Evaluación de riesgos de infección por SARS-CoV-2 en ambientes interiores

En un estudio reciente bajo revisión en Scientific Reports y publicado en campo de búsqueda* Servidor de preimpresión, los investigadores evaluaron el riesgo de infección por SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2) para escenarios internos.

estancia: Transmisión del coronavirus y sus variantes de personas infectadas en ambientes interiores. Crédito de la imagen: Elizaveta Galicia/Shutterstock

antecedentes

Además de los eventos de superpropagación, los eventos de riesgo bajo y medio también contribuyen al aumento del riesgo de infección por SARS-CoV-2 en el ambiente interior. Esto probablemente se deba a que la vía del aerosol, incluidas las gotas y sus residuos, es la principal vía de transmisión de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19).

Varios modelos han estimado los riesgos que plantea el SARS-CoV-2 en ambientes interiores. Sin embargo, los modelos previos de un solo golpe no trataron la inhalación de gotitas como un proceso separado, lo que generó desafíos para correlacionar la carga viral en individuos infectados con la probabilidad de depósito pulmonar en el individuo susceptible. El modelo dual de Poisson estima la probabilidad de que un individuo inhale al menos una gota para depositar el virus en los pulmones y establecer la infección por SARS-CoV-2.

Además, los modelos de riesgo anteriores suponían un diámetro de gota final constante porque la evaluación precisa de la evaporación de gotas que contienen sales no volátiles es un proceso complejo. Sin embargo, el modelo de estudio actual abordó el mecanismo de dispersión a través del proceso de difusión turbulenta dependiente de la ventilación.

En otras palabras, el estudio actual aborda el eslabón perdido entre cómo la carga viral mejorada aumenta la transmisibilidad de la enfermedad a través de la vía del aerosol después de acoplar la carga viral a la mecánica del aerosol.

sobre estudiar

En el estudio actual, los investigadores utilizaron un problema estándar de riesgo de infección por inhalación para demostrar la aplicabilidad del modelo de evaporación-asentamiento-dispersión.

utilizar 50 m³ Tasa de cambio de aire habitación 0,5 horas ^-1 Emitieron 1200, 100, 6,2 y 1,7 gotas de 4,2 μm, 9 μm, 14,6 μm y 18,8 μm, respectivamente, durante la tos. Asumieron una carga útil de SARS-CoV-2 de 5 x 10 ⁶ hasta 5×10 ¹⁰ Copias de ARN/ml con 0,1 h ^-1 tasa de desactivación.

Vida útil de las gotas en un ambiente interior típico

Los investigadores establecieron la relación entre la carga viral y el grado de propagación del SARS-CoV-2 mediante el cálculo del tiempo de exposición necesario para lograr un riesgo individual para un evento de exhalación determinado, incluida la respiración, el habla, la tos y los estornudos. Incorporaron varios factores que probablemente influyan en las tasas de propagación del virus, como el uso de máscaras, el efecto de la temperatura ambiente, la humedad relativa (HR) y la calidad del aire interior. Además, consideraron las características de las emisiones exhaladas, como la distribución del tamaño de las gotas, la frecuencia de emisión y la concentración de virus en las gotas emitidas.

El contenido de sólidos en la saliva/gotitas, independientemente de las condiciones ambientales, afecta el tamaño de las gotitas en equilibrio. En consecuencia, los investigadores asumieron un contenido sólido de 8 g/L y modelaron con precisión la evaporación de las gotas junto con otros procesos. Es importante destacar que no creían que las gotas se mezclaran instantáneamente en el ambiente de la habitación y fueran responsables del efecto de turbulencia causado por la ventilación para simular la dinámica de las gotas en la habitación.

Diferentes variantes de SARS-CoV-2 infectan diferentes partes del sistema respiratorio, por ejemplo, Omicron infecta y se multiplica más rápido en los bronquios que la variante delta. Por lo tanto, los investigadores tomaron en cuenta los eventos de depósito bronquial y pulmonar.

Compare las predicciones de riesgo del modelo de estudio actual con las de Nicas et al. Es de destacar que Nicas et al. El primer modelo integral para estudiar la vía de infección por aerosol se propuso en 2005.

Resultados

Durante 10 minutos en un ambiente interior, cuando la carga viral aumentó de 2×10 ⁸ Copie ARN/ml a 2 x 10 ¹⁰ copias de ARN/ml, el riesgo de infección por SARS-CoV-2 aumentó rápidamente del 1 al 50%. El riesgo de infección se mantuvo por debajo del 1 % para cargas virales inferiores a 10 . ⁸ Copie ARN/ml durante una hora en interiores.

Donde la carga viral superó los 10 ¹⁰ Transcritos de ARN/ml, el modelo predijo una transición suave al riesgo acercándose a un valor más alto y alcanzando la saturación. Dado que las variantes SARS-CoV-2 Delta y Omicron producen una carga viral más alta que las antiguas variantes de SARS-CoV-2 de tipo salvaje, el modelo de estudio justificó la mayor transmisibilidad observada para estas variantes. Dado que la gravedad real de la enfermedad está relacionada con la infección de la variante, el estudio actual mostró que el riesgo de infección depende de la carga viral, independientemente de las variantes.

El modelo también exploró el efecto de la tasa de ventilación en el riesgo de infección en interiores. Cuando el AER se incrementó de 0,5 h ^-1 hasta 10 horas ^-1 Durante 10 minutos de tiempo de exposición, el riesgo de una sola infección disminuyó en aproximadamente un orden. Una explicación razonable es que la ventilación elimina los virus del ambiente interior; Sin embargo, cuando aumenta la carga viral, el efecto de la ventilación mejorada disminuye porque las partículas más pequeñas también contribuyen al riesgo.

La salud reproductiva circundante tuvo poco efecto sobre el riesgo de infección por SARS-CoV-2. Por lo tanto, una humedad relativa más alta resultó en tamaños de gota más grandes con una vida útil reducida y, por lo tanto, un riesgo reducido de infección. La variación observada en la vida útil de las gotas con HR solo fue significativa para partículas entre 20 y 80 μm. Debido a la evaporación y la gravedad, las partículas a granel se redujeron a ~1/5 del tamaño original.

Conclusiones

El estudio destaca notablemente la importancia de desplegar máscaras, filtros de aire y ventilación exterior para mitigar el riesgo de infección por SARS-CoV-2. El modelo de estudio también parece atractivo para evaluar la rentabilidad del despliegue de tecnología. De todos los parámetros examinados, la carga viral pareció tener el mayor efecto y se relacionó con el tipo de variante. El análisis mostró que la carga viral y los principios de la física de aerosoles gobiernan la deposición viral en los pulmones.

En general, el estudio proporcionó una valiosa adición al tema de la evaluación del riesgo de enfermedades transmitidas por el aire.

*Nota IMPORTANTE

campo de búsqueda Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, orientar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.