie, kan wat kan worden gedaan ook overdreven zijn (dit kan een onofficieel motto zijn van de Amerikaanse pandemiereactie). In september publiceerde de Atlantic een artikel met de titel “Het plan om elk luchtwegvirus in één keer te stoppen. '

Het artikel begint met het schetsen van de historische vooruitgang op het gebied van sanitaire voorzieningen en zuivering van drinkwater bij het beëindigen van cholera-uitbraken en maatregelen die gericht zijn op muggen en broedgebieden van muggen die de dreiging van gele koorts en malaria tot een minimum hebben beperkt. De auteur vergelijkt deze inspanningen vervolgens met een gebrek aan zorg voor de ventilatie van gebouwen, een probleem dat wordt benadrukt door de COVID-19-pandemie en hoge transmissieniveaus in drukke en slecht geventileerde ruimtes, en past dezelfde logica toe: "We drinken geen besmet water . Waarom tolereren we het inademen van vervuilde lucht?”

“Het gaat niet alleen om COVID-19. De wetenschappers die de dreiging van het coronavirus in de lucht al vroeg onderkenden, deden dat omdat ze jarenlang bewijs hebben bestudeerd dat – in tegenstelling tot de conventionele wijsheid – veel voorkomende aandoeningen van de luchtwegen, zoals griep en verkoudheid, zich ook door de lucht kunnen verspreiden. We hebben verkoudheid en griep al lang geaccepteerd als onvermijdelijke feiten van het leven, maar zijn ze dat ook? Waarom zouden we de luchtstroom in onze gebouwen niet opnieuw ontwerpen om deze ook te voorkomen?”

Bouwingenieurs zijn van mening dat de maatregelen die tijdens de huidige pandemie worden gebruikt niet voldoende zijn: "De pandemie heeft in sommige scholen en werkplekken al geleid tot ad-hocoplossingen voor de binnenlucht: draagbare HEPA-filters, desinfecterende UV-lampen en zelfs gewoon open ramen." Maar in hun ogen zijn dit geen langetermijnoplossingen. "Moderne gebouwen hebben geavanceerde ventilatiesystemen om hun temperatuur comfortabel te houden en hun geuren aangenaam - waarom zouden we deze systemen niet gebruiken om ook de binnenlucht virusvrij te houden?"

Het is haar verdienste dat de auteur deze waarschuwing plaatst: "Niemand met wie ik sprak, dacht dat een gemiddelde school of kantoorgebouw zo streng gecontroleerd moet worden als een biocontainmentfaciliteit, maar als dat niet het geval is, hebben we een nieuwe en andere reeks minimumnormen nodig. ” Ze vergelijkt ook terecht de relatieve dreigingsniveaus van darmpathogenen – die ze eerder als analoog gebruikte – en COVID-19: “COVID-19 doodt een niet zo hoog percentage van zijn slachtoffers als cholera in de 19e eeuw. Maar het heeft meer dan 600,000 levens geëist in de VS Zelfs een typisch griepseizoen maakt dodelijke slachtoffers 12,000 tot 61,000 mensen per jaar. Heeft deze Spoedgevallen? Zo ja, wat zou er voor ons, collectief, nodig zijn om ze als zodanig te behandelen?”

Er zijn enkele voor de hand liggende belemmeringen voor het engineeren van elk gebouw met virusreinigende ventilatie: “De pandemie heeft duidelijk gemaakt dat Amerikanen het niet eens zijn over hoe ver ze bereid zijn te gaan om het coronavirus te onderdrukken. Als we er tijdens een pandemie niet toe kunnen komen dat mensen vaccins accepteren en maskers dragen, hoe komen we dan aan het geld en de wil om al onze ventilatiesystemen te vernieuwen?”

De echte problemen zijn dus de gebruikelijke verdachten: geld en de onwil van anderen om het probleem serieus te nemen. Maar, zoals menige strategie de afgelopen twee jaar is gerationaliseerd, waarom zou je het dan niet doen als het levens kan redden? “De veranderingen duren misschien te lang om van belang te zijn voor deze huidige pandemie, maar er zijn andere virussen die zich door de lucht verspreiden, en daar zal zijn meer pandemieën.”

Ik geloof - in overeenstemming met bouwingenieurs en binnenmilieuwetenschappers - dat het mogelijk is om ventilatiesystemen te ontwerpen die de lucht van alle luchtwegvirussen kunnen wassen. Ik ben het er ook mee eens dat dit een meetbaar voordeel kan hebben in één aspect van de menselijke gezondheid, aangezien de ziektelast van respiratoire virussen aanzienlijk is.

Maar, zoals Martin Kulldorff en anderen hebben geprobeerd de wereld eraan te herinneren dat volksgezondheid niet alleen gaat over het koste wat kost voorkomen van één infectieziekte, en er zijn potentiële kosten voor virusvrije lucht die niet zijn overwogen: wat als periodieke infecties door respiratoire virussen nodig zijn om algemene gezondheid van de mens behouden? Hadden de wonderen van schoon water en verbeterde sanitaire voorzieningen alleen maar duidelijke voordelen, zonder kosten?

Het voorbeeld van polio

Naast griep en pokken, polio werd ook beschouwd als een belangrijke virale ziekteverwekker van de 20e eeuw. Voor die tijd echter het werd niet als een grote bedreiging beschouwd. Er waren geen ernstige uitbraken. Het was niet alsof het virus niet bestond. Mensen waren al duizenden jaren besmet met polio. Maar met de komst van de industriële revolutie, onze relatie met het virus veranderde, evenals de ziekte die het veroorzaakte.

Polio is een zeer besmettelijk virus dat bij 90% van de mensen een asymptomatische (maar nog steeds overdraagbare) of zeer milde symptomatische infectie veroorzaakt. Het virus infecteert het maagdarmkanaal van de mens, hoewel het virus zich in sommige gevallen naar het zenuwstelsel verspreidt en kan leiden tot verlamming of de dood. Omdat zoveel mensen asymptomatisch zijn, kan het virus vele anderen infecteren voordat een verlamd geval wordt geïdentificeerd, waardoor het moeilijk te bevatten is. Het virus wordt overgedragen via de fecaal-orale route, via water en ander fecaal besmet materiaal.

Gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis konden mensen niet voorkomen dat ze besmet werden met het poliovirus. De meeste werden besmet tijdens de kindertijd. En aangezien bijna iedereen besmet was, hadden ze antistoffen, ook nieuwe moeders die die antistoffen voor de geboorte via de placenta aan hun kinderen doorgaven en daarna via borstvoeding. Kinderverlamming, hoewel nog steeds mogelijk, was relatief zeldzaam.

Maar toen verbeterde de sanitaire voorzieningen. Indoor sanitair, water en rioolwaterzuivering werden op grotere schaal toegepast. Gezinnen begonnen in schonere, minder drukke omstandigheden te leven. Mensen werden als baby niet meer blootgesteld aan polio. En toen oudere kinderen en jonge volwassenen polio kregen, kwamen zenuwbeschadiging en verlamming vaker voor. Sommige gevallen waren zo ernstig dat mensen verlamd raakten van het middenrif en de tussenribspieren, die essentieel zijn voor de ademhaling. Ze moesten kunstmatige beademing krijgen met een Drinker-beademingsapparaat, ook wel bekend als de Ijzeren long, totdat ze herstelden. Als ze hersteld zijn. Anderen leefden de rest van hun leven met gedeeltelijke verlamming.

Het poliovirus was niet langer een endemisch virus en bestond al duizenden jaren niet meer naast mensen zoals het zich had ontwikkeld. En waar het zijn endemische status verloor, kreeg het epidemisch potentieel. En deze epidemieën troffen toevallig welvarende mensen, aangezien schone omstandigheden een teken van rijkdom waren, en dus de rijken minder kans hadden om vanaf hun kindertijd immuun te zijn voor polio. 

Omdat het onmogelijk was om te voorspellen waar en wie polio zou kunnen toeslaan, strikt maatregelen werden genomen om blootstelling aan polio te voorkomen. Begin jaren vijftig werden zwembaden en stranden gesloten voor de zomer, op het hoogtepunt van de ergste polio-epidemie in de Verenigde Staten. Kinderen moesten uit de buurt van drukte blijven en werden vaak verbannen uit openbare plaatsen. Er gingen gekke geruchten dat frisdranken of veranderingen in temperatuur of weer de ziekte zouden verspreiden. Mensen weigerden elkaar de hand te schudden. Maar mensen hoefden geen horrorverhalen te horen om hun gedrag te manipuleren, ze waren ooggetuigen, en het zien van hun buurman die een kind verloor aan polio was al het bewijs dat nodig was om voorzichtig gedrag aan te moedigen.

Net als bij pokken, was het enige dat een einde maakte aan de polio-uitbraken een terugkeer naar de immuniteit van de bevolking - verzachtende maatregelen waren veel minder effectief en vertraagden alleen onvermijdelijke uitbraken. Net als bij pokken, bevolkingsimmuniteit werd verhoogd door massale vaccinatie. Aangezien poliovaccins langdurige immuniteit verlenen, is polio niet langer een probleem in ontwikkelde landen, hoewel het, in tegenstelling tot pokken, nog moet worden uitgeroeid.

Een gevolg van gezuiverde binnenlucht: verhoogde immuunonwetendheid

De daaropvolgende opkomst van polio-epidemieën met verbeterde sanitaire voorzieningen suggereert dat alleen omdat een vooruitgang in de volksgezondheid onmiddellijke en duidelijke voordelen heeft, dit niet betekent dat er geen kosten zullen zijn die niet onmiddellijk of duidelijk zijn.

Dit geldt ook voor binnenomgevingen: hoe "schoner" het binnenmilieu is waaraan kinderen worden blootgesteld, hoe groter de kans dat ze later in het leven chronische ontstekingsziekten ontwikkelen. Dit is aangetoond in een aantal onderzoeken waarin geografisch en genetisch vergelijkbare populaties met verschillende thuisomgevingen.

Kinderen die zijn grootgebracht in omgevingen die hen blootstellen aan een verscheidenheid aan bacteriën, lijken een immuunsysteem te hebben dat is "opgeleid" om die bacteriën en andere biologische microdeeltjes te verdragen, terwijl kinderen in "schone" omgevingen een immuunsysteem hebben dat kan worden omschreven als "onwetend" en dus meer kans om te overreageren.

Het is mogelijk dat respiratoire virale infecties ook enig ontwikkelingsvoordeel hebben, maar dit veld staat nog in de kinderschoenen. Elk levend wezen is samen met virussen geëvolueerd (mensen zijn vaak besmet met virussen zonder dat ze zich ervan bewust zijn), en dus is het niet moeilijk om te geloven dat het voorkomen van alle respiratoire virale infecties ook latente kosten met zich mee kan brengen. 

Een mogelijke kostenpost is een verlies van immuungeheugen voor respiratoire virussen. Leven in virusvrije lucht zou niet alleen leiden tot verminderde specifieke antivirale immuniteit, het zou ook heterologe of kruisimmuniteit elimineren. Heterologe immuniteit wordt gedefinieerd als de inductie van een immuunrespons op een niet-verwant pathogeen/antigeen bij blootstelling aan een ander pathogeen/antigeen.

Veel werkende ouders hebben ervaring met heterologe immuniteit, en soms een gebrek daaraan, vaak zonder het te beseffen. Wanneer een eerstgeboren kind naar de kinderopvang gaat, weken tot maanden oud, breekt de microbiële hel los (of zo lijkt het tenminste). De baby is de hele tijd ziek, en de ouders ook. Dit kan maanden aanhouden en is vooral erg tijdens het koude- en griepseizoen.

Maar volgend jaar wordt het beter. En met een tweede kind wordt niet iedereen zo ziek, en dat is niet alleen een verzinsel van de ouders. Dat komt omdat het immuungeheugen is verworven door de ouders en de oudere broer of zus dat beschermt tegen dezelfde verkoudheids- en griepvirussen, en ook een zekere mate van kruisbescherming biedt tegen andere virussen met vergelijkbare eigenschappen. De tweede baby wordt ook niet zo ziek, omdat hij/zij enige bescherming krijgt tegen moeders antistoffen en minder infecties van hun eigen immuunversterkte familie.

De pandemie heeft het concept van heterologe immuniteit bij veel niet-immunologen geïntroduceerd. Lymfocyten die vóór de pandemie uit individuen werden geïsoleerd, waren: nog steeds kruisreactief bevonden met delen van SARS-CoV-2-eiwitten. Hoewel de microben die deze kruisreactieve cellen oorspronkelijk hebben geactiveerd, niet zijn geïdentificeerd, kunnen het andere circulerende coronavirussen zijn. Heterologe immuniteit beschermde waarschijnlijk ook sommige mensen tijdens de 1918 Spaanse grieppandemie— degenen die werden beschermd na herstel van een eerdere, minder dodelijke stam, en oudere mensen die mogelijk werden beschermd door langdurige immuniteit tegen eerdere griepepidemieën.

Dit roept enkele belangrijke vragen op over de nadelen van een volledige herziening van het huidige gebouwontwerp om veelvoorkomende luchtweginfecties te elimineren. Zelfs als brede toepassing van deze plannen haalbaar zou zijn, zou het potentiële verlies van kruisimmuniteit bij gezonde individuen de moeite waard zijn? Net zoals niet-farmaceutische interventies de virale verspreiding in de huidige pandemie alleen hebben vertraagd (als ze enig effect hebben gehad), zouden deze maatregelen dan niet alleen het onvermijdelijke vertragen?

Zelfs als veel gebouwen schone, virusvrije lucht hebben, zullen er altijd plaatsen zijn die dat niet hebben, voornamelijk in oudere gebouwen die geconcentreerd zijn in oudere gebieden met hogere armoedecijfers. Net als bij polio zou dit epidemieën onder de rijken zelfs kunnen vergroten als bepaalde ademhalingsvirussen manieren ontwikkelen om moderne bouwtechniek te overwinnen.

Nieuwe vaccins zouden kunnen bijdragen aan immuniteit en kruisimmuniteit, zoals bij polio, maar deze zijn minder effectief geweest voor respiratoire virussen. En als de auteur van de Atlantische Oceaan artikel genoemd, kunnen we het niet eens worden over maskers en vaccins, zelfs niet tijdens een pandemie. Het is onwaarschijnlijk dat veel mensen bereid zouden zijn zich te laten vaccineren tegen elk verkoudheids- en griepvirus voor een normale seizoensverspreiding als ze gezond zijn en weinig risico lopen. En waarom zouden ze? Hetzelfde geldt voor gebouwontwerpers die alle nieuwe gebouwen zodanig ontwerpen dat ze virusvrij en energiezuinig zijn. In dit geval is de wil om te handelen misschien niet nodig, zelfs zonder rekening te houden met mogelijke nadelen.

In onze huidige door veiligheidscultuur gestuurde pandemiereactie wordt elk infectierisico als onaanvaardbaar beschouwd, en degenen die wijzen op mogelijke kosten van beperkende maatregelen worden als onverantwoordelijk en gevaarlijk bestempeld. Veiligheidsaanbidding en bouwingenieurs kunnen echter het ouderwetse gezond verstand tenietdoen, maar ze kunnen onze eigen biologie niet negeren. Het oude gezegde overleeft ondanks onze inspanningen; in het geval van seizoensgebonden verkoudheids- en griepvirussen, wat je niet doodt, maakt je nog steeds sterker.

Opnieuw gepost van de auteur blog